KR20190073860A - 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치 및 교정구 지지 장치 - Google Patents

3차원 측정기의 피측정물 지지 장치 및 교정구 지지 장치 Download PDF

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Abstract

3차원 측정기의 피측정물 지지 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치는 중앙에서 양 측으로 갈수록 상승하는 V 형 경사면을 갖고 경사면에 복수의 장착홈이 형성된 베이스와, 피측정물의 크기에 따라 복수의 장착홈 중에 어느 하나의 장착홈에 선택적으로 장착되도록 구성되는 지지 유닛을 포함한다.

Description

3차원 측정기의 피측정물 지지 장치 및 교정구 지지 장치{OBJECT SUPPORTING DEVICE AND CALIBRATION BALL SUPPORTING DEVICE FOR THREE DIMENSION COORDINATE MEASURING MACHINE}
본 발명은 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치 및 교정구 지지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 형상 및 크기의 공작물을 지지할 수 있는 피측정물 지지 장치 및 사용성이 향상된 교정구 지지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 3차원 측정기는 측정기의 좌표 방향을 X축, 전후 방향을 Y축, 상하 방향을 Z축으로 하여 공작물의 치수 및 형상을 측정하는 기기이다. 프로브(probe)를 피측정물의 측정면에 접촉시키면 1점의 정보가 3축 동시에 측정되고, 마이크로 컴퓨터 등에 접속해서 신속히 데이터 처리가 되어 저장될 수 있다.
3차원 측정기는 제철 설비의 각종 롤이나 기타 제품의 기하 공차를 진단할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적으로 접촉식 3차원 측정기(1)는 피측정물을 올려 놓고 측정을 수행할 수 있는 작업대(2)와, 피측정물에 접촉하여 피측정물의 위치를 검출하는 접촉식 프로브(4)와, 접촉식 프로브(4)를 전후좌우 및 상하로 이동시킬 수 있는 3차원 이송 수단(3)을 포함할 수 있다.
작업대(2) 위에는 피측정물을 고정 지지하는 피측정물 지지 장치가 구비될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 피측정물 지지 장치(10) 는 상부에 V 자형 경사면(12)을 갖는 V 블록(11)으로 구성되고, 좌우 양 경사면(12)의 가운데에 형성된 장착부(13)에 피측정물(15)을 올려 놓아 요동이 방지되도록 구성된다. 이러한 종래의 피측정물 지지 장치(10)는 경사면(12)의 각도가 고정되어 있으므로, 지지할 수 있는 피측정물(15)의 직경에 제한이 있게 된다. 따라서, 다양한 크기의 피측정물에 대응할 수 없다. 또한, 롤과 같은 형태를 갖는 피측정물 대신에 다각형 형상을 갖는 피측정물은 V 자형 경사면 위에 올려놓고 고정시키는 것이 용이하지 않다.
3차원 측정기의 프로브의 교정(calibration) 작업은 교정구를 이용하여 수행할 수 있다. 즉, 교정구를 교정구 지지 장치를 통해 미리 그 위치가 정확하게 측정 프로그램에 입력된 소정의 위치에 고정시켜 놓고, 프로브를 이용하여 기준구의 수개의 점을 측정함으로써 프로브의 교정을 수행할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 교정구를 지지하는 교정구 지지 장치(20)는 작업대 위에 고정되는 지지 베이스(21)와, 지지 베이스(21)에서 상측으로 돌출되는 지지봉(22)을 포함하고, 지지봉(22)의 단부에 교정구(25)가 장착되도록 마련된다. 지지봉(22)은 지지 베이스(21)에서 대략 수직하게 연장된다.
이러한 구조에 있어서, 교정을 위해 프로브의 이동 시에 프로브 헤드가 지지봉(22) 등에 충돌하여 프로브가 손상될 위험이 있고, 이에 따라 교정 작업에 불편이 따른다.
공개실용신안공보 실1998-036147(1998.09.15 공개) 등록특허공보 10-1648473(2014.11.27. 등록)
본 발명의 실시 예들은 피측정물의 형상 및 크기에 관계 없이 피측정물을 지지할 수 있는 가변형 피측정물 지지 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예들은 프로브의 교정 시에 프로브 헤드가 충돌하여 프로브가 손상될 위험이 방지되는 교정구 지지 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치는 중앙에서 양 측으로 갈수록 상승하는 V 형 경사면을 갖고, 상기 경사면에는 복수의 장착홈이 형성된 베이스; 및 피측정물의 크기에 따라 상기 복수의 장착홈 중에 어느 하나의 장착홈에 선택적으로 장착되도록 구성되는 지지 유닛; 을 포함한다.
