KR20060128057A - 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기위한 방법 및 시스템 - Google Patents

원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20060128057A
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Abstract

가공물의 중심이 원통형 보어의 중심 축선과 동축이 되도록 원통형 보어 내부에 가공물의 중심을 정밀하게 맞추는 방법 및 시스템을 개시한다. 중심 축선의 위치를 감지하고 계산하기 위해 원통형 보어 내부에 아바가 사용된다. 가공물의 위치는 또한 중심 축선과 정렬될 수 있도록 감지된다. 상기 계산을 실행하고 가공물과 중심 축선의 정렬의 표시를 제공하기 위해 컴퓨터 시스템을 사용한다. 가공물과 중심 축선의 위치는 전자기계적이며 광학적인 위치 감지 시스템과 병합될 수 있는 위치 결정 시스템을 통해 알아낸다. 예컨대, 위치를 결정하는데 사용되는 광선을 발생시키고 전송하기 위해 복수의 광 전송기 및 광 수신기를 사용한다. 상기 방법은 특수한 자유 피스톤 머신, 특히 자유 피스톤 냉각 장치를 구비한다.

Description

원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR CENTERING A WORKPIECE ON THE CENTRAL AXIS OF A CYLINDRICAL BORE}
본 발명은 장비 위치설정 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물을 정밀하게 위치시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
엄격한 허용 오차의 왕복 부재를 갖춘 기계류를 제조하고 조립하는 여러 산업 분야에서는 왕복 부재와 고정 성분 사이의 정밀한 정렬의 중요성을 인식해 왔다. 이러한 정렬의 중요성은 원통형 보어 내에서 왕복 운동하는 피스톤의 광범위하게 적용가능한 실례를 사용하여 설명될 수 있다. 가장 단순한 실례는 보어를 제외한 그 어떠한 것에 의해서도 제한되지 않는 보어 내의 왕복운동의 경로를 갖는 원통형 보어 내부에서 자유롭게 왕복 운동하는 피스톤이다. 이러한 피스톤의 운동은 원통형 보어의 둘레 벽에 의해 안내되므로, 정렬할 필요가 없다.
그러나, 이러한 피스톤도 중심을 통과하는 축방향 구멍을 가지며 이 구멍을 통과하는 축방향으로 정렬된 로드 상에서 슬라이딩한다. 따라서, 피스톤이 그 위에서 슬라이딩하는 로드가 원통형 보어의 중심 축선과의 정렬을 충분히 벗어난다 면, 이때, 중심 축선으로부터 반경방향으로 로드가 이동되는 피스톤의 스트로크 동안 일부 지점에서, 스트로크의 길이 전체에 걸쳐 일정한 간극(clearance)이 존재하지 않게 되고 과도한 접촉이 발생될 것이다. 이러한 접촉은 종종 방비에 상당한 손상을 주며, 수리가 불가능한 것이 아니라면, 수리하기에 상당히 어렵다. 또한, 이러한 접촉은 종종 여러 성분들을 마모시켜서, 기계가공의 효율성을 감소시키거나, 그 오작동을 야기할 것이다.
과거에, 이러한 부품의 중심 맞추기(centering)는 수동으로 실시되었다. 수동 측정 장비로부터의 오류와 복합된 사람의 오류들은 오늘날 요구되는 허용 오차 수준의 정밀도를 제공하지 못 한다. 또한, 이러한 수동 측정은 가장 숙련된 기계 인력에게 조차 어렵고 시간을 소비하게 한다. 더우기, 종종 이러한 정렬은 단순한 기계 장치에 의해 달성될 수 있는 것 보다 우수한 정확성으로 실행될 필요가 있다.
거의 최근에, 반자동식 중심 맞추기 장치(semi-automated centering device)가 개발되었으나, 이 장치는 보어에 신중하게 부착되어야 하며 종종 극도로 감도가 좋아야만 하는 다수의 게이지, 계측기 및 지시계를 대체로 포함한다. 또한, 이러한 게이지, 계측기 및 지시계는 종종 기 기능을 실행하기 위해 종종 보어 안으로 연장될 필요가 있으며, 이는 이들을 사용하고 조정하며 판독하는 것을 어렵게 한다. 진보된 광학 정렬 시스템이 존재하지만, 이들은 미리결정된 빛의 패턴을 발생시키기 위해 종종 정밀 광하계를 필요로 하며 종종 극도로 민감하며 비용금지형이다.
원통형 보어 내부에서 부품을 왕복 운동시키기 위한 정밀한 중심 맞추기는 자유 피스톤 머신, 특히 스털링 엔진 및 냉각기와 같은 스털링 장치의 분야에서 종종 당면하는 요구이다. 이러한 장치의 효율성은 고정 부품과 왕복운동 부품 사이의 정밀한 허용 오차에 좌우된다. 사실상, 이러한 부품들 사이의 반경방향 간극은 종종 12 내지 13 마이크론이다.
이러한 정밀한 허용 오차를 가지며 작동하는 자유 피스톤 냉각기는 왕복운동 부품 상의 플로로폴리머와 같은 특수하게 구성된 표면 코팅 뿐만 아니라 선형 가스 베어링을 대체로 포함한다. 선형 가스 베어링 상의 반경방향 하중은 왕복운동 부품의 스트로크 전체에 걸쳐 일관된 간극을 유지하도록 시도함으로써 최소화된다. 자유 피스톤 머신의 스트로크 전체에 걸쳐 일관된 간극을 유지하기 위해, 피스톤이 그에 따라 미끄러지는 피스톤 내의 구멍을 통과하는 변위기 로드와 같은 로드가 보어 내부에 그 중심 완벽하게 맞추어져야만 한다. 이 변위기 로드의 중심이 완벽하게 맞추어지지 않은 경우, 스트로크를 실행하는 동안 일부 지점에서 피스톤 측벽이 보어 측벽이 근접하여, 원하는 간극 이상으로 보다 근접하게 되고 반경방향 베어링 하중을 증가시킨다. 변위기 로드의 약간의 오정렬은 피스톤과 보어 사이에 접촉을 야기할 수 있다. 따라서, 이러한 변위기 로드의 오정렬은 자유 피스톤 머신의 여러 부품에 대한 과도한 마모 뿐만 아니라 베어링 수명을 단축시키게 된다.
