KR20030056283A - A Tool Position Measurement Device For Three Axis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공구의 위치를 검출해 내기 위하여 실린더와 볼링크로 연결된 V홈 블록 및 탐침봉과 베이스에 고정된 위치고정용 볼로 이루어진 공구위치 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공구의 위치를 검출해 내기 위하여 상기 실린더 단부와 볼링크로 연결된 탐침봉과 상기 탐침봉에 결합된 V홈을 갖는 V홈 블록과 상기 V홈 블록이 실린더에 의해 전진하였을 때 V홈 블록의 위치를 결정하는 베이스에 고정된 위치고정용 볼을 포함하는것을 특징으로 하는 3축 공구위치 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tool position measuring device comprising a V groove block connected to a cylinder and a ball link, a probe rod, and a fixed position ball fixed to a base for detecting a position of a tool. Fixed position fixed to the base which determines the position of the V groove block when the V groove block having the probe rod connected to the cylinder end and the ball link and the V groove coupled to the probe rod and the V groove block is advanced by the cylinder for It relates to a three-axis tool position measuring device comprising a dragon ball.
일반적으로, 초정밀가공기와 같은 고정밀도를 추구하는 공작기계의 경우, 초기 공구의 위치를 정확히 측정하는 것은 가공정밀도를 향상시키기 위한 첫 번째 작업이다. 고가의 엘.브이.디.티 센서(Linear Variable Differential Transformer SENSOR)를 사용하는 종래기술인 엘.브이.디.티 센서(LVDT SENSOR)가 부착된 플레이트를 전, 후진시키기 위한 샤프트와 에어실린더가 서로 구속되어 있어서 에어실린더로부터 가해지는 힘의 정도에 따라 SENSOR가 부착된 플레이트의 정지위치에 변화가 있게 되어 최종적으로 툴의 위치측정에 필요이상의 오차가 포함되게 된다.In general, in the case of a high precision machine tool such as an ultra precision machine, accurately measuring the position of the initial tool is the first operation to improve the machining precision. A shaft and an air cylinder for advancing and reversing a plate with a conventional LVDT sensor using an expensive Linear Variable Differential Transformer SENSOR are connected to each other. As it is constrained, there is a change in the stop position of the plate attached with the sensor depending on the force applied from the air cylinder, so that the error of the tool is finally included in the measurement of the position of the tool.
또한, 다이아몬드 터닝과 같은 초정밀가공기의 경우 X축과 Z축이 분리되어 있는 가공기의 구조적 특성으로 인하여, 툴과 공작물이 직각을 이루면서 가공하게 되고, 이 경우 툴과 공작물의 중심이 일치되지 않으면 공작물의 중심부에 가공되지 않는 부분이 남게 된다.In addition, in the case of ultra precision machining such as diamond turning, the tool and the workpiece are processed at right angles due to the structural characteristics of the machine in which the X and Z axes are separated. In this case, if the center of the tool and the workpiece is not coincident, The unprocessed part remains at the center.
이와 같은 현상은 평면과 비구면을 가공할 때 공작물의 가공불량을 초래하는 중대한 문제가 되며, 공작물의 형태나 재질 및 가공조건에 따라 툴을 달리 사용해야 하기 때문에 툴의 교체가 잦고, 그때마다 툴의 위치를 재측정하여야 하므로 편리하면서도 간단하고 반복정밀도가 높은 셋팅장치를 필요로 하게 된다.This phenomenon is a serious problem that causes the machining failure of the workpiece when machining the plane and aspherical surface, and the tool is frequently replaced because the tool must be used differently according to the shape, material and processing conditions of the workpiece. Because of the need for remeasurement, a convenient, simple and high repeatability setting device is needed.
따라서, 탐침봉과 에어실린더 사이의 연결 구성을 둘 사이에 어떠한 구속력도 존재하지 않게 함으로써 에어실린더에서 힘만 가해지면, 탐침봉이 초기 셋팅된 위치에 정확히 정지할 수 있도록 하는 장치의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need for the development of a device that allows the probe rod to stop exactly at the initially set position by applying only a force in the air cylinder so that there is no restraining force between the probe rod and the air cylinder.
