KR20120002493A

KR20120002493A - 좌표 측정기용 베드

Info

Publication number: KR20120002493A
Application number: KR1020110064781A
Authority: KR
Inventors: 알베르토 타리쪼
Original assignee: 헥사곤 메트롤로지 에스.피.에이.
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-01-05
Also published as: BRPI1103337A2; PL2402708T3; TW201223684A; CN102331246B; KR101822830B1; BRPI1103337B1; US8510967B2; CN102331246A; EP2402708B1; EP2402708A1; US20120000083A1; ES2404149T3

Abstract

좌표 측정기용 베드(1)는, 상기 측정기의 이동 유닛을 위해 가이드(10, 11, 12)를 지지하는 한 쌍의 상호 평행한 빔(4, 5)을 구비하는 프레임(2); 및 상기 빔(4, 5)들 사이에 수용되는 워크피스 테이블(3);을 포함하며, 상기 워크페스 테이블(3) 및 상기 프레임(2)은 그들의 변형을 분리시키는 구속 수단(25)에 의해 서로 구속되며, 상기 프레임(2)은 상기 빔(4, 5)의 중간부 각각에 연결된 하나 이상의 크로스 부재(6; 31, 32)를 포함한다.

Description

좌표 측정기용 베드{BED FOR A COORDINATE MEASURING MACHINE}

본 발명은 좌표 측정기용 베드에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 좌표 측정기는 일반적으로 측정될 워크피스를 지지하도록 설계된 베드(bed)와, 상기 베드에 대해 측정 센서를 이동시키는 이동 유닛(mobile unit)을 포함한다.

보다 상세하게, 이동 유닛은 제 1 축에 평행한 가이드를 따라 베드 상에서 이동가능한 제 1 캐리지; 상기 제 1 캐리지에 의해 지지되며 제 1 축에 직교하는 제 2 축을 따라 이동가능한 제 2 캐리지; 및 상기 제 2 캐리지에 의해 지지되며 상기 2개의 축에 직교하는 제 3 축을 따라 이동가능한 제 3 캐리지를 포함한다. 측정 센서는 제 3 캐리지에 의해 지지된다.

상술한 타입의 측정기에서, 베드는 통상적으로 화강암으로 제조되며, 워크피스를 지지하고 제 1 캐리지를 위한 가이드를 형성하는 이중의 목적을 갖는다.

이는 일련의 결점을 수반한다.

우선, 특히, 워크피스의 중량이 상당한 경우에, 베드 상에 워크피스를 위치시키는 것은 베드 자체에 변형을 일으키므로, 가이드의 변형을 야기하고, 그에 따라 측정 오차를 유발시킨다.

또한, 가이드를 따라 이동 유닛의 캐리지의 이동, 특히 메인 캐리지의 이동은 베드 상에 변형을 유발시키고, 그에 따라 워크피스의 배치를 변경시킨다. 이에 따라, 또 다른 측정 오차가 생긴다.

화강암으로 제조된 베드의 사용에 관련된 다른 결점은 비용, 중량 및 단시간에 화강암을 공급하는데에 따른 어려움이다.

워크피스 중량과 관련된 문제점을 적어도 부분적으로 해결하기 위해, 화강암 베드를 지지 구조체로부터 분리하는 해결책이 제안되어 있다.

WO 89/03505호는, 이동 유닛을 위한 가이드를 지지하며 화강암으로 제조된 워크피스 테이블을 놓는 금속 베이스를 포함하는 측정기를 기술하고 있다.

GB-A-2080954호는, 경질의 광물로 제조된 워크피스 테이블이 아이들링 없이 그리고 응력을 전달하지 않고서 위치설정 요소를 거쳐 이동 유닛을 위해 가이드를 구비한 중첩하는 금속 베이스에 구속되는 측정기를 기술하고 있다.

상술한 해결책 양자는 복잡하고 비용이 드는 베이스 구조를 필요로 하고, 임의의 경우에 모든 결점을 수반하는 상태에서 화강암 테이블을 사용한다.

