KR20140045065A

KR20140045065A - 레이저 변위센서 보호장치

Info

Publication number: KR20140045065A
Application number: KR1020120111138A
Authority: KR
Inventors: 김정민; 박주이
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2014-04-16
Also published as: KR101956595B1

Abstract

레이저 변위센서를 보호하도록 구비된 레이저 변위센서 보호장치에 관한 것으로, 레이저 변위센서가 내부에 장착되고, 외관을 형성하는 본체 케이스; 및, 상기 본체 케이스에서 레이저 변위센서의 발광부와 수광부에 대응된 위치에 구비되어 레이저 변위센서의 작동시에만 개방될 수 있도록 구비된 센싱 개폐 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 레이저 변위센서가 오작동 되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 레이저 변위센서 보호장치를 제공할 수 있다.

Description

레이저 변위센서 보호장치 {apparatus for protecting laser displacement sensor}

본 발명은 레이저 변위센서 보호장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 장착된 레이저 변위센서를 보호하도록 구비된 레이저 변위센서 보호장치에 관한 것이다.

용접의 자동화에 있어서 용접선 자동추적은 필수적인 부분으로서 용접선 추적이란 임의의 용접경로에 따라 토치의 위치와 자세를 적절히 맞추는 것을 의미한다. 용접경로를 미리 알고 있는 경우에도 용접공정 중 모재의 열변형에 의해 경로변화가 발생하므로 이러한 변화를 실시간으로 측정하여 보정해 주어야 한다.

따라서, 최근 들어 자동화된 용접 공정에서는 레이저 변위센서의 사용이 점차 늘어나고 있는 추세이다.

이러한 레이저 변위센서의 일 예가 대한민국 특허 공개번호 특2001-0017651호(2001년03월05일자 공개, 이하 '특허문헌1'이라 함) 등에 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 따른 레이저 변위센서는 용접 공정에서 용접 흄(fume)이나 먼지 또는 진동 등에 따른 충격이 빈번하게 발생되기 때문에 센서가 오작동 되거나 심할 경우에는 파손될 수도 있다는 문제점이 있다.

대한민국 특허 공개번호 특2001-0017651호(2001년03월05일자 공개)

본 발명의 목적은, 작업환경에서 레이저 변위센서가 오염되는 것을 방지함으로써 센서가 오작동 되는 것을 방지할 수 있는 레이저 변위센서 보호장치를 제공하는 것이다.

또한, 작업환경에서 용접 흄이나 먼지 또는 진동 등에 따른 충격에 의해 레이저 변위센서가 파손되는 것을 방지할 수 있는 레이저 변위센서 보호장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 레이저 변위센서를 보호하도록 구비된 레이저 변위센서 보호장치에 있어서, 레이저 변위센서가 내부에 장착되고, 외관을 형성하는 본체 케이스; 및, 상기 본체 케이스에서 레이저 변위센서의 발광부와 수광부에 대응된 위치에 구비되어 레이저 변위센서의 작동시에만 개방될 수 있도록 구비된 센싱 개폐 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 센싱 개폐 유닛은, 다관절 힌지 링크 구조로 된 개폐 전동부와, 상기 개폐 전동부에 결합되어 슬라이딩 방식으로 개폐되는 개폐 도어를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 개폐 도어는 상기 개폐 전동부에 연결된 개폐 구동부의 구동에 의해 개폐되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 레이저 변위센서 보호장치는 외부로부터 입력되는 개폐 입력신호에 따라 상기 개폐 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 개폐 구동부는 회전력에 의해 상기 센싱 개폐 유닛을 개폐 구동하도록 구비되고, 본 발명에 따른 레이저 변위센서 보호장치는 상기 개폐 구동부의 구동에 의한 상기 개폐 도어의 최대 개방위치 및 최대 폐쇄위치를 각각 감지하도록 구비된 리미트 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 작업환경에서 레이저 변위센서가 오염되는 것을 방지함으로써 센서가 오작동 되는 것을 방지할 수 있는 레이저 변위센서 보호장치를 제공할 수 있다.

