KR20060132651A - 표면 프로파일을 측정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

표면 프로파일을 측정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060132651A
KR20060132651A KR1020067014513A KR20067014513A KR20060132651A KR 20060132651 A KR20060132651 A KR 20060132651A KR 1020067014513 A KR1020067014513 A KR 1020067014513A KR 20067014513 A KR20067014513 A KR 20067014513A KR 20060132651 A KR20060132651 A KR 20060132651A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor assembly
measuring
sensor
along
assembly
Prior art date
Application number
KR1020067014513A
Other languages
English (en)
Inventor
저스틴 더블유. 빌헬름
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20060132651A publication Critical patent/KR20060132651A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S33/00—Geometrical instruments
    • Y10S33/21—Geometrical instruments with laser

Abstract

본 발명은 마루바닥과 같이 강체 또는 반강체 기판상에서 이용되는 표면 프로파일 측정 장치를 제공한다. 이 장치는 (a) 빔과; (b) 빔상에 장착되는 적어도 하나의 빔 지지대와; (c) 상기 빔에 슬라이딩 가능하게 연결되고 표면까지의 거리를 측정하기에 적합한 센서 조립체; 및 (d) 상기 빔을 따라 상기 센서 조립체의 위치를 측정하기에 적합한 트랜스듀서 조립체를 포함한다.
표면 프로파일, 측정 장치, 센서, 트랜스듀서, 강체(rigid), 반강체(semi-rigid)

Description

표면 프로파일을 측정하기 위한 장치 및 방법 {Device and method for measuring the profile of a surface}
본 발명은 표면 프로파일 측정 장치에 관한 것이며 그리고 보다 구체적으로는 마루바닥과 같은 강체 또는 반강체의 기판상에서 사용되기 위한 2차원의 비접촉 매핑 장치에 관한 것이다.
표면 프로파일의 정량적인 기록으로의 번역은 표면에 평행한 선형 위치를 측정하는 하나의 요소와 표면에 수직한 상대 거리를 측정하는 다른 요소를 갖는 디지털 또는 아날로그 장치들 중 하나를 이용하여 수행되는 것이 통상적이다. 가장 단순한 방법으로는, 자(ruler)와 같은 직선 단부의 선형 측정 장치가 표면에 놓여지고 직선 단부로부터 표면까지의 수직 거리를 정량화하기 위한 제 2 선형 측정 장치가 이용된다. 대부분의 경우에서, 표면의 일반 평면에 수직한 위치에서 선형 측정 장치의 첨단(tip)과 표면이 접촉하게 된다. 수평한 표면의 경우에, 측정 장치는 표면을 따라 그 수평 위치에 상대적인 첨단의 수직 위치를 가리킨다. 첨단의 수직 위치의 기록은 그래프 용지상의 펜과 같이 첨단 그 자체에 부착됨으로써, 컴퓨터 내의 데이터 획득 소프트웨어와 같이 전기적으로, 또는 장치의 작업자에 의해 수작업으로 이루어질 수 있다. 기록된 데이터의 해상도는 표면과 접촉을 유지하는 수 직한 선형 측정 장치의 성능에 의존하며 반면 표면에 수직한 방향을 유지하면서 첨단의 성능은 표면을 따라 어떠한 틈새 안으로 맞추어질 수 있다.
그 표면으로부터 표면까지의 수직 거리를 결정하기 위하여 비접촉 기술을 사용하는 측정 장치에서, 상대 수평 위치는 레이트 자이로스코프(rate gyroscopes)와 같은 정교한 요소를 이용하여 수행되는 것이 일반적이다. 이러한 장치는 통상적으로 표면에 따른 자기-추진(seofpropelled)의 전적인 로봇공학체이다. 이러한 종류의 장치에 있어서, 표면에 평행한 해상도는 이송 장치의 정밀도에 기인한다. 이러한 종류의 장치의 기능은 수평 표면으로 한정된다. 추가로, 이러한 종류의 복잡성은 높은 비용으로 옮겨진다.
본 발명은 표면의 프로파일을 측정하기 위한 장치를 특징으로 한다. 장치는: (a) 빔과; (b) 빔 위에 장착되는 적어도 하나의 빔 지지대와; (c) 빔에 슬라이딩 가능하게 연결되고 표면까지의 거리를 측정하기에 적합한 센서 조립체; 및 (d) 빔을 따라 센서 조립체의 위치를 측정하기에 적합한 트랜스듀서 조립체;를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시형태에서, 센서 조립체는 레이저 삼각측량 센서를 포함하고 그리고 트랜스듀서 조립체는 센서 어레이에 부착된 스프링계 케이블(spring loaded cbable)과 같은 케이블을 포함한다.
