KR20180014043A - 금속판의 레그 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 굽힘 기계용 전자 각도 측정 장치 - Google Patents

금속판의 레그 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 굽힘 기계용 전자 각도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 디스플레이(10)에 연결되며 마이크로프로세서와 메모리 유닛을 구비하는 신호 처리 장치(9)에 비접촉 방식으로 각도 등가 신호(angle-equivalent signals)를 전달하는 센서 요소(7)를 포함하는, 금속판(5)의 레그(4) 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 전자 각도 측정 장치에 관한 것이다. 유리한 측정 조건을 형성하기 위해, 레이저 빔을 회전 거울을 관통하여 금속판(5)의 두 레그(4)로 편향시키고 방출 방향으로 수신된 반사 빔으로부터 측정값을 형성하는 센서 요소(7), 마이크로프로세서와 메모리 유닛을 구비하는 신호 처리 장치(9) 및 디지털 디스플레이(10)가 각도 측정 장치(6)를 구성하며, 각도 측정 장치(6)는 굽힘 기계의 상부 공구(1)에 고정되고 수동 측정 장치(6)로서 사용될 수 있는 것이 제안된다.

Description

금속판의 레그 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 굽힘 기계용 전자 각도 측정 장치
본 발명은, 디지털 디스플레이에 연결되며 마이크로프로세서(microprocessor)와 메모리 유닛을 구비하는 신호 처리 장치에 비접촉 방식으로 각도 등가 신호(angle-equivalent signals)를 전달하는 센서 요소를 포함하는, 금속판의 레그(legs) 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 전자 각도 측정 장치에 관한 것이다.
금속판의 굽힘 중의 굽힘각(bending angle) 측정은, 굽힘 공정(bending process) 후에 워크피스(workpiece)가 재료, 금속판의 두께, 압연 방향 등에 따라 제 모양으로 되돌아 오기 때문에 매우 중요하다. 따라서 굽힘의 결과는, 효과적인 측정 장치를 사용하여 아직 기계에 있는 상태에서 모니터링되거나, 금속판을 기계에서 제거할 필요 없이 수동 또는 자동 굽힘 후 공정(after-bending process)으로 보정 또는 개선될 수 있다. 그러나, 공지된 측정 장치를 굽힘 기계에 통합하는 것은 특수 구조물에 의한 굽힘 기계의 고가의 적응을 필요로 한다.
굽힘 기계에서 굽어질 금속판의 레그 사이의 굽힘각을 비접촉식으로 측정하기 위한 광 차단 프로세스(light cutting process)에 기초하는 측정 장치가 공지(DE 43 12 565 C2)되어 있다. 그러나, 금속판의 레그에서 반사되어 방출 방향으로 수신된 레이저 빔의 방사선 강도가 레이저 빔이 금속판 레그 상에 수직으로 입사할 때 가장 높다는 환경을 이용한 측정 장치의 사용 또한 공지(JP 2002-59217 A)되어 있다. 이러한 목적을 위해, 굽힘 기계의 상부 공구(tool)의 영역에는 굽힘각의 정점 축(apex axis)에 평행한 축을 중심으로 회전하고 이 회전축에 대해 45°로 경사져있는 거울이 제공되며, 이로 인해, 레이저 빔이 각 레그에 수직일 때 회전축의 방향으로 거울에 입사하는 레이저 빔이 회전축에 수직인 평면 내에서 굽혀질 금속판의 레그로 편향되고, 레그에 의해 그리고 특히 방출 방향으로 반사된다. 그 다음 두 레그 사이의 각 각도가 거울을 위한 구동 모터의 관련 회전 위치에 의해 신호 처리 장치에서 결정될 수 있다. 그러나, 이러한 측정 장치의 사용을 위해 굽힘 기계가 구조적으로 적응(adapted constructively)되어야 한다는 단점이 여전히 존재한다.
따라서 본 발명은, 굽힘 기계의 고가의 변형 필요 없이, 이어서 전자 각도 측정 장치를 갖더라도, 금속판의 레그들 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 굽힘 기계를 장착할 수 있도록 간단한 구조적 조건(constructive condition)을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 청구항 1의 특징으로 명시된 목적을 해결한다.