따라서, 경제적이며, 휴대가능하고 비숙련된 작동자가 사용하기에 용이한, 정밀한 중심 맞추기 방법 및 시스템에 대한 요구가 대두되고 있다. 일부의 종래 기술의 장치는 중심 맞추기 장치의 분야의 상태를 향상시켰지만, 본 발명의 유리한 기여를 그 어느 것도 달성하지 못 했다. 이러한 본 발명의 성능을 고려하면, 본 발명은 다수의 종래의 단점을 해소하고 지금까지 이용불가능한 상당한 이점을 제공한다.
본 발명은 다수의 산업 분야에서 가공물의 중심이 원통형 보어의 중심 축선과 동축이 되도록 원통형 보어 내부에 가공물의 중심을 정확하게 맞추는 성능을 필요로 함을 인지한다. 이것은 특히 가공물이 원통형 보어 내부에서 왕복운동하는 적용 분야에 일치한다.
본 발명은 가공물의 중심이 원통형 보어의 중심 축선과 동축을 이루되록 원통형 보어 내부에 가공물의 중심을 정밀하게 맞추는 것을 주요 관심사로 하고 있다. 본 발명에 따른 중심 맞춤 방법은 먼저 보어의 중심 축선의 위치를 감지하고 계산한 후, 가공물이 이미 결정된 중심 축선과 정렬될 수 있도록 가공물의 위치를 감지하고 계산한다. 중심 축선의 위치를 결정할 때에는 원통형 보어 내부에 정밀하게 끼워 맞추어지는 아바(arbor)를 사용한다. 이 아바는 아바 상에 중심이 맞추어지는 일단부로부터 연장하는 기준 핀(reference pin)을 갖는다. 이러한 기준 핀의 위치는 중심 축선의 위치를 결정하기 위해 감지된다.
중심 축선을 일단 결정하면, 원통형 보어로부터 아바를 제거하며 보어 안으로 가공물을 삽입한다. 이후, 가공물의 위치를 감지하고, 가공물의 중심을 계산한다. 이 가공물의 중심을 중심 축선의 위치와 비교하고, 중심 축선 및 가공물의 중심이 실질적으로 일치할 때 까지 가공물의 위치를 조정한다.
컴퓨터 시스템은 가공물과 기준 핀의 위치를 나타내는 데이타를 수신하고 각각의 중심을 계산한다. 이들 중심을 보어 축선 타깃(bore axis target) 및 로드 타깃(rod target)이라고 한다. 이러한 타깃들을 컴퓨터 디스플레이 상에 시각적으로 보여줄 수 있거나, 또는 이들 타깃이 컴퓨터 시스템의 메모리 내에 위치하는 단순한 좌표일 수 있다. 이들 타깃의 표시와 무관하게, 이들 타깃은 가공물의 최종 원하는 위치와 가공물의 현재 위치의 표시로서 기능한다. 이후, 개별의 또는 자동식 시스템은 위치 정보를 평가하고 가공물의 위치를 조정하여, 원하는 위치를 얻을 수 있다.
가공물 및 기준 핀의 위치는, 제한적인 것은 아니지만, 전자기계적 시스템 및 광학 시스템을 포함하는 다수의 위치 감지 기술과 일체화될 수 있는 위치 결정 시스템을 통해 알게 된다. 예컨대, 위치를 감지하고 컴퓨터 시스템에 전송되는 위치 데이타를 나타내는 전기 신호를 발생시키기 위해 기계적 위치 트랜스듀서를 사용할 수 있다. 대안으로, 광선(beams of light)을 발생시키고 이 광선을 복수의 광 전송기 각각으로부터 중심 축선을 가로질러 협력형 광 수신기로 전송하는데 복수의 광 전송기 및 광 수신기를 사용할 수 있다. 이 기준 핀 또는 가공물은 각각의 광 전송기로부터 협력형 광 수신기로의 광선의 전송을 방해하여 대향하는 광 수신기 상에 그림자가 투영된다. 광 수신기 상에서의 이들 그림자의 위치가 가공물 및 기준 핀의 위치의 표시를 제공한다.
아래에 청구된 바대로 본 발명의 범위를 한정하지 않고, 이제 다음의 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
또한, 여러 도안과 도면에서, 다음의 도면 부호 및 문자들은 여러 도안 및 도해 즉, CX, LB, Md, Mp 및 Q와 관련하여 여기에 개시된 여러 요소들을 식별하는데 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 실린더를 갖춘 바디의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 아바와 바디의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실린더의 중심 축선을 보여주는 컴퓨터 시스템 및 위치 결정 시스템의 개략도와 함께 바디 및 아바의 축척이 아닌 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 중심이 맞추어지는 가공물을 갖는 바디의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가공물의 위치와 실린더의 중심 축선을 보여주는 컴퓨터 시스템 및 위치 결정 시스템의 개략도와 함께 바디 및 가공물의 축척이 아닌 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따라 중심이 맞추어지는 성분을 나타내는 자유 피스톤 극저온 냉각기의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 7a는 부분적으로 해체된 상태의 도 6의 자유 피스톤 극저온 냉각기의 고정 성분의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 7b는 부분적으로 해체된 상태의 도 6의 자유 피스톤 극저온 냉각기의 왕복운동하는 성분의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 아바 및 자유 피스톤 극저온 냉각기의 일부분의 축척이 아 닌 부분 횡단면도이다.
도 9는 본 발명의 아바, 광학 시스템, 및 자유 피스톤 극저온 냉각기의 일부분의 축척이 아닌 평면도이다.
