KR930008564B1 - 레이저빔을 이용한 직선운동 각도 검사장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

레이저빔을 이용한 직선운동 각도 검사장치

제 1 도는 본 발명 장치를 설명하기 위한 실시예시도.

제 2 도는 본 발명 장치에 적용되는 검출기의 상세회로도.

제 3 도는 종래의 파형비교에 의한 검사장치의 일예시도.

제 4 도는 종래의 자동제어에 의한 검사장치의 일예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 레이저 발생기 2 : 검출부

3 : 이송체 4 : 프리즘

4a, 4b : 반사면 5, 6 : 수광 소자

7, 8 : 증폭기 9, 10 : 표시기

본 발명은 레이저빔을 이용한 직선운동 각도 검사장치에 관한 것으로, 특히 기준선에서 헬륨네온 레이저빔을 발사하고, 이동되는 거리상태에 따라 반사된 광량을 표시하게 하여 직선운동하는 기계부품의 전밀도를 측정하는데 적합하도록 한 직선운동 각도 검사장치에 관한 것이다.

종래의 직선운동 검사장치로는 제 3 도에 도시한 바와 같이 평판의 반사체(10) 중심으로 이송물(11)의 이동 거리에 따라 파형을 비교하는 빛의 간섭계(12)에 의해 직선운동하는 기계의 직진도를 검사하는 장치와, 또다른 예로써, 제 4 도에 도시한 바와 같이 자동제어기(22)를 이용하여 이송물(21)이 이동할 때 반사체(20)로부터 반사된 빛의 상태를 확대 및 축소되는 상태에 따라 검출하여 직선운동하는 기계의 직진도를 측정하였던 것으로, 그러나 이와 같은 전, 후자의 직선운동 검사장치는 위상차 비교 및 자동제어기를 이용한 각도를 측정하는 단순한 측정장비에 불과할 뿐만 아니라, 실제 현장 적용이 어려우며, 또한 제작 비용이 비싼 관계로 설치비용이 부담되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 해소하고자 안출한 것으로, 기준선에서 레이저를 발사하고 그 레이저빔을 쐐기형의 프리즘 중 사면에 반사시킨 후 그 광양을 검출하는 방법으로 직선운동하는 기계의 직진도 내지는 각도를 측정하여 표시하게 하므로서 직선운동 정밀도 검사 및 세팅시의 기준 공구로도 사용가능하고, 현장적용에 용이하며, 정밀하면서 간편하고 적은 비용으로도 설치가 가능하도록 한 레이저빔을 이용한 직선운동(각도)검사장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다. 제 1 도에 도시한 바와 같이 본 발명의 장치는 고정된 위치에서 일정한 기준의 헬륨네온 레이저를 발생시키는 레이저 발생기(1)와, 상기 레이저 발생기(1)에서 출력되는 빔(Beam)이 이송체(3) 상부에 적재되어 이동되는 검출부(2)에 방사되도록 구성함을 특징으로 한다. 이때 상기 검출부(2)의 소재는 헬륨네온 투과시키는 유리소재로 만들어지며, 그 두께는 임의 조정할 수 있다.

또한 상기한 검출부(2)는 제 2 도에 도시한 바와 같이 레이저 발생기(1)로부터 방사된 빔을 직각으로 분리 반사시키기 위한 프리즘(4)과, 상기 프리즘(4)을 통해 반사된 빔을 수광하여 전기적 신호로 변환시키는 수광소자(5), (6)와, 상기 수광소자(5), (6)로부터의 각 전기적인 신호를 각각 증폭시키는 증폭기(7), (8)와, 상기 증폭기(7), (8)를 통해 증폭된 출력을 아날로그 또는 디지탈식으로 측정각도를 나타내는 표시기(9), (10)를 상호 연결하여서 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 제 1 도 및 제 2 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 제 1 도에서와 같이 항상 고정된 위치에서 일정한 기준의 헬륨네온 레이저빔을 발생시키는 레이저 발생기(1)로부터 일정한 기준 레벨의 레이저빔을 방출한다.

