KR20130068412A

KR20130068412A - 진원도 측정 장치

Info

Publication number: KR20130068412A
Application number: KR1020110135542A
Authority: KR
Inventors: 김재완
Original assignee: 캐터필라정밀씰 주식회사
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-26

Abstract

본 발명은 진원도 측정 장치에 관한 것으로서, 특히, 바텀 플레이트(bottom plate)와, 상기 바텀 플레이트의 상부에 회전 가능하게 구비된 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 외주단에 측정대상인 씰이 안착되도록 구비된 씰 안착부와, 상기 바텀 플레이트에 배치되되 상기 씰 안착부에 안착된 씰의 외주면에 접근 또는 이격되는 동작으로 상기 베이스 플레이트의 회전이 정지되어 있는 동안 상기 씰의 진원도를 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 베이스 플레이트는 상기 씰의 진원도 측정시 상기 측정부에 의하여 복수의 위치에서 진원도가 측정되도록 복수의 위치에서 회전이 정지되도록 구비됨으로써, 측정 대상물의 진원도 측정 시간을 단축함은 물론 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

진원도 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING ROUGHNESS}

본 발명은 진원도 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 측정 기구를 수동식으로 측정 대상물에 접촉시켜 측정하던 진원도를 자동으로 보다 정밀하게 측정하도록 함으로써 제품의 정확한 측정값을 도출함은 물론 반복적인 수동측정 작업에서 발생되는 노동부하를 절감할 수 있는 진원도 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 진원도라 함은 원형 형체의 기하학적인 원으로부터의 이상적인 크기를 말한다. 그 표시는 원형 형체를 두 개 동심원의 기하학적인 원 사이에 두었을 때, 동심인 두 원의 간격이 최소가 되는 경우에 이 두 원의 최소 반경차로 나타내며, 진원도 ㎜ 또는 ㎛로 표시한다.

최근, 우리의 주위에 있는 여러 가지 기계의 성능이나 품질은 현저하게 향상되고 있다. 그것과 함께 기계를 구성하는 단품의 부품이나 부분적으로 조립된 부품의 정밀도도 향상되고 있다.

예를 들면, 유압 밸브의 실린더나 샤프트 등, 기밀성을 요하는 부품은 치수 정밀도가 매우 엄격하고, 한층 더 진행되면 원통도라고 하는 기하 공차의 요구도 엄격해지고 있는 것이다.

공작 기계의 회전축 등도 부품의 기하학적인 형상에 따라서는 마모되기 쉬운 것이 있다. 그 결과 반동이 생겨 가공 정밀도가 나빠지는 것이다.

이러한 부품의 관리에는 치수 정밀도만이 아니고, 진원도나 원통도의 관리가 중요한 역할을 하고 있는 실정이다.

그러나, 측정 대상물의 정확한 진원도를 측정하는 방법으로 종래에는 버니어 캘리퍼스와 같은 측정 기구 등을 이용하여 측정자가 수동식으로 측정 대상물의 외경을 복수 개소에서 측정하여 그 결과값을 일일이 계산하여 평균화함으로써 진원도를 측정하는데 그쳤다.

종래에는, 측정 대상물을 측정 기기를 이용하여 적어도 외주면의 8개소에서 측정하게 되는데 소요되는 시간은 측정 대상물을 측정 장소에 안착시키는데 6초 이상, 측정하는데 14초 이상이이 걸린다. 즉, 적어도 하나의 측정 대상물의 진원도를 측정하기 위하여 소요되는 시간은 20초 이상이 되는 것이다.