다른 실시형태에서, 장치는 측정하고자 하는 표면에 대하여 비미의 위치시킴을 돕기 위한 레벨링 장치 및 레벨링 수단을 더 포함한다. 장치는 또한 모터 또는 빔상에서 센서 조립체를 측면으로 위치시키기 위한 캐리지 놉(carriage knob)을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 센서 조립체 및/또는 트랜스듀서 조립체는 정보를 저장하고 처리하기 위하여 예컨대, 휴대용 컴퓨터와 같은 데이터 획득 장치로 연결될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 표면의 프로파일을 측정하기 위한 방법으로서, 이 방법은: (a) 빔을 따라 제 1 위치에 센서 조립체를 위치하는 단계와; (b) 제 1 위치에서 센서 조립체에서 표면까지의 거리를 측정하는 단계와; (c) 제 1 위치에서 빔상의 센서 조립체의 측면 위치를 측정하는 단계와; (d) 빔을 따라 제 2 위치로 센서 조립체를 위치하는 단계와; (e) 제 2 위치에서 센서 조립체로부터 표면까지의 거리를 측정하는 단계; 및 (f) 제 2 위치에서 빔상의 센서 조립체의 측면 위치를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 수집된 측정값의 쌍은 그 후에 저장 및/또는 처리를 위한 데이터 획득 장치로 전송될 수 있다. 이러한 측정값들을 이용하여, 표면의 2차원 프로파일이 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들이 청구범위, 도면, 및 뒤따르는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전형적인 장치의 사시도를 보여주는 개략도이다.
도 1a는 측정하고자 하는 표면 및 센서 조립체 사이의 상호작용의 전개도를 보여준다.
도 2는 측정하고자 하는 표면에 걸쳐 위치하는 전형적인 표면 프로파일 장치의 개략도이다.
도 3은 도 1에 묘사된 전형적인 장치의 단면을 보여주는 개략도이다.
본 발명은 비접촉 방식에 의해서 비구동 표면의 프로파일을 측정하는 이하에서 휴대용 프로필로미터(portable profilometer)로 지칭되는 장치에 관한 것이다. 일 실시형태에서, 프로필로미터는 측정하고자 하는 표면상에서 하나 이상의 빔 지지대에 의해 지지되는 빔을 포함한다. 빔상에 배치된 센서 조립체가 빔상의 지지트랙(bearing track)을 따라 횡단이 가능하다. 빔 지지대는 빔 및 센서 조립체를 표면에서 대체적으로 평행하고 표면으로부터 임의의 거리로 배치하는 것을 허용한다. 빔을 따른 센서 조립체의 횡단 동안에, 센서 조립체는 센서 조립체로부터 표면의 거리에 관한 정보를 데이터 획득 장치로 제공한다. 동시에, 위치 트랜스듀서는 지지트랙을 따라 센서 조립체의 측면 위치에 관한 정보를 데이터 획득 장치로 제공한다. 센서가 빔을 횡단함에 따라, 데이터 획득 장치 내에서 실행되는 알고리즘이 위치 트랜스듀서에 의해 측정된 바와 같은 측면 거리의 사용자-정의 증가분 으로 센서로부터의 신호를 기록한다. 일단 횡단이 완료되면, 쌍으로 수집된 데이터 위치들이 알고리즘에 의해 저장되고 그리고 선택된 방향을 따라 표면 프로파일의 2차원 묘사를 결정하기 위해 사용된다.