또한, 탐침봉의 초기 셋팅 위치에 정확히 정지할 수 있는 탐침을 이용하여 양 측면으로 X축의 공구위치를 측정하고, 정면으로 Z축의 공구위치를 측정할 뿐 만 아니라, 하면으로 공구의 Y축 위치까지 측정까지 동시에 측정하여 작업효율을 증대시킬 수 있는 장치가 필요한 실정이다.In addition, by measuring the tool position on the X-axis on both sides and the tool position on the Z-axis on the front side, the tool position on the Y-axis of the tool is measured on the lower surface by using the probe that can stop at the initial setting position of the probe. At the same time, a device that can increase the work efficiency by measuring at the same time is required.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 에어실린더와 볼링크로 연결된 V홈 블록 및 탐침봉과 베이스에 고정된 위치고정용 볼로 이루어져 공구의 위치를 검출해 내기 위한 3축 공구위치 측정장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, the first object of the present invention consists of a V-groove block connected to the air cylinder and the ball link and the fixing rod fixed to the probe rod and the base of the tool To provide a three-axis tool position measuring device for detecting the position.
그리고, 본 발명의 제 2목적은, 상기 탐침봉과 에어실린더 사이를 볼링크로 연결하여, 둘 사이에 어떠한 구속력도 존재하지 않게 함으로써 에어실린더에서 힘만 가해지면, 탐침봉이 초기 셋팅된 위치에 정확히 정지할 수 있는 3축 공구위치 측정장치를 제공하는 것이다.The second object of the present invention is to connect the probe rod and the air cylinder with a ball link so that there is no restraining force between the two, so that only the force is applied to the air cylinder, the probe rod will stop exactly at the initial set position. It is to provide a three-axis tool position measuring device that can be.
또한, 본 발명의 제 3목적은 탐침봉의 초기 셋팅 위치에 정확히 정지할 수 있는 탐침을 이용하여 양 측면으로 X축의 공구위치를 측정하고, 정면으로 Z축의 공구위치를 측정할 뿐만 아니라, 하면으로는 공구의 Y축 위치까지 측정할 수 있는 3축 공구위치 측정장치를 제공하는 것이다.In addition, the third object of the present invention is to measure the tool position of the X-axis on both sides, and to measure the tool position of the Z-axis on the front side by using a probe that can be accurately stopped at the initial setting position of the probe rod. It is to provide a three-axis tool position measuring device that can measure up to the Y-axis position of the tool.
이러한 본 발명의 목적들은, 일측이 공작기계에 장착되어 고정되고, 상측에는 로드를 직선운동시키는 에어실린더가 장착되며, 하측의 상단부에는 3개의 위치고정용 볼이 부착되는 베이스와;The object of the present invention, the one side is mounted and fixed to the machine tool, the upper side is equipped with an air cylinder for linear movement of the rod, the upper end of the lower side is attached to the three position fixing ball;
상기 위치고정용 볼에 대응되어 끼워지고 상기 베이스상에서 이동하는 V홈 블록과;A V-groove block fitted in correspondence with the position fixing ball and moving on the base;
상기 로드의 일단에 구비되어 상기 V홈 블록의 중심부에 유동가능하게 연결되는 볼링크와;A ball link provided at one end of the rod to be fluidly connected to a central portion of the V-groove block;
일단이 상기 V홈 블록의 하단 중심에 연결되어 타단이 상기 베이스에 관통되는 바; 및One end is connected to the lower center of the V-groove block and the other end penetrates the base; And
상기 바의 타단에 장착되어 하측에 탐침이 구비되는 탐침봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 공구위치 측정장치에 의하여 달성된다.It is achieved by the three-axis tool position measuring device comprising a; probe rod is mounted on the other end of the bar is provided with a probe on the lower side.
그리고, 상기 탐침은 양 측면으로 X축의 공구위치를 측정하고, 정면으로 Z축의 공구위치를 측정하며, 하면으로 Y축의 공구 위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.The probe may measure the tool position of the X axis on both sides, the tool position of the Z axis on the front side, and measure the tool position of the Y axis on the bottom surface.
