KR20020049671A - 자의 정밀도 자동 교정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 자의 눈금을 디지털 카메라로 판단하고 레이저로 거리를 측정하며 많은 측정 데이터를 자동으로 처리하여 작업 능률을 향상시키고, 측정 오차를 제거할 수 있도록 하는 자의 정밀도 자동 교정장치에 관한 것으로서,
카메라 고정판에 디지털 카메라가 고정되고 디지털 카메라 전방에 초점 조절기와 조명기가 구비된 카메라부; 렉 기어와 한 조를 이루어 카메라부를 이송시키는 이송 기어와, 모터 지지대에 의해 슬라이더에 연결되는 서브 모터를 구비하여서 된 이송 모터부; 이송 모터부를 고정시키고 좌우로 정밀하게 유도하는 슬라이더와 정밀 레일과 에어 베어링으로 구성된 슬라이더부; 디지털 카메라에 전기적으로 연결된 카메라 모니터와 카메라 모니터상에 십자선의 타켓을 재생시키는 라인 발생기와 조명 조절기와 렌즈 조절기와 모터 컨트롤러를 구비하여서 된 렉 판넬부; 로울러 지지판에 의해 베이스 플레이트에 연결되며 표준 분동을 지지하는 복수개의 로울러와, 모터에 의해 상하로 움직이는 리프트와, 리프트 상부에 위치되어 표준 분동을 상하로 이동시키는 리프트판으로 구성된 장력부가장치부; 및 각 요소를 제어하는 컴퓨터와, 측정값 연산카드와, 위치 인식카드를 포함한다.

Description

자의 정밀도 자동 교정장치{Auto-Correction Device For Precision Of Ruler}
본 발명은 자의 정밀도 교정장치에 관한 것으로서, 특히 제철소에서와 같이 다양한 종류의 각종 자를 교정할 때 사용하는 자의 정밀도 교정장치를 무인 자동화하여 작업 능률을 향상시키고 측정 오차를 제거할 수 있도록 하는 자의 정밀도 자동 교정장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 각종 자의 눈금을 디지털 카메라로 판단하고 레이저로 거리를 측정하며 많은 측정 데이터를 무인 자동으로 처리함으로써 측정 오차를 줄여 마이크로미터 이하의 정밀 정확도를 구현할 수 있도록 하는 자의 정밀도 자동 교정장치에 관한 것이다.
일반적으로 모든 측정기는 측정의 신뢰도와 우수한 품질을 확보하기 위하여 교정를 실시해야 하며, 각종 자를 교정하기 위해서는 각종 자의 교정 작업에 적합한 검사대, 표준기, 장력유지장치, 적정한 주위 온도 등이 필요하다.
특히 자의 정밀도 교정장치는 제철소에서와 같이 다양한 종류의 각종 자를 대량으로 취급하는 작업장에서 자의 정밀도를 높이기 위하여 자를 효율적으로 교정할 수 있도록 하는 것으로서, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 종래 기술의 자의 정밀도 교정장치를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 종래 기술의 자의 정밀도 교정장치(실용등록 제0157841호)는 사람이 현미경(12)을 이용하여 목측(目測)으로 편차를 판단하므로 시차에 의한 오차로 작업자에 따라 각각 다른 측정 결과가 나오며, 아울러 현미경(12)을 사람이 손으로 잡고 이동하므로 체온이 측정기에 전달되어 열팽창 오차가 발생하며, 작업자의 힘에 의해 현미경(12)이 흔들리고, 긴 줄자(24)의 경우 측정점이 수십 개소로 많아 작업 능률이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 규정된 장력을 피측정 자(24)에만 가할 수 있는 구조이므로 표준 줄자(22)에는 가할 수 없어 장력의 차이에 의한 오차가 발생되고, 장력을 가할 때 분동(21)이 손상될 우려가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 각종 자의 눈금을 디지털 카메라로 판단하고 레이저로 거리를 측정하며 많은 측정 데이터를 자동으로 처리함으로써 측정 오차를 줄여 마이크로미터 이하의 정밀 정확도를 구현할 수 있도록 하는 자의 정밀도 자동 교정장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 각종 자의 눈금을 디지털 카메라로 판단하고 디지털 카메라의 이송을 컴퓨터의 제어를 받는 서브 모터로 움직이며 정밀도가 매우 높은 에어 베어링을 채용하고 장력 부가를 안전하게 자동으로 실시함으로써 측정 데이터가 무인 자동으로 처리될 수 있도록 하는 자의 정밀도 자동 교정장치를 제공함을 목적으로 한다.