도 10은 본 발명의 가공물 및 자유 피스톤 극저온 냉각기의 일부분의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 11은 도 10의 절단선 11-11을 따라 절취된, 본 발명의 가공물, 광학 시스템 및 자유 피스톤 극저온 냉각기의 일부분의 축척이 아닌 부분 횡단면도이다.
도 12는 본 발명의 아바, 광학 시스템 및 자유 피스톤 극저온 냉각기의 축척이 아닌 상방 사시도이다.
도 13은 본 발명의 자유 피스톤 극저온 냉각기, 변위기, 변위기 로드, 변위기 스프링 및 광학 시스템의 축척이 아닌 상방 사시도이다.
도 14는 본 발명의 변위가, 변위기 로드, 및 중심을 맞추기 위해 설치되고 준비되는 변위기 스프링을 갖춘 자유 피스톤과 광학 시스템의 축척이 아닌 상방 사시도이다.
도면과 관련하여 아래에 설명하는 상세한 설명은 본 발명의 현재의 바람직한 실시예을 단순히 설명하기 위한 것이며, 본 발명이 구성되거나 또는 사용될 수 있는 유일한 형태를 나타내고자 함이 아니다. 다음의 상세한 설명은 도해한 실시예와 관련하여 본 발명을 실시하기 위한 구성, 기능, 수단 및 방법을 기술한다. 그러나, 본 발명의 정신 및 범위 내에 또한 속하게 되는 여러 실시예들에 의해서도 동일한 또는 동등한 기능 및 특징이 달성될 수 있음을 이해해야 한다.
이제, 본 발명의 기본 원리를 도해하는 도 1 내지 도 5를 대체로 참조하면, 다수의 바람직한 구성들 중 하나에 있어서, 본 발명의 방법 및 시스템은 바디(100) 내의 원통형 보어(110)의 중심 축선(CX) 상에 로드(rod; 210)를 갖춘 가공물(200)의 중심을 정밀하게 맞추는 것에 관한 것이다. 이러한 방법은 2개의 별개의 단계 즉, 원통형 보어(110)의 중심 축선(CX)의 위치를 감지하는 제 1 단계와, 로드(210)의 위치를 감지하고 중심 축선(CX)과 로드(210)의 중심을 정렬시키는 제 2 단계를 포함한다.
원통형 보어(110)의 중심 축선(CX)의 위치를 결정할 때, 원통형 보어(110)의 근칭 단부(proximal end; 114) 안으로 아바(arbor; 300)가 삽입된다. 이 아바(300)의 직경은 원통형 보어(110)의 직경보다 다소 작아서, 아바(300)의 원통형 외부면(310)이 보어 내부면(112)과 접촉 상태로 원통형 보어(110) 안으로 짝맞춤식으로 미끄러진다. 이 아바(300)는 아바(300)의 단부로부터 돌출하는 대칭형 기준 핀(320)을 구비한다. 아바(300)와 원통형 보어(100)의 정밀한 기계가공에 의해, 대칭형 기준 핀(320)의 중심이 원통형 보어(110)의 중심 축선(CX)과 동축을 이루는 것이 보장된다. 이 원통형 보어(110)는 본 발명의 방법을 적용하는 동안 개방되는 근칭 단부(114)와 폐쇄될 수 있는 근칭 단부(114)를 구비한다. 추가로, 이러한 원통형 보어(110)는 근칭 단부(114)로부터 원칭 단부(116)까지 일정한 직경(118)을 가질 수 있거나, 또는 이 원통형 보어(110)는 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 상이한 직경의 단면을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법은 대체로, 대칭형 기준 핀(320)의 위치의 감지를 단순화하기 위해 아바(300)가 보어(110) 안으로 삽입될 때 대칭형 기준 핀(320)이 보어(110)의 근칭 단부(114)를 초과하여 연장하도록 구성되는 대칭형 기준 핀(320) 및 아바(300)를 사용하지만, 이것이 반드시 필요한 것은 아니다. 대칭형 기준 핀(320)은 아바(300) 상에 기준면을 제공한다.
다음에, 중심 축선(CX)을 가로지르는 평면 내에서 대칭형 기준 핀(320)의 위치를 감지하고, 컴퓨터 시스템(400)에 핀 위치 데이타를 전송한다. 대칭형 기준 핀(320)의 위치는 위치 결정 시스템(500)을 통해 알아낸다. 위치 결정 시스템(500)은, 제한적이지는 않지만, 전자기계적인 방법 및 광학적인 방법을 포함한 임의의 수의 방법으로 대칭형 기준 핀(320)의 위치를 감지할 수 있다.
예컨대, 대칭형 기준 핀(320)의 위치를 감지하고 컴퓨터 시스템(400)에 전송되는 핀 위치 데이타를 나타내는 전기 신호를 발생시키기 위해 기계적 위치 트랜스듀서(mechanical position transducer)를 사용할 수 있다. 이러한 기계적 위치 트랜스듀서는 접촉형 트랜스듀서이며, 이에 의해 센서가 대칭형 기준 핀(320)과 물리적으로 접촉하고, 그 신호는 예컨대, AC 또는 DC 전압 또는 전류(4-20 mA)의 아나로그 신호이거나 디지털 데이타 신호일 수 있다.
