KR20050063457A - Apparatus for measuring circularity and linearity of steel wire - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선재의 진원도 및 직선도 측정장치에 관한 것으로서The present invention relates to a roundness and linearity measuring device of the wire rod
선재의 진원도 및 직선도를 측정하는 장치에 있어서, 바닥면을 구성하는 베이스프레임(10)과; 상기 베이스프레임(10)의 양쪽 단부의 중앙에 설치되어 선재(3)를 지지하는 선재지지대(7)와; 상기 선재지지대(7)에 지지된 선재(3)를 회전시키는 회전구동부(9)와: 상기 선재(3)의 양쪽에 상기 선재(3)와 수평으로 설치된 안내부(6)와; 상기 선재(3)의 길이방향과 수직으로 설치되고, 상기 안내부(6)를 따라서 상기 선재(3)의 길이방향으로 직선왕복운동하는 직선구동부(5)와; 상기 이송부(5)의 일단부에 설치되고, 레이저(4)를 발광시켜서 상기 선재(3)에 조사하는 레이저발광부(1)와; 상기 이송부(5)의 타단부에 설치되고, 상기 레이저발생부(1)에서 발광한 레이저(4)를 수광하는 레이저수광부(2)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며,An apparatus for measuring roundness and straightness of a wire rod, the apparatus comprising: a base frame (10) constituting a bottom surface; A wire support (7) installed at the center of both ends of the base frame (10) to support the wire (3); A rotary drive unit 9 for rotating the wire rod 3 supported by the wire rod support 7; a guide portion 6 horizontally installed with the wire rod 3 on both sides of the wire rod 3; A linear driving part 5 installed perpendicularly to the longitudinal direction of the wire rod 3 and linearly reciprocating in the longitudinal direction of the wire rod 3 along the guide portion 6; A laser light emitting portion (1) provided at one end of the conveying portion (5) and emitting a laser (4) to irradiate the wire rod (3); It is characterized in that it is provided on the other end of the transfer unit 5, comprising a laser receiving unit (2) for receiving the laser 4 emitted from the laser generating unit (1),
수작업으로 이루어지는 시험 평가 과정의 자동화와 경향관리를 통한 품질 관리기능 강화되며 생산제품의 사용자의 다양한 요구를 적절하게 만족시킬 수 있는 사전 및 사후의 품질관리 기술의 확보할 수 있고, 생산품 및 향후 개발품의 정확한 품질관리를 통한 제품 생산 및 개발기능의 보완하여 생산제품과의 적절한 경쟁력 확보를 통한 기존시장의 안정화 및 신규 수요창출 극대화 하는 효과를 제공한다.The quality control function is strengthened through the automation of manual test evaluation process and trend management, and it is possible to secure pre and post quality control technology that can satisfy various needs of users of the product, and It provides the effect of stabilizing the existing market and maximizing the creation of new demand by securing the appropriate competitiveness with the product by supplementing the product production and development function through accurate quality control.
Description
본 발명은 선재의 진원도 및 직선도 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 봉형태로 생산되는 선재의 시험평가를 위하여 레이저 측정장치와 이송기구를 조합한 시험장치를 사용하여 생산되는 봉강재의 직선도 및 진원도를 자동으로 측정하고 제품의 시험기준 도달 및 불량여부를 판정하고 이때 나타나는 결과를 저장 및 경향관리가 가능하도록 하는 선재의 진원도 및 직선도 측정장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for measuring the roundness and straightness of the wire rod, and more particularly, the linearity of the steel bar produced using the test apparatus combining the laser measuring device and the transfer mechanism for the test evaluation of the wire rod produced in the form of a rod. And an apparatus for measuring roundness and straightness of wire rods for automatically measuring roundness, determining whether the test standard is reached or defective, and storing and trending the results.
철강을 이용한 봉형태의 강재는 선재의 영역에 포함되는 제품으로 자동차 등에 사용되는 회전축용 봉강재 및 이송용 가이드 지지용 구조물 등 다양한 목적으로 응용된다. 이러한 봉강재는 그 특성상 정확한 직경을 유지히도록 진원도가 관리되며 또한 3∼6m 길이로 생산되는 제품에서 휨정도를 판정하여 직선도를 평가하도록 하고 있다. 이러한 진원도 및 직선도는 제품의 조성과 함께 제품의 주요한 관리 지표가 되고 있다. Rod-shaped steel using steel is a product included in the area of the wire rod is applied for various purposes, such as rods for rotary shafts used in automobiles, and supporting structures for transport guides. In such a bar, the roundness is managed to maintain an accurate diameter due to its characteristics, and the straightness is evaluated by determining the degree of warpage in a product produced in a length of 3 to 6 m. Such roundness and linearity, together with the composition of the product, has become a major management index of the product.