도 1a는 종래 기술에 따른 자의 정밀도 교정장치를 나타낸 사시도.
도 1b는 종래 기술에 따른 현미경에 의한 시차를 나타낸 구성도.
도 1c는 종래 기술에 따른 슬라이더에 의한 오차를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 자의 정밀도 자동 교정장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 카메라부와 슬라이더부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 하중부가장치를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 측정 방법을 나타낸 모식도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10:레이저 12:탐촉자 14:베이스 플레이트
16:슬라이더 18:가이드 20:장력유지장치
22:표준 줄자 24:피교정 줄자 26:레이저 반사경
28:인디케이터 100:카메라부 101:디지털 카메라
103:초점 조절기 105:카메라 고정판 107:조명기
109:높낮이 측정기 111:상하 이송대 113:수직 지지대
115:지지대 고정판 200:이송 모터부 201:서브 모터
203:이송 기어 205:렉 기어 207:모터 지지대
300:슬라이더부 301:슬라이더 303:정밀 레일
305:에어 베어링 307:콤퓨레셔 400:렉 판넬부
401:카메라 모니터 403:조명 조절기 405:렌즈 조절기
407:모터 컨트롤러 409:라인 발생기 500:장력부가 장치부
501:표준분동 503:로울러 505:로울러 지지대
507:케이스 509:리프트 판 511:모터
513:리프트 600:제어 연산부 601:컴퓨터
603:측정값 연산카드 605:위치 인식카드
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자의 정밀도 자동 교정장치는, 카메라 고정판에 다양한 종류의 자의 눈금을 판단하기 위해 디지털 카메라가 고정되고 디지털 카메라 전방에 초점 조절기와 조명기가 구비된 카메라부; 컴퓨터의 제어를 받는 모터 컨트롤러에 의해 서브 모터를 구동시켜 디지털 카메라를 컴퓨터에서 지시한 위치까지 이송시키는 이송 모터부; 이송 모터부를 고정시키고 좌우로 정밀하게 유도하는 슬라이더와 정밀 레일과 에어 베어링으로 구성된 슬라이더부; 디지털 카메라와 이송 모터부와 슬라이더부에 전기적으로 연결되어 각 요소를 제어하는 제어기기를 구비하여서 된 렉 판넬부; 모터가 작동하여 리프트판이 하강하면 규정된 장력을 표준 줄자와 피교정 줄자에 자동으로 부가하는 장력 부가 장치부; 및 렉 판넬부에 구비된 각각의 제어기기를 제어하고 측정 위치에 따른 오차를 자동으로 계산하는 제어 연산부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어 연산부(600)는 설정된 간격으로 이동하는 서브 모터(201)의 이동 거리를 레이저(10)로 측정하고, 측정된 데이터를 저장하는 측정값 연산카드(603)와, 디지털 카메라(101)가 읽은 자의 눈금 데이터를 저장하는 위치 인식카드(605), 및 측정값 연산카드(603)와 위치 인식카드(605)의 데이터를 연산하여 측정 위치에 따른 오차를 자동으로 계산하여 출력하는 컴퓨터(601)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 자의 정밀도 자동 교정장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 자의 정밀도 자동 교정장치의 구성 요소를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 카메라부(100)의 디지털 카메라(101)는 각종 자의 눈금을 선명하게 인식할 수 있는 모델를 이용하며 초점 조절기(103)와 조명기(107)가 렌즈 전단에 부착되고, 카메라 고정판(105)은 카메라를 상하 이송대(111)에 연결시키며, 상하 이송대(111)와 높낮이 측정기(109)는 카메라를 상하로 움직일 수 있는 구조로 형성하며, 수직 지지대(113)는 지지대 고정판(115)과 연결되어 있고 지지대 고정판(115)은 슬라이더(301)에 조립된다.
