KR200438383Y1 - 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치 - Google Patents

레일의 높낮이 및 휨 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 겐트리가 이동하는 레일의 높낮이와 휨을 검출 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치에 있어서, 상기 레일에 장착되며 빛을 발산 시키는 발광부 및 상기 겐트리의 하단에 장착되며 상기 발광부에서 발산되는 빛을 감지하여 빛의 위치를 검출하는 발광감지부를 포함하되, 상기 감지부는 상기 레일에서 주행하는 겐트리에 고정된 하우징과 상기 하우징 내부에 장착되며 관통홀이 형성되는 프레임과 상기 하우징의 외부에 장착되며 상기 발광부의 빛에 밝기를 균등하게 감소시키는 광량필터와 상기 광량필터와 대응되는 위치에 장착되어 상기 광량필터를 통해 들어오는 빛을 집광하는 집광렌즈와 상기 관통홀에 장착되는 반사경과 상기 반사경의 하단에 장착되며 필요한 빛을 통과시키는 핀홀과 상기 하우징의 하단에 장착되며 반사경에서 반사된 빛의 위치를 계측하여 레일의 높낮이 및 휨을 계측하는 위치검출센서 및 상기 위치검출센서에서 검출된 데이터 값을 저장하거나 영상화 시키는 통합모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치를 제공한다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치는 레일에 레이저와 위치센서를 장착함으로써, 레일의 높낮이 및 휨을 계측하고, 일정한 패턴으로 철판을 절단하여 작업 효율성을 높일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
레일, 높낮이, 휨, 겐트리, PSD(position sensitive detector)센서,

Description

레일의 높낮이 및 휨 검출 장치{ Uneven leveling and bending detector for rail }
도 1은 종래의 절단용 겐트리를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 고안에 따른 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치가 장착된 겐트리를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 고안에 따른 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치의 실시예를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
10 : 겐트리 20 : 레일
30 : 절단장치 40 : 바퀴
50 : 철판 100 : 발광부
200 : 발광감지부 210 : 하우징
220 : 프레임 225 : 관통홀
230 : 광량필터 240 : 집광렌즈
250 : 반사경 260 : 핀홀
270 : 검출렌즈 280 : 위치검출센서
290 : 통합모듈
본 고안은 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저와 위치검출센서를 이용하여 겐트리가 이동하는 레일의 높낮이 및 휨을 계측하는 검출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 겐트리는 절단장치를 장착하여 레일을 따라 이동하면서 철판 또는 여러 가지 물건들을 절단 하는데 사용된다.
이하 도 1을 참조하여 종래의 절단 장치용 겐트리 문제점을 설명한다.
도 1은 종래의 절단용 겐트리를 도시한 사시도이다.
레일(20)위에 겐트리(10)가 놓여지며 상기 겐트리(10)는 평행대(12)와 다리(14)로 구성된다. 상기 평행대(12)에는 절단장치(30)가 장착되어 상기 평행대(12)를 따라서 좌우로 이동하며 철판(50)을 절단한다. 상기 평행대(12)의 양끝단에 지지대(14)가 연결되며 상기 지지대(14)의 하단에는 바퀴(40)가 장착되어 상기 레일(20) 위를 이동한다.
이러한 절단용 겐트리는 레일의 높낮이 또는 휨에 의해 상하 좌우로 흔들리는 현상이 발생되며 절단 가공 작업 수행 시 절단 패턴이 고르지 못한 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 위치검출 센서를 이용하여 레일의 높낮이 및 휨을 계측하여 오차를 보정함으로써, 일정한 패턴으로 철판을 절단하기 위한 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치를 제공한다.