이러한 봉강재의 진원도 및 직선도의 평가를 위하여 현재 사용중인 방식은 작업자에 의한 수작업 측정으로서 별도의 측정위치에서 다이얼 게이지(dial gauge)를 이용하여 측정을 하고 있어 전체길이에 대한 측정이 불가능하므로 시작점과 중간위치 끝부분의 3개의 위치에 대한 측정을 통하여 진원도 및 직선도의 측정을 실시하고 있다. In order to evaluate the roundness and straightness of the bar, the current method is manual measurement by the operator, and the measurement is performed by using a dial gauge at a separate measuring position. Roundness and linearity are measured by measuring three positions at the end of the intermediate position.
이로 인하여 측정 정밀도 및 결과처리 속도에 한계가 있으며, 생산되는 전 제품에 대한 시험이 불가능하므로 제품생산과정 및 사전, 사후 품질관리에 어려움이 따르는 문제점이 있었다. Due to this, there is a limitation in measurement accuracy and result processing speed, and it is difficult to test the whole product produced before and after the product production process and before and after quality control.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 작업자의 수작업에 의존하는 진원도 및 직선도의 측정과정을 자동화하여 처리속도 및 측정 정밀도를 향상시키고, 또한 측정한 데이터의 처리 및 관리를 가능하게 하는 선재의 진원도 및 직선도 평가장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention to improve the processing speed and measurement accuracy by automating the process of measuring the roundness and linearity depending on the manual operation of the existing operator, The present invention provides an apparatus for evaluating roundness and straightness of wire rods that enables the processing and management of measured data.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선재의 진원도 및 직선도를 측정하는 장치에 있어서, 바닥면을 구성하는 베이스프레임(10)과; 상기 베이스프레임(10)의 양쪽 단부의 중앙에 설치되어 선재(3)를 지지하는 선재지지대(7)와; 상기 선재지지대(7)에 지지된 선재(3)를 회전시키는 회전구동부(9)와: 상기 선재(3)의 양쪽에 상기 선재(3)와 수평으로 설치된 안내부(6)와; 상기 선재(3)의 길이방향과 수직으로 설치되고, 상기 안내부(6)를 따라서 상기 선재(3)의 길이방향으로 직선왕복운동하는 직선구동부(5)와; 상기 이송부(5)의 일단부에 설치되고, 레이저(4)를 발광시켜서 상기 선재(3)에 조사하는 레이저발광부(1)와; 상기 이송부(5)의 타단부에 설치되고, 상기 레이저발생부(1)에서 발광한 레이저(4)를 수광하는 레이저수광부(2)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the device for measuring the roundness and linearity of the wire rod, the base frame 10 constituting the bottom surface; A wire support (7) installed at the center of both ends of the base frame (10) to support the wire (3); A rotary drive unit 9 for rotating the wire rod 3 supported by the wire rod support 7; a guide portion 6 horizontally installed with the wire rod 3 on both sides of the wire rod 3; A linear driving part 5 installed perpendicularly to the longitudinal direction of the wire rod 3 and linearly reciprocating in the longitudinal direction of the wire rod 3 along the guide portion 6; A laser light emitting portion (1) provided at one end of the conveying portion (5) and emitting a laser (4) to irradiate the wire rod (3); It is characterized in that it is provided on the other end of the transfer unit 5, comprising a laser receiving unit (2) for receiving the laser 4 emitted from the laser generating unit (1).
보다 바람직하게는, 상기 레이저(4)는 라인빔 레이저이다.More preferably, the laser 4 is a line beam laser.
보다 바람직하게는, 상기 회전구동부(9)는 스텝핑모터이고, 상기 회전구동부(9)와 선재(3)는 축이음부재(8)에 의해 축이음되어 있다.More preferably, the rotary drive unit 9 is a stepping motor, and the rotary drive unit 9 and the wire rod 3 are shaft-joined by the shaft joint member 8.