이송 모터부(200)의 서브 모터(201)는 모터 지지대(207)에 의해슬라이더(301)에 연결되며 회전수를 카운터하여 현재의 위치를 알려주는 기능이 내장되어 있고, 이송 기어(203)는 렉 기어(205)와 한 조를 이루어 카메라를 이송시킨다.
슬라이더부(300)의 슬라이더(301)는 내부에 에어 베어링(305)을 내장하고 상부에는 지지대 고정판(115)과 모터 지지대(207)이 견고하게 조립되며 정밀 레일(303)은 슬라이더(301)가 이송될 수 있도록 정밀하고 진직성이 양호하게 구성되고 콤퓨레셔(307)는 에어 베어링(305)가 정밀 레일(303)에서 일정한 높이로 부상할 수 있도록 에어를 공급한다.
렉 판넬부(400)에는 카메라(101)와 연결되는 카메라 모니터(401)와 조명의 밝기를 조절하는 조명 조절기(403)와 카메라(101)의 초점을 조절하는 렌즈 조절기(405)와 모터를 좌우로 이송시키는 모터 컨트롤러(407)와 카메라 모니터(401) 상에 십자선의 타켓을 재생시키는 라인 발생기(409)가 구비되어 있다.
장력 부가 장치부(500)는 표준 분동(501)를 지지할 수 있는 로울러(503)가 복수개가 구비되고 로울러 지지판(505)에 의해 베이스 플레이트(14)에 연결되며, 적절한 크기의 케이스(507) 속에는 모터(511)에 의해 상하로 움직이는 리프트(513)가 내장되고 리프트(513) 상부에는 표준 분동(501)을 지지하는 리프트 판(509)이 조립된다.
제어 연산부(600)에는 각 요소를 제어하는 컴퓨터(601)와 측정값 연산카드(603) 및 위치 인식카드(605)가 내장되어 있다.
이하 본 발명에 따라 도 3 및 도 5를 참조하여 자의 정밀도 자동 교정장치의작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어 연산부(600)의 컴퓨터(601)에 측정 조건, 예를 들어 측정 길이, 측정 간격, 측정 방법, 측정 횟수 등의 정보를 입력하면 디지털 카메라(101)가 자의 눈금을 읽어 카메라 모니터(401)에 나타내고, 이때 컴퓨터(601)는 모터 컨트롤러(407)에 명령을 내려 서브 모터(201)를 구동시키면 디지털 카메라(101)가 자의 영점으로 이동한다. 장력 부가 장치부(500)의 모터(511)가 작동하여 리프트 판(509)이 하강하면 표준 줄자(22) 및 피교정 줄자(24)에 규정된 장력이 가해진다.
디지털 카메라(101)가 자의 영점에 위치하고 자에 장력이 가해지면 컴퓨터(601)에 내장된 프로그램에 의해 서브 모터(201)가 설정된 간격으로 이동하며 이때 레이저(10)는 그 이동거리를 측정하여 컴퓨터(601)에 내장된 측정값 연산카드(603)에 전송한다.
이와 동시에 디지털 카메라(101)가 읽은 자의 눈금은 카메라 모니터(401)에 나타나며 그 나타난 화상 정보를 컴퓨터(601)의 위치 인식카드(605)에 전송한다.
컴퓨터(601)는 측정값 연산카드(603)와 위치 인식카드(605)의 데이터를 연산하여 측정 위치에 따른 오차를 자동으로 계산하고 그 결과를 출력하며 프로그램에 따라 다음 측정점으로 이동하기 위해 모터 컨트롤러(407)에 명령을 하달한다.
