KR20180078525A - Method for Measuring 3 dimensional Woked Surface - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method of simultaneously measuring dimensions of a 3-dimensional machined surface, capable of rapidly and accurately measuring precise dimensions of the machined surface having a three-dimensional shape. The method of simultaneously measuring the dimensions of the 3-dimensional machined surface includes: a first step of fixing an inspection target workpiece having the three-dimensional machined surface to a planar base part; a second step of moving a measuring probe having a shape identical to a shape of the three-dimensional machined surface of the workpiece by using an actuator in a first direction, which is directed toward the three-dimensional machined surface, to allow the measuring probe to make contact with the three-dimensional machined surface; and a third step of simultaneously measuring the dimensions of the three-dimensional machined surface while the measuring probe makes contact with the three-dimensional machined surface, and determining a defective dimension by comparing a measurement result with a predetermined reference value, wherein a three-axis displacement measuring unit for measuring a displacement amount in respective three axial directions while generating a displacement in the three axial directions according to the movement of the measuring probe is coupled between the actuator and the measuring probe.

Description

3차원 가공면 치수 동시 측정 방법{Method for Measuring 3 dimensional Woked Surface}[0001] The present invention relates to a method for simultaneously measuring three-

본 발명은 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 3차원 형상의 가공면에 치수 측정용 프루브를 접촉시키는 것에 의하여 상기 가공면의 3차원 치수에 대한 불량 여부를 동시에 측정 가능하도록 구성됨으로써 자동차의 변속부품 등과 같이 MCT와 같은 가공장치를 이용하여 가공된 3차원 형상의 가공면에 대한 정밀 치수를 신속하고 정확하게 측정하기 위한 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for simultaneously measuring a three-dimensional machined surface dimension, and more particularly, to a method for simultaneously measuring a three-dimensional dimension of the machined surface by contacting a machining surface with a dimension measuring probe The present invention relates to a method of simultaneously measuring a three-dimensional machining surface dimension for quickly and accurately measuring a precise dimension of a machined surface of a three-dimensional shape machined using a machining apparatus such as an MCT, such as a transmission part of an automobile.

머시닝센터(Machining center, 이하 'MCT'라 함)는 자동 공구교환 장치를 부착해 여러 공정의 연속적인 작업을 자동으로 공구를 교환하면서 공작물을 가공하는 공작기계이며, 컴퓨터를 통한 거리수치입력 및 회전수 지령 등을 통하여 공작물을 가공하는 장비로써 현재는 3축 가공의 보급이 활성화 되어 있고 4축 가공, 5축 가공 등의 정밀 가공기계들도 개발, 보급, 제작되고 있다.A machining center (MCT) is a machine tool for machining a workpiece by automatically replacing the continuous work of several processes by attaching an automatic tool changer, It is a machine for machining a workpiece through water command etc. Currently, the spread of 3-axis machining is active, and precision machining machines such as 4-axis machining and 5-axis machining are also developed, distributed and manufactured.

이러한 MCT에 의해 클러치 부품, 콤프레샤 부품, 조향 부품 등 다양한 종류의 자동차 부품, 전기/전자 부품들에 대한 가공이 이루어지는데, 이들 중 특히 곡면과 같은 3차원 형상의 가공면은 다른 부품과의 결합을 위하여 이루어지는 것이 일반적이기 때문에 가공 품질의 안정을 위해서는 상기 3차원 형상 가공면이 정상적으로 가공되었는지 여부를 검사하는 불량 검사과정이 필수적이다.These MCTs are used for machining various kinds of automobile parts and electric / electronic parts such as clutch parts, compressor parts, steering parts, etc. In particular, the machined surfaces of three-dimensional shapes such as curved surfaces are combined with other parts It is necessary to perform a defect inspection process for inspecting whether or not the three-dimensional machined surface has been normally processed.