보다 바람직하게는, 상기 직선구동부(5)는 직선왕복운동이 가능한 1축의 이송용 로봇이고, 상기 안내부(6)는 엘엠가이드이다.More preferably, the linear drive unit 5 is a single-axis transfer robot capable of linear reciprocating motion, and the guide unit 6 is an LM guide.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 선재(봉강재)의 직선도를 측정하는 일예를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 선재(봉강재)의 진원도를 측정하는 일예를 나타내는 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 선재(봉강재)의 직선도 및 진원도 측정장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing an example of measuring the linearity of the wire rod (bar) according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an example of measuring the roundness of the wire rod (bar) according to an embodiment of the present invention 3 is a schematic diagram schematically showing a linearity and roundness measuring apparatus of a wire rod (bar steel) according to an embodiment of the present invention.
도 1에 표시한 바와 같이 본 실시예에 의한 진원도 측정장치는 레이저발광부(1) 및 레이저수광부(2)를 지니는 직경 측정장치가 구비되어 레이저(4)를 사용하여 봉강재(3)의 직경을 정밀하게 측정하게 된다. 이때 사용되는 레이저(4)는 선재(3)의 형상을 검사하기 위한 것이므로 일정한 폭을 가지는 라인빔 레이저(line beam laser)를 사용하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, the roundness measuring apparatus according to the present embodiment is provided with a diameter measuring device having a laser light emitting unit 1 and a laser light receiving unit 2, and uses a laser 4 to measure the diameter of the bar 3. Will be measured precisely. At this time, since the laser 4 used is for inspecting the shape of the wire 3, it is preferable to use a line beam laser having a constant width.
다음으로 측정대상 봉강재(3)를 회전시키게 되는데 원주에 대한 직경의 변화를 검출하기 위하여 0∼180°까지 회전시킨다. 도 3에 표시된 바와 같이 회전구동은 회전구동부(9)로서 스텝핑(stepping)모터를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 구동모터(9)를 이용하여 1∼10°범위에서 설정된 값으로 단계적으로 회전하게 되는데 각각의 측정위치에 대하여 직경이 측정되고 이를 조합하여 원주 전체에 대한 직경의 조합이 얻어지며 이를 바탕으로 원주가 계산된다. Next, the bar to be measured 3 is rotated, in order to detect a change in diameter with respect to the circumference, to 0 to 180 °. As shown in FIG. 3, the rotational drive preferably uses a stepping motor as the rotational drive 9, and is rotated stepwise to a value set in a range of 1 to 10 ° using the drive motor 9. The diameter is measured for each measuring position and the combination is obtained to obtain a combination of the diameters for the entire circumference and the circumference is calculated based on this.
이러한 본 실시예에 의한 측정장치는 봉강재(3)의 길이방향으로 직선구동부(5)에 의해 안내부(6)를 따라서 연속적으로 직선 이동되며 진원도를 측정하여 봉강재(3) 전체의 길이에 대한 진원도의 연속적인 값이 얻어진다. 예를 들면, 이때 사용되는 직선구동부(5)로는 직선왕복운동이 가능한 1축의 이송용 로봇을 사용하는 것이 바람직하며, 직선운동을 안내하는 안내부(6)로는 엘엠가이드(LM guide)를 사용하는 것이 바람직하다. The measuring device according to the present embodiment is continuously linearly moved along the guide portion 6 by the linear driving portion 5 in the longitudinal direction of the bar 3 and measures the roundness to the length of the entire bar 3. A continuous value of roundness is obtained. For example, it is preferable to use a single-axis transfer robot capable of linear reciprocating motion as the linear drive part 5 used at this time, and the LM guide is used as the guide part 6 for guiding the linear motion. It is preferable.
직선도 측정의 경우에는 도 2에 표시한 바와 같이 동일한 레이저(4)를 이용하여 직경을 측정한다. 직선도 측정의 경우 최초의 위치값을 저장한 후 봉강재(3)가 회전하는 과정에서 휘어짐에 의해 발생하는 위치의 변동을 오프셋(offset)량으로 측정하여 위치의 편차가 검출하게 된다. In the case of linearity measurement, the diameter is measured using the same laser 4 as shown in FIG. In the case of the linearity measurement, after the first position value is stored, the deviation of the position is detected by measuring the variation of the position caused by the bending in the process of rotating the bar material 3 as an offset amount.
