KR20060101895A - 캠 연삭기의 피삭물 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 연삭기에서 연삭되는 캠을 연삭기에서 분리하지 않고 주축에 고정된 상태로 가공정밀도를 측정하고 측정된 데이터에 따라 가공오차를 보정 연삭할 수 있게 한 것으로, 그 구성은 주축의 일측면에 구비된 레이저 발진기로부터 방출되는 레이저 빔은 캠의 표면 원점에서 반사되어 광학계에서 검출되며 검출된 레이저 빔은 CCD 어레이에서 거리로 환산되며, 환산된 측정데이터는 측정데이터 저장용 컴퓨터에 저장되고 측정데이터 저장 컴퓨터가 주축을 구동하는 서보모터에 지령하여 캠의 위치를 변경하면서 캠의 전체 형상을 계속 계측하게 하는 것을 특징으로 한다.

캠 연삭기, 레이저 간섭계, 레이저 빔, CCD 어레이

Description

캠 연삭기의 피삭물 측정 시스템{Ground measurement system of cam grinding machine}

도 1은 본 발명 캠 연삭기의 피삭물 측정 시스템의 구성도

도 2는 본 발명의 개념도

도 3은 본 발명 캠 형상 측정의 순서도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 캠 연삭기 2. 주축

3. 레이저 간섭계 4. 측정데이터 저장용 컴퓨터

5. 레이저 발진기 6. 광학계

7. CCD 어레이 8. 캠

9. 서보모터 10. CNC 컨트롤러

본 발명은 캠 연삭기에서 연삭 되어진 캠을 연삭기에서 분리하지 않고 측정할 수 있게 하는 측정시스템에 관한 것이다.

통상 가공된 공작물의 치수 측정은 공작물을 공작기계로부터 분리하여 기계 밖에서 측정하는 것으로 캠 연삭의 경우도 캠을 연삭기에서 분리하여 3차원 측정기 등에 물려 측정하는 작업을 수행하였으나 기계 밖에서 공작물의 가공 치수를 측정하는 것은 많은 작업시간을 필요로하며 재가공 등 보정이 필요한 경우 주축에 재고정되는 공작물의 장착상태가 미묘하게 변화하여 측정결과에 따른 보정치를 정확하게 반영할 수 없어 가공정밀도를 높일 수 없었으므로 종래 수치제어장치가 구비된 공작기계에서는 공작물의 위치를 검출하여 검출된 위치를 나타내는 위치신호를 출력하는 접촉검출기를 가지며 주축대의 근방에 장착되어 공작물의 가공치수를 측정하는 가공치수 측정장치와 가공수단에 의한 공작물의 가공 후에 상기 접촉검출기가 공작물의 가공면에 접촉한 제 1 위치신호를 기억하는 제 1 계측수단과, 상기 접촉검출기가 가공 기준면에 접촉한 제 2의 위치신호를 기억하는 제 2의 계측수단과, 상기 제 1 및 제 2의 계측수단에 의해 얻어진 제 1 및 제 2의 위치신호에 따라서 가공 후 공작물의 가공면과 기준면 간의 차이로부터 가공오차를 산출하여 오차신호를 출력하는 가공오차 산출수단과, 상기 오차신호에 따라서 오차수정신호를 발생하 는 공구 보정치 오차수정수단으로 이루어지고, 상기 수치제어장치는 오차수정신호에 따라서 공작물에 대하여 가공수단의 상대적 이동을 제어하여 거의 오차를 갖지 않는 공작물을 가공할 수 있는 방법에 대하여 대한민국 특허 공개 특1989 - 0017032호로 공지된바 있었다.

그러나 위와 같은 방법은 접촉식 검출기를 사용함에 따라 가공면의 조도가 측정치에 영향을 미치며 캠과 같이 서로 대칭되는 형상이 아닌 불규칙한 곡선을 갖는 경우 제 1 계측치와 제 2 계측치를 비교하는 의미가 없어 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 캠을 연삭기에서 분리하지 않고 가공정도를 측정할 수 있게 함으로서 캠의 재고정에 따른 정밀도의 오차를 제거하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 캠의 가공정도를 측정함에 있어서, 비접촉식 계측방법을 적용함으로써 표면상태에 따른 측정오차를 줄이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 캠을 연삭기로부터 분리하고 계측 후 재고정하는 과정을 생략할 수 있게 함으로서 생산성을 향상할 수 있게 하는 것이다.