본 발명의 표면 포로필로미터는 미시(micro) 및 거시(macro)-척도 양자에 걸쳐 표면의 프로파일을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 장치를 이용하여 프로파일 화될 수 있는 표면은 기준면(countertops), 벽면, 마루바닥 및 천장을 포함한다. 표면 물질은 나무, 콘크리트, 플라스틱, 유리, 금속 및 다른 강체 또는 반강체 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 프로필로미터는 평탄화로부터 표면의 일반적 편차, 즉 표면의 윤곽 프로필 또는 기복을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 프로필로미터는 또한 예컨대, 다공성 콘크리트 벽의 공극률 또는 마찰 물질의 거칠기와 같은 표면의 거시구조(macrostructure)를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 덧붙여, 본 발명의 프로필로미터는 미시구조(microstructure) 표면의 지형도를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 표면 프로필로미터의 일 실시형태를 묘사한다. 프로필로미터(100; 도 2에서 200으로 표시됨)는 일 단부 근처의 좌측 빔 지지대(120) 및 대향 단부 근처의 우측 빔 지지대(125)를 포함하는 빔(110)을 포함한다. 센서 조립체(130)는 선택적인 센서 지지대(150A 및 150B)를 통해 베어링(160)에 부착된다. 베어링(160)은 베어링 트랙(170)가 슬라이딩 가능하게 접촉되고 그리고 캐리지 놉(190; carriage knob)을 통해 빔(110)에 평행하게 가해지는 수동 힘에 의해 베어링 트랙을 따라 횡단하도록 구성될 수 있다. 빔에 따른 센서 조립체(130)의 측면 위치는 일 단부에서 위치 트랜스듀서 조립체(140)에 그리고 다른 단부에서 센서 지지대(150B)에 부착된 케이블(135)을 통해 위치 트랜스듀서 조립체(140)에 의해 검출된다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 위치 트랜스듀서 조립체(140)는 좌측 빔 지지대(120)의 한 측면상에 장착되고 그리고 케이블(135)은 좌측 빔 지지대(120) 내에 배치된 케이블 틈새(145)를 통해 통과한다. 프로필로미터가 사용되 는 때에, 센서(130)로부터 표면(105; 도 2에서 205로 표시됨)의 거리에 관한 정보는 센서(130)로부터 센서 출력 포트(185)를 통해 데이터 획득 장치(도시되지 않음)로 중계된다. 유사하게, 빔(110)을 따른 센서 조립체(130)의 측면 거리에 관한 정보는 위치 트랜스듀서 조립체(140)로부터 트랜스듀서 출력 포트(180)를 통해 데이터 획득 장치로 중계된다.
빔(110)은 빔을 따른 센서 조립체(130)의 횡단 중에 내굴곡성을 제공하는 절단 단면의 어떠한 재료로 구성될 수도 있다. 빔(110)의 구성에 적합한 재료는 소망의 측정 정밀도에 대하여 주목할만한 크기의 휘어짐을 방지하기 위하여 충분한 강성을 갖는 모든 재료를 포함한다. 적합한 재료는 금속, 플라스틱, 나무 등을 포함한다. 금속은 이로 한정되지는 않지만, 알루미늄, 강철(steel), 철(iron), 구리(copper), 황동(brass) 및 니켈을 포함할 수 있다. 알루미늄은 그 자신의 커다란 무게 대비 강도때문에 특히 적합하다. 적합한 플라스틱은 나일론, 폴리올레핀(polyolefins), 및 폴리에스터와 같은 공업용 재료를 포함할 수 있다. 빔(110; 도 3에서 310으로 표시됨)의 절단 단면은 이로 한정되지는 않지만 직사각형, 원형, 타원형 및 삼각형을 포함하는 모든 기하형상이 될 수 있다.
빔(110)은 통상적으로 단일 조각으로 기계 가공되거나 또는 다르게 형성된다. 단일 조각의 빔 구성은 최대 안정성을 제공하고 베어링 트랙(170) 및 센서 조립체(130)에 지지하도록 고려된다. 일부 어플리케이션에서 빔(110) 및 베어링 트랙(170)은 저장 또는 취급의 편의를 위해서 경첩이 달리거나 또는 다르게는 접혀지기에 적합하게 구성될 수 있다는 점에 유의한다.
빔(110)은 좌측 빔 지지대(120)에 의해 일 단부 부근이 그리고 우측 빔 지지대(125)에 의해 다른 단부 부근이 지지된다. 두 개의 빔 지지대는 모든 강체 재료로 제작될 수 있고 그리고 적당한 모든 기하형상이 될 수 있다. 두 개의 빔 지지대의 기능은 측정하고자 하는 표면에 걸쳐 빔을 유지하기 위한 것이다. 빔(110)이 수평 위치에서 유지되어야 할 필요는 없고, 그리고 그러므로 만일 원하다면 조정가능할 수 있더라도 좌측 빔 지지대(120) 및 우측 빔 지지대(125)가 조정되어야 할 필요는 없다. 일부 실시형태에서, 측정하고자 하는 표면에 대체로 평행하게 위치하도록 돕기 위하여, 레벨링 장치(195) 및 레벨링 수단이 프로필로미터(100) 안에 설치되거나 또는 그에 부착될 수 있다는 점이 예상된다. 그러한 레벨링 수단은 측정 지형도가 수평면과 관련된 경우에 특히 유용하다. 전형적인 레벨링 장치는 버블 레벨(bubble level)이 될 수 있다. 전형적인 레벨링 수단은 각 빔 지지대(120 및 125)에 부착된 하나 이상의 조정가능한 나사산 스크류를 포함한다.
측정하고자 하는 표면이 마루바닥과 같이 수평면인 경우에, 프로필로미터는 일반적으로 중력에 의해 장소에 고정된다. 표면이 벽 또는 다른 수직 표면인 경우에, 빔 지지대는 측정하고자 하는 표면 위에 프로필로미터를 고정시키기 위한 흡착 장치(suction device) 또는 유사 수단에 장착될 수 있다.