본 고안은 겐트리가 이동하는 레일의 높낮이와 휨을 검출 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치에 있어서 상기 레일에 장착되며 빛을 발산 시키는 발광부 및 상기 겐트리에 장착되며 상기 발광부에서 발산되는 빛을 감지하는 발광감지부를 포함하되 상기 발광감지부는 상기 레일에서 주행하는 겐트리에 고정된 하우징과 상기 하우징 내부에 장착되며 관통홀이 형성되는 프레임과 상기 하우징에 장착되며 상기 발광부의 빛에 밝기를 균등하게 감소시키는 광량필터와 상기 광량필터와 대응되는 위치에 장착되어 상기 광량필터를 통해 들어오는 빛을 집광하는 집광렌즈와 상기 관통홀에 장착되는 반사경과 상기 반사경의 하단에 장착되며 필요한 빛을 통과시키는 핀홀과 상기 하우징의 하단에 장착되며 반사경에서 반사된 빛의 위치를 계측하여 레일의 높낮이 및 휨을 계측하는 위치검출센서 및 상기 위치검출센서에서 검출된 데이터 값을 저장하거나 영상화 시키는 통합모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치를 제공한다.
바람직하게는 상기 핀홀의 하단에 장착되어 들어오는 빛을 집광하여 빛의 산 란을 방지하는 검출렌즈가 구성 될 수 있다. 상기 검출렌즈를 장착함으로써, 위치센서에 빛을 효율적으로 집광 할 수 있다.
바람직하게는 상기 위치검출센서는 1차원 PSD 센서 또는 2차원 PSD 센서 또는 어레이 센서 중에 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 1차원 PSD 센서 또는 상기 2차원 PSD 센서 또는 상기 어레이 센서를 채택함으로써, 사용 위치와 사용 조건에 따라서 위치측정을 명확하게 할 수 있다.
바람직하게는 상기 광량필터는 엔디 필터 또는 밴드패스필터또는 편광필터 중에 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 광량필터는 엔디 필터 또는 밴드패스필터또는 편광필터 광량필터를 사용함으로써, 겐트리 레일의 길이와 위치 사용 환경과 조건에 따라서 빛을 명확하게 추적할 수 있다.
바람직하게는 상기 발광부는 레이저 또는 다이오드 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 레이저 또는 상기 다이오드를 사용함으로써, 사용되는 조건에 따라서 다양하게 사용할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명한다.
도 2는 본 고안에 따른 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치가 장착된 겐트리를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치의 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2 또는 도 3을 병행 참조하여 본고안의 실시예를 살펴보면, 본 실시예는 레일(20)의 일측 끝단에 장착되는 발광부(100)와, 상기 겐트리(10)에 장착되며 상 기 발광부(100)에서 발산되는 빛을 감지하는 발광감지부(200)로 구성된다.
상기 발광부(100)는 레일(20)의 일측 끝단에 장착된다. 또한 상기 발광부(100)는 레이저를 사용하며 상기 레이저는 50m의 거리까지 일정한 빛을 발산해야 하기 때문에 고사양의 20밀리와트(mW) 이상의 레이저를 사용한다. 또한 본 실시예에서 상기 발광부(100)는 레이저가 사용되지만 다른 실시예로 다이오드를 사용할 수 도 있다. 상기 다이오드를 사용함으로써, 제작비용을 절감 할 수도 있다.
상기 발광감지부(200)는 상기 겐트리(10)에 장착되는 하우징(210)과, 상기 하우징(210) 내부에 장착되며 관통홀(225)이 형성되는 프레임(220)과, 상기 하우징(210)에 장착되는 광량필터(230)와, 상기 광량필터(230)와 대응되는 위치에 장착되는 집광렌즈(240)와, 상기 관통홀(225)에 장착되는 반사경(250)과, 상기 반사경(250)의 하단에 장착되는 핀홀(260)과, 상기 핀홀(260)의 하단에 장착되는 검출렌즈(270)와, 상기 하우징(210)의 하단에 장착되는 위치검출센서(280)와, 상기 위치검출센서(280)에서 검출된 데이터 값을 저장하거나 영상화 시키는 통합모듈로 구성된다.
