KR900007886B1

KR900007886B1 - 브리지타입 좌표 측정기

Info

Publication number: KR900007886B1
Application number: KR1019850009806A
Authority: KR
Inventors: 탈레이 프레디; 브랜드스테터 로버트
Original assignee: 더 위너 앤드 스웨시 컴퍼니; 토마스 이네프
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1990-10-22
Also published as: KR860006034A; US4630374A; JPS61221602A

Abstract

내용 없음.

Description

브리지타입 좌표 측정기

제1도 및 제2도는 본 발명의 브리지타입 좌표 측정기의 사시도.

제3도는 좌표 측정기의 베이스에 장착된 1개의 브리지를 도시한 좌표 측정기의 일부 단면도.

제4도 및 제5도는 좌표 측정기의 베이스에 브리지를 장착한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 베이스 11 : 테이블면

12,13 : 가이드웨이(guide way) 20 : 브리지(bridge)

21,22 : 수직부재 23 : 상부부재

24 : 하부부재 30 : 프로우브(probe)

41 : 베어링

본 발명은 공작물의 크기를 측정하기 위한 브리지타입 좌표 측정기(bridge type coordinate measuring machine : CMM)에 관한 것이다.

일반적으로 브리지타입 좌표 측정기는 베이스와, 이 베이스에 이동 가능하게 장착된 브리지와, 이 브리지의 상부에 이동 가능하게 장착된 운반대와, 이 운반대에 이동 가능하게 장착된 프로우브(probe) 및 베이스의 상부면에 놓인 공작물의 크기를 측정하기 위한 프로우브의 운동에 응답하는 측정 및 연산시스템으로 구성되어 있다.

종래의 브리지타일 좌표 측정기는 1973.7.31일 특허된 미국 특허번호 제3,749,501호(측정기)와 1974.10.15일 특허된 미국 특허번호 제3,840,993호(좌측 측정기)에 공개되었다.

좌표 측정기의 중요한 기능은 정립측정 및 반복성, 즉 동일 공작물로부터 동일 측정치를 반복해서 얻을 수 있는 능력에 있다.

브리지타입 좌표 측정기의 정밀성 및 반복성은 브리지의 수직부재늘 사이의 진동 및 상대적인 운동에 의해서 불리한 영향을 받게 된다.

브리지는 그 강도가 약하기 때문에 브리지의 수직부재 사이의 상대운동을 허용하게 되며, 반면에 그 높이와 간격 및 강성도는 공진주파수의 영향을 받게 되고 낮을 경에는 브리지에 장착된 측정 프로우브가 더욱 민감하게 진동을 하게 된다.

좌표 측정기에 가해지는 진동의 영향을 극소화 또는 감소시키기 위해서 공기주머니 장치 또는 거대한 콘크리트단에 좌표 측정을 장착하거나 브리지의 수직 부재의 감소시키려는 시도가 있었다.

이들 장치는 외부진동, 즉 지면진동에 대해서만 격리시킬 수 있으나 값비싸고 공간을 많이 차지 하게 된다.

장치에 장착된 기계적 서어보기구에 의해 발생하는 내부진동은 격리 또는 감쇠되지 않는다.

브리지의 수직부재 사이의 상대 운동의 영향을 극소화하기 위한 한가지 시도는 위치지시기(Postion indicator)가 각각의 수직부재에 놓인 미국 특허번호 제3,749,501호에 기재되어 있다. 그러나 이는 좌표 측정기의 위치 및 측정장치에 대하여 원가를 상승시키고, 더 나아가 좌표 측정기의 정밀 측정에 불리한 영향을 미치는 20Hz 이하의 공전주파수를 갖는 브리지 구조에 나타날 수 있는 바람직하지 못한 낮은 공진 주파수를 문제점을 제시하지 못하고 있다. 좌표 측정기의 강성도와 이에 의한 정밀도를 향상시키려는 다른 시도는 포탈문(portal)이 부착된 정사각형 브리지로 구성된 것으로 1978.8.30일 특허된 특허번호 제621,955호에 기술되어 있다.

그러나, 전술한 브리지타입 및 포탈형 좌표 측정기에 의해서 얻어진 측정의 정밀도는 작업대에 상대적인 브리지의 이동에 의하여 불리한 영향을 받을 수 있다. 이는 특히 브리지의 수직부재의 높이가 약1 내지 2미터이고 간격이

내지

미터이기 때문에 자동차의 보디나 엔진과 같은 대형 공작물을 측정 하는데 브리지타입 좌표 측정기를 사용할 수 있는 것이다.