상기 지지 유닛은 상기 장착홈에 삽입되도록 구성되는 지지핀을 포함할 수 있다.
상기 지지 유닛은 다각형 형상을 갖는 피측정물을 지지하도록 상기 지지핀에 결합되는 지지 블록을 포함할 수 있다.
상기 지지 블록은 상기 지지핀을 중심으로 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 지지 블록은 상기 피측정물을 지지하는 지지면을 포함하고, 상기 지지면은 평면으로 형성될 수 있다.
상기 지지 블록은 육면체 형상을 가질 수 있다.
상기 지지핀은 상기 지지 블록에서 제1방향으로 돌출되는 제1축부와, 상기 지지 블록에서 상기 제1방향의 반대인 제2방향으로 돌출되는 제2축부를 포함하고, 상기 베이스는 상기 제1축부가 장착되도록 마련되는 제1베이스 플레이트와, 상기 제2축부가 장착되도록 마련되는 제2베이스 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 3차원 측정기의 교정구 지지 장치는 3차원 측정기의 작업대에 고정되도록 구성된 지지 베이스; 와, 상기 지지 베이스에 대해 경사지도록 상기 지지 베이스에 결합된 회전 베이스; 및 상기 회전 베이스에서 돌출되고 단부에 프로브의 교정을 위한 교정구가 장착되는 지지봉; 을 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 피측정물 지지 장치의 지지 유닛이 피측정물의 형상 및 크기에 따라 베이스의 복수의 장착홈 중에 적절한 장착홈에 장착되므로, 피측정물의 크기 및 형상에 따라 다수의 지지 장치를 준비 및 교체해야 하는 불편함이 해소될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 프로브의 교정을 위한 교정구 지지 장치가 작업대로부터 상방으로 경사지게 연장되므로 프로브의 이동 시에 프로브 헤드가 교정구 지지 장치에 충돌할 위험이 방지될 수 있다.
도 1은 통상적인 3차원 측정기를 도시한 도면.
도 2는 종래의 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치를 도시한 도면.
도 3은 종래의 3차원 측정기의 교정구 지지 장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치를 분해하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치의 사용 상태를 도시한 도면으로서, 피측정물이 다각형 형상을 가진 경우에 피측정물을 지지하는 상태를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치의 사용 상태를 도시한 도면으로서, 피측정물인 롤의 크기에 관계 없이 피측정물을 지지하는 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 교정구 지지 장치를 도시한 도면.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치를 분해하여 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치의 사용 상태를 도시한 도면으로서, 피측정물이 다각형 형상을 가진 경우에 피측정물을 지지하는 상태를 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치의 사용 상태를 도시한 도면으로서, 피측정물인 롤의 크기에 관계 없이 피측정물을 지지하는 상태를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치(30)는 3차원 측정기의 작업대에 올려 놓이는 베이스(40)와, 피측정물을 지지하도록 베이스(40)에 장착되는 지지 유닛(50)을 포함한다.
하나의 베이스(40)는 2 개의 지지 유닛(50)이 장착될 수 있으며, 롤 등의 길쭉한 형태의 피측정물을 지지하도록 하나의 베이스(40)와 2 개의 지지 유닛(50)으로 구성된 지지 유닛 세트가 피측정물의 길이 방향 양단에 각각 마련될 수 있다.
베이스(40)는 서로 나란하게 배열되는 제1베이스 플레이트(41) 및 제2베이스 플레이트(46)와, 제1베이스 플레이트(41) 및 제2베이스 플레이트(46)를 연결하도록 측부 및 하부에 마련된 프레임부(47)로 구성될 수 있다.
제1베이스 플레이트(41)와 제2베이스 플레이트(46)는 각각 상부에 중앙부(43)에서 양 측으로 갈수록 상승하는 V 자형 경사면(42)를 가지며, 이 경사면(42)에는 지지 유닛(50)이 장착될 수 있는 복수의 장착홈(44)이 형성될 수 있다. 본 실시 예에서 복수의 장착홈(44)은 중앙부(43)의 일측에 형성된 3 개의 장착홈(44a-44c)과 중앙부(43)의 타측에 형성된 3 개의 장착홈(44d-44f)를 포함하나, 장착홈(44)의 개수에 한정이 있는 것은 아니다.
