KR20010111524A - 볼스크류를 이용한 높이측정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼스크류에 의해 측정하고자 하는 대상물의 접촉을 감지하여 높이를 측정하는 기술이다.

상기 서보모터를 구동하여 상기 엔코더에 의해 상기 서보모터의 회전에 따른 펄스수를 측정하고, 상기 서보모터 구동시 상기 측정바를 고속으로 하강시켜 상기 측정바에 부착된 상기 접촉센서의 온상태를 센싱하며, 상기 접촉센서가 측정대상물을 센싱할 시 상기 서보모터의 구동을 정지 시킨 후 저속으로 상기 측정바를 상승시키고, 상기 접촉센서가 오프될 시 미리 설정된 엔코더 펄스수에서 상기 측정한 엔코더 펄스수를 감산하여 상기 감산한 결과 펄스수값에 1펄스당 실제거리를 승산하여 측정대상물의 높이를 산출하여 표시하도록 한다.

Description

볼스크류를 이용한 높이측정장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR MEASURING HEIGHT BY USED BALLSCREW THEREFOR}

본 발명은 볼스크류를 이용한 높이측정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 볼스크류에 의해 측정하고자 하는 대상물의 접촉을 감지하여 높이를 측정하는 높이측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

통상적으로 특정대상물의 높이를 측정하기 위해서는 인위적으로 눈금자를 이용하여 측정하거나 기구물로 이루어진 높이측정장치에 물건을 올려 놓은 후 사람이인위적으로 대상물의 상단까지 눈금자를 읽을 수 있도록 하여 높이를 측정하였다.

그런데 이와 같은 특정 대상물의 높이를 측정하기 위해서는 사람이 인위적으로 물건을 올려놓고 수동으로 높이를 측정하므로 대상물의 높이를 측정하는데 번거로운 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 높이를 측정하고자 하는 대상물을 올려놓을 시 자동으로 높이를 측정하여 표시하는 높이측정장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼스크류를 이용한 대상물 높이측정장치에 있어서, 소정의 모터구동신호에 의해 구동되어 상기 볼스크류를 회전시키는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전수를 측정하기 위한 엔코더와, 대상물의 높이를 센싱하기 위한 접촉센서가 부착되어 있으며, 상기 서보모터가 구동될 때 상기 볼스크류를 따라 고속하강 이동하고, 상기 접촉센서에 의해 대상물이 접촉되면 저속으로 상승 이동하는 측정바와, 상기 서보모터의 회전축과 연결되어 상기 서보모터와 연동되어 회전할 시 상기 측정바를 상하로 이동하도록 하는 볼스크류와, 외부로부터 대상물측정 시작신호가 입력되면 모터구동신호를 출력하고, 상기 접촉센서에 의해 센싱이 되면 모터구동 차단신호를 출력하고 측정대상물의 높이를 연산하여 표시하도록 하는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 모터구동신호에 의해 구동되어 상기 볼스크류를 회전시키는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전수를 측정하기위한 엔코더와, 대상물의 높이를 센싱하기 위한 접촉센서가 부착되어 있으며, 상기 서보모터가 구동될 때 상기 볼스크류를 따라 고속하강 이동하고, 상기 접촉센서에 의해 대상물이 접촉되면 저속으로 상승 이동하는 측정바와, 상기 서보모터의 회전축과 연결되어 상기 서보모터와 연동되어 회전할 시 상기 측정바를 상하로 이동하도록 하는 볼스크류와, 외부로부터 대상물측정 시작신호가 입력되면 모터구동신호를 출력하고, 상기 접촉센서에 의해 센싱이 되면 모터구동 차단신호를 출력하고 측정대상물의 높이를 연산하여 표시하도록 하는 제어부를 구비한 장치를 이용한 대상물높이 측정방법에 있어서, 상기 서보모터를 구동하여 상기 엔코더에 의해 상기 서보모터의 회전에 따른 펄스수를 측정하는 과정과, 상기 서보모터 구동시 상기 측정바를 고속으로 하강시켜 상기 측정바에 부착된 상기 접촉센서의 온상태를 센싱하는 과정과, 상기 접촉센서가 측정대상물을 센싱할 시 상기 서보모터의 구동을 정지 시킨 후 저속으로 상기 측정바를 상승시키는 과정과, 상기 측정바를 상승시켜 상기 접촉센서가 오프될 시 미리 설정된 엔코더 펄스수에서 상기 측정된 서보모터의 회전에 따른 엔코더 펄스수를 감산하는 과정과, 상기 감산한 결과 펄스수값에 1펄스당 실제거리를 승산하여 측정대상물의 높이를 산출하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 물체높이를 측정하기 위한 기구물 구조도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 접촉센서의 상세구조도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물체높이를 측정하기 위한 제어부(16)의 제어 흐름도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 물체높이를 측정하기 위한 기구물 구조도이다.