이때 진원도의 오차한계는 일반적으로 0.05mm 미만이며 직선도의 오차한계는 0.5mm(1m당)미만으로 나타나므로, 먼저 진원도 측정을 끝낸 후 이 데이터를 바탕으로 직선도 측정을 실시하게 되고 이들 두개의 측정결과를 바탕으로 최종적인 평가 결과를 도출하게 된다. In this case, the error limit of roundness is generally less than 0.05mm, and the error limit of straightness is less than 0.5mm (per 1m). Therefore, after measuring roundness, the linearity is measured based on these data. Based on the measurement result, the final evaluation result is derived.
이하 본 실시예에 의한 측정장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the measuring apparatus according to the present embodiment will be described in detail.
도 3에 표시된 바와 같이 본 실시예에 의한 측정장치에는 각종구성 요소들이 설치되는 베이스프레임(10)이 바닥면으로 구성된다. 상기 선재(3)의 양쪽에 상기 선재(3)와 수평으로 안내부(6)가 설치되어 있으며, 예를 들면 상기 안내부(6)는 직선운동을 안내하는 부재로서 엘엠가이드(LM guide)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 안내부(5)의 상부에는 상기 안내부(5)를 따라서 직선이동을 하는 직선구동부(5)가 설치되어 있으며, 상기 직선구동부(5)의 일단부에는 라인빔 레이저(4)를 발광시키는 레이저발광부(1)가 설치되어 있고, 상기 직선구동부(5)의 타단부에는 라인빔 레이저(4)를 수광하는 레이저수광부(2)가 설치되어 있다. 예를 들면 상기 직선구동부(5)로는 직선왕복운동이 가능한 1축의 이송용 로봇을 사용하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3, in the measuring apparatus according to the present embodiment, a base frame 10 on which various components are installed is configured as a bottom surface. Guide portions 6 are provided on both sides of the wire rod 3 horizontally with the wire rod 3. For example, the guide part 6 is a member for guiding linear movement. It is preferable to use. The upper part of the guide portion 5 is provided with a linear driving portion 5 for linear movement along the guide portion 5, one end of the linear driving portion 5 to emit the line beam laser (4) The laser light-emitting part 1 is provided, and the laser light-receiving part 2 which receives the line beam laser 4 is provided in the other end part of the said linear drive part 5. For example, it is preferable to use a single-axis transfer robot capable of linear reciprocating motion as the linear drive part 5.
통상 1축 이송용 로봇은 로봇 전용 리니어 서보모터를 구동원으로 하여 랙과 피니언의 구동방식을 사용하여 하부의 엘엠가이드를 따라서 상부의 취부용 판너트가 직선왕복운동을 할 수 있도록 구성되어 있으며 서보 앰프 및 PLC 기능을 내장한 1축 서보 콘트롤러에 의해서 제어된다. In general, the 1-axis transfer robot uses a linear servomotor dedicated to the robot as a driving source, and uses a rack and pinion driving method so that the upper mounting plate nut can perform a linear reciprocating motion along the lower L guide. And a 1-axis servo controller with built-in PLC function.
상기 베이스프레임(10)의 상부, 즉 본 실시예에 의한 제어장치의 바닥면 양끝 단부의 중심에는 측정하기 위한 선재(3)를 지지하는 선재지지대(7)가 설치되어 있다. 상기 선재지지대(7)의 상부에는 선재(3)를 회전시키는 회전구동부(9)가 설치되어 있고, 상기 회전구동부(9)의 회전축의 단부에는 축이음부재(8)가 선재(3)와 축이음할 수 있도록 취부되어 있다. 예를 들면 상기 회전구동부(9)는 일정한 각도를 회전시켜서 측정이 가능한 스텝핑모터를 사용하는 것이 바람직하다.At the center of the upper portion of the base frame 10, that is, at both ends of the bottom end of the bottom surface of the control apparatus according to the present embodiment, a wire rod support 7 for supporting the wire rod 3 for measurement is installed. The upper part of the wire rod support 7 is provided with a rotary drive unit 9 for rotating the wire rod 3, the shaft joint member 8 at the end of the rotary shaft of the rotary drive unit 9 shaft 3 and the shaft It is attached to the joint. For example, the rotation driving unit 9 preferably uses a stepping motor capable of measuring by rotating a predetermined angle.