본 발명에 따라, 측정될 공작물을 지지하는 수평 테이블면을 포함하는 베이스; 두개의 수직부재, 수평테이블면 위의 수직부재를 서로 연결하는 상부부재, 및 테이블 면아래의 브리지의 수직부재를 서로 연결하는 하부부재에 의해 형성되어 테이블을 둘러싸는 폐루프 구조를 가진 브리지; 다수의 베어링 수단과 협력하는 한쌍의 가이드웨이를 포함하며, 상기 가이드웨이와 베어링 수단은 수평 테이블면 하부에 위치하고, 상기 가이드웨이중 하나와 그것의 베어링 수단은 상기 베이스의 일측면에 위치하며, 상기 가이드웨이의 다른 하나와 그것의 베어링 수단은 상기 베이스의 반대측면에 위치해 있는 제1수평축을 따라 브리지를 이동 가능하게 장착하게 위한 수단 ; 프로우브 ; 및 제2수평축 및 수직축을 따른 이동을 위해 상기 프로우브를 상기 브리지의 상기 상부부재에 장착하기 위한 수단으로 구성되며, 상기 제1수평축, 상기 제2수평축 및 상기 수직축은 직각으로 배치되어 상기 프로우브가 수평 테이블면 위에 놓인 공작물을 측정 가능하도록 이루어진 브리지타입 좌표측정에 있어서, 브리지를 베이스에 이동 가능하게 장착하기 위한 수단 중 베어링 수단이 각 가이드웨이에 대하여 적어도 두 방향으로 동작하는 베어링을 구비한다. 본 발명은 측정하기 위한 공작물이 위치하는 측정기 베이스의 상부면을 둘러싸는 페루프 브리지 형성을 갖는 브리지타입 좌표 측정기로서, 가이드웨이(guide way)에 대하여 상하 내부로 협력하는 브리지위의 베이스와 베어링의 각각의 면위에 위치된 가이드웨이로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 변형예에서 브리지를 이동시키기 위하여 브리지의 하부부재는 수직부재에 연결되고 베이스의 가이드웨이위에 위치하는 것이 바람직하다. 브리지의 하부 수평 연결부재가 가이드웨이의 아래보다는 위에 있으므로 상부와 하부 수평 브리지부재 사이의 거리는 상부 브리지부재와 베이스의 상부면 사이에 적절한 작업공간을 변경시키지 않고도 짧게 된다. 이는 브리지를 베이스위에 용이하게 조립할 수 있는 구조를 제공한다.

본 발명의 장점은 자동차 엔진 블럭이나 보디 부품과 같은 대형 공작물을 측정하는데 사용된 좌표 측정기의 측정 정밀도를 향상시키는데 있다.

본 발명의 다른 장점은 좌표 측정기의 브리지의 강성을 향상시키는데 있다.

본 발명의 다른 장점은 좌포 측정기의 브리지의 수직부재의 높이가 1미터 이상일때 수직부재 사이의 상대운동을 감소시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 브리지의 공진주파수를 증가시키므로써 좌표 측정기의 브리지에 장착된 프로우브(probe)사 진동의 영향을 적게 받을 수 있다는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 값비싼 시스템의 필요를 최소화하고 좌표 측정기의 측정 프로우브를 외부 진동에서 격리시킬 수 있다는 점이다.

본 발명의 다른 장점은 무거운 공작물을 가이드웨이가 부착된 베이스의 상부에 놓을때 발생하는 휨의 영향을 제거하는데 있다. 이제 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 제1도는 베이스(10)와 이 베이스(10)에 이동가능하게 장착된 브리지(20)와 이 브리지(20)에 이동 가능하게 장착된 운반대(50) 및 이 운반대(50)에 이동 가능하게 장착된 프로우브(30)로 구성된 브리지타입 좌표 측정기를 도시한 것이다.

베이스(10)는 측정될 공작물(도시되지 않음)이 위치하게 되는 상부면(11)과 가이드웨이(12,13)를 포함한다. 이 베이스(10)는 다리(15)에 의해서 하부에서 분리된 상부 테이블(14)로 분할되어 있다.

베이스(10)의 바닥에는 고무받침대(16)가 부착되어 좌표 측정기의 외부진동의 영향을 최소화시킨다.

바람직하게는 가이드웨이(12,13)와 다리(15)의 이러한 구조는 베이스(10)의 중앙에 위치하게 될 브리지(20)를 이동시키기 위한 모터 및 적절한 구동기구를 설치할 수 있는 공간을 마련한다.

이 브리지(20)는 상부부재(23)와 하부부재(24)에 연결된 두개의 수직부재(21,22)를 포함한다.