대안으로 그리고 바람직하게, 위치 결정 시스템(500)은 광학 시스템일 수 있다. 광학 위치 결정 시스템(500)은 광선(beams of light)을 발생시키고 복수의 광 전송기 각각으로부터 중심 축선(CX)을 가로질러 협력형 광 수신기(cooperating light receiver)로 이 광선을 전송하기 위한 장치를 포함한다. 후술하는 바와 같 이, 대칭형 기준 핀(320) 또는 로드(210)는 각각의 광 전송기로부터 협력형 광 수신기로의 광선의 전송을 방해하여 광 수신기 상에 그림자가 투영되게 한다. 광 수신기 상의 그림자의 위치는 대칭형 기준 핀(320)의 위치의 표시를 제공한다. 대체로, 대칭형 기준 핀(320)의 위치를 감지하기 위해 원통형 보어(110)의 양 측면 상에 미리정해진 간격으로 광 전송기로부터 광 수신기로 복수의 광선이 전송된다. 특수한 일 실시예에서, 서로 직교하는 한 쌍의 협력형 광 전송기 및 광 수신기는 2개의 광선을 발생시키고 중심 축선을 가로질러 이를 전송하는데 사용된다. 광학 위치 결정 시스템(500)의 특수한 일 실시예는 특히 자유 피스톤 극저온 냉각기의 변위기 로드(displacer rod)를 광학적으로 중심을 맞추는 것과 관련하여 아래에 상세히 설명할 것이다. 또한, 임의의 다수의 여러 유형의 광 전송기 및 광 수신기가 본 발명에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 전하 결합 소자(charge coupled device)를 갖춘 광 수신기와 광선을 발생시키기 위한 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함하는 광 전송기를 사용한다.
컴퓨터 시스템(400)은 위치 결정 시스템(500)으로부터 신호를 수신한 후, 핀 위치 데이타로부터 대칭형 기준 핀(320)의 중심을 계산한다. 이후, 컴퓨터 시스템(400)은 대칭형 기준 핀(320)의 중심을 나타내는데 즉, 도 3의 컴퓨터 디스플레이(410) 상에 도시된 바와 같이, 보어 축선 타깃(414)으로서 원통형 보어(110)의 중심 축선(CX)이 보여지게 된다. 컴퓨터 시스템(400)은 임의의 개수의 방식으로 보어 축선 타깃(414)을 나타낼 수 있다. 예컨대, 보어 축선 타깃(414)은 컴퓨터 디스플레이(410) 상에 십자형 또는 점으로 시각적으로 나타내어 질 수 있다. 대안 으로 보어 축선 타깃(414)은 컴퓨터 시스템(400)의 메모리 내에 좌표와 같이 단지 저장된 데이타로서 존재할 수 있거나, 이 좌표가 수치적으로 보여질 수 있다. 컴퓨터 시스템(400)은 랩탑 컴퓨터(laptop computer) 또는 통상의 중앙 처리 장치로서 대체로 여기에 설명되고 도해되었지만, 이 컴퓨터 시스템(400)은 본 발명의 방법을 위해 최소의 계산 능력만이 요구되듯이 실제의 임의의 프로세서 플랫폼일 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 시스템(400)은 생산 라인에서 용이한 사용을 위해 휴대용 프로그래밍가능 로직 제어기(portable programmable logic controller) 내에 통상적으로 패키징(packaging)될 수 있다.
이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형 보어(110)로부터 아바(300)를 제거하고 보어(110) 안으로 가공물(200)을 삽입한다. 가공물 로드(210)의 근칭 단부(212)는, 반드시 필요한 것은 아니지만, 보어(110)의 근칭 단부(114)로부터 대체로 연장한다. 가공물 로드(210)의 원칭 단부(214)는, 특별한 본 실시예에 본 발명의 방법을 적용하는 동안, 보어(110)의 원칭 단부(116) 상에 놓인다. 다음에, 바람직하게 아바 핀 위치를 감지하는 것과 동일한 방법으로 중심 축선(CX)을 가로지르는 평면 내의 가공물 로드(210)의 위치를 감지하며, 컴퓨터 시스템(400)에 로드 위치 데이타를 전송한다. 물론, 로드의 동축 연장부와 같이 로드 상에 다른 기준면이 정확하게 위치된다면, 로드 그 자체를 직접 감지하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다.
이후, 컴퓨터 시스템(400)은 로드 위치 데이타로부터 가공물 로드(210)의 중심을 계산하고 로드 타깃(412)으로서 로드 중심을 나타낸다. 보어 축선 타깃(414) 과 관련하여 상술한 바와 같이, 컴퓨터 시스템(400)은 상술한 바와 같이 임의의 다수의 방법으로 로드 타깃(412)을 나타낼 수 있다. 예컨대, 로드 타깃(412)은 컴퓨터 디스플레이(410) 상에 십자형 또는 점으로 시각적으로 나타내어 질 수 있다. 도 5의 컴퓨터 디스플레이(410)는 컴퓨터 디스플레이(410) 상에 앞서 결정된 로드 타깃(412) 및 보어 축선 타깃(414) 모두를 보여준다. 도 5의 로드 타깃(412)은 보어 축선 타깃(414)과 정렬되지 않으며, 따라서 중심 축선(CX) 상에 있지 않다.
결국, 가공물 로드(210)의 위치는 로드 타깃(412)이 보어 축선 타깃(414)과 실질적으로 일치되도록 조정되며, 가공물 로드(210)가 중심 축선(CX) 상에 정렬됨을 나타낸다. 가공물 로드(210) 위치를 조정하는 이러한 단계는 수동으로 달성되거나 또는 자동으로 달성될 수 있다. 다수의 적용에서, 가공물 로드(210)의 위치의 조정이 필요한 정도(degree)는 상당히 작으며 정밀 교정 장비를 필요로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 보어 축선 타깃(414) 및 로드 타깃(412)이 컴퓨터 디스플레이(410) 상에 실제로 표시되는 실시예에서, 작동자는 중심 축선(CX), 또는 보어 축선 타깃(414)의 위치에 대한 가공물 로드(210)의 위치를 시각적으로 식별할 수 있으며, 이에 따라, 로드 타깃(412) 및 보어 축선 타깃(414)이 실질적으로 일치할 때 까지 가공물 로드(210)의 위치를 조정한다. 대안으로, 로드 타깃(412) 및 보어 축선 타깃(414)만이 컴퓨터 시스템(400)의 메모리 내에 저장된 데이타로서 존재하는 실시예에서, 로드 타깃(412) 및 보어 축선 타깃(414)을 실질적으로 정렬시키기 위해 컴퓨터 소프트웨어는 벡터 지시어들을 포함하며 작동자에게 이 벡터 지시어들을 보여주거나, 또는 컴퓨터 시스템(400)은 로드 타깃(412) 및 보어 축선 타 깃(414)을 실질적으로 정렬시킬 것을 자동식 위치설정 시스템에게 지시할 수 있다. 당업자가 이해할 수 있듯이, 컴퓨터 시스템(400)은 이러한 정렬을 지시하는 청각 신호를 포함하거나, 로드 타깃(412)이 보어 축선 타깃(414)에 어떻게 근접하는지를 나타낸다.