또한, 작업환경에서 용접 흄이나 먼지 또는 진동 등에 따른 충격에 의해 레이저 변위센서가 파손되는 것을 방지할 수 있는 레이저 변위센서 보호장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 변위센서 보호장치의 외관 사시도,
도 2는 도 1의 레이저 변위센서 보호장치의 내부 구성을 위에서 내려다 본 평면 구성도,
도 3은 도 1의 레이저 변위센서 보호장치의 분해 사시도,
도 4는 도 3의 레이저 변위센서 보호장치의 제어블록도,
도 5는 본 발명에 따른 레이저 변위센서 보호장치의 개폐 도어가 개폐되는 과정을 도시한 정면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 레이저 변위센서 보호장치(10)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 장착된 레이저 변위센서(1)를 보호하도록 구비된 것으로서, 레이저 변위센서(1)가 내부에 장착되고 외관을 형성하는 본체 케이스(20)와, 본체 케이스(20)에서 레이저 변위센서(1)의 발광부(3)와 수광부(5)에 대응된 위치에 구비되어 레이저 변위센서(1)의 작동시에만 개방될 수 있도록 구비된 센싱 개폐 유닛(30)을 포함한다.

이에 따라, 작업환경에서 레이저 변위센서(1)가 오염되는 것을 방지함으로써 센서가 오작동 되는 것을 방지할 수 있고, 용접 흄이나 먼지 또는 진동 등에 따른 충격에 의해 레이저 변위센서(1)가 파손되는 것을 방지할 수 있는 레이저 변위센서 보호장치(10)를 제공할 수 있다.

본체 케이스(20)는 외부부터 가해지는 충격이나 진동이 내부에 장착된 레이저 변위센서(1)로 전달되지 않고 흡수되도록 탄성 재질로 마련된 것이 바람직하다.

한편, 도시되지는 않았지만, 본체 케이스(20)와 레이저 변위센서(1)의 사이에는 탄성력을 갖는 소정의 댐핑(damping) 수단이 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예로서, 본체 케이스(20)에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부에 상부 커버(21)가 구비되고, 센싱 개폐 유닛(30)의 폐쇄시 본체 케이스(20)와 후술할 개폐 도어(50) 간의 밀착성을 높이도록 내부에 인장 스프링(23)이 구비되며, 본체 케이스(20)의 내부에 설치되는 부품들이 외부에 구비된 후술할 전원부(95)에 전기적으로 연결되도록 후방에 커넥터(25)가 구비되고, 레이저 변위센서 보호장치(10)의 전원 인가 상태가 표시되도록 온/오프 알림부(27)가 커넥터(25)에 나란히 구비된 것이 바람직하다.

인장 스프링(23)은 개폐 도어(50)의 개폐 동작시 개폐 도어(50)의 흔들림 현상을 줄여줄 수 있고, 온/오프 알림부(27)는 LED 램프를 포함하여 구비될 수 있다.

센싱 개폐 유닛(30)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다관절 힌지 링크 구조로 된 개폐 전동부(40)와, 개폐 전동부(40)에 결합되어 슬라이딩 방식으로 개폐되는 개폐 도어(50)를 포함한다.

이에 따라, 다관절 힌지 링크 구조로 된 개폐 전동부(40)를 통해 구동력이 전달되어 개폐 도어(50)가 슬라이딩 방식으로 개폐됨으로써 간편한 전동 구조로 레이저 변위센서(1)를 통한 거리 측정시에만 레이저 변위센서(1)의 발광부(3)와 수광부(5)가 외부로 노출되도록 본체 케이스(20)가 개방될 수 있다.

개폐 전동부(40)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 후술할 개폐 구동부(60)의 회전력을 개폐 도어(50)에 전달하도록 개폐 구동부(60)에 연결되며 후술할 구동 링크(43)를 본체 케이스(20)에 연결하는 구동축(41)과, 개폐 구동부(60)의 회전력을 다른 링크들에 전달하도록 4절 링크 구조로 구동축(41) 및 개폐 도어(50) 사이에 구비된 구동 링크(43)와, 구동축(41)의 회전에 의해 구동 링크(43)가 회전됨에 따라 이에 연동 되도록 4절 링크 구조로 본체 케이스(20) 및 개폐 도어(50) 사이에 구비된 종동 링크(45)와, 종동 링크(45)를 본체 케이스(20)에 연결하도록 구비된 종동 힌지핀(47)과, 개폐 도어(50)를 구동 링크(43)와 종동 링크(45)에 연결하도록 구비된 도어 힌지핀(49)을 포함한다.