측정 장치는 각도 측정에 필요한 장치들, 즉, 센서 요소를 포함하는 각도 측정 장치로서 구성되기 때문에, 상기 각도 측정 장치는 굽힘 기계의 고가의 어떠한 구조적 변형(constructive modification)도 필요로 하지 않는 굽힘 기계의 상부 공구에만 고정되면 된다. 여기서 센서 요소는, 또한 각도 측정 장치에 배치되고, 디지털 디스플레이에 연결되며 마이크로프로세서와 메모리 유닛을 포함하는 신호 처리 장치에 비접촉 방식으로 각도 등가 신호를 전달한다. 그러나 수동 측정 장치에 요구되는 소형 설계를 보장하기 위해, 센서 요소가 측정 신호를 방출하고 수신하는데 적합해야 한다는 요건이 있다. 이는 그 자체가 공지된 방식으로 달성되며, 센서 요소는 굽힘각의 정점 축에 수직인 평면에서 레이저빔으로 금속판의 레그를 스캐닝하고, 레그에서 방출 방향으로 반사된 레이저 빔만을 기록하는데, 그 강도는 방출된 레이저 빔이 금속판의 레그에 수직으로 입사될 때 가장 높다. 각 굽힘각은, 레그에 수직인 레이저 빔에 대한 레이저 빔의 방출에 있어서, 집적 신호 처리 장치(integrated signal processing device)로 회전 거울의 회전 위치로부터 추론되고 표시될 수 있다. 그러나, 금속판의 두 레그에 대한 센서 요소의 측정 접속(measurement access)이 가능해야 한다는 요건이 있다. 굽힘 기계의 상부 공구는 일반적으로 개별 스탬프 세그먼트(stamp segments)로 구성되기 때문에, 굽혀질 금속판의 두 레그에 대한 측정 접속을 위해 단지 두 스탬프 세그먼트 사이에 측정 간격(measurement gap)을 두고 이 측정 간격에 대해 각도 측정 장치를 정렬하기만 하면 된다. 회전축이 측정될 각도의 정점 축에 평행하게 정렬되는 것만이 중요하고 회전축의 위치는 중요하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 각도 측정 장치를 상부 공구 상에 고정시키기 위해서 종래의 상부 공구의 특별한 변형이 필요 없다.
굽힘 기계에 각도 측정 장치를 고정하는데 있어 추가적인 조치를 취할 필요가 없도록 하기 위해, 하우징 후벽에서 각도 측정 장치는 굽힘 기계의 상부 공구에 고정되기 위한 영구자석을 가질 수 있으며, 이는 유리한 조립 상태뿐만 아니라 측정 간격과 굽힘각의 정점 축에 대한 각도 측정 장치의 간단한 재조정 가능성을 가져온다.
각도 측정 장치가, 측정 공정을 유발(trigger)하기 위해 상부 공구의 하강 이동 및/또는 상승 이동을 기록하는 신호 처리 장치에 연결된 모션 센서를 포함하는 경우, 기계 제어기(machine controller)와 독립적으로 작동될 수 있다. 모션 센서로 인해 상부 공구의 움직임은 각도 측정 장치 자체에 의해 기록되므로, 각도 측정은 굽힘 기계에서 이를 위해 예를 들어, 동기 신호의 교환을 위해 기계 제어기에 배선(cabling) 또는 인터페이스(interfaces)를 제공하는 것과 같은 특별한 조치를 취할 필요 없이, 굽힘 기계의 작동 사이클(working cycles)에 자동적으로 동기식으로 수행될 수 있다. 모션 센서가 다축 가속도 센서(multiaxial acceleration sensor)로서 구성되는 경우 특히 유리한 설계 조건이 얻어지는데, 이는 다축 가속도 센서의 도움으로, 일반적으로 수평으로 연장(run)되는 굽힘각의 정점 축에 대한 각도 측정 장치의 단순한 정렬이 가능해지기 때문이다. 신호 처리 장치에 따라 평가된 가속도 신호로 인한 중력 방향의 기록은 또한 경사(inclination)를 기록하고 표시하는데 사용될 수 있다.
다축 가속도 센서에 의한 중력가속도의 기록은 또한, 중력가속도에 기초하여 신호 성분(signal component)으로 가속도 센서의 신호를 보정할 수 있도록 하여, 각도 측정 장치의 움직임 그리고 이로 인한 상부 공구의 변화를 기록하도록 한다. 보정된 오프셋이 없는(offset free) 가속값으로부터 측정 공정의 시작과 종료를 위한 상부 공구의 속도와 경로를 결정할 수 있다.