정렬 이후에, 바람직한 실시예에 대해 아래에 설명하듯이, 가공물 로드(210)와 연관된 여러 유형의 지지 또는 안내 구조물이 통상적으로 제 위치에 단단히 죄여진다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 자유 피스톤 머신, 특히 자유 피스톤 스털링 사이클 냉각기 및 엔진 분야에 특수한 적용 분야를 가지며, 이 분야에서는, 실린더의 중심 축선과 동축인 변위기 로드의 중심을 갖는 것이 때때로 필요하다. 도 1 내지 도 5의 원통형 보어(110) 및 가공물(200)의 형상은 자유 피스톤, 스털링 사이클 머신의 형상과 유사하지만, 자유 피스톤 냉각기(700)에 본 방법을 적용하는 것을 도 6 내지 도 14에 상세히 도시하며, 아래에 기술한다.
이제, 도 6, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 자유 피스톤 냉각기(700)는 냉각 헤드(cold head; 710) 및 온단부(warm end; 720)를 구비한다. 이 자유 피스톤 냉각기(700)는 피스톤 드라이버(732)에 의해 구동되며 실린더(750) 내부에서 부분적으로 왕복운동하는 피스톤(730), 및 변위기 로드(742)를 구비하며 피스톤(730)의 내부 보어를 관통하고 모두 하우징(770) 내에 둘러싸인 커넥터(746)에 의해 변위기 스프링(744)에 부착되는 변위기(740)를 포함한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 피스톤 드라이버(732)는 피스톤(730)에 고정된 자석(734)을 구동시키는 전기자 와인 딩(armature winding; 733)을 구비하는 선형 모터이다. 도시된 변위기 스프링(744)은 미국특허공보 제5,525,845호에 개시된 바와 같은 평면 스프링이다. 하우징(770)은 도 7a 및 도 7b에서 삭제되었으나, 왕복운동하는 자유 피스톤 냉각기(700)의 성분을 도 7b에 도시하고, 고정 성분들을 도 7a에 도시한다. 변위기(740)는, 냉각 헤드(710)와 온단부(720) 사이에서, 도 7b의 이동 표시(Md)에 도시된 바와 같이, 실린더(750)의 하부 부분 내부에서 왕복운동하고, 피스톤(730)은 변위기 로드(742) 상의 실린더(750)의 상부 부분 내부에서 왕복운동하며 실린더(750)에 의해 한정된다.
자유 피스톤 냉각기(700)가 작동하는 동안, 피스톤 드라이버(732) 즉, 통상적으로 전기 선형 모터는 도 7b에서 Mp로 나타낸 운동 방향으로 피스톤(730)을 이동시킨다. 이동 방향이 반대인 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 피스톤(730)의 운동은 진폭이라고 불리는 스트로크(stroke)를 형성한다. 작동 중에, 피스톤(730) 및 변위기(740)의 결합된 이동에 의해 대체로 헬륨인 작동 유체가 운반, 압축 및 팽창된다. 상술한 바와 같이, 피스톤 드라이버(732)에 의해 피스톤(730)의 이동이 실시된다.
제한된 것은 아니지만, 피스톤(730)의 이동에 의해 생성되는 작동 유체 압력의 변화, 변위기 스프링(744)에 의해 도입된 자유 피스톤 냉각기(700)에서의 스프링 작용을 저장하는 에너지, 작동 유체의 물성의 변화, 및 다른 내부 변위기 제어 장치를 포함한 다수의 결합된 작용의 결과로 변위기(740)의 운동이 실시된다. Md로 나타낸 변위기(740)의 운동은 냉각 헤드(710)와 온단부(720) 사이에, 대체로 도 7a에 도시된 축열기(762)를 갖는 작동 유체 통로(760)를 통해 작동 유체를 왕복운동시킨다.
축열기(762)는 에너지 저장 매체로 이루어지는데, 작동 유체가 냉각 헤드(710)로부터 온단부(720)로 그리고 다시 반대로 순환함에 따라, 작동 유체는 이러한 에너지 저장 매체로 그리고 에너지 저장 매체로부터 에너지를 전달할 수 있다. 현존의 축열기(762)는 불필요한 열손실을 방지하고 효율을 개선하기 위해 복수 피스의 미세 통공 금속을 포함할 수 있다. 작동 유체가 팽창하는 동안 Q로 나타낸 열이 냉각 헤드(710)에 흡수되고, 작동 유체가 압축되는 동안 온단부(720)에서 열(Q)이 거부된다. 자유 피스톤 냉각기(700)로 그리고 자유 피스톤 냉각기(700)로부터 멀리 열 에너지의 전달을 향상시키기 위해 냉각 헤드(710) 및 온단부(720)에 대체로 열 교환기가 부착된다.