센서 조립체(130)가 두 개의 빔 지지대들 사이로 횡단하기 때문에, 좌측 빔 지지대(120) 및 우측 빔 지지대(125) 사이의 거리는 프로필로미터에 의해 측정하고자 하는 표면의 최대 길이를 결정한다.
예컨대, 10 피트(feet) 이상의 넓이의 광역 표면의 측정을 위하여, 좌측 빔 지지대(120) 및 우측 빔 지지대(125) 사이에서 빔(110)을 따라 중간지점에 배치된 하나 이상의 선택적 조정가능한 빔 지지대를 제공하는 것이 유리하다. 조정가능한 빔 지지대는 빔(100)의 일 단부에 부착되고 그리고 단지 표면(105)과의 접촉만을 제공하기 위해 조정가능하며, 따라서 센서 조립체(130)의 횡단 중에 빔(110)에 향상된 내굴곡성(flex resistance)을 제공한다.
베어링 트랙(170; 또한 도 3의 단면에서 370으로 표시된다)은 빔(110; 도 3의 310으로 표시됨)에 의해 지지되고 그리고 바람직하게는 부착된다. 센서 조립체(130; 도 3의 330으로 표시된다)은 센서 조립체(130)가 빔(110)의 길이방향을 따라 모든 위치로 움직일 수 있도록 하는 베어링(160; 도 3의 360으로 표시된다)을 통해 베어링 트랙(170)에 슬라이딩 가능하게 부착된다. 베어링(160)의 단면 기하형상은 베어링 트랙(170)의 단면 기하형상의 역(반대)이다. 베어링 기하형상이 베어링 트랙의 기하형상과 더욱 정밀하게 부합할수록, 베어링 트랙에 대한 베어링의 불규칙한 움직임이 줄어들고 그러므로 프로필로미터에 의해 보다 정밀한 측정이 얻어질 수 있다.
베어링(160) 및 베어링 트랙(170)은 동일한 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 베어링 트랙(170) 및 베어링(160)이 구성을 위해 적합한 재료는 금속, 플라스틱 등을 포함한다. 금속은, 이로 한정되지는 않지만, 알루미늄, 강철, 철, 구리 및 황동 및 니켈을 포함한다. 통상적으로 베어링 및 베어링 트랙 모두는 알루미늄으로 구성된다. 적하한 플라스틱은 나일론, 폴리올레핀, 및 폴리에스터와 같은 공업용 재료를 포함한다. 빔(110)과 마찬가지로, 베어링 트랙(170)은 통상적으로 그 길이에 따라 단일 조각으로 기계 가공되거나 또는 다르게 형성된다. 단일 조각의 베어링 트랙 구성은 베어링 트랙을 따라 센서 조립체가 횡단하는 때에 센서 조립체(130)에 대한 부드러운 통행을 제공하고 그에 따라, 센서(130)에 의해 출력되는 데이터에 최대의 정밀도를 제공한다.
도 1 및 도 1a에서 150A 및 150B로 묘사된 하나 이상의 선택적 센서 지지대(도 3에서 350A 및 350B로 표시됨)는 센서 조립체(130)가 유리한 위치에서 베어링(160)상에 장착되도록 허용하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 센서 조립체(130)는 센서 지지대(150A 및 150B)를 통해 빔(110)에 수직하게 위치한다. 이러한 위치에서, 케이블(135; 도 2에서 235로 표시됨)은 도 2에서 247로표시된 케이블 부착기를 통해 센서 지지대(150B)에 형편 닿는 대로 부착될 수 있다. 다른 실시형태에서, 센서 조립체(130)는 센서 마운트(150A)상에 직접 센서 조립체(130)를 장착함으로서 빔(110)에 평행하게 위치할 수 있다. 센서 조립체(130)는 또한 베어링(160) 위에 직접 장착될 수도 있다.
도 1 및 도 1a를 참조하면, 센서 조립체(130) 내 에미터(도시되지 않음)는 경로(134)를 따라 센서 조립체(130) 내 수신기(도시되지 않음)를 향해 표면(105)으로부터 반사되는 빔 에너지(132)를 방출한다. 센서 조립체(130)는 수신된 정보를 센서 출력 포트(185)를 통해 예컨대, 랩탑 컴퓨터와 같은 데이터 획득 장치로 전송한다. 신호 처리기는 수신된 정보를 예컨대, 수직 위치 정보로 변환한다. 동시에, 위치 트랜스듀서(140)는 트랜스듀서 출력 포트(180; 도 3에서 380으로 표시됨)를 통해 베어링 트랙(170)에 따른 센서 조립체(130)의 측면 위치에 관한 정보를 전 송한다. 어느 출력 포트로부터의 데이터 전송은 포트 및 데이터 획득 장치 사이의 와이어 연결을 통해 이루어질 수 있다. 데이터 전송은 또한 무선 주파수(radio frequency) 통신, 적외선 주파수(infrared frequency) 통신, 또는 무선 통신의 다른 형태와 같은 다른 수단을 통해 이루어질 수 있다.