한편, 종래에는, 버니어 캘리퍼스라는 측정 기구를 이용하기 때문에 비교적 그 오차 범위가 클 수 밖에 없고, 진원도가 좋지 않더라도 우연히 동일한 외경을 가지는 부분을 기준으로 측정할 경우 진원도가 좋도록 그 결과값을 도출하는 문제점도 지적된다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 측정 대상물의 진원도를 자동적으로 측정하도록 측정부를 구비하고, 적어도 측정 대상물의 100개소에서 진원도를 측정하기 때문에 보다 빨리 측정할 수 있음은 물론 보다 신뢰성 있는 측정 결과값을 도출할 수 있는 진원도 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 진원도 측정 장치는, 바텀 플레이트(bottom plate)와, 상기 바텀 플레이트의 상부에 회전 가능하게 구비된 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 외주단에 측정대상인 씰이 안착되도록 구비된 씰 안착부와, 상기 바텀 플레이트에 배치되되 상기 씰 안착부에 안착된 씰의 외주면에 접근 또는 이격되는 동작으로 상기 베이스 플레이트의 회전이 정지되어 있는 동안 상기 씰의 진원도를 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 베이스 플레이트는 상기 씰의 진원도 측정시 상기 측정부에 의하여 복수의 위치에서 진원도가 측정되도록 복수의 위치에서 회전이 정지된다.

여기서, 상기 베이스 플레이트의 상부에 배치되되, 상기 씰 안착부에 안착된 씰의 내주면에 밀착되어 상기 씰을 고정하는 내경 처킹부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정부는, 상기 씰의 외주면에 접촉되어 전자적으로 외경을 측정하는 프루브와, 상기 프루브를 상기 씰의 외주면에 접금 또는 이격시키는 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정부는, 복수개가 상기 바텀 플레이트에 이격되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 측정부는, 가운데 중심점을 기준으로 4개가 각각 90°간격으로 이격 배치될 수 있다.

또한, 상기 베이스 플레이트와, 상기 측정부의 작동을 조작하고, 상기 측정부에 의하여 측정된 상기 씰의 진원도의 결과값을 외부로 디스플레이하는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 측정부에 의하여 측정되는 상기 씰의 위치는 100개소로 설정될 수 있다.

본 발명에 따른 진원도 측정 장치는, 수동식으로 측정 대상물의 진원도를 측정하던 방식에서 탈피할 수 있으므로, 측정 대상물의 진원도 측정 시간을 크게 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치는, 측정부의 자동 측정에 의한 정밀도를 향상시킬 수 있으므로, 측정의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진원도 측정 장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 개략도이다.

이하, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)의 바람직한 일실시예는, 도 1에 참조된 바와 같이, 바텀 플레이트(5)(bottom plate)와, 상기 바텀 플레이트(5)의 상부에 회전 가능하게 구비된 베이스 플레이트(10)를 포함한다.

상기 베이스 플레이트(10)는 대략 원형의 판 형상으로서, 미도시 되었으나, 회전 중심이 되는 하부, 즉, 상기 바텀 플레이트(5)의 상부 중 어느 하나에 설치된 구동모터에 의하여 수직축을 중심으로 수평으로 회전되도록 구비된다.

또한, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)의 바람직한 일실시예는, 상기 베이스 플레이트(10)의 외주단에 측정 대상물인 씰이 안착되도록 구비된 씰 안착부(20)를 더 포함한다.

상기 씰 안착부(20)는, 반드시 상기 베이스 플레이트(10)의 외주단에 별도로 구비될 필요는 없고, 상기 씰이 안착될 수 있는 부분으로서, 상기 베이스 플레이트(10)의 외주단 그 자체일 수 있다.

상기 씰 안착부(20)에는, 측정자가 측정 대상물인 씰(Seal, 이하, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)를 이용하여 진원도를 측정하는 측정 대상물을 "씰"로 한정하여 설명한다)을 안착(loading)시킨다.

한편, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)는, 상기 바텀 플레이트(5)에 배치되되, 상기 씰 안착부(20)에 안착된 씰의 외주면에 접근 또는 이격되는 동작으로 상기 베이스 플레이트(10)의 회전이 정지되어 있는 동안 상기 씰의 진원도를 측정하는 측정부(30)를 더 포함한다.

상기 측정부(30)는, 상기 씰의 외주면에 접촉되어 전자적으로 상기 씰의 외경을 측정하는 프루브(33)와, 상기 프루브(33)를 상기 씰의 외주면에 접근 또는 이격시키는 실린더(31)를 포함한다.