그 일단에 프로우브(30)를 가진 프로우브축(31)이 이동가능하게 장착된 운반대(50)가 브리지(20)의 상부부재(23)에 이동가능하게 장착되어 있다.

프로우브(30)는 측정될 공작물과 접촉하여 신호를 적절한 연산 및 측정창치에 보내는 형식이 일반적이다. 그러한 프로우브의 한가지 예는 1981.6.6일 특허된 미국 특허번호 제4,270,275호(프로우브)에 기재되어 있다.

브리지(20)는 가이드웨이(12,13)를 따라 베이스(10)에 이동 가능하게 장착되고, 그 표면은 브리지(20)의 채널(25)에 장착된 베어링(41)과 공유 접촉한다. 바람직하게는 공기 베어링(41)이 사용되어 베이스(10)의 가이드웨이(12,13)를 따라 브리지(20)의 이동을 용이하게 한다.

브리지가 이동함에 따라 운반대와 프로우브축(31)이 프로우브를 움직이게 하여 3방향에서 측정을 한다. 프로우브의 이동에 응답하는 전기적 또는 기계적 수단이 3좌표의 프로우브의 위치를 지시하고 필요하면 “The Warner and Swasey Company, sheffield Measurement Division”의 축정처리기 모델 MP3에 의해서 측정치를 연산한다.

제2도는 운반대(50)가 가이드웨이(26,27,28)를 따라 브리지(20)의 상부부재(23)에 이동 가능하게 장착되고 가이드웨이의 표면이 운반대(50)의 채널(51,52,53)의 베어링(55)과 공유 접촉하고 있는 상태를 도시하고 있다.

프로우브(30)는 2축을 따라 이동하기 위한 브리지(20)에 장착되고 브리지의 이동에 의해서 제3축을 따라 이동할 수 있다.

프로우브와 운반대에 대한 장착구조는 미국 특허번호 제3,749,501호와 제3,840,993호에 보다 상세히 기재되어 있다.

기계적 또는 되도록이면 공기 베어링(55)이 사용되면 브리지(20)에 대하여 운반대(50)의 이동이 용이하게 된다. 또 베이스(10)의 가이드웨이(12)의 한쪽면과 공유 접촉하는 브리지(20)의 상,하부 베어링(41)의 구조가 도시되어 있다.

제3도는 브리지(20)의 채널(25)에 위치한 공기베어링(41)이 베이스(10)의 가이드웨이(12,13)의 면과 공유 접촉하고 있는 상태를 상세히 도시하고 있다. 본 발명의 이 실시예에서 브리지(20)의 하부부재(24)가 베이스(10)의 상부 테이블부(14)와 베어링(41)의 아래에 놓여 있다.

베이스(10)의 상부 테이블부(14)는 3개의 다리(15)에 의해서만 지지되어 있다.

이는 테이블(14)의 각 모서리에 하나씩 즉, 4개의 다리를 설치하는 것보다 진동 및 처짐의 격리에 대해서 보다 효과적인 구조를 제공한다.

제4도는 브리지(20)가 브리지(20)의 2개의 하부부재(24,29) 사이에 놓인 베이스(10)의 가이드웨이(12,13)와 공유 접촉하는 베어링(41)과 두개의 하부 연결부재(24,29)를 가지는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다.

제5도는 브리지(20)의 채널(25)에 놓인 공기베어링(41)이 베이스(10)의 가이드웨이(12,13)의 면과 공유접촉하는 상태를 상세히 도시하고 있다.

이 실시예에서 브리지(20)의 하부부재(24)는 가이드웨이(12,13)의 상부와 베이스(10)의 테이블부(14)의 하부에 놓여있다.

베이스(10)의 상부 테이블부(14)는 3개의 다리(15)에 의해서만 지지된다.

이는 테이블(14)의 각 모서리에 하나씩 즉, 4개의 다리를 설치하는 것보다 진동 및 처짐의 격리에 대해서 보다 효과적인 구조를 제공하는 것이다.