WO 2009/139014호는, 상술한 문제점을 해결하기 위해, 베드가 이동 유닛을 위한 가이드를 구비한 외주의 금속 프레임과, 상기 프레임 내에 수용되는 워크피스 테이블을 포함하며, 워크피스 테이블 및 프레임은 그들의 변형을 분리시키는 등방압 타입(isostatic type)의 구속 수단에 의해 서로 구속된다.

본 발명의 목적은 보다 단순하고, 보다 비용이 적게 들며, 보다 신속하게 설치될 수 있는, 상기 언급된 측정기에 대한 개선사항을 제공하는 것이다.

전술한 목적은 청구항 1에 따른 좌표 측정기에 의해 성취된다.

본 발명의 보다 나은 이해를 위해, 첨부한 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 제공된 몇 가지의 바람직한 실시예를 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 좌표 측정기의 베드에 대한 평면도,
도 2는 도 1의 베드의 프레임에 대한 상측 및 일측부로부터의 사시도,
도 3은 도 2의 베드의 프레임에 대한 상측 및 반대 측부로부터의 사시도,
도 4는 도 2의 프레임의 평면도,
도 5는 도 2의 베드의 측면도,
도 6은 베드의 제 2 실시예에 대한 평면도,
도 7은 도 6의 VII-VII선에 따른 단면도,
도 8은 도 6의 베드의 프레임에 대한 평면도,
도 9는 도 6의 베드에 대한 측면도,
도 10은 도 8의 프레임에 대한 사시도.

도 1은 측정기용 베드(1)를 도시한다.

기본적으로, 베드(1)는 금속 프레임(2); 및 상기 프레임(2)에 의해 지지되며, 주입형 재료, 바람직하게 콘크리트로 바람직하게 제조되는 워크피스 테이블(3)을 포함한다.

본 발명의 제 1 실시예(도 2 내지 도 4)에 의하면, 프레임(2)은 실질적으로 H자 형상이며, 서로 이격된 한 쌍의 평행한 종방향 빔(4, 5); 및 상기 빔(4, 5)에 수직하며 상기 빔의 중심에 견고하게 연결된 크로스 부재(6)를 포함한다.

바람직하게, 크로스 부재(6)는 중공의 장방향 단면을 갖는다. 빔(4, 5)은 크로스 부재(6) 상에 놓이며, 빔(4, 5)은 종래의 방식(도시하지 않음)으로 크로스 부재(6)에 고정된다.

바람직하게, 빔(4)은 중공의 장방형 단면을 갖는 섹션 요소에 의해 구성되어, 측정기(도시하지 않음)의 주요 캐리지를 위해 상부 가이드(10) 및 측면 가이드(11)(도 2)를 지지한다. 바람직하게, 빔(5)은 I자 형상을 갖는 섹션 요소에 의해 구성되어, 캐리지를 위해 상부에서 제 3 가이드(12)를 지지한다.

워크피스 테이블(3)은 빔(4, 5)(도 1) 사이에서 측방향 아이들링으로서 수용되며, 바람직하게 측정기의 작업면(14)을 형성하는 화강암 또는 세라믹 물질의 상부층(13)으로 다시 덮인다(도 5).

프레임(2)은 3개의 지지부(15, 16, 17) 상에 놓이며, 그 중 2개의 지지부(15, 16)는 빔(4)의 측방향 중간 영역에 설치되고, 하나의 지지부(17)는 빔(5)의 근방에서 크로스 부재(6) 아래에 설치된다.

지지부(15, 16) 각각은, 휴지 풋(resting foot)(18); 및 방진 지지부(20)를 거쳐 휴지 풋(18) 상에 고정되는 브래킷(19)을 포함한다(도 5).

지지부(15, 16)의 브래킷(19)은 빔(4) 아래에 고정되는 제 1 부분(21); 및 빔(4)으로부터 프레임(2)의 내부 쪽으로 캔틸레버 방식으로 돌출하는 제 2 부분(22)을 갖는다. 휴지 풋(18)은 제 2 부분(22) 내에 설치된다.