이와 같은 측정부(30)는, 이론적인 동심(가운데 중심점)에서 일측에 하나가 배치되고, 상기 동심을 기준으로 180°가 되는 맞은편에 다른 하나가 배치되어, 한 쌍의 프루브(33)가 동시에 상기 씰의 외주면에 접촉되는 순간의 외경을 측정하도록 구비될 수도 있다.

또한, 상기와 같은 측정부(30)는, 복수개가 상기 바텀 플레이트(5)에 이격되게 배치된다.

보다 상세하게는, 상기 측정부(30)는, 동심을 기준으로 4개가 각각 90°간격으로 이격되게 배치되어, 서로 180°위치에 배치된 한 쌍이 상기 씰의 2개소에서 동시에 외경을 측정하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)의 바람직한 일실시예는, 상기 씰의 진원도 측정시 상기 측정부(30)에 의하여 복수의 위치에서 진원도가 측정되도록 상기 베이스 플레이트(10)가 회전되다가 특정 위치(측정하고자 하는 위치)에서 회전이 정지되도록 구비된다.

상기 씰의 측정 개소는 원주를 따라 적어도 100개소에서 측정이 되는 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 베이스 플레이트(10) 또한 상기 씰의 측정 개소에 대응되는 각도만큼 회전하다가 정지하고, 그 회전 및 정지를 소정각도에 대응하여 반복하도록 구비된다.

한편, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)의 바람직한 일실시예는, 상기 베이스 플레이트(10)의 상부에 배치되되, 상기 씰 안착부(20)에 안착된 씰의 내주면에 밀착되어 상기 씰을 고정하는 내경 처킹부(25)를 더 포함한다.

상기 내경 처킹부(25)는, 상기 씰의 내주면에 밀착되어야 하는 바, 적어도 상기 씰 안착부(20)의 내측에 해당하는 상기 베이스 플레이트(10)의 상부에 배치됨이 바람직하다. 상기 내경 처킹부(25)는 회전하는 상기 씰의 정확한 진원도 측정을 위하여 견고하게 고정시키도록 상기 베이스 플레이트(10)의 상부에 복수개 배치될 수 있다.

상기 내경 처킹부(25)는 도면에 도시되지 않았지만, 상기 베이스 플레이트(10)의 상측에 이격되게 배치된 한 쌍의 고정부와, 상기 한 쌍의 고정부의 안내를 받아 상기 씰의 내주면을 향하여 이동되도록 구비되어 상기 씰의 내주면에 접촉될 때 상기 고정부에 고정되는 이동부로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 내경 처킹부(25)가 반드시 이와 같은 구성으로 이루어져야 하는 것은 아니고, 회전되는 상기 씰을 진원도 측정의 정확성을 위하여 견고하게 고정시키는 수단이라면 여하한 구성이라도 모두 본 발명의 내경 처킹부(25)로 채용되어도 무방하다고 할 것이다.

한편, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)의 바람직한 일실시예는, 상기 베이스 플레이트(10)와, 상기 측정부(30)의 작동을 제어하는 제어유닛(40)을 더 포함한다.

상기 제어유닛(40)은, 구체적으로, 상기 베이스 플레이트(10)의 회전 및 정지 동작을 제어한다. 예를 들면, 본 발명에서 상기 제어유닛(40)은 상기 씰의 적어도 100개소에서의 외경을 측정함으로써 씰의 진원도를 정확하게 측정하는 것을 그 목적으로 하는 바, 두 쌍의 상기 측정부(30)가 배치될 경우 적어도 50개소에서 상기 베이스 플레이트(10)의 회전 및 정지 동작을 제어하게 되는 것이다. 또한, 상기 제어유닛(40)은 상기 베이스 플레이트(10)의 회전 및 정지 동작과 연동하여 상기 측정부(30)의 프루브(33) 및 실린더(31)의 작동을 제어할 수 있다.