자유 피스톤 냉각기(700) 내의 피스톤(730)은 실린더(750) 내부에서 왕복운동하며 실린더(750)에 의해 한정된다. 이 피스톤(730)은 가스 베어링 시스템을 갖는 실린더 벽으로부터 떨어져서 매달려 있다. 피스톤(730)과 실린더(750) 사이에 12-13 마이크론의 반경방향 간극과 같은 상당히 밀접한 끼워맞춤을 보장함으로써 피크 효율(peak efficiency)이 일부분 달성된다. 변위기 로드(742)는 피스톤(730)의 내부 보어 내에서 왕복운동하며 이 내부 보어 내에 한정된다. 피스톤(730)과 변위기 로드(742) 사이의 왕복 운동은 어긋난 위상이며 상이한 스트로크 길이를 가져서, 2개의 부재 사이에서 상대 운동을 야기한다. 피스톤(730)의 내부 보어로부터 멀리 변위기 로드(742)를 현수시킬 가스 베어링 시스템이 없어서, 따라서, 변위 기 로드(742)가 피스톤(730)의 내부 보어와 접촉하지 않도록 변위기 로드(742)와 실린더(750) 사이의 거의 완벽한 정렬이 요구된다. 피스톤(730)의 내부 보어와 변위기 로드(742) 사이의 접촉은 변위기 로드(742) 표면 상에 마모를 야기할 것이며, 심한 접촉 압력은, 바람직하지 않은 마모와 발생가능성 있는 자유 피스톤 냉각기(700) 고장을 야기할 수 있는 실린더(750)와 피스톤(730)의 접촉을 야기하는 피스톤(730) 가스 베어링을 극복할 수 있다. 따라서, 본 발명의 하나의 적용은 경계를 이루는 미끄럼 표면의 마모를 방지하기 위해 실린더의 중심 축선(CX)과 자유 피스톤 냉각기(700)의 변위기 로드(742)를 정렬시키는 것이다.
자유 피스톤 냉각기(700)에 본 발명의 방법을 적용하는 것은, 도 8 및 도 12에 도시된 바와 같이, 실린더(750) 안으로 아바(300)를 삽입하는 단계로부터 시작된다. 다음에, 광학 위치 결정 시스템(510)에 의해 하나 이상의 광선(LB)을 발생시켜서 중심 축선(CX)을 가로질러 전송시킨다. 대체로, 케이싱(780)에는 광선(LB)이 통과할 수 있는 구멍(hole)이 형성되어 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 광학 위치 결정 시스템(510)은 하나 이상의 클램핑 장치(clamping device; 800)에 의해 케이싱(780) 상에 편리하게 클램핑되도록 구성된다. 이것은 도 9의 평면도에 보다 양호하게 도시되어 있다. 도 12의 실시예에서, 4개의 클램핑 장치(800)는 케이싱(780)에 광학 위치 결정 시스템(510)을 고정시키며 커다란 마디융기형 스크류(knurled screw; 800)의 형태를 취한다.
2개의 광 전송기(520, 530)는 광선(524, 534)을 발생시키고 이 광선을 아바(300)의 대칭형 기준 핀(320)을 가로질러 전송한다. 대칭형 기준 핀(320)이 제 1 광선(524)을 방해하면, 제 1 광선 그림자(526)가 생성되어 제 1 광 수신기(522) 상에 투영된다. 유사하게, 대칭형 기준 핀(320)이 제 2 광선(534)을 방해하면, 제 2 광선 그림자(536)가 생성되어 제 2 광 수신기(532) 상에 투영된다. 하나의 예시적인 실시예는 기존의(off-the-shelf)의 광학 위치 결정 시스템(510) 즉, 키엔스(Keyence) 광학 위치 결정 시스템을 포함한다. 이러한 실시예에서, 광 전송기(520, 530)는 키엔스 LS 7030T 전송기이며, 광 수신기(522, 532)는 키엔스 LS 7030R 수신기이다.
이러한 특별한 실시예에서, 제 1 광선(524) 및 제 2 광선(534)은 서로 직교하지만, 반드시 직교를 필요로 하는 것은 아니다. 실제로, 제 1 광선(524)과 제 2 광선(534) 사이에 임의의 미리결정된 관계가 본 발명의 방법에 함께 작용할 수 있다. 유사하게, 대칭형 기준 핀(320)을 사용하는 것이 가장 편리하지만, 광선(524, 534)과 대칭형 기준 핀(320)의 위치가 미리결정된 관계에 대해 신중하게 위치되는 요건이 제공되지 않는다. 소프트웨어에서, 특히 컴퓨터에 의해 실행되는 수학 계산에서 임의의 비대칭형이 고려되는 것이 필요하다. 마찬가지로, 소프트웨어에서 미리정해진 관계가 생성되고 고려되어 있다면, 본 발명의 방법이 비원형, 또는 비대칭인 가공물 로드(210)에도 동일하게 잘 작용할 것임을 당업자는 이해할 것이다.
이후, 광 수신기(522, 532)는 그림자(526, 536)의 위치에서 결정된 핀 위치 데이타를 컴퓨터 시스템(400)에 전송한다. 컴퓨터 시스템(400)은 이후 대칭형 기준 핀(320)의 중심을 계산하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 중심 축선(CX)의 위치이기도 한 보어 축선 타깃(414)으로서의 중심을 나타낸다.
다음에, 실린더(750)로부터 아바(300)가 제거되며, 왕복운동 성분 즉, 변위기(740), 변위기 로드(742) 및 변위기 스프링(744)이 도 10, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 위치된다. 편리하게도, 냉각기가 작동하는 동안 변위기(740)의 가스 베어링 시스템은 실린더(750) 내의 변위기 로드(742)의 하부 부위를 효과적으로 중심을 맞추고, 이에 의해, 변위기 스프링(744)에 가장 가까운 변위기 로드(742)의 단부의 정확한 위치설정만을 필요로 한다. 다시, 하나 이상의 광선(LB)이 발생되어 중심 축선(CX)을 가로질러 전송된다. 이것은 도 11의 평면도에 보다 양호하게 도시되어 있다. 여기서, 2개의 광 전송기(520, 530)가 이제 발생되어 변위기 로드(742)를 가로질러 광선(524, 534)을 전송한다. 변위기 로드(742)가 제 1 광선(524)을 방해하면서, 제 1 광선 그림자(526)가 생성되어 제 1 광 수신기(522) 상에 투영된다. 유사하게, 변위기 로드(742)가 제 2 광선(534)을 방해하면서, 제 2 광선 그림자(536)가 생성되어 제 2 광 수신기(532) 상에 투영된다. 이들 광 수신기에 의해 그림자의 엣지(edge)가 검출되므로, 각각의 그림자의 중심의 위치를 계산하여 x축 및 y축 모두의 2차원의 수치적 좌표 위치 데이타를 제공한다. 이들 수치적 좌표는 아바를 제거하고 변위기 및 피스톤을 삽입하는 연속하는 공정 동안 광학 시스템이 제거되지 않는 한 실린더의 중심선의 위치를 나타낸다.