또한, 상기 V홈 블록의 V홈과 상기 위치고정용 볼은 중심점을 기준으로 120°간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the V-groove and the position fixing ball of the V-groove block is characterized in that arranged at intervals of 120 ° relative to the center point.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 볼링크로 연결된 V홈 블록 및 탐치봉과 베이스에 고정된 위치고정용 볼로 이루어진 3축 공구위치 측정장치의 구성도,1 is a block diagram of a three-axis tool position measuring device consisting of a V groove block and a probe rod connected to the ball link according to the present invention and a position fixing ball fixed to the base;
도 2는 본 발명에 따른 볼링크가 없을 경우 제 위치를 찾지 못하는 예시도,2 is an exemplary view that does not find a position when there is no ball link according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 볼링크가 있을 경우의 제 위치를 찾아가는 예시도이다.3 is an exemplary view of finding a position when there is a ball link according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 따른 부호의 설명 ><Description of the code according to the main part of the drawing>
10: 에어실린더20: 볼링크10: air cylinder 20: ball link
30: V홈 블록31: V홈30: V groove block 31: V groove
40: 위치고정용 볼50: 탐침봉40: position fixing ball 50: probe rod
60: 탐침70: 베이스60: probe 70: base
80: 공작기계90: 바80: machine tool 90: bar
100:측정장치100: measuring device
이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 볼링크로 연결된 V홈 블록 및 탐침봉과 베이스에 고정된 위치고정용 볼로 이루어진 3축 공구위치 측정장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a three-axis tool position measuring device consisting of a V groove block and a probe rod connected to the ball link according to the present invention and a position fixing ball fixed to the base.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 3축 공구위치 측정장치(100)는 일측이 공작기계(80)에 장착되어 고정되고, 상측에는 로드를 직선운동시키는 에어실린더(10)가 장착되며, 상기 위치고정용 볼(40)에 대응되어 끼워지며 하측의 상단부에는 3개의 위치고정용 볼(40)이 부착되는 베이스(70)로 구성되어 있다.As shown in Figure 1, the three-axis tool position measuring device 100 is fixed to one side is mounted to the machine tool 80, the upper side is equipped with an air cylinder 10 for linearly moving the rod, the position Corresponding to the fixing ball 40, the upper end of the lower portion is composed of a base 70, which is attached to the three position fixing ball 40.
그리고, 상기 베이스(70)상에서 이동하는 V홈 블록(30)과 상기 로드의 일단에 구비되어 상기 V홈 블록(30)의 중심부에 유동가능하게 연결되는 볼링크(20)와 일단이 상기 V홈 블록(30)의 하단 중심에 연결되어 타단이 상기 베이스(70)에 관통되는 바(90)와 상기 바(90)의 타단에 장착되어 하측에 탐침(60)이 구비되는 탐침봉(50)으로 이루어진다.In addition, the V-groove block 30 moving on the base 70 and one end of the rod are provided at one end of the ball link 20 and one end of the V-groove block 30 so as to be fluidly connected to the center of the V-groove block 30. It is connected to the bottom center of the block 30 and the other end is made of a bar 90 penetrating the base 70 and the other end of the bar 90 is provided with a probe 60 having a probe 60 at the lower side .
그리고 3축 공구위치 측정장치(100)는 상기 에어실린더(10)에 공기압이 가해지면 에어실린더(10)와 볼링크(20)로 연결된 V홈 블록(30) 또는 탐침봉(50)이 전진하게 되고, 볼링크(20)가 위치고정용 볼(40)과 접촉하게 되면 상기 탐침봉(50)이 초기 셋팅된 위치에 정확히 고정이 되어 공구의 X축의 공구위치, Y축의 공구위치 및 Z축 3축공구위치의 측정이 가능하게 되어있다.And when the air pressure is applied to the air cylinder 10, the three-axis tool position measuring device 100 is the V-groove block 30 or the probe rod 50 connected to the air cylinder 10 and the ball link 20 is advanced. When the ball link 20 is in contact with the position fixing ball 40, the probe rod 50 is fixed to the initial setting position, so that the tool position of the X axis of the tool, the tool position of the Y axis, and the Z axis 3-axis tool The position can be measured.
여기서, 상기 베이스(70)는 일측이 공작기계(80)에 장착되어 고정되고, 상측에는 로드를 직선운동시키는 에어실린더(10)가 장착되며, 상기 위치고정용 볼(40)에 대응되어 끼워지며 하측의 상단부에는 3개의 위치고정용 볼(40)이 부착되어 있다.Here, one side of the base 70 is mounted and fixed to the machine tool 80, the upper side is equipped with an air cylinder 10 for linearly moving the rod, corresponding to the position fixing ball 40 is fitted Three position fixing balls 40 are attached to the upper end of the lower side.