종래에는 상기 불량 검사과정이 생산부품의 생산 사이클과 검사 사이클의 비대칭으로 인한 검사 로스(Loss) 발생을 최소화하기 위하여 주로 샘플링 검사방식으로 진행되었으나, 샘플링 방식의 특성상 불량제품의 혼입 가능성이 높고 불량이 검출되는 경우에도 소수의 제품불량보다 롯트(Lot)성 다수의 불량이 발생되므로 이로 인해 생산중지 및 재생산으로 인한 기업의 손실이 발생되는 문제점이 있었다.Conventionally, in order to minimize the occurrence of inspection loss due to the production cycle of production parts and the asymmetry of the inspection cycle, the defect inspection process has been mainly performed by a sampling inspection method. However, due to the nature of the sampling method, There is a problem in that a large number of defects of lot are generated rather than a small number of product defects even if it is detected, resulting in loss of the enterprise due to production stoppage and reproduction.

따라서, 근래에는 공장에서 생산되는 전체 피가공물에 대하여 전용 검사장치를 이용하여 관리 치수에 대한 전수검사가 주로 이루어지고 있는데, 이러한 전용 검사장치에 대한 구체적인 구성은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.Therefore, in recent years, the total inspection of the total dimension of the work to be processed by the dedicated inspection apparatus is mainly performed on all the workpieces produced in the factory. The detailed configuration of such a dedicated inspection apparatus is described in detail in the following document 1 .

그러나, 하기 [문헌 1]에 따른 검사장치의 경우 피가공물에 대한 탭가공의 불량 여부를 검사하는 장치이기 때문에 3차원 형상의 가공면에 대한 치수 검사에 적용될 수 없는 단점이 있다. However, in the case of the inspection apparatus according to the following [1], there is a disadvantage that it can not be applied to dimensional inspection of a three-dimensional work surface because it is an apparatus for inspecting a defect of a tapped work with respect to a workpiece.

이를 보완하기 위하여, 최근에는 카메라를 이용한 광학적 방식이나 가공면을 따라 이동하는 프루브 팁의 변위를 측정하여 3차원 가공면의 정밀 치수를 측정하는 방식이 제안되었으나, 전자의 경우 장치의 구성에 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 치수 측정의 정밀도가 저하되는 문제점이 있고, 후자의 경우 치수 측정에 과도한 시간이 소요되어 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.In order to compensate for this, recently, there has been proposed an optical method using a camera or a method of measuring the displacement of a probe tip moving along a machining plane to measure the precision of a three-dimensional machined surface. However, In addition, in the latter case, it takes a long time to measure the dimension, which causes a problem of deteriorating the productivity.

[문헌 1] 한국등록특허 제10-0728092호(2007. 4. 9. 공개)[Patent Document 1] Korean Patent No. 10-0728092 (disclosed on April 9, 2007)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 3차원 형상의 가공면에 치수 측정용 프루브를 접촉시키는 것에 의하여 상기 가공면의 3차원 치수에 대한 불량 여부를 동시에 측정 가능하도록 구성됨으로써 자동차의 변속부품 등과 같이 MCT와 같은 가공장치를 이용하여 가공된 3차원 형상의 가공면에 대한 정밀 치수를 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of measuring a three dimensional dimension of a machined surface, So as to provide a method for simultaneously measuring a three-dimensional machining surface dimension that can accurately and precisely measure a precise dimension of a machined surface of a three-dimensional shape machined using a machining apparatus such as an MCT will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법은 평면 형상의 베이스부에 검사하고자 하는 3차원 가공면을 가진 피가공물을 고정하는 제1단계, 액츄에이터를 이용하여 상기 피가공물의 3차원 가공면 형상과 동일한 형상으로 이루어진 측정용 프루브를 3차원 가공면을 향하는 방향인 제1방향으로 이동시켜 상기 3차원 가공면에 측정용 프루브를 접촉시키는 제2단계, 및 상기 3차원 가공면에 측정용 프루브가 접촉된 상태에서 상기 3차원 가공면의 치수를 동시에 측정하고, 상기 측정결과를 미리 정해진 기준값과 대비하여 불량인 치수를 판단하는 제3단계를 포함하되, 상기 액츄에이터와 측정용 프루브 사이에는 상기 측정용 프루브의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부가 결합된 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for simultaneously measuring three-dimensional machining surface dimensions, including: a first step of fixing a workpiece having a three-dimensional machining surface to be inspected to a base portion of a planar shape; A second step of bringing the measuring probe into contact with the three-dimensional machined surface by moving the measuring probe in the same direction as the three-dimensional machined surface shape of the workpiece in the first direction that is the direction toward the three-dimensional machined surface, And a third step of simultaneously measuring the dimensions of the three-dimensional machined surface in a state in which the measuring probe is in contact with the dimension machining surface and determining a defective dimension by comparing the measurement result with a predetermined reference value, The displacement amounts in the three axial directions are generated between the measuring probes in accordance with the movement of the measuring probe, And the three-axis displacement measurement unit for the combined features.