제 1 광 수신기(522) 및 제 2 광 수신기(532)는 제 1 광선 그림자(526) 및 제 2 광선 그림자(536)의 위치로부터 결정된 로드 위치 데이타를 컴퓨터 시스템(400)에 전송한다. 이후, 컴퓨터 시스템(400)은 변위기 로드(742)의 중심을 계산하고, 도 5에 도시된 바와 같이, 로드 타깃(412)으로서 그 중심을 나타낸다. 앞 서 설명하였듯이, 이제 변위기 로드(742)는 로드 타깃(412)이 보어 축선 타깃(414)과 실질적으로 일치할 때 까지 수동으로 또는 자동으로 재위치될 수 있다. 도 12, 도 13 및 도 14의 실시예는 복수의 조정 장치(810) 즉, 실린더(750) 내부에서 변위기 로드(742)가 실질적으로 중심이 맞추어지도록 변위기 스프링(744)를 위치시키는데 사용되는 정밀 캘리퍼스를 도해한다. 적절한 위치가 일단 위치되면, 변위기 로드(742)의 위치를 고정시키기 위해 케이싱(780)에 변위기 스프링(744)을 부착한다.
위치 결정 시스템이 내부에 원통형 보어가 형성된 바디에 강성으로 고정된다는 점이 중요하다. 정렬을 실행하는 동안 바디에 대한 이 위치 결정 시스템의 임의의 이동은 잘 못된 위치 데이타를 발생시킬 것이다. 따라서, 이러한 운동을 검출하고, 컴퓨터에 그 데이타를 입력하기 위한 감지 시스템과 병합하는 것이 바람직하며, 컴퓨터 소프트웨어는 이 감지 시스템을 모니터링하고 이동이 발생되었으며 정렬 결과가 잘못 되었다는 경고를 디스플레이 또는 사운딩하도록 판독된다. 이것을 달성하는 바람직한 방법은 광선이 관통하여 전달되는 케이싱을 관통하는 4개의 구멍의 위치를 감지하는 것이다. 이들 구멍은 케이싱을 통과하고 직교하며 정렬되는 대향하는 2 쌍의 구멍으로 배열된다. 이러한 2개의 구멍(782, 784)이 도 12 및 도 13에 도시되어 있다. 광선을 전송하는 광 전송기가 사용되는데, 이러한 광선은 케이싱을 통과하는 구멍보다 폭이 넓어서, 광 수신기 상에 투사되는 빛이 아바 핀 또는 변위기 로드를 나타내는 내부 그림자와 외부 케이싱 내의 구멍의 엣지에 케이싱에 의한 그림자 투영을 나타내는 외부 경계선을 가진다. 이것은 광 수신기 상에 투사되는 이격된 2개의 광선을 생성시킨다. 이들 광선의 최내부 경계선 은 아바 핀 또는 변위기 로드의 외부 엣지를 나타내며, 최외부 경계선은 구멍의 엣지를 나타낸다. 이들 엣지는 구멍 엣지의 위치를 나타내는 데이타를 제공하며, 이 데이타도 컴퓨터에 전송된다. 이후, 컴퓨터는 이들 구멍의 엣지의 위치를 모니터링하며, 정렬 프로세스 동안 이들 엣지가 이동된다면, 컴퓨터는 이러한 이동이 발생되었고 따라서 정렬이 잘 못 될 수 있음을 알리는 신호를 보낸다. 이것은 광 수신기에 투사되는 이격된 2개의 광선을 생성시킨다. 이들 광선의 최내측 경계선은 아바 핀 또는 변위기의 외부 엣지를 나타내며, 최외각 경계선은 구멍의 엣지를 나타낸다. 이들 엣지는 구멍 엣지의 위치를 나타내는 데이타를 제공하며, 이 데이타도 컴퓨터에 전송된다. 이후, 컴퓨터는 이들 구멍 엣지의 위치를 모니터링하며, 정렬 프로세스 동안 이들 구멍 엣지가 이동한다면, 컴퓨터는 이러한 이동이 발생하여 정렬이 잘 못 되었음을 알리는 신호를 보낸다.
자유 피스톤 냉각기 실시예의 설명은 광학 위치 결정 시스템을 중점으로 이루어졌지만, 상술한 전자기계적 위치 결정 시스템도 바로 용이하게 적용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
여기에 개시된 바람직한 실시예의 다수의 개조, 변경 및 변형이 당업자에게 명시적일 것이며, 이들은 모두 본 발명의 정신과 범위 내에서 예상되고 고려된다. 예컨대, 특정 실시예를 상세히 설명하였지만, 전술한 실시예들과 변형예들이 여러 유형의 대체물 및/또는 추가 또는 대안의 물질, 요소의 상대적 배열, 및 치수적 구성과 병합되도록 변경될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 단지 몇 가지의 변형예를 여기에 개시하였지만, 이러한 추가의 변경예 및 변형예와 그 동등물의 실시가 다음의 청구의 범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 정신과 범위 내에 있음을 이해해야 한다.