이러한, 상기 위치고정용 볼(40)은 상기 베이스(70)의 하측의 상단부에 일정간격으로 3곳에 위치한다. 그리고, 상기 위치고정용 볼(40)은 상기 V홈 블록(30)이 에어실린더(10)에 의해 전진되었을때 V홈 블록(30)의 위치를 결정하는 역할을 한다.Such, the position fixing ball 40 is located at three places at regular intervals on the upper end of the lower side of the base 70. In addition, the position fixing ball 40 serves to determine the position of the V-groove block 30 when the V-groove block 30 is advanced by the air cylinder 10.
그리고, 상기 V홈 블록(30)은 상기 위치공정용 볼(40)과 중심점을 기준으로 120°간격으로 배치되고 V홈(31)의 경우 중심을 향하도록 상기 V홈(31)을 가공함으로써, 3곳의 V홈(31)과 위치고정용 볼(40)이 모두 접촉하는 위치는 단 1점이 되도록 구성되어 있다. 또한 상기 에어실린더(10)에 힘을 가하게 되면 베이스(70)에서 이동이 가능하다.In addition, the V-groove block 30 is disposed at 120 ° intervals with respect to the ball point 40 and the center point of the positioning process, and in the case of the V-groove 31, the V-groove 31 is processed toward the center. The position where all three V groove | channels 31 and the position fixing ball 40 contact | abut is comprised so that only one point may exist. In addition, when a force is applied to the air cylinder 10, the base 70 is movable.
여기서, 상기 에어실린더(10)는 볼링크(20)에 의하여 상기 탐침봉(50)과 연결되며, 공기압이 가해지면 V홈 블록(30) 및 탐침봉(50)이 전진시켜 볼링크(20)가 위치고정용 볼(40)과 접촉하게 하여 목표위치에 고정이 되어지며 공구의 X축의 공구위치, Y축의 공구위치 및 Z축 공구위치의 측정이 가능하다.Here, the air cylinder 10 is connected to the probe rod 50 by the ball link 20, when the air pressure is applied to the V groove block 30 and the probe rod 50 is advanced to the ball link 20 is located It is fixed to the target position by making contact with the fixing ball 40, and it is possible to measure the tool position of the X-axis, the tool position of the Y-axis, and the Z-axis tool position of the tool.
상기 볼링크(20)는 원구(球)와 그것에 끼우는 형태의 연결부품으로 여기에 연결되는 로드는 넓은 각도도 운동이 가능하다. 상기 볼링크(20)는 상기 로드의 일단에 구비되어 상기 V홈 블록(30)의 중심부에 유동가능하게 연결되어 있다.The ball link 20 is a spherical sphere (ball) and the connecting part of the form inserted therein, the rod connected thereto is capable of movement at a wide angle. The ball link 20 is provided at one end of the rod and is fluidly connected to the center of the V-groove block 30.
그리고, 상기 V홈 블록(30)의 하단 중심에 연결되어 타단이 상기 베이스(70)에 관통되는 바(90) 및 상기 바(90)의 타단에 장착되어 하측에 탐침(60)이 구비되는 탐침봉(50) 그리고, 상기 바(90)의 타단에 장착되어 하측에 탐침(60)이 구비되는 탐침봉(50)으로 되어있다.In addition, a probe rod connected to the lower center of the V-groove block 30 and having the other end penetrated through the base 70 and the other end of the bar 90 is provided with a probe 60 at a lower side thereof. (50) A probe rod (50) is attached to the other end of the bar (90) and provided with a probe (60) below.
도 2는 본 발명에 따른 볼링크가 없을 경우 제 위치를 찾지 못하는 예시도이다.Figure 2 is an exemplary view does not find the position when there is no ball link according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 V홈 블록(30)의 V홈(31)과 위치고정용 볼(40)은 중심점을 기준으로 120°간격으로 배치되어 있으며, V홈(31)의 경우 중심을 향하도록 V홈(31)을 가공함으로써 3곳의 V홈(31)과 위치고정용 볼(40)이 모두 접촉하는 위치는 단 1점이 되도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the V-groove 31 and the position fixing ball 40 of the V-groove block 30 are disposed at intervals of 120 ° from the center point, and in the case of the V-groove 31. By processing the V-groove 31 to face the position where all three V-groove 31 and the position fixing ball 40 are in contact with each other is configured to be only one point.