지지 유닛(50)은 장착홈(44)에 삽입되도록 마련되는 지지핀(51)과, 지지핀(51)에 결합되는 지지 블록(56)을 포함할 수 있다. 지지핀(51)과 지지 블록(56)은 서로 별개로 마련되고, 지지핀(51)이 지지 블록(56)에 관통하여 결합될 수 있다.
지지핀(51)은 제1베이스 플레이트(41)의 장착홈(44)에 삽입되도록 지지 블록(56)에서 제1방향으로 돌출되는 제1축부(52)와, 제2베이스 플레이트(46)의 장착홈(44)에 삽입되도록 지지 블록(56)에서 제1방향의 반대인 제2방향으로 돌출되는 제2축부(53)를 포함할 수 있다. 제1축부(52) 및 제2축부(53)의 단부에는 지지핀(51)이 장착홈(44)에서 이탈되는 것을 방지하도록 반경 방향으로 연장된 플랜지부(54)가 형성될 수 있다.
지지 블록(56)은 롤 형상이 아닌 다각형 형상의 피측정물을 지지하기 위한 것으로서, 도 6과 같이 피측정물이 롤 형상인 경우에는 지지 블록(56)은 생략되고 지지핀(51)만으로 지지 유닛(50)이 구성될 수 있다.
지지 블록(56)은 피측정물을 지지하는 지지면(57)을 포함하며, 이 지지면(57)은 다각형 형상을 갖는 피측정물의 일면을 안정적으로 지지하도록 평면으로 형성될 수 있다. 이러한 지지 블록(56)은 다면체 형상으로 형성되어 다각형 형상의 피측정물을 안정적으로 지지함과 동시에 피측정물이 동요하는 것을 방지할 수 있다. 일례로, 지지 블록(56)은 도면에 도 4에 도시된 바와 같이 육면체에 형상으로 형성될 수 있다. 지지 유닛(50)이 장착홈(44)에 장착된 상태에서 지지 블록(56)은 지지핀(51)을 중심으로 회전 가능할 수 있다.
이러한 구성으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 피측정물(60)이 롤 형상이 아닌 다각형 형상인 경우에 한 쌍의 지지 블록(56) 사이에 피측정물(60)이 안착되고, 피측정물(60)과 한 쌍의 지지 블록(56) 사이에 힘의 균형이 이루어져 피측정물(60)이 동요 없이 고정될 수 있게 된다.
이러한 지지 유닛(50)은 피측정물의 크기에 대응되도록 복수의 장착홈(44) 중에 어느 하나의 장착홈(44)에 장착될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 피측정물(71)을 고정할 시에 한 쌍의 지지 유닛(50)이 각각 복수의 장착홈(44) 중에 어느 장착홈(44a, 44d)에 장착된다면, 상대적으로 직경이 더 큰 피측정물(72)을 고정할 시에는 한 쌍의 지지 유닛(50)은 장착홈(44a, 44d) 보다 더 외측에 위치한 다른 장착홈(44b, 44e)에 장착될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 측정기의 교정구 지지 장치를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 3차원 측정기의 교정구 지지 장치(80)는 3차원 측정기의 작업대에 고정되도록 구성되는 지지 베이스(81)와, 지지 베이스(81)에 대해 경사지도록 지지 베이스(81)에 결합된 회전 베이스(82)와, 회전 베이스(82)에서 돌출되고 단부에 프로브의 교정을 위한 교정구(85)가 장착되는 지지봉(83)을 포함할 수 있다.
회전 베이스(82)는 지지 베이스(81)에 대해 대략 45도 각도로 경사지게 배치될 수 있다. 다만, 회전 베이스(82)와 지지 베이스(81) 사이의 각도에 한정이 있는 것은 아니며, 프로브 교정을 위해 프로브 이동 시에 프로드 헤드 등이 교정구 지지 장치(80)의 지지봉(83)에 간섭되지 않도록 적절한 각도로 경사 배치되면 충분하다.
지지 베이스(81)와 작업대의 사이에는 연결 블록(88)이 추가될 수 있다. 지지 베이스(81)와 회전 베이스(82)는 볼트(86) 및 너트(87) 등의 체결 수단을 통해 고정될 수 있다. 회전 베이스(82)를 볼트(86) 및 너트(87)를 통해 지지 베이스(81)에 결합 시에 회전 베이스(82)의 경사 각도를 조절할 수 있다.
이러한 구조의 3차원 측정기의 교정구 지지 장치(80)에 따르면, 프로브 교정을 위해 프로브를 이동 시에 프로브 헤드 등이 교정구 지지 장치(80)의 지지봉(83) 등에 충돌하는 것을 예방할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 3차원 측정기 2: 작업대
3: 3차원 이송 수단 4: 접촉식 프로브
10: 피측정물 지지 장치 11: V 블록
12: 경사면 13: 장착부
20: 교정구 지지 장치 21: 지지 베이스
22: 지지봉 25 : 교정구
30: 피측정물 지지 장치 40: 베이스
41: 제1베이스 플레이트 42: 경사면
43: 중앙부 44(44a-44f): 장착홈
46: 제2베이스 플레이트 47: 프레임부
50: 지지 유닛 51: 지지핀
56: 지지 블록 60: 다각형 피측정물
71: 제1롤 72: 제2롤
80: 교정구 지지 장치 81: 지지 베이스
82: 회전 베이스 83: 지지봉