또한, 상기 기준값은 제1단계를 수행하기 이전에 상기 베이스에 피가공물과 동일한 형상의 마스터를 고정하고, 상기 측정용 프루브를 마스터의 가공면에 접촉시켜 상기 3축 변위 측정부에 의해 얻어진 3축 방향 변위량인 것을 특징으로 한다.The reference value may be obtained by fixing a master having the same shape as that of the workpiece to the base before performing the first step and bringing the measuring probe into contact with the machining surface of the master, Direction displacement amount.

또한, 상기 3축 변위 측정부는, 일측이 상기 엑츄에이터부에 결합되어 액츄에이터부에 의해 상기 제1방향으로 이동하는 제1변위모듈, 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하도록 상기 제1변위모듈의 일측에 결합된 제2변위모듈, 상기 제1방향 및 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동가능하도록 상기 제2변위모듈의 일측에 결합한 제3변위모듈, 및 상기 3축 변위 측정부 또는 베이스부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 제1,2,3변위모듈의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The three-axis displacement measuring unit may include a first displacement module, one side of which is coupled to the actuator unit and moves in the first direction by the actuator unit, a first displacement module that is movable in the second direction perpendicular to the first direction, A second displacement module coupled to one side of the displacement module, a third displacement module coupled to one side of the second displacement module to be movable in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, And a three-axis displacement measurement module installed on at least one of the first, second and third displacement modules to measure a displacement amount of the first, second and third displacement modules.

본 발명에 따른 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법은 일측 단부에 측정용 프루브가 결합되고 타측 단부에 액츄에이터부가 결합되어 상기 액츄에이터부에 의해 측정용 프루브를 가공면과 접촉하도록 이동시킬 경우 상기 측정용 프루브의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부에 의하여 3차원 형상의 가공면에 치수 측정용 프루브를 접촉시키는 것만으로도 상기 가공면의 3차원 치수에 대한 불량 여부를 동시에 측정 가능하도록 구성됨으로써 자동차의 변속부품 등과 같이 MCT와 같은 가공장치를 이용하여 가공된 3차원 형상의 가공면에 대한 정밀 치수를 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.A method for simultaneous measurement of three dimensional machining surface dimensions according to the present invention is characterized in that when a measuring probe is coupled to one end and an actuator is coupled to the other end so that the measuring probe is moved in contact with the processing surface by the actuator, Axis displacement measuring unit for measuring the amount of displacement in each of the three axial directions while causing displacement in the three axial directions in accordance with the movement of the workpiece It is possible to simultaneously and precisely measure the precise dimensions of the machined surface of a three-dimensional shape machined using a machining apparatus such as an MCT, have.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 가공면 측정방법을 설명하기 위한 공정도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 가공면 측정방법에 따라 3차원 가공면의 치수를 측정하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도, 및
도3 내지 도5는 각각 도2의 A-A 부, B-B 부, 및 C-C 부에 대한 단면도이다.FIG. 1 is a process diagram for explaining a three-dimensional machined surface measuring method according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view for explaining a configuration of an apparatus for measuring the dimensions of a three-dimensional machined surface according to a three-dimensional machined surface measuring method according to an embodiment of the present invention, and FIG.
Figs. 3 to 5 are sectional views of the AA portion, the BB portion, and the CC portion, respectively, of Fig.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 가공면 측정방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 가공면 측정방법에 따라 3차원 가공면의 치수를 측정하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도3 내지 도5는 각각 도2의 A-A 부, B-B 부, 및 C-C 부에 대한 단면도이다.FIG. 1 is a process diagram for explaining a method of measuring a three-dimensional machined surface according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining a method of measuring a three-dimensional machined surface according to an embodiment of the present invention. 3 to 5 are sectional views of the AA portion, the BB portion, and the CC portion of FIG. 2, respectively.