신호 처리 장치가 측정될 각도의 프로그램 가능한 공차 한계(programmable tolerance limits)가 초과되거나 미만일 때 신호를 보내면, 공차 한계의 유지를 보장하기 위해 유리한 방식으로 굽힘 공정에 개입할 수 있다.
측정값의 정확도를 향상시키기 위해서, 특히, 측정값은 상부 공구의 상승 이동 중에 메모리 유닛에 저장될 수 있으며, 이러한 측정값은, 측정값의 정확도를 높이기 위해, 수학적 방법(mathematical methods)에 따라 신호 처리 장치를 이용해 평가된다. 이 수단에 의해, 특히 잔향 처리과정(reverberation processes)이 기록될 수 있고, 잔향에 관련된 측정값이 제거될 수 있다.
신호 처리 장치가 무선 인터페이스(radio interface)를 포함하는 경우, 각도 측정 장치의 데이터를 판독하기 위해, 그리고 예를 들어, 기계 제어기를 사전 설정(preset)하거나 외부에서 제어 방식으로 각도 측정 장치에 접속할 수 있도록, 배선이 제공되지 않는다. 이와 관련하여 케이블 연결을 방지하기 위해 전원 공급 장치에 배터리 또는 이차전지(rechargeable batteries)를 사용할 수 있다는 점을 특히 강조할 필요는 없을 것이다.
진보성을 갖는 본 발명의 대상은 도면에서 실시예로서 도시된다. 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 디지털 각도 측정 장치를 구비한 굽힘 기계의 부분 절취된 개략 측면도를 도시하고,
도 2는 상기 굽힘 기계를 개략적인 종단면으로 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 전자 각도 측정 장치를 간략화한 블록도로 도시한다.
도시된 굽힘 기계는 다이(die) 형태로 하부 공구(2)와 협력하는 하강 및 승강 가능한 상부 공구(1)를 구비하며, 서로 인접하여 일렬로 배치된 스탬프 세그먼트(3)로 구성된다. 굽혀질 금속판(5)의 레그(4) 사이의 굽힘각을 측정하기 위해, 디지털 측정 장치(6)가 상부 공구(1)에 고정되고, 디지털 측정 장치(6)는 금속판의 두 레그(4) 사이의 굽힘각의 정점 축에 평행한 회전축을 중심으로 회전하고 정점 축에 수직인 평면에서 레이저 빔을 두 레그(4) 상으로 편향시키는 거울을 구비한 센서 요소(7)를 포함한다. 그에 따라 레이저 빔은 두 스탬프 세그먼트(3) 사이의 측정 간격(8)을 통과한다. 센서 요소(7)는 레그(4)에서 방출 방향으로 반사된 레이저 빔을 위한 수신기를 구비하고 있고, 레이저 빔이 레그(4)에 수직일 때 반사되는 레이저 빔의 강도가 가장 높기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속판(5)의 레그(4)에 수직인 레이저 빔에 대해 거울의 회전 위치가 특정될 수 있다. 따라서, 두 레그(4) 사이의 각 굽힘각은 이러한 거울의 회전 위치로부터 추론될 수 있다.
이 목적을 위해 도3에 따르면, 센서 요소(7)는, 센서 요소(7)에 의해 수신된 측정 신호를 평가하고 디스플레이(10)에 측정된 굽힘각을 출력하는 신호 처리 장치 (9)에 연결된다. 이 디스플레이(10)는 각도 측정 장치를 핸드-헬드 장치(hand-held device)로서 사용하는데 필요할 뿐만 아니라, 기계 측정 장치로서 사용될 때, 어떤 경우에도 시야에 위치하는 금속판(5)으로부터 결정적으로 멀리 향하지 않으면서 굽힘각과 다른 표시된 데이터를 판독할 수 있도록 한다.
각도 측정 장치(6)는 신호 처리 장치(9)에 연결된 모션 센서(11)를 갖기 때문에, 상부 공구(1)의 움직임을 기록함으로써 각도 측정은 기계 제어기에 접속할 필요없이 상부 공구(1)의 움직임과 동기화될 수 있다. 그러나, 각도 측정 장치(6)를, 예를 들어 기계 제어기에 연결함으로써 외부로부터 굽힘 공정과 동기적으로 제어하는 것도 가능하다.