또한, 도 3과 표시한 바와 같이 진원도 및 직선도 측정을 위한 레이저 측정장치에는, 봉강재의 방향으로 이송하여 주는 이송용 구조물의 제어와, 레이저측정을 위하여 봉재를 회전시키는 스텝핑모터를 이용한 회전구조물의 제어와, 얻어지는 데이터의 처리와, 직선구동부(5) 및 회전구동부(9)의 구동을 위한 제어를 수행하는 데이터처리 및 제어용 컴퓨터(도시 생략)를 구비하여 통합적으로 제어하는 것이 바람직하다. In addition, as shown in Figure 3, the laser measuring device for measuring the roundness and straightness, the control of the transfer structure for conveying in the direction of the bar material, and the rotating structure using a stepping motor for rotating the bar for laser measurement It is preferable to include a data processing and control computer (not shown) which performs the control, the processing of the data obtained, and the control for driving the linear drive unit 5 and the rotary drive unit 9.
이때 제어 및 데이터 처리과정이 자동화되고 처리속도가 빨라지므로 생산되는 전 제품의 시험처리 및 데이터의 연속적인 관리가 가능하게 되어 기존의 수작업 방식에서 사용되는 문제점을 개선하고 시험과정의 신뢰성 및 효율성을 얻을 수 있다. At this time, the control and data processing process is automated and the processing speed is faster, so that the test processing and data management of all the products produced can be managed continuously, improving the problems used in the existing manual methods and obtaining the reliability and efficiency of the test process. Can be.
본 실시예에 의한 측정장치의 경우 3∼6m 길이를 지니고 6∼60mm 직경을 지니는 제품을 대상으로 자동적으로 시험이 가능하며 3∼6m 전체 길이 방향에 대하여 연속적으로 진원도가 얻어지며 이를 바탕으로 시험대상 봉강재의 전체영역의 휨정도를 측정 할 수 있으므로 기존의 3점 측정 방식에 비하여 매우 정확한 시험결과를 도출할 수 있다는 장점을 지닌다. 이러한 과정은 결과적으로 시험의 신뢰성 향상을 가져오게 되므로 생산되는 제품의 관리 및 평가가 용이하게 이루어지는 장점을 지니게 된다. In the case of the measuring device according to the present embodiment, a product having a length of 3 to 6 m and a diameter of 6 to 60 mm can be automatically tested, and roundness is obtained continuously in the entire length direction of 3 to 6 m. It is possible to measure the degree of bending of the entire area of the bar, which has the advantage of producing very accurate test results compared to the existing three-point measurement method. This process results in improved test reliability, which facilitates the management and evaluation of the product produced.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.
이상과 같은 본 발명은 기존 수작업으로 이루어지는 시험 평가 과정의 자동화와 경향관리를 통한 품질 관리기능 강화되며 생산제품의 사용자의 다양한 요구를 적절하게 만족시킬 수 있는 사전 및 사후의 품질관리 기술의 확보할 수 있는 효과를 제공한다. As described above, the present invention can enhance the quality control function through automation and trend management of the existing manual test evaluation process, and can secure pre and post quality control technology that can satisfy various needs of users of the produced product. Provide the effect.
또한, 생산품 및 향후 개발품의 정확한 품질관리를 통한 제품 생산 및 개발기능의 보완하여 생산제품과의 적절한 경쟁력 확보를 통한 기존시장의 안정화 및 신규 수요창출 극대화 하는 효과를 제공한다. In addition, it provides the effect of stabilizing the existing market and maximizing new demand creation by securing appropriate competitiveness with the product by supplementing the product production and development function through accurate quality control of the product and future development products.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 선재(봉강재)의 직선도를 측정하는 일예를 나타내는 개략도.1 is a schematic diagram showing an example of measuring the linearity of the wire rod (bar steel) according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 선재(봉강재)의 진원도를 측정하는 일예를 나타내는 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing an example of measuring the roundness of the wire rod (bar steel) according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 선재(봉강재)의 직선도 및 진원도 측정장치를 개략적으로 나타내는 구성도.Figure 3 is a schematic view showing a linearity and roundness measuring device of a wire rod (bar) according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 레이저발광부 2 : 레이저수광부1: laser light emitting unit 2: laser light receiving unit
3 : 선재(봉강재) 4 : 레이저3: wire rod (bar steel) 4: laser
5 : 직선구동부 6 : 안내부5: linear drive unit 6: guide unit
7 : 선재지지대 8 : 축이음부재7: wire rod support 8: shaft joint member
9 : 회전구동부 10 : 베이스프레임9: rotation drive unit 10: base frame
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