도 1a는 측정바(22)가 초기상태로 상승되어 있는 상태를 나타낸 도면이고,

도 1b는 측정바(22)가 측정대상물에 접촉되어 하강된 상태를 나타낸 도면이다.

서보모터(10)는 모터구동신호에 의해 구동되어 볼스크류(24)를 회전하도록 한다. 엔코더(12)는 상기 서보모터(10)의 회전수를 측정하여 제어부(16)로 인가한다. 볼스크류(24)는 상기 서보모터(10)의 회전축과 연결되어 상기 서보모터(10)와 연동되어 회전할 시 측정바(22)를 상하로 이동하도록 한다. 측정바(22)는 서보모터(10)가 구동될 때 볼스크류(24)를 따라 고속하강 이동하고, 접촉센서(18)에 의해 대상물이 접촉되면 저속으로 상승 이동한다. 접촉센서(18)는 상기 측정바(22)에 고정되어 있으며, 상기 측정바(22)가 하강하여 측정대상물에 접촉되는 것을 감지하여 제어부(16)로 인가하게 되는데, 측정대상물과 접촉시 압력에 의해 상하로 완충영역이 있는 구조를 갖는다. 상기 볼스크류(24)가 회전하면 측정바(22)가 상하로 이동하도록 하는 구조를 갖는다. 제어부(16)는 외부로부터 대상물측정시작신호가 입력되면 모터구동신호를 출력하고, 접촉센서(18)에 의해 센싱이 되면 모터구동 차단신호를 출력하고 물체의 높이를 연산하도록 한다. 표시부(14)는 상기 제어부(16)에 의해 측정대상물의 측정된 높이를 표시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 접촉센서의 상세구조도이다.

하우징 내부공간의 상단에 스위치 접점(20a, 20b)이 설치되고, 상기 하우징 내부공간의 양단에 스프링이 각각 설치되며, T자모양의 접촉바(26)가 상기 양단에 설치된 스프링에 접촉되도록 하여 T자모양의 접촉바(26)가 대상물에 접촉될 시 상기 접촉바(26)의 상단에 형성된 스위치 접점(21a, 21b)과 상기 스위칭 접점(20a, 20b)이 설정된 시간동안 접촉되는 구조를 갖는다. 이러한 접촉센서(18)는 완충영역이 있어 측정대상물의 실제위치보다 더 하강하도록 되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물체높이를 측정하기 위한 제어부(16)의 제어 흐름도이다.

상술한 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

도 1과 같이 높이를 측정하고자 하는 측정대상물(30)을 올려놓은 후 측정을 시작하도록 제어부(16)로 대상물측정 시작신호를 입력시키면 도 3의 101단계에서 모터구동신호를 출력한다. 측정바(22)는 대기상태에서 최상의 위치에 있으며, 모터구동신호가 출력되면 모터구동부(14)는 서보모터(10)를 구동시켜 측정바(22)가 고속으로 하강되도록 한다. 상기 측정바(22)가 고속을 하강하는 도중 102단계에서 제어부(16)는 접속센서(18)에 의해 스위치 접점(20a, 20b)과 스위치 접점(21a, 21b)이 접촉되어 접촉센서(18)가 온되는지 검사한다. 이때 접촉센서(18)가 온되지 않으면 103단계로 진행하여 엔코더(12)로부터 서보모터(10)의 회전수에 따른 펄스수를 접촉센서(18)가 온될 때까지 측정한다. 그리고 접촉센서(18)가 온되면 104단계로진행하여 제어부(16)는 모터구동부(14)를 제어하여 서보모터(10)의 동작을 정지시킨다. 그런 후 105단계에서 제어부(16)는 모터구동부(14)를 제어하여 서보모터(10)를 역회전시켜 측정바(22)를 저속으로 초기위치까지 상승시킨다. 그런 후 106단계에서 제어부(16)는 접촉센서(18)가 오프되었는가 검사하여 접촉센서(18)가 오프되지 않았으면 105단계로 돌아가 계속해서 측정바(22)를 상승시킨다. 그러나 접촉센서(18)가 오프되었으면 107단계로 진행하여 제어부(16)는 엔코더(12)로부터 측정된 펄스수를 이용하여 대상물의 높이를 연산하여 표시부(17)에 표시한다. 상기 측정대상물의 높이를 연산하는 방법은 볼스크류(24)의 피치를 서보모터(10)의 1회전당 엔코더(12)에서 검출된 펄스수로 나누면 1펄스당 실제 거리가 산출된다. 예를들어 볼스크류(24)의 피치가 20mm이고, 1회전당 엔코더(12)의 펄스수가 2000이면 1펄스당 실제 거리는 20mm/2000=10μm가 된다. 이렇게 1펄스당 실제거리를 구한 후 미리 설정된 엔코더 펄스수에서 대상물을 측정한 엔코더 펄스수를 감산한 후 상기 산출된 1펄스당 실제거리를 곱하면 측정대상물의 높이가 연산된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 측정대상물을 높이측정장치에 올려놓으면 자동으로 높이를 측정하여 표시하게 되므로, 측정대상물을 눈금자등을 이용하여 수동으로 측정하지 않아 편리하게 대상물의 높이를 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 볼스크류를 이용한 대상물 높이측정장치에 있어서,