전자 각도 측정 장치(6)는, 스탬프 세그먼트(3)로부터 상부 공구(1)의 통상적인 구성을 이용하여 간단한 방식으로 보장될 수 있는 금속판(5)의 두 레그(4)에 대한 센서 요소(7)의 측정 접속이 가능하다면, 고가의 보정 작업없이 기존의 굽힘 기계에서 사용될 수 있다. 각도 측정 장치(6)는 단지 상부 공구(1)에 적합하게 고정되면 된다. 이 용도로, 적어도 하나의 영구 자석(12)을 각도 측정 장치(6)의 하우징 후벽의 영역에 제공하는 것이 바람직하다.
모션 센서 (11)가 다축 가속도 센서로서 구성되는 경우, 각도 측정 장치(6)는, 중력가속도에 대한 그의 신호에 의해, 다이(die) 및 스탬프 세그먼트(3)로 사전 정의된 두 레그(4) 사이의 굽힘각의 수평 정점 축에 대해 간단한 방식으로 정렬될 수 있다. 또한, 중력가속도에 따라 보정된 측정 신호를 평가할 수 있어, 독점적으로 각도 측정 장치(6)의 가속도가 상부 공구(1)의 움직임을 결정하는데 사용될 수 있다.
각도 측정 장치(6)가 무선 인터페이스(13)를 구비하는 경우, 데이터는 무선 방식(cableless manner)으로 각도 측정 장치(6)로부터 외부로 전송될 수 있지만, 신호가 외부로부터 각도 측정 장치(6)로 전송될 수도 있다. 각도 측정 장치(6)의 상이한 동작 모드를 설정하기 위해, 각도 측정 장치에는 입력부(14)가 또한 제공될 수 있다. 케이블 연결이 없도록 하기 위해, 각도 측정 장치(6)는 바람직하게는 전원 공급을 위한 배터리 또는 이차전지(15)를 장착할 수 있다.

Claims (7)

  1. 디지털 디스플레이(10)에 연결되며 마이크로프로세서와 메모리 유닛을 구비하는 신호 처리 장치(9)에 비접촉 방식으로 각도 등가 신호(angle-equivalent signals)를 전달하는 센서 요소(7)를 포함하는, 금속판(5)의 레그(4) 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 전자 각도 측정 장치에 있어서, 레이저 빔을 회전 거울을 관통하여 금속판(5)의 두 레그(4)로 편향시키고 방출 방향으로 수신된 반사 빔으로부터 측정값을 형성하는 센서 요소(7), 마이크로프로세서와 메모리 유닛을 구비하는 신호 처리 장치(9) 및 디지털 디스플레이(10)가 각도 측정 장치(6)를 구성하며, 각도 측정 장치(6)는 굽힘 기계의 상부 공구(1)에 고정되고 수동 측정 장치(6)로서 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 하우징 후벽에서 각도 측정 장치(6)는 굽힘 기계의 상부 공구(1)에 고정되도록 영구 자석(12)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 각도 측정 장치.
  3. 제1항 또는 제 2항에 있어서, 각도 측정 장치(6)는 신호 처리 장치(9)에 연결된 모션 센서(11)를 포함하며, 모션 센서(11)는 측정 공정을 유발(trigger)하기 위해 상부 공구의 하강 이동 및/또는 상승 이동을 기록하는 것을 특징으로 하는 전자 각도 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 모션 센서(11)는 다축 가속도 센서(multiaxial acceleration sensor)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 각도 측정 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 처리 장치(9)는 측정될 각도의 프로그램 가능한 공차 한계(programmable tolerance limits)가 초과되었거나 미만임을 신호로 알리는 것을 특징으로 하는 전자 각도 측정 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 처리 장치(9)는 측정값의 정확도를 향상시키기 위해서 상부 공구(1)의 하강 및 상승 이동 동안에 메모리 유닛에 저장된 측정값을 수학적 방법(mathematical methods)에 따라 평가하는 것을 특징으로 하는 전자 각도 측정 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 처리 장치(9)는 무선 인터페이스(13; radio interface)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 각도 측정 장치.
KR1020177037474A 2015-05-28 2016-05-25 금속판의 레그 사이의 굽힘각을 측정하기 위한 굽힘 기계용 전자 각도 측정 장치 KR20180014043A (ko)

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