본 발명에 따른 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법은 평면 형상의 베이스부(10)에 검사하고자 하는 3차원 가공면(21)을 가진 피가공물(20)과 동일한 형상의 마스터(미도시)를 고정하고(S10), 후술하는 측정장치의 액츄에이터(30)를 이용하여 측정용 프루브(50)를 3차원 가공면을 향하는 방향인 제1방향으로 이동시켜 상기 마스터의 3차원 가공면에 접촉시키고 3축 변위 측정부(40,51,52,53)를 이용하여 3축 방향 변위를 측정하여 기준값을 얻는다(S20). A method for simultaneous measurement of three-dimensional machined surface dimensions according to the present invention is characterized in that a master (not shown) having the same shape as a workpiece 20 having a three-dimensional machined surface 21 to be inspected is fixed (S10), the measuring probe 50 is moved in the first direction, which is the direction toward the three-dimensional machining surface, by using the actuator 30 of the measuring apparatus described later, and brought into contact with the three-dimensional machined surface of the master, The displacement measurement units 40, 51, 52 and 53 are used to measure the displacement in three axial directions to obtain a reference value (S20).

상기 S20 단계에 의하여 기준값이 얻어진 이후에는 실제 검사하고자 하는 3차원 가공면(21)을 가진 피가공물(20)을 상기 베이스부(10)에 고정한 후(S30), 후술하는 측정장치의 액츄에이터(30)를 이용하여 측정용 프루브(50)를 상기 제1방향으로 이동시켜 상기 피가공물의 3차원 가공면에 접촉시키고 3축 변위 측정부(40,51,52,53)를 이용하여 3축 방향 변위를 측정한다(S40).After the reference value is obtained in step S20, the workpiece 20 having the three-dimensional machining surface 21 to be actually inspected is fixed to the base part 10 (S30), and then the actuator 30 , The measuring probe 50 is moved in the first direction to be brought into contact with the three-dimensional machined surface of the workpiece, and the three-axis displacement measurement unit (40, 51, 52, 53) (S40).

S40 단계가 완료되면, 상기 S40 단계에서 측정된 3축 방향 변위를 상기 S20 단계에서 측정된 기준값과 대비하여 피가공물(20)의 3차면 가공면(21)이 불량인지 여부를 판단하게 된다(S50).When the step S40 is completed, it is determined whether the tertiary surface 21 of the workpiece 20 is defective in comparison with the reference value measured in the step S20 in step S40 ).

이를 위하여, 상기 측정장치는 액츄에이터(30)와 측정용 프루브(50) 사이에는 상기 측정용 프루브(50)의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부(40,51,52,53)가 결합된 것을 특징으로 한다.To this end, the measuring device is provided between the actuator 30 and the measuring probe 50 to measure the amount of displacement in each of the three axial directions while generating displacement in the three axial directions in accordance with the movement of the measuring probe 50 And an axial displacement measuring unit (40, 51, 52, 53) are combined.