전형적인 센서 조립체(130)는 미국 노스캐롤라이나 롤리 소재의 마이크로-엡실론사(Micro-Epsilon, Raleigh, NC)에 의해서 상표명 "옵토엔시디티 1400(optoNCDT 1400)" 모델 번호 ILD 1400-50으로 판매되는 것과 같은 레이저 삼각측량 센서이다. 센서의 선택은 관련기술에 숙련된 자에 의해 결정될 수 있고 그리고 부분적으로는 측정하고자 하는 표면으로부터 센서 조립체의 거리 및 소망의 측정 해상도에 의해 지시될 것이다. 일반적으로 몇몇 종류의 비접촉 센서가 사용된다. 적당한 센서 옵션은, 이로 한정되지는 않지만, 초음파 시간 전파(ultrasonic time of flight), 레이저 시간 전파(laser time of flight), 그리고 작은 변화의 근접 측정을 위해 용량성 또는 유도성(맴돌이 전류를 포함하는) 변위 센서를 포함한다.
도 1을 다시 참조하면, 베어링 트랙(170)을 따라 횡단하는 때 센서 조립체(130)의 측면 위치는 위치 트랜스듀서 조립체(140)에 의해 결정된다. 도시된 실시형태에서, 위치 트랜스듀서 조립체(140)는 위치 트랜스듀서 조립체(140) 내에 실장된 스프링계 케이블(spring-loaded cable)을 포함한다. 케이블(135)은 위치 트랜스듀서 조립체 내 일 단부에 부착되고, 좌측 빔 지지대(120) 내 케이블 틈새(145)를 통해 관통하고, 그리고 케이블 부착기(247; 도 2 참조)를 통해 센서 지 지대(150B)의 다른 단부에 부착된다. 일 실시형태에서, 위치 트랜스듀서 조립체(140)는 미국 캘리포니아주 채스워스 소재의 셀레스코 트랜스듀서 프로덕츠사(Celesco Transducer Products, Cahtsworth, CA)에 의해서 상표명 "피티5디시 케이블 익스텐션 포지션 트랜스듀서(PT5DC Cable Extension Position Transducer)"으로 판매되는 것과 같은 케이블 장치가 될 수 있다. 케이블(135)은 위치 트랜스듀서 조립체(140) 내 장력하에서 유지된다. 또한 빔을 따라 센서 조립체의 측면 위치의 결정을 허용하는 어떠한 측정 시스템도 위치 트랜스듀서로써 사용되기에 적합하다는 점에 유의한다. 다른 적당한 측정 시스템의 실시예는 레이저 센서, 초음파 센서, 선형 저항 센서(linear resisive sensor), 및 광학 또는 자기 엔코더(optical or magnetic encoders)를 포함한다.
도 1의 캐리지 놉(190; 도 3의 390)은 프로필로미터(100)의 사용자가 베어링 트랙(170)을 따라 측면으로 센서 조립체(130)를 수동으로 움직이도록 허용한다. 본 발명의 프로필로미터의 일 실시형태에서, 도 1의 위치 트랜스듀서 조립체(140; 도 3의 340)는 케이블(135) 상의 장력을 유지하기 위한 수단을 포함하고 따라서 부착된 센서 조립체(130)를 좌측 빔 지지대(120; 도 3의 320)에 인접한 시작 위치 또는 홈을 향해 강제할 수 있다.
베어링 트랙(170)을 따라 측면으로의 센서 조립체(130)의 이송은 또한 기계적으로 수행될 수도 있다. 실시예와 같이, 일 단부에서 모터구동의 감기/풀기 수단에 연결되고 그리고 다른 단부에서 센서 조립체에 연결된 제 2 케이블은 우측 빔 지지대(125)를 향해 센서 조립체를 당길 수 있다. 선택적으로, 센서 조립체와 상 호작용하고 그리고 서보 모터에 의해 구동되는 리드 스크류(lead screw)는 센서 조립체(130)가 베어링 트랙(170)을 따라 이송하도록 이끌 수 있다.