이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 개폐 구동부(60)로부터 구동축(41)으로 구동력이 전달되어 구동축(41)이 회전되면 이에 연결된 구동 링크(43)가 일정한 회전 범위 내에서 회전되며 도어 힌지핀(49)에 의해 구동 링크(43)에 연결된 개폐 도어(50)가 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 작동될 수 있다. 이때, 구동축(41)과 나란하게 구비된 종동 힌지핀(47)도 구동축(41)이 회전됨에 따라 함께 연동 되어 종동 힌지핀(47)에 연결된 종동 링크(45)가 일정한 회전 범위 내에서 회전되므로 개폐 도어(50)의 개폐를 도와줄 수 있다.

개폐 도어(50)는, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 개폐 전동부(40)에 연결된 개폐 구동부(60)의 구동에 의해 개폐된다. 즉, 개폐 구동부(60)는 회전력에 의해 센싱 개폐 유닛(30)을 개폐 구동하도록 구비된다.

이에 따라, 개폐 구동부(60)에서 발생되는 회전 구동력이 다관절 힌지 링크 구조로 된 개폐 전동부(40)를 통해 전달되어 개폐 도어(50)가 슬라이딩 방식으로 개폐될 수 있다.

좀더 구체적으로, 개폐 구동부(60)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 후술할 전원부(95)로부터의 전원 인가에 의해 구동 회전력을 발생시키는 액추에이터(actuator)로서 구비된 모터(motor)(61)와, 모터(61)를 본체 케이스(20)의 내부에 고정하도록 구비된 장착 브래킷(63)과, 모터(61)의 구동 토크를 마찰력에 의해 구동축(41)으로 전달하도록 구비된 마찰 커플링 스페이서(65)와, 마찰 커플링 스페이서(65)를 축 방향으로 압축하도록 모터(61)의 회전축과 구동축(41)에 구비된 마찰 커플링 허브(67)를 포함한다.

이에 따라, 모터(61)의 구동 토크가 구동축(41)을 통해 개폐 도어(50)가 개폐되도록 하는 개폐 전동부(40)로 전달될 수 있다.

마찰 커플링 스페이서(65)는 고무나 우레탄과 같은 탄성 재질로 마련되고, 조립시 축 방향으로 압축된 상태로 조립되며, 개폐 도어(50)의 개폐시 충격을 흡수하여 개폐 구동부(60)의 내구성을 강화해주고, 특히, 개폐 도어(50)의 폐쇄시 본체 케이스(20)와 개폐 도어(50) 간의 밀착성을 향상시켜준다.

본 발명의 일실시예로서, 레이저 변위센서 보호장치(10)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 개폐 도어(50)의 개폐 신호가 입력되도록 커넥터(25)를 통해 후술할 제어부(90)에 전기적으로 연결된 입력부(70)와, 개폐 구동부(60)의 구동에 의한 개폐 도어(50)의 최대 개방위치 및 최대 폐쇄위치를 각각 감지하도록 구비된 리미트 스위치(limit switch)(80)와, 외부로부터 입력되는 개폐 입력신호에 따라 개폐 구동부(60)를 제어하는 제어부(90)와, 커넥터(25)를 통해 제어부(90)를 비롯한 본체 케이스(20)의 내부 부품들에 전원을 공급하도록 구비된 전원부(95)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 입력부(70)를 통해 개폐 신호가 입력되면 제어부(90)에서 개폐 도어(50)의 개폐를 구동하는 개폐 구동부(60)를 자동으로 제어할 수 있다.

한편, 제어부(90)는 리미트 스위치(80)로부터의 신호를 받아들여 이에 기초하여 모터(61)의 회전방향과 모터(61)의 구동 또는 정지 등의 명령 신호를 제어하는 PCB를 포함하여 구성된다.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 레이저 변위센서 보호장치(10)가 작동되는 과정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 레이저 변위센서(1)의 작동이 중지된 상태, 즉 레이저 변위센서 보호장치(10)의 개폐 도어(50)가 닫혀 진 상태에서 입력부(70)를 통해 레이저 변위센서(1)의 작동 신호가 인가되면 제어부(90)는 이를 센싱 개폐 유닛(30)의 개방 신호로 판단한다.