구체적으로는, 본 발명에 따른 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법에 사용되는 3차원 가공면 측정장치는 검사하고자 하는 3차원 가공면(21)을 가진 피가공물(20)이 고정되는 베이스부(10), 일측 단부가 상기 피가공물의 3차원 가공면(21) 형상과 동일한 형상으로 이루어진 측정용 프루브(50), 일측 단부가 상기 측정용 프루브(50)의 타측 단부에 결합되고, 상기 측정용 프루브(50)의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부(40,51,52,53), 및 상기 3축 방향 변위 측정부(40,51,52,53)의 타측 단부에 결합되어 상기 측정용 프루브(50)가 상기 3차원 가공면(21)에 접촉하도록 상기 측정용 프루브(50)를 3차원 가공면(21)을 향하는 방향인 제1방향으로 이동시키는 액츄에이터부(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the three-dimensional machined surface measuring apparatus used in the simultaneous measurement method of three-dimensional machined surface dimensions according to the present invention includes a base portion 10 (see FIG. 1) to which a workpiece 20 having a three- ), A measuring probe (50) whose one end has the same shape as the shape of the three-dimensional machining surface (21) of the workpiece, one end of which is coupled to the other end of the measuring probe (50) Axis displacement measuring unit (40, 51, 52, 53) for measuring the amount of displacement in each of the three axial directions while generating displacement in the three axial directions in accordance with the movement of the three-axis direction displacement measuring unit , 51, 52, 53) so that the measuring probe (50) is brought into contact with the three-dimensional processing surface (21) so that the measuring probe (50) And an actuator unit (30) for moving the actuator unit in the first direction.

본 실시예의 경우 상기 피가공물(20)은 일예로서 검사하고자 하는 가공면이 상부를 향하도록 상기 베이스부(10)에 고정되는데, 이를 위하여 상기 베이스부(10)에는 피가공물을 고정시키기 위한 한 쌍의 고정용 지그(11,12)가 설치되어 있다.In this embodiment, the workpiece 20 is fixed to the base portion 10 such that the work surface to be inspected is directed upward. To this end, the base portion 10 is provided with a pair 12 of the fixing jigs 11, 12 are provided.

또한, 상기 측정용 프루브(50)는 상기 베이스부(10)의 상면에 수직한 봉 형상으로 구성되는데, 상기와 같은 구성에 의하여 본 실시예의 경우 상기 측정용 프루브(50)는 액츄에이터(30)의 동작에 의하여 베이스부(10)의 상면과 수직한 방향인 제1방향으로 이동하게 된다.The measuring probe 50 is formed in a bar shape perpendicular to the upper surface of the base unit 10. In the present embodiment, And moves in a first direction perpendicular to the upper surface of the base portion 10 by operation.

또한, 상기 액츄에이터(30)는 3축 방향 변위 측정부(40,51,52,53)에 결합된 단부가 상기 제1방향으로 승강할 수 있도록 구성되는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 액츄에이터(30)는 통상의 유압 실린더 또는 전동 실린더 등을 이용하여 바람직하게 구성될 수 있다.In addition, the actuator 30 is configured such that the end coupled to the three-axis direction displacement measuring units 40, 51, 52, and 53 can move up and down in the first direction. In the present embodiment, May be suitably configured using a normal hydraulic cylinder, an electric cylinder, or the like.

또한, 상기 3축 변위 측정부(40,51,52,53)는, 일측이 상기 액츄에이터부(30)의 단부에 결합되어 액츄에이터부(30)에 의해 상기 제1방향으로 이동하는 제1변위모듈(41), 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하도록 상기 제1변위모듈(41)의 일측에 결합된 제2변위모듈(42), 상기 제1방향 및 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동가능하도록 상기 제2변위모듈(42)의 일측에 결합한 제3변위모듈(43), 및 상기 3축 변위 측정부(40,51,52,53) 또는 베이스부(10) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정모듈(51,52,53)을 포함하여 구성된다.The three-axis displacement measuring unit 40, 51, 52, and 53 may include a first displacement module 40, one end of which is coupled to the end of the actuator unit 30 and moves in the first direction by the actuator unit 30, (41), a second displacement module (42) coupled to one side of the first displacement module (41) so as to be movable in a second direction perpendicular to the first direction, a second displacement module A third displacement module 43 coupled to one side of the second displacement module 42 so as to be movable in a third direction and a third displacement module 43 coupled to one side of the three axis displacement measurement unit 40, 51, 52, And a three-axis displacement measurement module (51, 52, 53) installed in at least one of the first, second and third displacement modules (41, 42, 43).