상기 레이저빔을 받는 검출부(2)는 이송체(3) 상부에 적재된 상태로 이송체(3)와 함께 고정되어 있는 레이저 발생기(1)의 위치로 이동될때 이동되기전 초기보다 강한 레이저빔을 받게 되며, 이송체(3)가 레이저 발생기(1)와 최대한 근접되어 있는 상태일 경우에는 최대로 강한 레이저빔을 받게 된다.

이와 같은 상태에서 유리재료로 헬륨네온 레이저 투과시켜 레이저빔을 받는 검출부(2)는 제 2 도에서와 같이 제 1 반사면(4a)과 제 2 반사면(4b)을 가진 쐐기형상의 프리즘(4)에 의해 예컨대, 직선운동하는 기계구동의 부속이 정상적인 직선 각도일 경우에는 레이저빔을 직각으로 반사시키며, 또한 직선운동하는 기계의 부속이 점선과 같이 기울어 있을 때에는 프리즘(4)의 어느 한 반사면(4a 또는 4b)에 난반사 각도가 형성하게 되며, 아울러 그 광량 또한 약해지게 된다.

더욱 구체적으로 설명하면 검출부재를 통과하는 헬륨네온 레이저빔은 검출부재의 각도에 따라 빔의 위치가 이동하게 되며 그 예는 아래와 같다.

상기와 같이 검출부재가 뒤틀렸을 때 빔조사량의 위치가 변동되며, 그 공식은 하기와 같다.

h = 검출부재두께

n = 검출부재 굴절율

이에 따라 수광소자에 조사되는 광강도가 실선에서 점선과 같이 달라지게 조사되는 것이다.

그로므로, 정상적일 때에는 프리즘(4)의 각 반사면(4a) (4b)을 통해 직각으로 반사된 각각의 레이저빔을 수광하는 수광소자(5) (6)를 동일한 크기 레벨의 전기적인 신호를 얻게 되며, 비정상일 경우에는 수광소자(5) (6)가 받는 광량의 차이로 인해 서로 다른 전기적인 신호를 얻게 된다.

또한, 수광소자(5) (6)로부터 얻은 전기적인 신호는 각각 증폭기(7) (8)를 통해 표시기(9) (10)를 구동할 수 있는 전압으로 증폭된 후 아날로그 또는 디지털식의 표시기(9) (10)에 인가된다.

따라서, 표시기(9) (10)를 통해 정상적인 각도상일 경우에는 서로 동일한 레벨치를 표시하게 되며, 비정상적인 각도상일 경우에는 서로 다른 레벨치로 표시하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 장치에 의하면 간단한 회로적인 장치에 으해 직선운동을 하는 기계의 결속된 부속 수직각도의 상태를 정밀하게 측정할 수가 있고, 아울러 직진도 검사장치의 구성이 간단한 관계로 현장 적용이 용이할 뿐만 아니라 제작비용 내지는 설치비용이 절감되는 특징이 있다.

Claims (3)

1. 고정된 위치에서 일정한 기준의 헬륨네온 레이저를 발생시키는 레이저 발생기(1)와, 상기 레이저 발생기(1)에서 출력되는 빔(Beam)이 이송체(3) 상부에 적재되어 이동되는 검출부(2)에 방사되도록 구성함을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 직선운동 각도 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 검출부(2)는 레이저 발생기(1)로부터 방사된 빔을 직각으로 분리 반사시키기 위한 프리즘(4)과, 상기 프리즘(4)을 통해 반사된 빔을 수광하여 전기적 신호로 변환시키는 수광소자(5), (6)와, 상기 수광소자(5), (6)로부터의 각 전기적인 신호를 각각 증폭기(7), (8)와, 상기 증폭기(7), (8)를 통해 증폭된 출력을 아날로그 또는 디지탈식으로 측정각도를 나타내는 표시기(9), (10)를 상호 연결하여서 구성된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 직선운동 각도 검사장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 프리즘(4)은 제 1 반사면(4a)과 제 2 반사면(4b)을 가지고 입사광을 직각으로 반사시키도록 형성함을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 직선운동 각도 검사장치.