   소정의 모터구동신호에 의해 구동되어 상기 볼스크류를 회전시키는 서보모터와,

   상기 서보모터의 회전수를 측정하기 위한 엔코더와,

   대상물의 높이를 센싱하기 위한 접촉센서가 부착되어 있으며, 상기 서보모터가 구동될 때 상기 볼스크류를 따라 고속하강 이동하고, 상기 접촉센서에 의해 대상물이 접촉되면 저속으로 상승 이동하는 측정바와,

   상기 서보모터의 회전축과 연결되어 상기 서보모터와 연동되어 회전할 시 상기 측정바를 상하로 이동하도록 하는 볼스크류와,

   외부로부터 대상물측정시작신호가 입력되면 모터구동신호를 출력하고, 상기 접촉센서에 의해 센싱이 되면 모터구동 차단신호를 출력하고 물체의 높이를 연산하여 표시하도록 하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 볼스크류를 이용한 높이측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부의 제어에 의해 측정대상물의 측정된 높이를 표시하는 표시부를 더 구비함을 특징으로 하는 볼스크류를 이용한 높이측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 접촉센서는 상기 측정바에 고정되어 있으며, 상기 측정바가 하강하여 측정대상물에 접촉되는 것을 감지하여 상기 제어부로 인가함을 특징으로 하는 볼스크류를 이용한 높이측정장치.
4. 제3항에 있어서

   상기 접촉센서는 측정대상물과 접촉시 압력에 의해 상하로 완충영역이 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 볼스크류를 이용한 높이측정장치.
5. 소정의 모터구동신호에 의해 구동되어 상기 볼스크류를 회전시키는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전수를 측정하기 위한 엔코더와, 대상물의 높이를 센싱하기 위한 접촉센서가 부착되어 있으며, 상기 서보모터가 구동될 때 상기 볼스크류를 따라 고속하강 이동하고, 상기 접촉센서에 의해 대상물이 접촉되면 저속으로 상승 이동하는 측정바와, 상기 서보모터의 회전축과 연결되어 상기 서보모터와 연동되어 회전할 시 상기 측정바를 상하로 이동하도록 하는 볼스크류와, 외부로부터 대상물측정시작신호가 입력되면 모터구동신호를 출력하고, 상기 접촉센서에 의해 센싱이 되면 모터구동 차단신호를 출력하고 대상물의 높이를 연산하여 표시하도록 하는 제어부를 구비한 장치를 이용한 높이 측정방법에 있어서,

   상기 서보모터를 구동하여 상기 엔코더에 의해 상기 서보모터의 회전에 따른 펄스수를 측정하는 과정과,

   상기 서보모터 구동시 상기 측정바를 고속으로 하강시켜 상기 측정바에 부착된 상기 접촉센서의 온상태를 센싱하는 과정과,

   상기 접촉센서가 측정대상물을 센싱할 시 상기 서보모터의 구동을 정지 시킨 후 저속으로 상기 측정바를 상승시키는 과정과,

   상기 측정바를 상승시켜 상기 접촉센서가 오프될 시 미리 설정된 엔코더 펄스수에서 상기 측정된 서보모터의 회전에 따른 엔코더 펄스수를 감산하는 과정과,

   상기 감산한 결과 펄스수값에 1펄스당 실제거리를 승산하여 측정대상물의 높이를 산출하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 볼스크류를 이용한 높이측정방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 1펄스당 실제거리는 상기 볼스크류이 피치를 상기 서보모터의 1회전당 엔코더 펄스수로 나누어 산출함을 특징으로 하는 볼스크류를 이용한 높이측정방법.