이때, 상기 제1변위모듈(41)은 본 실시예의 경우 일예로서 상부면이 상기 액츄에이터(30)의 단부에 결합된 평판의 양측에 상기 제1방향으로 레그가 연장되어 형성된 대략 'ㄷ'자 형상으로 구성된다.In this case, the first displacement module 41 may have a substantially U-shaped configuration in which the legs are extended in the first direction on both sides of the flat plate coupled to the end of the actuator 30, .

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제1변위모듈(41)은 액츄에이터가 승강할 경우 이에 연동하여 상기 측정용 프루브(50)와 함께 제1방향을 따라 승강하도록 구성된다.The first displacement module 41 is configured to move up and down along the first direction together with the measuring probe 50 in conjunction with the elevation of the actuator.

또한, 상기 제1변위모듈(41)의 양측 레그의 내부에는 도4에 도시한 바와 같이 제2변위모듈(42)이 제2방향을 따라 이동할 수 있도록 가이드하는 한 쌍의 제1가이드 레일(41a)이 형성되어 있다.4, a pair of first guide rails 41a for guiding the second displacement module 42 to move along the second direction are disposed in the legs of both sides of the first displacement module 41, Is formed.

또한, 상기 제2변위모듈(42)은 본 실시예의 경우 일예로서 양측 단부가 상기 제1변위모듈(41)의 양측 레그의 내측면에 결합되는 평판 형상으로 구성되는데, 이를 위하여 상기 제2변위모듈(42)의 양측 단부에는 각각 상기 제1변위모듈(41)의 양측 레그에 형성된 제1가이드 레일(41a)에 결합되는 제1가이드 롤러(42b)가 설치되어 있다.The second displacement module 42 is formed in a flat plate shape in which both ends of the second displacement module 42 are coupled to the inner side surfaces of both legs of the first displacement module 41. For this purpose, And first guide rollers 42b coupled to the first guide rails 41a formed on both legs of the first displacement module 41 are provided at both ends of the guide rail 42. [

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제2변위모듈(42)은 후술하는 바와 같이 측정 프루브(50)의 단부가 3차원 가공면(21)에 접촉할 때 발생되는 제2방향의 변위에 따라 상기 제1가이드 레일(41a)을 따라 제1가이드 롤러(42b)가 회전하면서 변위를 발생시키게 된다.According to the above-described configuration, the second displacement module 42 can be moved in the second direction according to the displacement in the second direction generated when the end of the measurement probe 50 contacts the three-dimensional processing surface 21 The first guide roller 42b is rotated along the guide rail 41a to generate displacement.

또한, 상기 제3변위모듈(43)은 본 실시예의 경우 일예로서 상부면이 상기 제2변위모듈(42)의 하부면에 결합되는 평판 형상으로 구성되는데, 이를 위하여 상기 제3변위모듈(42)의 상부면에는 상기 제2변위모듈(41)의 하부면에 형성된 제2가이드 레일(42a)에 결합되는 제2가이드 롤러(43b)가 설치되어 있다.The third displacement module 43 is formed in a flat plate shape in which the upper surface of the third displacement module 43 is coupled to the lower surface of the second displacement module 42. For this purpose, A second guide roller 43b coupled to a second guide rail 42a formed on a lower surface of the second displacement module 41 is installed on the upper surface of the second displacement module 41. [

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제3변위모듈(43)은 후술하는 바와 같이 측정 프루브(50)의 단부가 3차원 가공면(21)에 접촉할 때 발생되는 제3방향의 변위에 따라 상기 제2가이드 레일(42a)을 따라 제2가이드 롤러(43b)가 회전하면서 변위를 발생시키게 된다.According to the above-described structure, the third displacement module 43 can move the second probe 43 in the second direction in accordance with the displacement in the third direction generated when the end of the measuring probe 50 contacts the three- The second guide roller 43b is rotated along the guide rail 42a to generate displacement.