Claims

측정될 공작물을 지지하는 수평 테이블면(11)을 포함하는 베이스(10); 두개의 수직부재(21,22), 수평 테이블면(11)위의 수직부재(21,22)를 서로 연결하는 상부 부재(23)와 테이블면(11) 아래에 브리지(20)의 수직부재(21,22)를 서로 연결하는 하부부재(24)에 의해 형성되어 테이블면(11)을 둘러싸는 페루프 구조를 가진 브리지(20); 다수의 베어링 수단(41)과 협력하는 한쌍의 가이드웨이(12,13)를 포함하며, 상기 가이드웨이와 베어링 수단은 수평테이블(11) 하부에 위치하고, 상기 가이드웨이 중 하나(20)와 그것의 베어링 수단(41)은 상기 베이스(10)의 일측면에 위치하며, 상기 가이드웨이의 다른 하나(13)와 그것의 베어링 수단은 상기 베이스(10)의 반대측면에 위치해 있는 제1수평축을 따라 브리지(20)를 이동 가능하게 장착하기 위한 수단(12,13,41); 프로우브(30); 및 제2수평축 및 수직축을 따른 이동을 위해 상기 프로우브(30)를 상기 브리지(20)의 상기 상부 브리지(20)의 상기 상부부재(23)에 장착하기 위한 수단(50,31)으로 구성되며, 상기 제1수평축, 상기 제2수평축 및 상기 수직축은 직각으로 배치되어 상기 프로우브(30)가 수평 테이블(11)위에 놓인 공작물을 측정 가능하도록 브리지 타입 좌표 측정기에 있어서, 브리지를 베이스에 이동 가능하게 장착하기 위한 수단중 베어링 수단(41)이 각 가이드웨이(12,13)에 대하여 적어도 두 방향으로 동작하는 베어링(4l)을 구비하는 것을 특징으로 하는 브리지 타인 좌표 측정기.
제1항에 있어서, 각 가이드웨이(12,13)에 작용하는 상기 각 베어링 수단(41)이 수평방향 방향으로 상호 협력하는 베어링과 수직 방향으로 상호 협력하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제1항에 있어서, 상기 베어링 수단(41)이 각 가이드웨이(12,13)에 대하여 상,하 그리고 내부로 협력하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제9항에 있어서, 상기 베어링 수단(41)이 각 가이드웨이(12,13)에 대하여 상,하 그리고 내부로 상호협력하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제1항에 있어서, 베이스의 한쪽면에 놓인 상기 각 가이드웨이가 수직으로 뻗은 2개의 대향하는 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제9항에 있어서, 베이스의 한쪽면에 놓인 상기 각 가이드웨이가 수직으로 뻗은 포면과 수직으로 뻗은 표면에 의해 서로 연결된 수평으로 뻗은 2개의 대향하는 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제10항에 있어서, 베이스의 한쪽면에 놓인 상기 각 가이드웨이가 수직으로 뻗은 표면과 수직으로 뻗은 표면에 의해 서로 연결된 수평으로 뻗은 2개의 대향하는 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제1항에 있어서 브리지(20)를 베이스(10)에 장착하기 위한 수단은: 각 가이드웨이(12,13)를 위한 베어링 수단(41)이 상기 베이스위에서 상기 브리지의 이동을 용이하게 하기 위해 상기 브리지(20)의 상기 각 수직부재(21,22)의 각 채널(25)에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제9항에 있어서, 브리지(20)를 베이스(10)에 장착하기 위한 수단은: 각 가이드웨이(12,13)를 위한 베어링 수단(14)이 상기 베이스 위에서 상기 브리지의 이동을 용이하게 하기 위해 상기 브리지(20)의 상기 각 수직부재(21,22)의 각 채널(25)에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제10항에 있어서, 브리지(20)를 베이스(10)에 장착하기 의한 수단은 각 가이드웨이(12,13)를 위한 베어링 수단(14)이 상기 베이스 위에서 상기 브리지의 이동을 용이하게 하기 위해 상기 브리지(20)의 상기 각 수직부재(21,22)의 각 채널(25)에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제11항에 있어서, 브리지(20)을 베이스(10)에 장착하기 위한 수단은: 각 가이드웨이(12,13)를 위한 베어링 수단(41)이 상기 베이스 위에서 상기 브리지의 이동을 용이하게 하기 위해 상기 브리지(20)의 상기 각 수직부재(21,22)의 각 채널(25)에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제1항에 있어서, 베어링 수단(41)이 수직부재(21,22)의 수직축 사이의 공간에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제7항에 있어서, 베어링 수단(41)이 수직부재(21,22)의 수직축 사이의 공간에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제1항에 있어서, 상기 하부부재(24)가 테이블면(11) 하부와 베어링 수단(41) 상부에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제9항에 있어서, 상기 하부부재(24)가 테이블면(11) 하부와 베어링 수단(41) 상부에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제10항에 있어서, 상기 하부부재(24)가 테이블면(11)하부와 베어링 수단(41) 상부에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.
제11항에 있어서, 상기 하부부재(24)가 테이블면(11) 하부와 베어링 수단(41) 상부에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 좌표 측정기.