본 발명의 장치는 연마재, 강철판, 미시구조 표면 등과 같은 재료로 구성된 기준면(countertops), 벽면, 마루바닥, 천장을 포함하는 다양한 형태의 표면 다수개의 프로파일을 측정하도록 이용될 수 있다. 예를 들면, 프로필로미터는 표면에 최종 덮개를 덮는 적층 이전에 기준면 기판의 상대적 평평도를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 프로필로미터는 또한 사용자가 연마재가 더 이상 유효하지 않게 되는 때(시점)를 아는 것을 가능하게 하기 위해 연마재 표면의 침식 특성을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 길이가 긴 빔을 갖는 본 발명의 프로필로미터는 창고, 차고 등 내에서 발견되는 것과 같은 넓은 영역의 마루바닥의 전체 프로파일을 결정하기 위해 이용될 수 있다
본 발명은 그와 관련된 일부 실시형태들을 참조하여 기술되었다. 특정 실시형태 및 실시예들의 상술한 기술은 본 발명을 설명하기 위해 제공되었으며, 그리고 본 발명의 범위가 이로 한정되지는 않는다. 관련 기술에 숙련된 자에게 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어남 없이 기술된 실시형태로부터 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 점은 명백하다.
본 발명에 따르면 측정하고자 하는 표면의 프로파일을 측정하기 위한 장치 및 장치를 이용한 측정 방법을 제공한다.

Claims (12)

  1. 표면의 프로파일을 측정하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
    (a) 빔;
    (b) 상기 빔 위에 장착되는 적어도 하나의 빔 지지대;
    (c) 상기 빔에 슬라이딩 가능하게 연결되고 상기 표면까지의 거리를 측정하기에 적합한 센서 조립체; 및
    (d) 상기 빔을 따라 상기 센서 조립체의 위치를 측정하기에 적합한 트랜스듀서 조립체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 조립체는 레이저 삼각측량 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서 조립체는 센서 어레이에 부착된 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 레벨링 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 빔을 따라 상기 센서 조립체를 가동하기 위한 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 빔 상에서 상기 센서 조립체를 수작업으로 위치시키기 위한 캐리지 놉(carriage knob)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 조립체 및 상기 트랜스듀서 조립체에 연결되는 데이터 획득 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 빔 지지대는 조정가능한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 표면은 마루바닥인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 표면의 프로파일을 측정하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    (a) 빔을 따라 제 1 위치에 센서 조립체를 위치하는 단계;
    (b) 상기 제 1 위치에서 상기 센서 조립체에서 상기 표면까지의 거리를 측정하는 단계;
    (c) 상기 제 1 위치에서 상기 빔상의 상기 센서 조립체의 측면 위치를 측정하는 단계;
    (d) 상기 빔을 따라 제 2 위치로 상기 센서 조립체를 위치하는 단계;
    (e) 상기 제 2 위치에서 상기 센서 조립체로부터 상기 표면까지의 거리를 측 정하는 단계; 및
    (f) 상기 제 2 위치에서 상기 빔상의 상기 센서 조립체의 측면 위치를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, (g) 측정 정보를 데이터 획득 장치로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, (h) 사익 표면의 2차원 프로파일을 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020067014513A 2003-12-24 2004-12-21 표면 프로파일을 측정하기 위한 장치 및 방법 KR20060132651A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US53249203P 2003-12-24 2003-12-24
US60/532,492 2003-12-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060132651A true KR20060132651A (ko) 2006-12-21

Family

ID=34748802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067014513A KR20060132651A (ko) 2003-12-24 2004-12-21 표면 프로파일을 측정하기 위한 장치 및 방법

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7322229B2 (ko)
EP (1) EP1697695A1 (ko)
JP (1) JP5173195B2 (ko)
KR (1) KR20060132651A (ko)
CN (1) CN1898525A (ko)
AU (1) AU2004312851A1 (ko)
BR (1) BRPI0418101A (ko)
CA (1) CA2551395A1 (ko)
MX (1) MXPA06007221A (ko)
WO (1) WO2005066581A1 (ko)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1706736A4 (en) * 2004-01-22 2009-03-18 Univ Minnesota METHOD AND DEVICE FOR ASSESSING STANDING WOOD
RU2408178C2 (ru) * 2004-08-26 2011-01-10 Монсанто Текнолоджи, Ллс Автоматизированный пробоотборник для семян и способы отбора проб, тестирования и увеличения семян