상기한 목적을 위한 본 발명 캠 연삭기의 피삭물 측정시스템은 연삭기에서 캠의 연삭작업을 중지한 후 캠이 주축에 고정된 상태로 측정컴퓨터에서 측정을 시작하면 CNC 컨트롤러의 서보모터 신호를 이용하여 연삭되어진 캠의 회전이송과 동시에 레이저 간섭계를 이용하여 측정을 실시한다.

레이저 간섭계는 레이저 발생기와 CCD 어레이 및 광학계로 이루어져 있고, 레이저 발생기에서 출력된 레이저가 캠의 표면에서 반사된 후 반사된 레이저를 CCD 어레이에서 읽어들여 그 파장의 길이를 연산하여 측정하는 원리를 가지고 있다.

이때, 측정된 데이터는 측정컴퓨터로 전송되며, 측정컴퓨터에서 데이터를 관리 및 시각화하여 연삭되어진 캠의 형상정밀도 및 오차를 판독할 수 있는 구조를 가지며 측정결과에 따라 CNC 컨트롤러는 전체형상의 변위량을 보정하는 연삭작업을 수행한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명 캠 연삭기의 피삭물 측정시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 개념도이며, 도 3은 본 발명 캠 형상 측정의 순서도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 캠 연삭기(1)와 캠 연삭기 주축(2)의 일측면에 구비되는 레이저 간섭계(3)와 측정데이터 저장용 컴퓨터(4)로 구성된다.

레이저 간섭계(3)는 레이저 발진기(5)와 광학계(6) 및 CCD 어레이(7)로 구성된다.

레이저 발진기(5)에서 발진되어 캠(8)의 표면원점으로 조사되는 레이저 빔은 캠(8)의 표면에서 반사되어 광학계(6)에서 검출되며 검출된 레이저는 CCD 어레이(7)에서 레이저 빔의 파장으로부터 거리를 연산하고, 연산된 측정데이터는 측정데이터 저장용 컴퓨터(4)로 전송되어 저장된다.

캠(8)의 일 지점에 대한 측정데이터가 저장되면 측정데이터 저장용 컴퓨터(4)는 CNC 컨트롤러(10)에 지령하여 서보모터(9)를 구동하여 캠(8)을 위치변경시켜 캠(8)의 다른 표면에 대한 측정작업을 캠(8)의 원주를 따라 반복하여 실시한다.

캠(8)의 전체형상에 대한 측정데이터가 수집되면 측정데이터 저장용 컴퓨터(4)는 이를 2차원 또는 3차원 형상으로 도시하고 이를 토대로 기준형상과 비교 후 필요한 보정 연삭을 실시하거나 연삭작업을 종료한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 표면에 정밀한 곡선을 가지는 캠의 연삭정밀도를 측정함에 있어서 연삭기로부터 캠을 분리할 필요가 없어 외부측정 후 캠을 연삭기에 재장착하는데 따른 가공오차를 없앨 수 있고, 비접촉식 측정수단을 사용함으로써 캠의 표면 가공상태에 따른 측정오차를 최소화하며 신속하게 캠의 표면형상을 측정할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. CNC 컨트롤러(10)를 갖추고 서보모터(9)에 의하여 주축(2)을 구동하는 캠 연삭기(1)에 있어서,

   주축(2)의 일측에 구비되어 캠(8)의 표면원점으로 조사되는 레이저 빔을 방출하는 레이저 발진부(5)와, 캠의 표면으로부터 반사되는 레이저 빔을 검출하는 광학계(6)와, 검출된 레이저 빔으로부터 거리를 연산하는 CCD 어레이(7)로 구성된 레이저 간섭계(3)를 구비하고 레이저 간섭계에서 연산된 측정데이터를 저장하고 서보모터의 위치제어 데이터를 CNC 컨트롤러로 출력하는 측정데이터 저장용 컴퓨터(4)로 구성되는 것을 특징으로 하는 캠 연삭기의 피삭물 측정 시스템.

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