이와 같은 싸이클로 작업하기 위해 카메라부(100)의 초점 조절기(103)와 조명기(107)가 디지털 카메라(101)의 상태를 조정해주며 이송 모터부(200)의 서브 모터(201)에 조립된 이송기어(203)가 렉 기어(205)에 맞물려 이송한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 첨부한 도면과 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각종 자의 눈금을 디지털 카메라로 판단하고 레이저로 거리를 측정하며 많은 측정 데이터를 자동으로 처리함으로써 측정 오차를 줄여 마이크로미터 이하의 정밀 정확도를 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 각종 자의 눈금을 디지털 카메라로 판단하고 디지털 카메라의 이송을 컴퓨터의 제어를 받는 서브 모터로 움직이며 정밀도가 매우 높은 에어 베어링을 채용하고 장력 부가를 안전하게 자동으로 실시함으로써 측정 데이터가 무인 자동으로 처리될 수 있도록 하여 작업 능률을 향상시키고, 측정 오차를 줄인다.

Claims (5)

  1. 각종 자를 교정하기 위한 장치에 있어서,
    카메라 고정판(105)에 다양한 종류의 자의 눈금을 판단하기 위해 디지털 카메라(101)가 고정되고 상기 디지털 카메라(101) 전방에 초점 조절기(103)와 조명기(107)가 구비된 카메라부(100);
    컴퓨터(601)의 제어를 받는 모터 컨트롤러(407)에 의해 서브 모터(201)를 구동시켜 상기 디지털 카메라(101)를 상기 컴퓨터(601)에서 지시한 위치까지 이송시키는 이송 모터부(200);
    상기 이송 모터부(200)를 고정시키고 좌우로 정밀하게 유도하는 슬라이더(301)와 정밀 레일(303)과 에어 베어링(305)으로 구성된 슬라이더부(300);
    상기 디지털 카메라(101)와 상기 이송 모터부(200)와 상기 슬라이더부(300)에 전기적으로 연결되어 각 요소를 제어하는 제어기기를 구비하여서 된 렉 판넬부(400);
    모터(511)가 작동하여 리프트판(509)이 하강하면 규정된 장력을 표준 줄자(22)와 피교정 줄자(24)에 자동으로 부가하는 장력 부가 장치부(500); 및
    상기 렉 판넬부(400)에 구비된 각각의 제어기기를 제어하고 측정 위치에 따른 오차를 자동으로 계산하는 제어 연산부(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자의 정밀도 자동 교정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 모터부(200)는 모터 지지대(207)에 의해 슬라이더(301)에 연결되는 서브 모터(201)와, 상기 서브 모터(201)에 조립되고 렉 기어(205)와 한 조를 이루어 상기 카메라부(100)를 이송시키는 이송 기어(203)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자의 정밀도 자동 교정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 렉 판넬부(400)는 상기 디지털 카메라(101)에 전기적으로 연결되어 상기 디지털 카메라(101)가 읽은 자의 눈금을 디스플레이하는 카메라 모니터(401)와, 조명의 밝기를 조절하는 조명 조절기(403)와, 상기 디지털 카메라(101)의 초점을 조절하는 렌즈 조절기(405)와, 상기 서브 모터(201)를 좌우로 이송시키는 모터 컨트롤러(407)와, 상기 카메라 모니터(401)상에 십자선의 타켓을 재생시키는 라인 발생기(409)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자의 정밀도 자동 교정장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 장력 부가 장치부(500)는 로울러 지지판(505)에 의해 베이스 플레이트(14)에 연결되며 표준 분동(501)을 지지하는 복수개의 로울러(503)와, 모터(511)에 의해 상하로 움직이는 리프트(513)와, 상기 리프트(513) 상부에 위치되어 표준 분동(501)를 상하로 이동시키는 리프트판(509)구비하는 것을 특징으로 하는 자의 정밀도 자동 교정장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 연산부(600)는 설정된 간격으로 이동하는 상기서브 모터(201)의 이동 거리를 레이저(10)로 측정하고, 측정된 데이터를 저장하는 측정값 연산카드(603)와, 상기 디지털 카메라(101)가 읽은 자의 눈금 데이터를 저장하는 위치 인식카드(605)와, 상기 측정값 연산카드(603)와 상기 위치 인식카드(605)의 데이터를 연산하여 측정 위치에 따른 오차를 자동으로 계산하여 출력하는 컴퓨터(601)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자의 정밀도 자동 교정장치.
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