상기 하우징(210)에는 프레임(220)이 장착된다. 상기 프레임(220)에는 빛이 들어 올 수 있도록 상부가 개방된 관형상의 관통홀(225)이 있다. 이러한 관통홀(225)과 상기 프레임(220)은 밀폐된 암실의 구조를 갖게 됨으로써, 잡광이 유입되는 것을 방지 할 수 있다.
상기 하우징(210)의 좌측 상단 외부에는 광량필터(230)가 장착된다. 상기 광량필터(230)는 엔디(ND)필터를 사용하여 상기 레이저의 20밀리와트(mW)의 강한 빛 을 저하시킨다. 따라서 이하 설명되는 위치검출센서(280)의 오작동을 방지하여 정확한 빛의 위치를 검출할 수 있도록 한다.
또한 본 실시예에서는 상기 광량필터(230)를 엔디(ND)필터로 사용하였으나 다른 실시예로 편광필터(300)를 사용함으로써, 사용되는 위치와 환경조건에 따라 광량을 조절 할 수 있다. 또한 상기 편광필터(300)뿐만 아니라 밴드 패스필터(Bandpass filter)를 장착하여 사용할 수도 있다.
상기 밴드 패스필터는 필요한 주파수 영역의 빛을 걸러서 통과 시키는 기능이 있으며 상기 밴드 패스필터의 기능을 이용함으로써, 사용되는 위치와 환경조건에 따라 광량을 조절 할 수 있다.
상기 광량필터(230)와 대응되는 위치에 집광렌즈(240)가 장착된다. 상기 집광렌즈(240)는 상기 광량필터(230)를 통해 전해 들어오는 빛을 집광함으로써, 빛이 산란되는 것을 방지하는 기능을 한다.
이렇게 빛의 산란을 방지하는 이유는 위치검출센서(280)의 셀의 크기 외로 빛이 벗어나면 검출이 불가능 하기 때문이다. 따라서 상기 집광렌즈(240)를 장착하여 빔의 영역을 축소시키면 검출이 용이하게 된다.
상기 관통홀(225)의 상단에는 반사경(250)이 장착된다. 상기 반사경(250)은 평면반사경이 사용되며 상기 집광렌즈(240)에서 집광된 빛을 직각으로 반사시킨다.
상기 반사경(250)의 하단에는 핀홀(260)이 장착된다. 상기 핀홀(260)은 홀이 형성된 판막으로 형성되고, 상기 반사경(250)에서 반사된 빛의 잡광을 제거한다.
상기 핀홀(260)의 하단에는 검출렌즈(270)가 장착된다. 상기 검출렌즈(270) 는 상기 집광렌즈(240)의 기능과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 검출렌즈(270)의 하단에는 위치검출센서(280)가 장착된다. 상기 위치검출센서(280)는 상기 검출렌즈(270)에서 전해지는 빛을 받아 빛의 위치를 검출한다.
이러한 위치검출센서(280)는 1차원 PSD(Position Sensitive Detector)센서가 사용된다. 또한 상기 검출렌즈(270)에서 전달되는 빛의 위치를 x,y 축으로 검출하여 데이터 값을 산출 한다.
본 실시예에서는 2차원 PSD센서가 사용되지만 다른 실시예로 1차원 PSD센서와, 어레이(Array) 센서를 사용할 수도 있다.
상기 2차원 PSD센서를 사용하게 되면 -x,x,-y,y 축 방향으로 위치를 검출함으로써, 빛의 위치를 정확하게 검출할 수 있다.
그리고 상기 어레이(Array) 센서는 여러 개의 다이오드를 규칙적으로 배치하여 만든 것으로써, 상기 발광감지부(200)에서 빛을 감지하는데 더욱 효과적이다.