Claims (8)

  1. 중앙에서 양 측으로 갈수록 상승하는 V 형 경사면을 갖고, 상기 경사면에는 복수의 장착홈이 형성된 베이스; 및
    피측정물의 크기에 따라 상기 복수의 장착홈 중에 어느 하나의 장착홈에 선택적으로 장착되도록 구성되는 지지 유닛; 을 포함하는 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 장착홈에 삽입되도록 구성되는 지지핀을 포함하는 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 다각형 형상을 갖는 피측정물을 지지하도록 상기 지지핀에 결합되는 지지 블록을 포함하는 피측정물 지지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지 블록은 상기 지지핀을 중심으로 회전 가능하도록 구성되는 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 지지 블록은 상기 피측정물을 지지하는 지지면을 포함하고,
    상기 지지면은 평면으로 형성된 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 지지 블록은 육면체 형상을 갖는 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 지지 블록에서 제1방향으로 돌출되는 제1축부와, 상기 지지 블록에서 상기 제1방향의 반대인 제2방향으로 돌출되는 제2축부를 포함하고,
    상기 베이스는 상기 제1축부가 장착되도록 마련되는 제1베이스 플레이트와, 상기 제2축부가 장착되도록 마련되는 제2베이스 플레이트를 포함하는 3차원 측정기의 피측정물 지지 장치.
  8. 3차원 측정기의 작업대에 고정되도록 구성된 지지 베이스;
    상기 지지 베이스에 대해 경사지도록 상기 지지 베이스에 결합된 회전 베이스; 및
    상기 회전 베이스에서 돌출되고 단부에 프로브의 교정을 위한 교정구가 장착되는 지지봉; 을 포함하는 3차원 측정기의 교정구 지지 장치.









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