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)은 액츄에이터(30)에 의하여 상기 측정 프루브(50)의 단부가 3차원 가공면(21)에 접촉하는 경우 액츄에이터(30)에 의한 구동력과, 상기 측정 프루브(50)의 단부와 3차원 가공면(21)의 결합에 의한 구속력에 의하여 각각 제1방향, 제2방향, 제3방향으로의 변위를 발생시키게 된다.The first, second and third displacement modules 41, 42, and 43 are configured such that when the end of the measurement probe 50 contacts the three-dimensional processing surface 21 by the actuator 30, The displacement in the first direction, the second direction, and the third direction are generated by the driving force of the measuring probe 30 and the restraining force by the combination of the end of the measuring probe 50 and the three-dimensional machining surface 21 .

이때, 본 실시예에서와 같이 상기 3차원 가공면이 반구형의 홈과 같은 곡면일 경우 이와 대응되는 곡면 형상으로 돌출되어 형성된 상기 측정 프루브의 단부는, 피가공물의 가공 오차에 의하여 상기 곡면 형상의 홈(본 실시예의 경우 반구형 홈)과 정확하게 일치하지 않는 경우에도 액츄에이터(30)의 구동력에 의하여 자연스럽게 곡면 형상의 홈 내부로 슬라이딩됨으로써 정합하게 되고, 이 과정에서 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)은 상술한 가공 오차에 따른 3축 방향의 변위를 발생시키게 된다.At this time, when the three-dimensional machined surface is a curved surface such as a hemispherical groove as in the present embodiment, the end of the measuring probe protruding in a curved shape corresponding to the three-dimensional machined surface is deformed by the machining error of the workpiece, (The hemispherical groove in the present embodiment), it is naturally slid into the curved groove due to the driving force of the actuator 30, and in this process, the first, second and third displacement modules 41 , 42 and 43 cause the displacement in the three axial directions in accordance with the above-described machining error.

이와 같이, 발생되는 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)의 3축 방향의 변위는 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)에 의하여 측정되는데, 본 실시예의 경우 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)은 베이스부(10)의 상면에 설치된 제1방향 변위 측정모듈(51), 제1변위모듈(41)의 레그의 내측면 일측에 설치되는 제2방향 변위 측정모듈(52), 및 제2변위모듈(42)의 하부면 일측에 설치되는 제3방향 변위 측정모듈(53)로 이루어지도록 구성하였다.The displacements of the first, second and third displacement modules 41, 42, and 43 in the three axial directions are measured by the three-axis displacement measurement modules 51, 52 and 53. In this embodiment, The three-axis displacement measurement modules 51, 52 and 53 include a first direction displacement measurement module 51 installed on the upper surface of the base unit 10, a first displacement measurement module 51 installed on one side of the inner sides of the legs of the first displacement module 41, A two-way displacement measurement module 52, and a third direction displacement measurement module 53 installed on one side of the lower surface of the second displacement module 42.

이때, 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)은 물체의 변위를 측정할 수 있는 공지된 센서 중 어느 하나를 이용하여 바람직하게 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)이 측정 정밀도가 높은 LVDT 센서로 구성하였다.In this case, the three-axis displacement measurement module 51, 52, 53 may be configured using any one of known sensors capable of measuring the displacement of an object. In this embodiment, The measurement modules 51, 52 and 53 are constituted by an LVDT sensor having high measurement accuracy.