지지부(17)는 방진 지지부(24)를 거쳐 크로스 부재(6)에 고정된 휴지 풋(23)을 포함한다.

워크피스 테이블(3)은 지지부(15, 16)의 브래킷(19) 상에 그리고 워크피스 테이블(3)의 변형을 프레임(2)의 변형으로부터 분리하도록 설계된 구속 수단(25)을 거쳐 크로스 부재(6) 상에 지지된다.

구속 수단(25)은, 상기 구속 수단(25)을 통해 교환되는 구속 반응이 지지부 자체에 대해 아암을 갖지 않도록 지지부(15, 16, 17)의 정확히 수직방향에 위치된다.

이론적으로, 워크피스 테이블(3)과 프레임(2) 사이의 완전한 분리를 얻기 위해, 구속 시스템(25)이 등방압 구속 시스템을 형성하는 것이 필요하다. 실제로, 워크피스 테이블(3)과 프레임(2) 사이의 상대 평행이동이 적은 것으로 고려될 수 있다면, 구속 수단(25)은 적어도 상대 회전을 가능하게 한다면 부정정 구속 시스템(statically indeterminate type)일 수 있다.

구속 수단(25)의 실시예의 일례는 WO 2009/139014호에 기술되어 있으며, 그 설명은 본원에 부분적으로 참조된다.

상대 평행이동이 적은 것으로 고려될 수 없는 경우에, 등방압 구속 시스템을 구상하는 것이 필요하다.

일반적으로, 등방압 구속 시스템은 워크피스 테이블(3)과 프레임(2) 사이의 상대운동의 모든 자유도 및 단지 6가지의 자유도를 제거한다. 6가지의 자유도를 제거하기 위해, 일반적으로 3개의 구속이 사용되어야 하는데, 하나의 구속은 3가지의 자유도를 제거하고, 다른 하나의 구속은 2가지의 자유도를 제거하며, 3번째의 구속은 나머지의 자유도를 제거한다.

등방압 구속의 예는 WO 2009/139014호에 제공된다.

도 6 및 도 7은 참조번호 28로 지칭된 베드의 제 2 실시예를 도시한다.

베드(28)는, 서로 평행하며 그 자체의 단부에서 빔(4, 5)과 측방향 중간 영역에서 강성으로 연결된 2개의 크로스 부재(31, 32)를 포함한다는 점에서 상술된 프레임(2)과는 상이한 프레임을 포함한다. 크로스 부재(31, 32)는 역전된 U자형의 단부를 갖고, 빔(4, 5)은 크로스 부재 자체 상에 놓인다.

이 경우, 3가지의 지지부(15, 16, 17)는 크로스 부재(31, 32) 아래에 설치되며, 특히 2개의 지지부(15, 16)는 빔(4, 5)에 대해 크로스 부재(31)의 단부 근방에 설치되는 한편, 제 3 지지부(17)는 크로스 부재(32)의 중앙에 설치된다.

워크피스 테이블(3)은, 워크피스 테이블(3)의 변형을 프레임(30)의 변형으로부터 분리하도록 설계된 구속 수단(25)을 거쳐 크로스 부재(31, 32) 상에 지지된다.

구속 수단(25)은 지지부(15, 16, 17)의 수직방향으로 다시 설치된다.

본 발명에 따라 제조된 베드(1)의 특성에 대한 검토로부터 제공되는 이점이 명백하다.

워크피스의 변형을 프레임의 변형으로부터 분리하는데 연관된 모든 이점을 성취하더라도, 후자의 구조는 기존의 알려진 해결책에 비해서는 상당히 단순화된다.

특히, 보다 적은 숫자의 부품이 사용되고, 조립이 빨라지며, 프레임의 비용이 낮아진다.

폐쇄형 외주 프레임에 대해 2개의 크로스 부재를 갖는 H 프레임 또는 프레임의 사용으로부터 불가피하게 수반되는 프레임의 강도가 감소되는 것은, 가이드의 주요 변형으로 인한 오차가 측정기의 기하학적 보상 동안에 보정될 수 있는 한, 도량형학적 관점에서 어떠한 결함을 수반하지 않는다.