다음에, 제어부(90)는 센싱 개폐 유닛(30)의 개방 신호를 개폐 구동부(60)로 전달하여 개폐 구동부(60)에 의해 센싱 개폐 유닛(30)의 개폐 도어(50)가 개방되도록 개폐 구동부(60)의 구동을 제어한다.

개폐 구동부(60)로 개폐 도어(50)의 개방 신호가 인가되면 개폐 구동부(60)의 모터(61)가 회전되고, 모터(61)에 연결된 구동축(41)이 회전되며, 구동축(41)에 연결된 구동 링크(43)가 회전됨과 동시에 종동 링크(45)도 회전되어, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 구동 링크(43) 및 종동 링크(45)에 도어 힌지핀(49)에 의해 연결된 개폐 도어(50)가 회전에 의해 개방된다.

이때, 개폐 도어(50)의 최대 개방위치에 구비된 리미트 스위치(80)에서 개폐 도어(50)가 최대 개방위치로 개방된 것을 감지하면 리미트 스위치(80)는 이를 제어부(90)에 전달하여 개폐 도어(50)가 더 이상 개방되지 않도록 제어부(90)는 개폐 구동부(60)의 모터(61)를 제어한다.

한편, 레이저 변위센서(1)의 발광부(3) 및 수광부(5)를 통한 센싱 작업이 종료되면 입력부(70)를 통해 센싱 개폐 유닛(30)의 폐쇄 신호가 입력되고, 제어부(90)는 이를 받아들여 개폐 구동부(60)의 모터(61)가 개폐 도어(50)를 개방할 때의 회전 방향과는 역방향으로 회전되도록 모터(61)를 제어한다.

이때, 개폐 도어(50)의 최대 폐쇄위치에 구비된 리미트 스위치(80)에서 개폐 도어(50)가 최대 폐쇄위치로 이동된 것을 감지하면 리미트 스위치(80)는 이를 제어부(90)에 전달하여 개폐 도어(50)가 더 이상 폐쇄위치로 이동되지 않도록 제어부(90)는 개폐 구동부(60)의 모터(61)를 제어한다.

이에, 본 발명에 따르면, 레이저 변위센서(1)가 오작동 되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 레이저 변위센서 보호장치(10)를 제공할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

20 : 본체 케이스 30 : 센싱 개폐 유닛
40 : 개폐 전동부 50 : 개폐 도어
60 : 개폐 구동부 80 : 리미트 스위치
90 : 제어부

Claims

레이저 변위센서(1)를 보호하도록 구비된 레이저 변위센서 보호장치(10)에 있어서,
레이저 변위센서(1)가 내부에 장착되고, 외관을 형성하는 본체 케이스(20); 및
상기 본체 케이스(20)에서 레이저 변위센서(1)의 발광부(3)와 수광부(5)에 대응된 위치에 구비되어 레이저 변위센서(1)의 작동시에만 개방될 수 있도록 구비된 센싱 개폐 유닛(30);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서 보호장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱 개폐 유닛(30)은,
다관절 힌지 링크 구조로 된 개폐 전동부(40)와,
상기 개폐 전동부(40)에 결합되어 슬라이딩 방식으로 개폐되는 개폐 도어(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서 보호장치.
제2항에 있어서,
상기 개폐 도어(50)는 상기 개폐 전동부(40)에 연결된 개폐 구동부(60)의 구동에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서 보호장치.
제3항에 있어서,
외부로부터 입력되는 개폐 입력신호에 따라 상기 개폐 구동부(60)를 제어하는 제어부(90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서 보호장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 개폐 구동부(60)는 회전력에 의해 상기 센싱 개폐 유닛(30)을 개폐 구동하도록 구비되고,
상기 개폐 구동부(60)의 구동에 의한 상기 개폐 도어(50)의 최대 개방위치 및 최대 폐쇄위치를 각각 감지하도록 구비된 리미트 스위치(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서 보호장치.