따라서, 상기 3차원 가공면(21)의 가공 오차에 의하여 발생되는 제1,2,3변위모듈(41,42,43)의 3축 방향의 변위는 상술한 바와 같이 측정된 후, 상기 측정결과를 불량판단모듈(미도시)에서 미리 정해진 기준값과 대비하여 3축 방향 치수 중 불량인 치수를 판단하게 된다.Therefore, the displacement of the first, second and third displacement modules 41, 42, 43 caused by the machining error of the three-dimensional machined surface 21 in the three axial directions is measured as described above, (Not shown) with a predetermined reference value to determine the defective dimension in the three-axis direction dimension.

이때, 상기 기준값은 상기 3축 방향 치수에 대하여 허용 공차 범위를 고려한 치수 범위로 설정되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the reference value is set to a dimension range in consideration of the tolerance range with respect to the three-axis direction dimension.

Claims (3)

평면 형상의 베이스부에 검사하고자 하는 3차원 가공면을 가진 피가공물을 고정하는 제1단계;
액츄에이터를 이용하여 상기 피가공물의 3차원 가공면 형상과 동일한 형상으로 이루어진 측정용 프루브를 3차원 가공면을 향하는 방향인 제1방향으로 이동시켜 상기 3차원 가공면에 측정용 프루브를 접촉시키는 제2단계; 및
상기 3차원 가공면에 측정용 프루브가 접촉된 상태에서 상기 3차원 가공면의 치수를 동시에 측정하고, 상기 측정결과를 미리 정해진 기준값과 대비하여 불량인 치수를 판단하는 제3단계를 포함하되,
상기 액츄에이터와 측정용 프루브 사이에는 상기 측정용 프루브의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부가 결합된 것을 특징으로 하는 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법.A first step of fixing a workpiece having a three-dimensional machining surface to be inspected on a planar base portion;
Dimensional processing surface of the workpiece is moved in a first direction that is a direction toward the three-dimensional machining surface, and a second probe for bringing the measurement probe into contact with the three- step; And
And a third step of simultaneously measuring the dimensions of the three-dimensional machined surface in a state in which the measuring probe is in contact with the three-dimensional machined surface, and determining a defective dimension by comparing the measurement result with a predetermined reference value,
And a three-axis displacement measuring unit for measuring a displacement amount of each of the three axial directions while causing a displacement in three axial directions in accordance with the movement of the measuring probe is coupled between the actuator and the measuring probe. Simultaneous measurement method. 제1항에 있어서,
상기 기준값은 제1단계를 수행하기 이전에 상기 베이스에 피가공물과 동일한 형상의 마스터를 고정하고, 상기 측정용 프루브를 마스터의 가공면에 접촉시켜 상기 3축 변위 측정부에 의해 얻어진 3축 방향 변위량인 것을 특징으로 하는 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법.The method according to claim 1,
The reference value is obtained by fixing a master having the same shape as that of the workpiece to the base before performing the first step and bringing the measuring probe into contact with the machining surface of the master so that the three- Dimensional measuring surface. 제2항에 있어서,
상기 3축 변위 측정부는,
일측이 상기 엑츄에이터부에 결합되어 액츄에이터부에 의해 상기 제1방향으로 이동하는 제1변위모듈;
상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하도록 상기 제1변위모듈의 일측에 결합된 제2변위모듈;
상기 제1방향 및 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동가능하도록 상기 제2변위모듈의 일측에 결합한 제3변위모듈; 및
상기 3축 변위 측정부 또는 베이스부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 제1,2,3변위모듈의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 가공면 치수 동시 측정 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the three-axis displacement measuring unit comprises:
A first displacement module having one side coupled to the actuator and moving in the first direction by an actuator;
A second displacement module coupled to one side of the first displacement module to be movable in a second direction perpendicular to the first direction;
A third displacement module coupled to one side of the second displacement module so as to be movable in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction; And
And a three-axis displacement measurement module installed on at least one of the three-axis displacement measurement unit and the base unit for measuring a displacement amount of the first, second, and third displacement modules, .
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