본 예시도에서는 V홈블록(30)의 V홈(31)과 위치고정용 볼(40)이 접촉하는 위치가 일치하지 않아 공구위치에 변화가 생기게 되어 최종적으로 툴의 위치측정에 필요이상의 오차가 생기게 된다.In this example, the position where the V groove 31 and the position fixing ball 40 of the V groove block 30 are in contact with each other does not coincide with the change in the tool position. Will be created.
그리고, X축과 Z축이 분리된 공작기계(80)의 공구위치는 툴과 공작물이 직각을 이루면서 가공하게 되고, 이 경우에는 툴과 공작물의 중심이 일치되지 않으면 공작물의 중심부에 가공되지 않는 부분이 남게 되어 공작물의 가공불량을 초래하게 된다.In addition, the tool position of the machine tool 80 in which the X axis and the Z axis are separated is processed while forming a right angle between the tool and the workpiece. In this case, a part not processed at the center of the workpiece unless the center of the tool and the workpiece coincide with each other. This will result in a machining failure of the workpiece.
도 3은 본 발명에 따른 볼링크가 있을 경우의 제 위치를 찾아가는 예시도이다.3 is an exemplary view of finding a position when there is a ball link according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 V홈 블록(30)의 V홈(31)과 위치고정용 볼(40)은 중심점을 기준으로 120° 간격으로 배치되어 있으며, V홈(31)의 경우 중심을 향하도록 V홈(31)을 가공함으로써 3곳의 V홈(31)과 위치고정용 볼(40)이 모두 접촉하는 위치는 단 1점이 되도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, the V-groove 31 and the position fixing ball 40 of the V-groove block 30 are disposed at intervals of 120 ° from the center point, and in the case of the V-groove 31. By processing the V-groove 31 to face the position where all three V-groove 31 and the position fixing ball 40 are in contact with each other is configured to be only one point.
또한 탐침(60)의 양 측면으로 X축의 공구위치를 측정하고, 정면으로 Z축의 공구위치를 측정할 뿐 만 아니라, 하면으로 공구의 Y축까지 측정이 가능하다.In addition, the tool position of the X-axis is measured on both sides of the probe 60, and the tool position of the Z-axis is measured in front, as well as the Y-axis of the tool on the lower surface thereof.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 볼링크로 연결된 V홈 블록 및 탐침봉과 베이스에 고정된 위치고정용 볼로 이루어진 3축 공구위치 측정장치에 따르면, 탐침봉과 에어실린더 사이를 볼링크로 연결하여, 둘 사이에 어떠한 구속력도 존재하지 않게 함으로써 에어실린더에서 힘만 가해지면, 탐침봉이 초기 셋팅된 위치에 정확히 정지할 수 있도록 하여, 초기 셋팅된 공구의 위치를 재측정시에도 정확한 측정이 가능하도록 반복 정밀도를 높였다.According to the three-axis tool position measuring device consisting of a V groove block and a probe rod connected to the ball link according to the present invention and a fixing rod fixed to the base as described above, by connecting a ball link between the probe rod and the air cylinder, The absence of any restraint force between them allows the probe rod to stop exactly at the initial set position when only the force is applied to the air cylinder, thereby increasing the repeatability to ensure accurate measurement even when re-measuring the initially set tool position. .
또한 탐침의 하면으로 공구의 Y축의 위치를 측정할 수 있으며, 양 측면을 이용한 X축의 공구위치 측정, 정면을 이용한 Z축의 공구위치 측정까지 3축의 공구측정이 가능한 장점이 있다.In addition, it is possible to measure the position of the Y axis of the tool with the lower surface of the probe, there is an advantage that can be measured in three axes from the tool position measurement of the X axis using both sides, to the tool position measurement of the Z axis using the front side.
그리고 상기 3축 공구위치 측정장치는 공작물의 형태나 재질 및 가공조건에 따른 틀을 달리 사용할 필요가 없으며, 또한, 틀의 위치를 재측정하지 않아도 되며 간단하고 반복정밀도가 높아 이용가치가 높다.In addition, the three-axis tool position measuring device does not need to use a different mold according to the shape, material and processing conditions of the workpiece, and also does not need to re-measure the position of the mold.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, various other modifications and variations may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.
Claims (3)
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2001
- 2001-12-28 KR KR1020010086480A patent/KR100779803B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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