상기 위치검출센서(280)에는 통합모듈(290)이 연결된다. 상기 통합모듈(290)은 위치검출센서(280)와 RS233C 통신 방식으로 연결된다. 상기 통합모듈(290)은 상기 위치검출센서(280)에서 검출된 데이터 값을 검출하여 저장하고 영상으로 출력한다. 이러한 통합모듈(290)은 일반에 공지된 기술이며 상용화되어 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
이러한 발광감지부(200)는 겐트리(10)의 하단에 고정된다. 그리고 상기 발광감지부(200)는 상기 발광부(100)의 위치를 검출하여 레일의 높낮이 또는 레일의 휨에 대한 데이터 값을 출력하고, 이 데이터 값을 영상화 시키거나 저장시킨다.
도 2를 참조하여 본 실시예의 작동 관계를 설명하면, 본 실시예는 겐트리(10)에 장착된 전단장치를 이용하여 절단 작업 시 최초 작업자의 작동 명령에 따라 레일(20)에 설치된 발광부(100)가 빛을 발산하게 된다.
그리고 레일(20) 위를 주행하고 있는 겐트리(10)에 설치된 발광감지부(200)의 위치검출센서가 빛을 받아 들이게 되고, 이 위치검출센에서 빛의 위치를 검출하게 된다.
조금 더 상세하게 설명하면, 레일(20)의 휨 또는 레일(20)의 높낮이가 있을 경우 겐트리(10)가 레일(20)을 주행하게 되면, 레일(20)의 휨 또는 레일의 높낮이를 따라 움직이게 될 것이다.
따라서 발광부(100)의 빛은 일직선으로 발산하고 있기 때문에 발광감지부(200)의 위치센서에서 받아 들여지는 빛의 위치가 기준 위치에서 벗어나게 된다. 이렇게 벗어난 위치를 위치검출센서에서 데이터 값으로 출력한다. 그리고 위치검출센서가 통합모듈로 데이터 값을 전송하게 된다.
또한 통합모듈에서는 위치검출센서에서 전송된 데이터 값을 기초로 영상화 시키거나 데이터 값을 저장시킨다.
이렇게 레일(20)의 휨과 높낮이 검출 값을 이용하여 레일(20)의 휨과 높낮이를 보정을 함으로써, 겐트리(10)가 레일(20)(20)을 따라 일직선으로 주행할 수 있게 한다. 즉, 절단 작업 시 철판의 절삭 오차를 줄일 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치는 레일에 레이저를 장착하고 겐트리에 위치센서를 장착함으로써, 레일의 높낮이 및 휨을 계측하고, 일정한 패턴으로 철판을 절단하여 작업 효율성을 높일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 레일의 높낮이와 휨을 검출 하는 장치에 있어서,
    상기 레일에 장착되며 빛을 발산 시키는 발광부 및
    상기 발광부에서 발산되는 빛을 감지하여 빛의 위치를 검출하는 발광감지부를 포함하되,
    상기 발광감지부는
    상기 레일에서 주행하는 겐트리에 고정된 하우징
    상기 하우징 내부에 장착되며 관통홀이 형성되는 프레임
    상기 하우징의 외부에 장착되며 상기 발광부의 빛에 밝기를 균등하게 감소시키는 광량필터
    상기 광량필터와 대응되는 위치에 장착되어 상기 광량필터를 통해 들어오는 빛을 집광하는 집광렌즈
    상기 관통홀에 장착되는 반사경
    상기 반사경의 하단에 장착되며 필요한 빛을 통과시키는 핀홀
    상기 하우징의 하단에 장착되며 반사경에서 반사된 빛의 위치를 계측하여 레일의 높낮이 및 휨을 계측하는 위치검출센서 및
    상기 위치검출센서에서 검출된 데이터 값을 저장하거나 영상화 시키는 통합모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀홀의 하단에 장착되어 들어오는 빛을 집광하여 빛의 산란을 방지하는 검출렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치검출센서는
    1차원 PSD 센서 또는 2차원 PSD 센서 또는 어레이센서 중에 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광량필터는
    엔디 필터 또는 밴드패스필터또는 편광필터 중에 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는
    레이저 또는 다이오드 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 높낮이 및 휨 검출 장치.
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