특허청구범위의 보호 범위로부터 벗어나지 않고서, 베드(1, 28)에 수정 및 변형이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 베드는 임의 타입의 좌표 측정기, 예컨대, 브릿지 또는 수평 아암 측정기에 사용될 수 있다.

워크피스 테이블(3)은 상이한 재료, 예컨대 적절한 충진재를 함유하는 열가소성 수지로 제조될 수 있다.

또한, 프레임(2, 30)은 금속 섹션 요소 대신에 합성물 또는 석재로 제조된 복수의 빔으로 제조될 수 있다.

마지막으로, 프레임이 2개의 크로스 부재를 포함하는 실시예에서는, 서로 평행하지 않을 수 있다.

Claims

좌표 측정기용 베드(1, 28)에 있어서,
서로 이격된 한 쌍의 평행 빔(4, 5)을 구비하며 상기 좌표 측정기의 이동 유닛을 위한 가이드 수단(10, 11, 12)을 지지하는 프레임(2; 30); 및
상기 빔(4, 5)들 사이에 적어도 부분적으로 수용되는 워크피스 테이블(3);을 포함하며,
상기 워크피스 테이블(3) 및 상기 프레임(2)은 양자의 변형을 분리시키는 구속 수단(25)에 의해 서로 구속되며,
상기 프레임(2)은 상기 빔(4, 5)의 중간부 각각에 연결된 하나 이상의 크로스 부재(6; 31, 32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제1항에 있어서,
상기 빔(4, 5)은 상기 크로스 부재(6; 31, 32) 상에 놓이는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 프레임(2; 30)은 3개의 지지부(15, 16, 17) 상에 놓이고,
상기 구속 수단(25)은 상기 지지부(15, 16, 17)의 수직방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제1항에 있어서,
단일의 크로스 부재(6)를 포함하며,
상기 빔(4) 아래에는 제 1 지지부(15) 및 제 2 지지부(16)가 설치되고, 다른 빔(5)의 근방에서 상기 크로스 부재(6) 아래에 제 3 지지부(17)가 설치되는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제4항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 지지부는 휴지 풋(resting foot)(18); 및 상기 휴지 풋(18)과 상기 프레임(2) 사이에 설치된 브래킷(19)을 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 지지부(15, 16)의 브래킷(19)은 상기 빔(4)에 고정된 제 1 부분(21); 및 상기 빔(4)으로부터 상기 프레임(2)의 내부 쪽으로 돌출하는 제 2 부분(22)을 포함하며,
상기 휴지 풋(18)은 상기 브래킷(19)의 제 2 부분(22) 아래에 설치되는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제3항에 있어서,
2개의 크로스 부재(31, 32)를 포함하며,
상기 빔(4, 5) 각각의 근방에서 상기 크로스 부재(31) 아래에 제 1 지지부(15) 및 제 2 지지부(16)가 설치되고, 다른 크로스 부재(32)의 중심 아래에 제 3 지지부(17)가 설치되는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제6항에 있어서,
상기 2개의 크로스 부재(31, 32)는 서로 평행한 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구속 수단(25)은 등방압 타입(isostatic type)인 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 워크피스 테이블(3)과 상기 프레임(2; 30) 사이에서의 변형으로 인한 평행이동은 적으며,
상기 구속 수단(25)은 평행이동의 자유도를 제거하는 부정정 구속 시스템(statically indeterminate constraint system)을 형성하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 워크피스 테이블(3)은 적어도 주입형 재료(pourable material)로 제조되는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제10항에 있어서,
상기 재료는 비금속 재료인 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제11항에 있어서,
상기 재료는 콘크리트인 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 재료로 제조되며 상기 좌표 측정기의 작업면(14)을 형성하는 상부층(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제12항에 있어서,
상기 제 2 재료는 화강암인 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.
제12항에 있어서,
상기 제 2 재료는 세라믹 물질인 것을 특징으로 하는 좌표 측정기용 베드.