Claims (13)

  1. 바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법으로서,
    (a)상기 원통형 보어 내부에서 짝맞춤식으로 미끄럼가능한 원통형 외부면을 구비하며 상기 중심 축선과 동축으로 그 단부로부터 돌출하는 대칭형 기준 핀을 구비하는 아바를 상기 원통형 보어 안으로 삽입하는 단계와,
    (b)상기 중심 축선을 가로지르는 평면에서 상기 대칭형 기준 핀의 위치를 감지하는 단계와,
    (c)상기 대칭형 기준 핀의 위치 데이타로부터 상기 대칭형 기준 핀의 중심을 계산하는 단계, 및 상기 대칭형 기준 핀의 중심을 보어 축선 타깃으로 나타내는 단계와,
    (d)상기 보어로부터 상기 아바를 제거하는 단계, 및 상기 원통형 보어로부터 상기 로드가 돌출한 상태로 상기 원통형 보어 안으로 상기 가공물을 삽입하는 단계와,
    (e)상기 중심 축선을 가로지르는 평면에서 상기 로드의 위치를 감지하는 단계, 및 상기 컴퓨터 시스템에 상기 로드의 위치 데이타를 전송하는 단계와,
    (f)상기 로드의 위치로부터 상기 로드의 중심을 계산하는 단계, 및 상기 로드의 중심을 로드 타깃으로 나타내는 단계와,
    (g)상기 로드 타깃이 상기 보어 축선 타깃과 실질적으로 일치하도록 상기 로 드의 위치를 조정하는 단계를 포함하는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 핀의 위치 및 상기 로드의 위치를 전자기계적으로 감지하는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 핀의 위치 및 상기 로드의 위치를 광학적으로 감지하는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준 핀의 위치를 감지하는 단계는, 광선을 발생시키고, 복수의 광 전송기 각각으로부터 상기 중심 축선을 가로질러 협력형 광 수신기에 상기 광선을 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 기준 핀 및 상기 로드는 상기 중심 축선에 대해 상기 기준 핀 또는 상기 로드의 위치의 표시를 제공하기 위해 상기 대향하는 수신기 상에 그림자를 투영하는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    협력형 2쌍의 광 전송기와 광 수신기 사이에서 상기 중심 축선을 직교하며 가로질러 2개의 광선을 전송시키는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 전송기는 광선을 발생시키도록 발광 다이오드를 포함하며, 상기 광 수신기는 전하 결합 소자인,
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통형 보어는 자유 피스톤 머신의 보어이며, 상기 가공물은 자유 피스톤 머신의 커넥팅 로드이고, 상기 커넥팅 로드의 원칭 단부에 변위기가 위치하며, 상기 변위기가 상기 보어 내부에 실질적으로 상기 커넥팅 로드의 원칭 단부의 중심을 맞추는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 방법.
  8. 바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 로드를 포함하는 가공물의 중심을 맞추기 위한 가공물 위치설정 시스템으로서,
    (a)상기 원통형 보어 내부에서 짝맞춤식으로 미끄러지는 크기를 갖는 원통형 외부면을 구비하며, 슬리브 안으로 삽입하기 위해 상기 아바의 단부로부터 돌출하는 대칭형 기준 핀을 구비하는 아바와,
    (b)상기 원통형 보어 내의 상기 대칭형 기준 핀의 위치를 식별하고 상기 보어 내에 삽입될 때의 상기 로드의 위치를 결정하며 상기 로드의 위치 신호를 발생시키기 위한 위치 결정 시스템과,
    (c)상기 기준 핀의 위치 신호 및 상기 로드의 위치 신호를 수신하고 상기 기준 핀의 위치 신호로부터 상기 보어의 중심을 계산하고 상기 로드 위치 신호로부터 상기 로드의 중심의 위치를 계산하며 상기 보어의 중심 및 상기 로드의 중심의 위치가 실질적으로 일치하는 경우를 표시하기 위한 컴퓨터 시스템을 포함하는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 가공물 위치설정 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 위치 결정 시스템은 상기 기준 핀의 위치 및 상기 로드의 위치를 기계 적으로 감지하고 상기 위치를 나타내는 전기 신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 위치 트랜스듀서를 포함하는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 가공물 위치설정 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 위치 결정 시스템은 복수의 위치 검출기를 포함하며, 상기 복수의 위치 검출기 각각은 중심 축선을 가로질러 대향하는 광 수신기로 광선을 전송하기 위한 협력형 광 수신기와 이격된 광 전송기를 구비하며, 상기 복수의 위치 검출기는 상기 기준 핀 또는 상기 로드가 상기 광선의 경로를 방해하는 경우 상기 중심 축선에 대해 상기 기준 핀 또는 상기 로드의 위치의 표시를 제공하면서 상기 대향하는 광 수신기 상에 그림자가 투영되도록 상기 중심 축선에 대해 각도 방향으로 이격되어 있는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 가공물 위치설정 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제 1 광 전송기, 제 2 광 전송기, 상기 제 1 광 전송기와 협력하며 대향하는 제 1 광 수신기, 및 상기 제 2 광 수신기와 협력하며 대향하는 제 2 광 수신기를 구비하며,
    상기 제 1 광 전송기는 상기 제 2 광 전송기에 의해 발생되고 전송되는 광선과 직교하는 중심 축선을 가로질러 광선을 발생시키고 전송하는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 가공물 위치설정 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 광 전송기는 상기 광선을 발생시키도록 발광 다이오드를 포함하고, 상기 광 수신기는 전하 결합 소자인
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 가공물 위치설정 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 보어는 자유 피스톤 머신의 보어이고, 상기 가공물은 자유 피스톤 머신의 커넥팅 로드이며, 상기 커넥팅 로드의 원칭 단부에 변위기가 위치하며, 상기 변위기가 상기 보어 내부에 실질적으로 상기 커넥팅 로드의 원칭 단부의 중심을 맞추는
    바디 내의 원통형 보어의 중심 축선 상에 가공물의 중심을 맞추기 위한 가공물 위치설정 시스템.
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