CN100501315C (zh) * 2006-01-06 2009-06-17 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种表面轮廓检测方法
WO2009099142A1 (ja) * 2008-02-06 2009-08-13 Nikon Corporation 表面検査装置および表面検査方法
GB0811076D0 (en) * 2008-06-17 2008-07-23 Renishaw Plc Scale track
US7908750B2 (en) * 2008-10-01 2011-03-22 Sharon Ree Goick System and method for decorating cakes and confections
WO2010084662A1 (ja) * 2009-01-20 2010-07-29 国立大学法人東北大学 荷重測定装置
KR101103354B1 (ko) * 2009-12-10 2012-01-05 주식회사 영화키스톤건축사사무소 자동제어기능을 갖는 측량장치
CN102135419B (zh) * 2010-01-23 2015-02-11 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 微动测量装置
CN102175167A (zh) * 2010-12-29 2011-09-07 吴江市博众精工科技有限公司 测量产品上下盖压合后是否合格的方法
JP5689035B2 (ja) * 2011-07-11 2015-03-25 公益財団法人鉄道総合技術研究所 かぶりコンクリートの剥落形状計測装置、及び、かぶりコンクリートの剥落形状計測方法
CN102628674A (zh) * 2012-03-30 2012-08-08 苏州筑邦测控科技有限公司 非接触式试件表面测试系统
CN103278080B (zh) * 2013-04-28 2015-08-19 哈尔滨工业大学 一种用于测试混凝土表面平整度的装置
EP2905422A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-12 Caterpillar Global Mining Europe GmbH Device and method for longwall mining installation course determination
CN104180756B (zh) * 2014-08-27 2017-02-15 国家电网公司 激光位移传感器测对接件相对位移的方法
CN104457565A (zh) * 2014-10-27 2015-03-25 中冶建筑研究总院有限公司 一种缺陷尺寸测量装置和方法
CN105180829B (zh) * 2015-08-24 2018-07-03 恒瞻（新兴）科技有限公司 一种用于轮胎胶部件生产的在线轮廓测量装置
CN105066943A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种便携式反射镜面型检测装置及方法
CN105526896A (zh) * 2015-12-04 2016-04-27 上海市地下空间设计研究总院有限公司 一种变形缝三向相对位移测量装置及方法
CN205593495U (zh) * 2016-02-02 2016-09-21 意力(广州)电子科技有限公司 一种基于距离感应的面板平整度测试仪
CN106123844A (zh) * 2016-06-22 2016-11-16 苏交科集团股份有限公司 一种钢构件变形检测仪器及使用方法
CN109752043A (zh) * 2017-11-08 2019-05-14 丹阳市日晟工业设备有限公司 一种简易金属铸件检验装置
CN108895992A (zh) * 2018-09-03 2018-11-27 大连理工大学 一种用于混凝土裂缝断裂面粗糙度的激光扫描装置及使用方法
CN109579675B (zh) * 2019-01-09 2023-09-08 山东太古飞机工程有限公司 一种用于测量飞机蒙皮凹凸程度的测量辅助工装
CN114096871A (zh) * 2019-07-09 2022-02-25 株式会社日本触媒 距离测量装置和距离测量方法
CN110440723A (zh) * 2019-08-05 2019-11-12 中国工程物理研究院材料研究所 一种异型结构零件内曲面表面粗糙度测量装置及测量方法
CN110729670B (zh) * 2019-08-27 2020-11-06 东莞理工学院 基于单点激光三角测距的电缆轴向切割系统及方法
US11788836B2 (en) * 2019-08-29 2023-10-17 Jpmorgan Chase Bank, N.A. Alignment tool
CN110530246B (zh) * 2019-09-09 2021-03-26 浙江创新工程检测有限公司 一种墙面平整度检测仪器
CN110779474B (zh) * 2019-10-16 2021-06-01 徐州市铜山区嘉量计量检测创新中心 一种工件磨损检测多点控制定位封闭式光束检测设备
CN110940299B (zh) * 2019-11-04 2020-11-13 浙江大学 一种混凝土表面三维粗糙度的测量方法
CN112129258B (zh) * 2020-08-24 2022-07-26 中车唐山机车车辆有限公司 划痕深度测量方法
CA3135713A1 (en) * 2020-10-26 2022-04-26 Massimo Conte GRINDING TOOLS
CN113310436B (zh) * 2021-05-31 2023-03-28 辽宁元创石化技术有限公司 塔式容器直线度的激光检测仪

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361044A (en) * 1980-12-09 1982-11-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Scanning ultrasonic probe
US4434558A (en) 1981-09-18 1984-03-06 Face Jr Samuel A Surface profile measuring apparatus and method
JPS58111708A (ja) * 1981-12-25 1983-07-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 平担度測定装置
JPS60106107U (ja) * 1983-12-26 1985-07-19 株式会社フジタ 距離測定装置
GB2186976A (en) 1986-02-25 1987-08-26 Edwin Sidney Crossland Floor flatness measuring device
JPS6395307A (ja) * 1986-10-10 1988-04-26 Tokyo Keiki Co Ltd 路面凹凸計測装置
US5051933A (en) * 1988-05-20 1991-09-24 The Boeing Company Method and apparatus for measuring the waviness of an aerodynamic surface
JPH0725611Y2 (ja) * 1991-05-24 1995-06-07 花王株式会社 位置検出装置