상기 제어유닛(40)은, 상술한 상기 베이스 플레이트(10) 및 상기 측정부(30)의 작동 제어뿐만 아니라, 상기 측정부(30)에 의하여 측정된 결과값을 외부로 디스플레이하는 기능도 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 측정부(30)를 이용하여 측정된 상기 씰의 외경 최대값(Max)과 최소값(Min)을 각각 디스플레이할 수도 있고, 상기 최대값에서 최소값을 뺀 최종 결과값을 디스플레이할 수도 있으며, 측정 대상물인 상기 씰의 진원도가 불량인지 양품인지를 최종 판정하여 그 판정된 결과를 소정의 형식으로 디스플레이할 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)의 바람직한 일실시예를 이용한 측정 대상물의 측정과정을 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 미도시의 영점 세팃용 대상물을 상기 씰 안착부(20)에 안착시킨 후 상기 측정부(30)의 프루브(33)를 이용하여 측정함으로써 영점 세팅시킨다.

다음으로, 상기 영점 셋팅용 대상물을 탈거시킨 후, 측정 대상물인 상기 씰을 상기 씰 안착부(20)에 안착시킨 다음 상기 측정부(30)를 이용하여 측정한다.

이때, 상기 베이스 플레이트(10)를 소정각도만큼 반복 회전/정지시키고, 정지시마다 상기 씰의 외경을 측정하도록 상기 제어유닛(40)이 상기 베이스 플레이트(10) 및 상기 측정부(30)의 작동을 제어한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하여 상기 씰의 진원도를 측정하면 아래 그래프에 나타난 바와 같은 효과를 가진다.

즉, 버니어 캘리퍼스를 이용한 수동 측정시보다 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)에 의한 Mean값이 높게 나타남을 알 수 있다. 이는, 수동 측정시 측정된 위치가 씰의 외경 최대값(Max) 및 씰의 외경 최소값(Min)이 아닌 중간지점이었음을 의미하는 것이고, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치(1)에 의하는 경우 0.06(진원도오차값의 8％)만큼 측정범위를 넓힌 것이므로 측정 신뢰도가 상승하였다고 간접적으로 판단된다.

이상, 본 발명에 따른 진원도 측정 장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 측정 장치 5: 바텀 플레이트
10: 베이스 플레이트 20: 씰 안착부
25: 내경 처킹부 30: 측정부
31: 실린더 33: 프루브
40: 제어유닛

Claims

바텀 플레이트(bottom plate)와;
상기 바텀 플레이트의 상부에 회전 가능하게 구비된 베이스 플레이트와;
상기 베이스 플레이트의 외주단에 측정대상인 씰이 안착되도록 구비된 씰 안착부와;
상기 바텀 플레이트에 배치되되 상기 씰 안착부에 안착된 씰의 외주면에 접근 또는 이격되는 동작으로 상기 베이스 플레이트의 회전이 정지되어 있는 동안 상기 씰의 진원도를 측정하는 측정부를 포함하고,
상기 베이스 플레이트는 상기 씰의 진원도 측정시 상기 측정부에 의하여 복수의 위치에서 진원도가 측정되도록 복수의 위치에서 회전이 정지되는 진원도 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 상부에 배치되되, 상기 씰 안착부에 안착된 씰의 내주면에 밀착되어 상기 씰을 고정하는 내경 처킹부를 더 포함하는 진원도 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 측정부는,
상기 씰의 외주면에 접촉되어 전자적으로 외경을 측정하는 프루브와,
상기 프루브를 상기 씰의 외주면에 접금 또는 이격시키는 실린더를 포함하는 진원도 측정 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 측정부는,
복수개가 상기 바텀 플레이트에 이격되게 배치된 진원도 측정 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 복수개의 측정부는, 가운데 중심점을 기준으로 4개가 각각 90°간격으로 이격 배치된 진원도 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 플레이트와, 상기 측정부의 작동을 조작하고, 상기 측정부에 의하여 측정된 상기 씰의 진원도의 결과값을 외부로 디스플레이하는 제어유닛을 더 포함하는 진원도 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 측정부에 의하여 측정되는 상기 씰의 위치는 100개소로 설정된 진원도 측정 장치.