JPH05126555A (ja) * 1991-10-18 1993-05-21 Kyowa Electron Instr Co Ltd 衝撃吸収装置の衝撃変位測定装置およびその衝撃変位測定方法
US5818061A (en) * 1992-06-24 1998-10-06 Robotic Vision Systems, Inc. Apparatus and method for obtaining three-dimensional data from objects in a contiguous array
US5392527A (en) * 1993-07-12 1995-02-28 Wheelabrator Engineered Systems, Inc. Annulus measuring device
JPH081444Y2 (ja) * 1993-12-28 1996-01-17 財団法人鉄道総合技術研究所 軌道の実形状測定装置
JPH08101018A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Sintokogio Ltd レーザ測長器による鋳型および鋳型関連部品の寸法測定法
US5617645A (en) * 1995-05-02 1997-04-08 William R. W. Wick Non-contact precision measurement system
JPH08313223A (ja) * 1995-05-16 1996-11-29 Ls Electro Galvanizing Co 移動ストリップを監視する方法と装置
US5875559A (en) * 1995-10-27 1999-03-02 Applied Materials, Inc. Apparatus for measuring the profile of a polishing pad in a chemical mechanical polishing system
JPH09222318A (ja) * 1996-02-19 1997-08-26 Fanuc Ltd リニアモータ走行軸の位置検出機構
US6169290B1 (en) 1997-08-22 2001-01-02 Valmet-Karlstad Ab Method and measuring device for measuring at an envelope surface
US6161429A (en) * 1998-10-13 2000-12-19 Paveset America, Llc Dual path profilograph
DE19859445C2 (de) * 1998-12-22 2001-01-11 Asm Automation Sensorik Messte Meßseil-Wegsensor mit einem Längsantrieb für die Seiltrommel
JP2000258153A (ja) * 1999-03-10 2000-09-22 Fujikoshi Mach Corp 平面平坦度測定装置
JP2001033247A (ja) 1999-07-16 2001-02-09 Sekisui Chem Co Ltd 不陸測定装置及び不陸測定方法
US6442857B1 (en) * 2000-11-10 2002-09-03 Toto Ltd. Portable surface inspector
GB0200949D0 (en) * 2002-01-16 2002-03-06 Ctex Seat Comfort Ltd Component position indicating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US7322229B2 (en) 2008-01-29
CA2551395A1 (en) 2005-07-21
AU2004312851A1 (en) 2005-07-21
EP1697695A1 (en) 2006-09-06
WO2005066581A1 (en) 2005-07-21
US20050138995A1 (en) 2005-06-30
MXPA06007221A (es) 2006-09-04
BRPI0418101A (pt) 2007-04-17
JP2007517229A (ja) 2007-06-28
CN1898525A (zh) 2007-01-17
JP5173195B2 (ja) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20060132651A (ko) 표면 프로파일을 측정하기 위한 장치 및 방법
US6124694A (en) Wide area navigation for a robot scrubber
CA2829713C (en) Working tool positioning system
US8220167B2 (en) Method of preparing a panel for fitting to a structure
US9212890B2 (en) Measuring device
US8848052B2 (en) Processing method using an electric tool
WO2007111870A2 (en) Precision electronic combination square
US20140355009A1 (en) Measuring apparatus
CN111093902B (zh) 用于工件上的加工点的定位装置
US7127824B2 (en) Apparatus for detecting the position in space of a carriage moveable along a coordinate axis
KR101496445B1 (ko) 이동 로봇의 위치 및 자세 인식 장치 및 방법
KR101968328B1 (ko) 배관형 구조물의 형상 측정 장비
CN108152858B (zh) 侦测仪
JP4779155B2 (ja) 平面度測定装置
US6278520B1 (en) Method and device for measuring parts
KR101369857B1 (ko) 이동식 3차원 치수 측정장치
KR101307195B1 (ko) 이동식 3차원치수 측정장치
US7114261B1 (en) Apparatus for shaping a tile to conform to a contour
CN218234205U (zh) 室内铺设用距离测量工具
JP6831188B2 (ja) 測定装置
JPH0348487Y2 (ko)
Persson Surface topography: Speckle technique and image analysis applied to surface roughness measurement on machined surfaces.
CN110186402A (zh) 一种快速测量地表粗糙度的装置和方法
CS267305B1 (en) Device for rectilinearity and perpendicularity deviations measuring
JPH1183412A (ja) Ｈ形鋼の位置計測装置および計測方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid