WO2019156315A1 - 형상측정기 - Google Patents

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WO2019156315A1
WO2019156315A1 PCT/KR2018/013757 KR2018013757W WO2019156315A1 WO 2019156315 A1 WO2019156315 A1 WO 2019156315A1 KR 2018013757 W KR2018013757 W KR 2018013757W WO 2019156315 A1 WO2019156315 A1 WO 2019156315A1
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block
magnet
coupled
stylus
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PCT/KR2018/013757
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황재은
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황재은
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    • G01B5/012—Contact-making feeler heads therefor
    • G01B5/016—Constructional details of contacts

Definitions

  • the present invention relates to a shape measuring device, and more particularly, to a shape measuring device that can be easily removed to the X-axis, Y-axis and Z-axis when the impact is applied to prevent the impact is transmitted to the pivot.
  • a shape measuring device is a device that obtains shape information of a target object in 3D spatial coordinate form by measuring the shape of an object quickly and accurately.
  • the shape measuring machine is used to evaluate the processing accuracy by comparing the shape measurement result of the processed product or part with the designed shape dimension, or is used for reverse engineering of a product without design data such as drawings.
  • the conventional shape measuring device includes a measuring arm support 10 and a measuring arm 20 detachably coupled to the measuring arm support 10.
  • a pivot for supporting the body coupling block 13 to be rotatable is provided at the coupling region of the body coupling block 13 and the support body 11.
  • the measuring arm 20 is moved in the X-axis and Y-axis while being coupled to the body coupling block 13 of the measuring arm support 10, and is rotated in the Z-axis direction by a pivot (not shown).
  • the conventional shape measuring device has a structure in which the measuring arm 20 and the measuring arm support 10 are coupled by magnetic force, and when the impact is applied, the measuring arm 20 is removed from the measuring arm support 10.
  • the front magnet 23b is provided at the front of the block accommodating groove 23a, and the side magnet 23c is provided at the side. Then, the front magnetic coupling plate 13b is provided on the front of the body coupling block 13, the upper magnetic coupling plate 13a is provided on the upper surface, and the side magnetic coupling plate 13c is provided on the side surface.
  • the magnets 23b, 23c and 23d and the magnet coupling plates 13b, 13c and 13a provided in three directions in the state in which the body coupling block 13 and the body 23 are coupled to the magnetic force are applied to the magnetic force. It is coupled to the right position by, and is separated when an external force greater than the magnetic force is applied.
  • the conventional shape measuring device has a disadvantage that the magnet is arranged in three directions, the part cost increases, and the time required for the part bonding process.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problem, and to provide a shape measuring device capable of preventing the impact from being transmitted to the pivot by being easily removed from the measuring arm support even when an external force is applied in any direction.
  • Another object of the present invention is to provide a shape measuring instrument which can reduce the manufacturing cost with a simple structure.
  • the object of the invention can be achieved by a shaper.
  • the shape measuring apparatus of the present invention includes a stylus 131 which contacts the object to be measured, and a measuring arm 130 which supports the stylus 131 so that the stylus 131 contacts the object to be measured; A measuring arm unit 120 supporting the measuring arm 130; And a measurement arm support part 110 supporting the measurement arm part 120 so that the stylus 131 moves along the external shape of the object to be measured, wherein the measurement arm support part 110 is formed on the plate surface.
  • a support part body 111 having a moving rail 113 to which 120 is moved; coupled to be movable along the moving rail 113, and detachably coupled to the measuring arm 120 and positioned at a center region.
  • a body coupling block 115 having a fixing groove 116 formed therein; And a first magnet part 117 and a second magnet part 118 that are coupled to both sides of the body coupling block 115, wherein the measurement arm part 120 is accommodated by the body coupling block 115.
  • a position fixing member 125 It is provided on both sides of the block accommodating groove 123 and coupled to the first magnet portion 117 and the second magnet portion 118 by a magnetic force so that the body 121 is coupled to the body coupling block 115. It characterized in that it comprises a first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128.
  • the position fixing groove 116 is formed with an inclined surface having both inclination angles different from each other, the inclined surface of the side toward the stylus 131 of the two inclined surfaces to the position fixing member 125 It has an inclination angle circumscribed.
  • the first magnet portion 117 and the second magnet portion 118 respectively, a pair of magnets disposed to be inclined at an angle along the longitudinal direction of the body coupling block 115; And a metal plate coupled to a lower portion of the pair of magnets, wherein the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 each have a horizontal inclination cut off to be inclined toward the stylus 131. It forms a stage, both sides of the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 forms a vertical inclined surface inclined in the vertical direction.
  • the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 are horizontal inclined ends and magnets, respectively. From this point of contact it can be located in the range of 1/3 to 1/2 of the total diameter of the magnet.
  • the position fixing member 125 may be provided with any one of an axis, sphere or hemisphere having a circular or polygonal cross section.
  • the shape measuring device of the present invention is coupled to the measuring arm by the magnetic force of the first and second magnets disposed on the upper surface of the body coupling block of the measuring arm support.
  • the first magnet portion and the second magnet portion is a pair of magnets disposed inclined, respectively, to apply the magnetic force in the X-axis and Y-axis direction to the measuring arm portion, the same effect as a plurality of magnets are required in different directions conventionally Can be represented.
  • the position fixing member of the measuring arm is externally supported in contact with the position fixing groove of the body coupling block can be fixed in the X-axis direction.
  • the X-axis position can be fixed, and the conventional block receiving grooves are formed in a "-" shape to solve the problem of impossible to remove in the X-axis direction.
  • position fixing member is designed to slide along the external inclined surface and the inclined surface when an impact occurs, damage to the body coupling block surface can be minimized.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a coupling structure of a conventional shape measuring instrument
  • FIG. 2 is an exemplary view showing a coupling state of a conventional shape measuring instrument
  • Figure 3 is a perspective view showing a coupled state of the shape measuring device of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing an exploded configuration of the shape measuring instrument of the present invention.
  • Figure 5 is a perspective view showing a coupling structure of the measuring arm and the body coupling block of the shape measuring device of the present invention
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the coupling state of the measuring arm and the body coupling block of the shape measuring device of the present invention
  • FIG. 7 is an exemplary view illustrating a removal process of the measuring arm when an impact is applied to the shape measuring device of the present invention.
  • FIG 8 is an exemplary view showing a magnetic force application process of the shape measuring device of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the shape measuring apparatus 100 of the present invention.
  • the stylus 131 coupled to the measuring arm 130 moves forward and backward (X axis), up and down (Column axis), and pivots at an angle along the surface of the object to be measured. (Z axis) and the surface shape of the object to be measured are formed in three-dimensional coordinates.
  • Shape measuring apparatus 100 is coupled to the measurement arm support 110, the measurement arm support 110 detachably coupled to the measurement arm support 110 by the magnetic force, and the measurement arm 120 to be measured It includes a measuring arm 130 for measuring the shape of the object.
  • the shape measuring apparatus 100 may further include a vertical axis (not shown) for moving the measuring arm support 110 up and down.
  • the measuring arm support 110 is coupled to a vertical axis (not shown) to move up and down, and supports the measuring arm 120 to move in a forward and backward direction and to rotate up and down.
  • 4 is an exploded perspective view illustrating the disassembled configuration of the measuring arm support 110 and the measuring arm 120.
  • the measuring arm support 110 is formed through the support body 111, the front of the support body 111, the moving rail 113 for guiding the X-axis movement of the measuring arm 120, and the movement
  • the body coupling block 115 that is movably coupled to the rail 113 and detachably coupled to the measuring arm 120, and the body coupling block 115 is coupled to the bottom of the body coupling block 115 to form a block moving body ( And a block mover coupling plate 119 for engaging with the 114.
  • the support body 111 is coupled to a vertical axis (not shown) not shown in the figure and is moved in the vertical direction, that is, the column axis direction.
  • the moving rail 113 is formed to penetrate a predetermined length in the X-axis direction on the front surface of the support part body 111 to guide the movement of the measuring arm 120.
  • the moving rail 113 is provided with a block moving body 114.
  • the block mover 114 is coupled to the block mover coupling plate 119 to provide a driving force to move the body coupling block 115 in the X-axis direction.
  • the block mover 114 is driven in connection with an X-axis drive source (not shown), which is not shown in the figure.
  • the block moving body 114 is provided with a pivot (not shown) so that the body coupling block 115 can be rotated in the Z-axis direction.
  • the body coupling block 115 is coupled to the block moving body 114 through the moving rail 113.
  • the body coupling block 115 is detachably coupled to the measuring arm 130 by a magnetic force so that the measuring arm 130 can be moved in the X-axis direction and the Z-axis rotation.
  • the body coupling block 115 is formed to recess the position fixing groove 116 on the upper surface, and the first magnet portion 117 and both sides around the position fixing groove 116 The second magnet 118 is provided.
  • the accommodation groove 115c and the fourth magnet accommodation groove 115d are provided.
  • Position fixing groove 116 is formed to be recessed to a certain depth in the center area of the upper surface of the body coupling block 115. Position fixing groove 116 is in contact with the position fixing member 125 when the measuring arm 120 is coupled to the body coupling block 115 serves to fix the coupling position.
  • the position fixing groove 116 includes an inclined surface 116a formed to be inclined at an angle, a horizontal surface 116b formed horizontally in the direction opposite to the inclined surface 116a, and a vertical surface 116c formed perpendicular to the horizontal surface 116b.
  • the inclined surface 116a forms an inclined angle so that the position fixing member 125 can be easily moved when an impact is applied. As a result, the position fixing member 125 is slidably moved along the inclined surface 116a.
  • the position fixing groove 116 may be changed to correspond to the shape of the position fixing member 125.
  • the position fixing groove 116 may be formed as shown, when the position fixing member 125 is a spherical shape Is formed in a concave shape of a hemisphere so that the sphere can be inserted and positioned.
  • the shaft contact block 112 is coupled to the horizontal plane 116b and the vertical plane 116c.
  • One end of the axial contact block 112 is positioned in contact with the horizontal plane 116b and the vertical plane 116c.
  • the other end of the axial contact block 112 forms an external inclined surface 112a.
  • the circumferential slope 112a is in contact with the position fixing member 125 as shown in an enlarged view in FIG. 6.
  • the inclination angle ⁇ of the external inclined surface 112a is formed at an angle that can be circumscribed to the position fixing member 125 so as to easily fix the position of the position fixing member 125.
  • the reason why the axial contact block 112 is coupled to the other end of the position fixing groove 116 without forming an inclined surface external to the position fixing member 125 is due to the repeated contact between the external inclined surface and the position fixing member 125. This is because the externally sloping surface may be worn.
  • the reason for separately coupling the axial contact block 112 is to prevent wear of the externally inclined surface due to continuous contact by using a good wear resistance material. If the contact portion of the external inclined surface is worn, an error due to the change in the measurement position occurs.
  • the first magnet part 117 and the second magnet part 118 apply a magnetic force to the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 of the measuring arm 120 to the body coupling block 115.
  • the coupled arm of the measuring arm 120 is maintained.
  • the first magnet part 117 is composed of a first magnet 117a and a second magnet 117b and a first metal plate 117c coupled to the lower part thereof, and the second magnet part 118 is a third magnet ( 118a) and a fourth magnet 118b and a second metal plate 118c coupled to the lower portion thereof.
  • the first magnets 117a and the second magnets 117b are arranged side by side in directions opposite to each other, and the first metal plate 117c includes the first magnets 117a and the second magnets. It is located in the horizontal direction under the magnet 117b.
  • the magnetic force applied from the pair of magnets prevents the magnetic force applied from the pair of magnets from being discharged to the outside to concentrate the magnetic force upward. to be. That is, the magnetic force is relatively applied in the lower direction in which the first metal plate 117c is disposed, and the magnetic force is concentrated and applied in the upper direction so that the magnetic force acts largely on the first magnetic coupling plate 127. .
  • the binding force between the body coupling block 115 and the measuring arm 120 may be improved by attracting the first magnetic part 117 to the first magnetic coupling plate 127 with a strong magnetic force.
  • the first magnet 117a and the second magnet 117b are disposed to be inclined at an angle along the longitudinal direction of the body coupling block 115.
  • FIG. 8A when the first magnet 117a and the second magnet 117b are arranged side by side with each other, the magnetic force acting on the first magnetic coupling plate 127 is only in one direction of the X axis. Limited.
  • the first magnet 117a and the second magnet 117b are inclined at a predetermined angle ⁇ 2 as shown in FIG. 8B, the first magnet 117a is disposed on the first magnetic coupling plate 127.
  • the magnetic force is distributed and applied in the second magnet 117b, respectively, in the two directions of the X-axis and the Y-axis.
  • the first magnetic coupling plate 127 is pulled by a strong magnetic force simultaneously in two directions of the X axis and the Y axis, and thus, a plurality of magnets are not used in three directions of the front, side, and top surfaces as in the conventional shape measuring apparatus of FIG. It is possible to maintain the coupling constraint of the body coupling block 115 and the measuring arm 120 without.
  • the second magnet part 118 is formed in the same structure as the first magnet part 117, detailed description thereof will be omitted.
  • the measuring arm 120 is detachably coupled to the measuring arm support 110 by magnetic force and supports the measuring arm 130.
  • the measuring arm 120 includes a body 121 coupled to the body coupling block 115, a position fixing member 125 coupled to a lower portion of the body 121, and agents provided at both sides of the position fixing member 125.
  • One magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 is included.
  • the body 121 is coupled to the measuring arm 130 and is detachably coupled to the body coupling block 115 to support the measuring arm 130 so that the measuring arm 130 is moved along the object to be measured.
  • the arm coupling hole 122 into which the measuring arm 130 is inserted is formed through the body 121.
  • the block receiving groove 123 is formed to correspond to the shape of the body coupling block 115. As shown in FIG. 3, the block receiving groove 123 is coupled to the body coupling block 115 to fix the position of the measuring arm support 110 and the measuring arm 120.
  • the block accommodating groove 123 has a shape in which both sides are open. This is because when the block receiving groove 23a of the conventional measuring arm 20 shown in FIG. 1 is formed in a "b" shape and the X-axis external force is applied, the measuring arm 120 is moved from the measuring arm support 110. This is to solve the problem that could not be easily removed.
  • Position fixing member 125 is coupled to the lower surface of the body 121 forming the block receiving groove 123, the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling to both sides of the position fixing member 125 Plate 128 is provided.
  • Position fixing member 125 is horizontally coupled to the lower surface of the body 121.
  • Position fixing member 125 according to a preferred embodiment of the present invention is provided with a circular axis, but this is only one embodiment and may be provided in the form of a shaft having a circular or polygonal cross section, or may be provided in a sphere or hemispherical shape.
  • the position fixing member 125 when the position fixing member 125 is formed in a circular cross section and an external force is applied, the position fixing member 125 is slidably moved along the external slope 112a or the inclined surface 116a, and the body 121 is easily removed from the body coupling block 115. Allow to be removed. At this time, since the cross section of the position fixing member 125 is circular, the surface is not damaged when moved in contact with the upper surface of the body coupling block 115.
  • the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 allow the body 121 to be fixed to the body coupling block 115 by magnetic force.
  • the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 are formed in a trapezoidal shape with one side inclined.
  • the first magnetic coupling plate 127 is formed in a trapezoidal shape having a horizontal inclined end 127a formed to be inclined as shown in FIG.
  • the first magnetic coupling plate 127 has vertical inclined surfaces 127b and 127c having an inclination angle in the thickness direction.
  • the horizontal inclined end 127a is moved in the X-axis direction when the body 121 is moved to the body coupling block 115 and drawn by the magnetic force from the first magnet part 117.
  • the magnetic force can be applied uniformly in the Y-axis direction.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the horizontal inclined end 127a is preferably formed in the same manner as the arrangement angle ⁇ 2 of the first magnet 117a and the second magnet 117b.
  • the vertical inclined surfaces 127b and 127c are easily removed without impacting the pivot when colliding in the X-axis direction when the body 121 is moved from side to side in the X-axis direction along the upper surface of the body coupling block 115. It is formed into an inclined surface.
  • the position where the first magnetic coupling plate 127 is coupled to the lower surface of the body 121 as shown in (c) of FIG. 8 in the state that the body 121 is coupled to the body coupling block 115
  • the first magnet 117a and the second magnet from the point where the horizontal inclined end 127a of the one magnetic coupling plate 127 is in contact with the horizontal inclined end 127a, the first magnet 117a and the second magnet 117b. It is designed to be placed at position 1/3 of the total diameter of 117b).
  • the magnet applies the greatest magnetic force when the coupling object is in the 1/3 position (l1), and the magnetic force gradually decreases from the 1/2 position (l2) to the 2/3 position (l3). That is, as the coupling object moves from the outside of the magnet to the inside, the force for attracting the coupling object becomes smaller.
  • the first magnetic coupling plate 127 is 1/3 of the first magnet 117a and the second magnet 117b. When placed in, it is attracted by the strongest force, which increases the binding speed.
  • the coupling position of the first magnetic coupling plate 127 is equally applied to the second magnetic coupling plate 128.
  • the magnetic force of the magnet applied from the first magnetic part 117 and the second magnetic part 118 to the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 is measured by the stylus 131.
  • the force of the reference range required when detecting the shape of, for example, the force in the range of 4 ⁇ 12g to maintain the combined state, the force exceeding the reference range, for example force above 13g, the combined state is released and measured
  • the arm 120 is separated from the measuring arm support 110.
  • the measuring arm 130 is coupled to the measuring arm 120 and moved along the shape of the object to be measured.
  • a stylus 131 is provided at the tip of the measuring arm 130, and a weight 133 is provided at the rear of the measuring arm 130 to grab the center of gravity during the pivoting operation by the pivot in the Z-axis direction.
  • the body 121 of the measuring arm 120 In order to measure the shape of the object to be measured using the stylus 131, the body 121 of the measuring arm 120 must be coupled to the body coupling block 115 of the measuring arm support 110 as shown in FIG. .
  • the first magnet part 117 and the second magnet part 118 may have the first magnetic coupling plate 127 and the second magnet.
  • the block receiving groove 123 of the body 121 is coupled with the body coupling block 115.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the coupled state. As shown, the position fixing member 125 contacts the externally inclined surface 112a of the shaft contact block 112 coupled to the position fixing groove 116 so that the X-axis position of the body 121 is fixed.
  • the horizontal inclined end 127a of the first magnetic coupling plate 127 includes the horizontal inclined end 127a, the first magnet 117a, and the second magnet 117b. From this point of contact, the first magnet 117a and the second magnet 117b are positioned at 1/3 of the total diameter.
  • the second magnetic coupling plate 128 includes the entirety of the third magnet 118a and the fourth magnet 118b from the point where the horizontal inclined end 128a, the third magnet 118a, and the fourth magnet 118b contact each other. It will be located at one third of its diameter.
  • the first magnetic coupling plate 127 and the second magnetic coupling plate 128 are positioned at the position where the magnetic force of the first magnet part 117 and the second magnet part 118 is greatest, and the measurement arm support part 110 is measured.
  • the coupling force of the arm 120 may be stably maintained.
  • first magnet 117a and the second magnet 117b are inclined at a predetermined angle to draw the first magnetic coupling plate 127 together in the X-axis and Y-axis directions to apply a strong bonding force, and the third magnet ( 118a) and the fourth magnet also apply magnetic force in the X-axis and Y-axis directions to the second magnetic coupling plate 128.
  • the stylus 131 moves along the surface of the object to be measured and measures the shape while the measuring arm 120 is coupled to the measuring arm support 110. Since the shape measurement process of the stylus 131 is the same as in the prior art, a detailed description thereof will be omitted.
  • the measurement arm 120 from the measurement arm support 110 It is removed.
  • the body fixing member 125 slides along the circumferential slope 112a while the body 121 is coupled to the body coupling block 115. Is separated from.
  • the position fixing member 125 is moved along the inclined surface 116a while the body 121 is separated from the body coupling block 115.
  • the block receiving groove 123 of the present invention can be separated without interference with the body coupling block 115 because both sides are open.
  • This stripping process may be equally applied even when an impact is applied to the Y axis in the vertical direction or an impact is applied to the Z axis. Accordingly, the shape measuring apparatus 100 of the present invention may prevent the impact from being transmitted to the pivot by separating the measuring arm 120 from the measuring arm support 110 even when an impact is applied in any direction.
  • the shape measuring device of the present invention is coupled to the measuring arm part by the magnetic force of the first magnet part and the second magnet part disposed on the upper surface of the body coupling block of the measuring arm support part.
  • the first magnet portion and the second magnet portion is a pair of magnets disposed inclined, respectively, to apply the magnetic force in the X-axis and Y-axis direction to the measuring arm portion, the same effect as a plurality of magnets are required in different directions conventionally Can be represented.
  • the position fixing member of the measuring arm portion is externally supported in contact with the position fixing groove of the body coupling block can be fixed in the X-axis direction position.
  • the X-axis position can be fixed, and the conventional block receiving grooves are formed in a "-" shape to solve the problem of impossible to remove in the X-axis direction.
  • position fixing member is designed to slide along the external inclined surface and the inclined surface when an impact occurs, damage to the body coupling block surface can be minimized.
  • support body 112 shaft contact block
  • body coupling block 115a the first magnet receiving groove
  • 127a horizontal slope 127b
  • 127c vertical slope

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

본 발명은 형상측정기에 관한 것으로서, 피측정대상과 접촉하는 스타일러스(131)와, 상기 스타일러스(131)가 상기 피측정대상과 접촉하도록 상기 스타일러스(131)를 지지하는 측정암(130)과; 상기 측정암(130)을 지지하는 측정암부(120)와; 상기 스타일러스(131)가 상기 피측정대상의 외관형상을 따라 이동되도록 상기 측정암부(120)를 지지하는 측정암지지부(110)를 포함하되, 상기 측정암지지부(110)는, 판면에 상기 측정암부(120)가 이동되는 이동레일(113)이 형성된 지지부본체(111)와;상기 이동레일(113)을 따라 이동가능하게 결합되며, 상기 측정암부(120)와 착탈가능하게 결합되며 가운데 영역에 위치고정홈(116)이 형성된 바디결합블록(115)과; 상기 바디결합블록(115)의 양측에 매립되게 결합되는 제1자석부(117) 및 제2자석부(118)를 포함하며,상기 측정암부(120)는, 상기 바디결합블록(115)이 수용되는 블록수용홈(123)이 형성되는 바디(121)와; 상기 블록수용홈(123)을 형성하는 상기 바디(121)의 하면에 결합되며 상기 바디결합블록(115)이 상기 블록수용홈(123)에 수용될 때 상기 위치고정홈(116)에 접촉지지되는 위치고정부재(125)와; 상기 블록수용홈(123)의 양측에 구비되며 상기 제1자석부(117)와 제2자석부(118)에 자력에 의해 결합되어 상기 바디결합블록(115)에 상기 바디(121)가 결합되도록 하는 제1자석결합판(127) 및 제2자석결합판(128)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

형상측정기
본 발명은 형상측정기에 관한 것으로서, 보다 자세히는 충격이 가해질 때 X축, Y축 및 Z축으로 용이하게 탈거가 가능하게 구비되어 충격이 피봇으로 전달되는 것을 방지할 수 있는 형상측정기에 관한 것이다.
형상측정기는 물체의 형상을 빠르고 정확하게 측정하여 피측정물의 형상 정보를 3차원 공간 좌표 형태로 얻는 장비이다. 형상측정기는 가공된 제품이나 부품의 형상 측정 결과를 설계된 형상치수와 비교하여 가공정밀도를 평가하는데 이용하거나 도면 등의 설계 자료가 없는 제품의 역설계 등에 이용된다.
형상측정기의 일례가 등록특허 제10-1546835호 "형상측정기"에 개시된 바 있다.
도 1은 개시된 공보의 종래 형상측정기의 구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 종래 형상측정기는 측정암지지부(10)와, 측정암지지부(10)에 착탈가능하게 결합되는 측정암부(20)를 포함한다.
여기서, 바디결합블록(13)과 지지부본체(11)의 결합영역에는 바디결합블록(13)이 회동가능하도록 지지하는 피봇(미도시)이 구비된다. 측정암부(20)는 측정암지지부(10)의 바디결합블록(13)에 결합된 상태로 X축, Y축으로 이동되고, 피봇(미도시)에 의해 Z축 방향으로 회동된다.
그런데, 피측정대상을 따라 암(25)의 단부에 구비된 스타일러스(27)가 이동하며 형상을 측정하는 도중에 측정암부(20)에 충격이 가해지면 충격이 고스란히 피봇(미도시)으로 전달되어 피봇(미도시)이 손상되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래 형상측정기는 측정암부(20)와 측정암지지부(10)가 자력에 의해 결합되고, 충격이 가해지면 측정암부(20)가 측정암지지부(10)로부터 탈거되는 구조를 갖는다.
블록수용홈(23a)의 정면에 정면자석(23b)이 구비되고, 측면에 측면자석(23c)가 구비된다. 그리고, 바디결합블록(13)의 정면에 정면자석결합판(13b)가 구비되고, 상면에 상면자석결합판(13a)가 구비되고, 측면에 측면자석결합판(13c)가 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이 바디결합블록(13)과 바디(23)가 결합된 상태에서 세 방향에 구비된 자석(23b,23c,23d)와 자석결합판(13b,13c,13a)가 자력에 의해 정위치로 결합되고, 자력보다 큰 외력이 가해지면 분리되게 된다.
그런데, 종래 형상측정기는 바디(23)가 "ㄱ"자 형태로 절곡되어 있으므로, Y축 및 Z축 방향으로 외력이 인가될 때는 용이한 탈거가 가능하나, X축 방향으로 스타일러스(27)를 향하는 힘(F2)이 작용할 경우, 절곡부(a)가 바디결합블록(13)에 부딪쳐 탈거가 되지 않고 그 충격이 그대로 피봇(미도시)으로 전달되는 문제가 있었다.
또한, 종래 형상측정기는 세 방향으로 자석이 배치되므로 부품 비용이 증가하고, 부품결합과정에 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 어떤 방향으로 외력이 인가되더라도 측정암지지부로부터 용이하게 탈거되어 피봇으로 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있는 형상측정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 제조비용을 줄일 수 있는 형상측정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 형상측정기에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 형상측정기는, 피측정대상과 접촉하는 스타일러스(131)와, 상기 스타일러스(131)가 상기 피측정대상과 접촉하도록 상기 스타일러스(131)를 지지하는 측정암(130)과; 상기 측정암(130)을 지지하는 측정암부(120)와; 상기 스타일러스(131)가 상기 피측정대상의 외관형상을 따라 이동되도록 상기 측정암부(120)를 지지하는 측정암지지부(110)를 포함하되, 상기 측정암지지부(110)는, 판면에 상기 측정암부(120)가 이동되는 이동레일(113)이 형성된 지지부본체(111)와;상기 이동레일(113)을 따라 이동가능하게 결합되며, 상기 측정암부(120)와 착탈가능하게 결합되며 가운데 영역에 위치고정홈(116)이 형성된 바디결합블록(115)과; 상기 바디결합블록(115)의 양측에 매립되게 결합되는 제1자석부(117) 및 제2자석부(118)를 포함하며,상기 측정암부(120)는, 상기 바디결합블록(115)이 수용되는 블록수용홈(123)이 형성되는 바디(121)와; 상기 블록수용홈(123)을 형성하는 상기 바디(121)의 하면에 결합되며 상기 바디결합블록(115)이 상기 블록수용홈(123)에 수용될 때 상기 위치고정홈(116)에 접촉지지되는 위치고정부재(125)와; 상기 블록수용홈(123)의 양측에 구비되며 상기 제1자석부(117)와 제2자석부(118)에 자력에 의해 결합되어 상기 바디결합블록(115)에 상기 바디(121)가 결합되도록 하는 제1자석결합판(127) 및 제2자석결합판(128)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치고정홈(116)은 양측이 서로 다른 경사각도를 갖는 경사면으로 형성되며, 상기 양측 경사면 중 상기 스타일러스(131)를 향하는 쪽의 경사면은 상기 위치고정부재(125)에 외접하는 경사각을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1자석부(117)와 상기 제2자석부(118)는 각각, 상기 바디결합블록(115)의 길이방향을 따라 일정 각도 경사지게 배치된 한 쌍의 자석과; 상기 한 쌍의 자석의 하부에 결합되는 금속판을 포함하며, 상기 제1자석결합판(127)과 상기 제2자석결합판(128)은 각각 상기 스타일러스(131)를 향하는 선단이 경사지게 절단형성된 수평경사단을 형성하며, 상기 제1자석결합판(127)과 상기 제2자석결합판(128)의 양측은 수직방향으로 경사지게 형성된 수직경사면을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 상기 바디결합블록(115)에 상기 측정암부(120)가 결합되었을 때, 상기 제1자석결합판(127)과 상기 제2자석결합판(128)은 각각 수평경사단과 자석이 접하는 지점으로부터 자석의 전체 직경의 1/3~1/2 범위에 위치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치고정부재(125)는 단면이 원형 또는 다각형인 축, 구 또는 반구 중 어느 하나로 구비될 수 있다.
본 발명의 형상측정기는 측정암지지부의 바디결합블록의 상면에 배치된 제1자석부와 제2자석부의 자력에 의해 측정암부와 결합된다. 이 때, 제1자석부와 제2자석부는 각각 경사지게 배치된 한 쌍의 자석들이 측정암부로 X축과 Y축 방향으로 자력을 인가하므로, 종래 서로 다른 방향에서 복수개의 자석이 요구되던 것과 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 측정암부의 위치고정부재가 바디결합블록의 위치고정홈에 외접되게 접촉지지되어 X축방향 위치를 고정할 수 있다. 이에 의해 블록수용홈의 양측이 개방형성되더라도 X축방향 위치를 고정할 수 있고, 종래 블록수용홈이 "ㄱ"자 형태로 형성되어 X축방향 탈거가 불가능했던 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 위치고정부재가 충격이 발생될 경우 외접경사면과 경사면을 따라 슬라이딩 이동되게 설계되므로 바디결합블록 표면의 손상을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 형상측정기의 결합구조를 도시한 분해사시도,
도 2는 종래 형상측정기의 결합상태를 도시한 예시도,
도 3은 본 발명의 형상측정기의 결합상태를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 형상측정기의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 5는 본 발명의 형상측정기의 측정암부와 바디결합블록의 결합구조를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 형상측정기의 측정암부와 바디결합블록의 결합상태의 단면구성을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 형상측정기에 충격이 인가됐을 때 측정암부의 탈거과정을 도시한 예시도,
도 8은 본 발명의 형상측정기의 자력 인가과정을 도시한 예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 3은 본 발명의 형상측정기(100)의 구성을 도시한 사시도이다. 본 발명에 따른 형상측정기(100)는 측정암(130)에 결합된 스타일러스(131)가 피측정대상의 표면을 따라 전후방향(X축) 이동, 상하방향(Column축) 이동, 일정각도 피벗 회동(Z축) 되며 피측정대상의 표면 형상을 3차원 좌표로 형성한다.
본 발명에 따른 형상측정기(100)는 측정암지지부(110)와, 측정암지지부(110)에 자력에 의해 착탈가능하게 결합되는 측정암부(120)와, 측정암부(120)에 결합되어 피측정대상의 형상을 측정하는 측정암(130)을 포함한다.
도면에 도시되지 않았으나, 형상측정기(100)는 측정암지지부(110)를 상하로 이동시키는 수직축(미도시)을 더 포함할 수 있다.
측정암지지부(110)는 수직축(미도시)에 결합되어 상하로 이동되며 측정암부(120)가 전후방향으로 이동 및 상하로 회동되도록 지지한다. 도 4는 측정암지지부(110)와 측정암부(120)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 측정암지지부(110)는 지지부본체(111)와, 지지부본체(111)의 전면에 관통형성되어 측정암부(120)의 X축방향 이동을 안내하는 이동레일(113)과, 이동레일(113)에 이동가능하게 결합되며 측정암부(120)와 착탈가능하게 결합되는 바디결합블록(115)과, 바디결합블록(115)의 하단에 결합되어 바디결합블록(115)을 블록이동체(114)와 결합시키는 블록이동체결합판(119)을 포함한다.
지지부본체(111)는 도면에 도시되지 않은 수직축(미도시)과 결합되어 상하방향, 즉 Column 축방향으로 이동된다. 이동레일(113)은 지지부본체(111)의 전면에 X축방향으로 일정 길이 관통형성되어 측정암부(120)의 이동을 안내한다.
이동레일(113)에는 블록이동체(114)가 구비된다. 블록이동체(114)는 블록이동체결합판(119)과 결합되어 바디결합블록(115)이 X축방향으로 이동될 수 있는 구동력을 제공한다. 블록이동체(114)는 도면에 도시되지 않은 X축방향 구동원(미도시)과 연결되어 구동된다.
한편, 블록이동체(114)에는 피봇(미도시)이 구비되어 바디결합블록(115)이 Z축방향으로 회동될 수 있게 한다.
바디결합블록(115)은 이동레일(113)을 통해 블록이동체(114)와 결합된다. 바디결합블록(115)은 측정암(130)과 자력에 의해 착탈가능하게 결합되어 측정암(130)이 X축방향 이동, 및 Z축방향 회동이 가능하게 지지한다.
바디결합블록(115)은 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 상면에 위치고정홈(116)이 함몰되게 형성되고, 위치고정홈(116)을 중심으로 양측에 제1자석부(117)와 제2자석부(118)가 구비된다.
바디결합블록(115)의 상면에는 제1자석부(117)가 결합되는 제1자석수용홈(115a), 제2자석수용홈(115b)과 제2자석부(118)가 결합되는 제3자석수용홈(115c)과 제4자석수용홈(115d)이 구비된다.
위치고정홈(116)은 바디결합블록(115)의 상면 가운데 영역에 일정 깊이 함몰되게 형성된다. 위치고정홈(116)은 바디결합블록(115)에 측정암부(120)가 결합될 때 위치고정부재(125)와 접촉되어 결합위치를 고정하는 역할을 한다.
위치고정홈(116)은 일정 각도 경사지게 형성된 경사면(116a)과, 경사면(116a)과 반대방향으로 수평하게 형성된 수평면(116b)과, 수평면(116b)에 수직하게 형성된 수직면(116c)을 포함한다. 경사면(116a)은 충격이 가해질 때 위치고정부재(125)가 용이하게 이동될 수 있도록 경사각을 형성한다. 이에 의해 위치고정부재(125)가 경사면(116a)을 따라 슬라이딩 이동된다.
여기서, 위치고정홈(116)은 위치고정부재(125)의 형상에 대응되게 변화될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형축 형태의 위치고정부재(125)일 경우 도시된 바와 같이 위치고정홈(116)이 형성될 수 있으나, 위치고정부재(125)가 구 형상일 경우 위치고정홈은 구가 삽입되어 위치를 잡을 수 있도록 반구 형태의 오목한 형태로 형성된다.
수평면(116b)과 수직면(116c)에는 축접촉블럭(112)이 결합된다. 축접촉블럭(112)의 일단은 수평면(116b)과 수직면(116c)에 접촉되게 위치된다. 축접촉블럭(112)의 타단은 외접경사면(112a)을 형성한다. 외접경사면(112a)은 도 6에 확대도시된 바와 같이 위치고정부재(125)와 접촉된다. 이 때, 위치고정부재(125)의 위치를 고정하기 용이하도록 외접경사면(112a)의 경사각도(θ)는 위치고정부재(125)에 외접될 수 있는 각도로 형성된다.
여기서, 위치고정홈(116)의 타단에 직접 위치고정부재(125)에 외접하는 경사면을 형성하지 않고 축접촉블럭(112)을 결합시킨 이유는 외접경사면과 위치고정부재(125)의 반복 접촉에 의해 외접경사면이 마모될 수 있기 때문이다. 축접촉블럭(112)을 별도로 결합시키는 이유는 내마모성이 좋은 소재를 사용하여 계속적인 접촉으로 인한 외접경사면의 마모를 방지하기 위함이다. 만일 외접경사면의 접촉 부위가 마모가 되면, 측정위치 변화로 인한 오차가 발생되기 때문이다.
제1자석부(117)와 제2자석부(118)는 측정암부(120)의 제1자석결합판(127)과 제2자석결합판(128)에 자력을 인가하여 바디결합블록(115)에 측정암부(120)의 결합상태가 유지되도록 한다.
제1자석부(117)는 제1자석(117a)과 제2자석(117b) 및 이들의 하부에 결합된 제1금속판(117c)으로 이루어지고, 제2자석부(118)는 제3자석(118a)과 제4자석(118b) 및 이들의 하부에 결합된 제2금속판(118c)으로 이루어진다.
도 6에 확대도시된 바와 같이 제1자석(117a)과 제2자석(117b)은 극성이 서로 반대되는 방향으로 나란하게 배치되고, 제1금속판(117c)은 제1자석(117a)과 제2자석(117b)의 하부에 수평방향으로 위치된다.
제1자석(117a)과 제2자석(117b)의 하부에 제1금속판(117c)을 배치하는 것은 한 쌍의 자석에서 인가되는 자력이 외부로 배출되는 것을 막아 자력이 상방향으로 집중되도록 하기 위함이다. 즉, 제1금속판(117c)이 배치된 하부방향으로는 상대적으로 자력이 작게 인가되고, 상부방향으로 자력이 집중되어 인가되게 하여 제1자석결합판(127)으로 자력이 크게 작용하도록 하기 위함이다.
이에 의해 제1자석결합판(127)으로 제1자석부(117)가 강한 자력으로 끌어당겨 바디결합블록(115)과 측정암부(120)의 결합 구속력이 향상될 수 있다.
한편, 제1자석(117a)과 제2자석(117b)은 바디결합블록(115)의 길이방향을 따라 일정 각도 경사지게 배치된다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 제1자석(117a)과 제2자석(117b)이 서로 나란하게 배치되는 경우, 제1자석결합판(127)에 작용하는 자력은 X축 한방향으로만 제한된다. 반면, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 제1자석(117a)과 제2자석(117b)이 일정각도(θ2) 경사지게 배치되면, 제1자석결합판(127)에 제1자석(117a)과 제2자석(117b)에서 각각 자력이 분산되어 인가되므로 X축과 Y축의 두 방향으로 자력이 인가된다.
이에 의해 X축과 Y축의 두 방향에서 동시에 강한 자력으로 제1자석결합판(127)을 끌어당기므로 도 1의 종래 형상측정기에서와 같이 전면, 측면, 상면의 세 방향에서 복수개의 자석을 사용하지 않고도 바디결합블록(115)과 측정암부(120)의 결합 구속력을 유지할 수 있다.
제2자석부(118)는 제1자석부(117)와 동일한 구조로 형성되므로 자세한 설명은 생략한다.
측정암부(120)는 측정암지지부(110)에 자력에 의해 착탈가능하게 결합되며 측정암(130)을 지지한다. 측정암부(120)는 바디결합블록(115)에 결합되는 바디(121)와, 바디(121)의 하부에 결합되는 위치고정부재(125)와, 위치고정부재(125)의 양측에 구비되는 제1자석결합판(127) 및 제2자석결합판(128)을 포함한다.
바디(121)는 측정암(130)과 결합되며, 바디결합블록(115)에 착탈되게 결합되어 측정암(130)이 피측정대상을 따라 이동되도록 측정암(130)을 지지한다. 바디(121)의 내부에는 측정암(130)이 삽입되는 암결합공(122)이 관통 형성된다.
바디(121)의 일측에는 블록수용홈(123)이 바디결합블록(115)의 형상에 대응되게 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이 블록수용홈(123)이 바디결합블록(115)에 결합되어 측정암지지부(110)와 측정암부(120)의 위치가 고정된다.
여기서, 본 발명에 따른 블록수용홈(123)은 양측이 개방된 형상을 갖는다. 이는 도 1에 도시된 종래 측정암부(20)의 블록수용홈(23a)이 "ㄱ"자 형태로 형성되어 X축방향 외력이 작용될 때, 측정암부(120)가 측정암지지부(110)로부터 용이하게 탈거되지 못하던 문제점을 해결하기 위함이다.
블록수용홈(123)을 형성하는 바디(121)의 하면에는 위치고정부재(125)가 돌출되게 결합되고, 위치고정부재(125)의 양측으로 제1자석결합판(127)과 제2자석결합판(128)이 구비된다.
위치고정부재(125)는 바디(121)의 하면에 수평하게 결합된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치고정부재(125)는 원형축으로 구비되었으나, 이는 일실시예일 뿐이며 단면이 원형 또는 다각형인 축형태로 구비되거나, 구나 반구형태로 구비될 수도 있다.
위치고정부재(125)는 도 6에 도시된 바와 같이 바디결합블록(115)에 측정암부(120)가 결합될 때, 축접촉블럭(112)의 외접경사면(112a)에 접촉지지되어 측정암부(120)의 위치가 X축방향으로 구속되게 한다.
또한, 위치고정부재(125)는 단면이 원형으로 형성되어 외력이 인가되면, 외접경사면(112a) 또는 경사면(116a)을 따라 슬라이딩 이동되며, 바디(121)가 용이하게 바디결합블록(115)으로부터 탈거될 수 있게 한다. 이 때, 위치고정부재(125)의 단면이 원형이므로 바디결합블록(115)의 상면과 접촉된 상태로 이동될 때 표면을 손상시키지 않게 된다.
제1자석결합판(127)과 제2자석결합판(128)은 바디(121)가 바디결합블록(115)에 자력에 의해 위치가 고정되도록 한다. 제1자석결합판(127)과 제2자석결합판(128)은 일측이 경사진 사다리꼴 형상으로 형성된다.
제1자석결합판(127)은 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 경사지게 형성된 수평경사단(127a)을 갖는 사다리꼴 형상으로 형성된다. 또한, 제1자석결합판(127)은 두께방향으로 경사각을 갖는 수직경사면(127b,127c)을 갖는다.
수평경사단(127a)은 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 바디(121)가 바디결합블록(115)으로 이동되며 제1자석부(117)로부터 자력에 의해 끌어당겨질 때, X축방향과 Y축방향으로 균일하게 자력이 인가될 수 있게 한다. 이를 위해 수평경사단(127a)의 경사각도(θ3)은 제1자석(117a)과 제2자석(117b)의 배치각도(θ2)와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
수직경사면(127b,127c)은 바디(121)가 바디결합블록(115)의 상면을 따라 X축 방향으로 좌우로 이동될 때, X축 방향으로 충돌시 피봇에 영향을 주지 않고 쉽게 탈거되도록 하기 위해 경사면으로 형성된다.
한편, 제1자석결합판(127)이 바디(121)의 하면에 결합되는 위치는 바디결합블록(115)에 바디(121)가 결합된 상태에서 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 제1자석결합판(127)의 수평경사단(127a)이 수평경사단(127a)과 제1자석(117a)과 제2자석(117b)이 접하는 지점으로부터 제1자석(117a)과 제2자석(117b)의 전체 직경의 1/3 위치(ℓ1)에 놓이게 설계된다.
일반적으로 자석은 결합대상이 1/3위치(ℓ1)에 있을 때 가장 큰 자력을 인가하게 되고, 1/2위치(ℓ2)에서 2/3위치(ℓ3)로 갈수록 점차 자력이 줄어들게 된다. 즉, 자석의 외측에서 내측으로 결합대상이 이동될 수록 결합대상을 끌어당기는 힘이 작아진다.
이에 따라 바디(121)가 바디결합블록(115)의 정위치에 결합된 상태일 때, 제1자석결합판(127)이 제1자석(117a)과 제2자석(117b)의 1/3위치에 놓이게 되면 가장 강한 힘으로 끌어당기게 되어 결합구속력이 높아지게 된다.
이러한 제1자석결합판(127)의 결합위치는 제2자석결합판(128)에도 동일하게 적용된다.
여기서, 제1자석부(117)와 제2자석부(118)에서 제1자석결합판(127)과 제2자석결합판(128)으로 인가하는 자석의 자력은 스타일러스(131)가 피측정대상의 형상을 탐지할 때 요구되는 기준범위의 힘, 일례로 4~12g 범위의 힘에 대해서는 결합상태가 유지되도록 하고, 기준범위를 초과하는 힘, 일례로 13g 이상의 힘에 대해서는 결합상태가 해제되어 측정암부(120)가 측정암지지부(110)로부터 분리되도록 한다.
측정암(130)은 측정암부(120)에 결합되어 피측정대상의 형상을 따라 이동된다. 측정암(130)의 선단에는 스타일러스(131)가 구비되고, 측정암(130)의 후방에는 Z축방향으로 피봇에 의한 회동구동시 무게중심을 잡는 무게추(133)가 구비된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 형상측정기(100)의 동작과정을 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
스타일러스(131)를 이용해 피측정대상의 형상을 측정하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이 측정암지지부(110)의 바디결합블록(115)에 측정암부(120)의 바디(121)가 결합되어야 한다.
도 5에 도시된 바와 같이 작업자가 바디(121)를 바디결합블록(115) 측으로 갖다대면 제1자석부(117)와 제2자석부(118)가 제1자석결합판(127)과 제2자석결합판(128)을 자력으로 끌어당겨 바디(121)의 블록수용홈(123)이 바디결합블록(115)과 결합된다.
도 6은 결합된 상태의 단면구성을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이 위치고정홈(116)에 결합된 축접촉블럭(112)의 외접경사면(112a)에 위치고정부재(125)가 외접되게 접촉되어 바디(121)의 X축방향 위치가 고정된다.
이 때, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 제1자석결합판(127)의 수평경사단(127a)은 수평경사단(127a)과 제1자석(117a)과 제2자석(117b)이 접하는 지점으로부터 제1자석(117a)과 제2자석(117b)의 전체 직경의 1/3 위치에 놓이게 된다. 제2자석결합판(128)도 동일하게 수평경사단(128a)과 제3자석(118a)과 제4자석(118b)이 접하는 지점으로부터 제3자석(118a)과 제4자석(118b)의 전체 직경의 1/3 위치에 놓이게 된다.
제1자석부(117)와 제2자석부(118)의 자력이 가장 큰 위치에 제1자석결합판(127)과 제2자석결합판(128)이 위치되어 측정암지지부(110)와 측정암부(120)의 결합력이 안정적으로 유지될 수 있다.
여기서, 제1자석(117a)과 제2자석(117b)은 일정각도 경사지게 위치되어 제1자석결합판(127)을 X축과 Y축방향으로 함께 끌어당겨 강한 결합력을 인가하고, 제3자석(118a)과 제4자석도 제2자석결합판(128)으로 X축과 Y축방향으로 자력을 인가하게 된다.
이렇게 측정암부(120)가 측정암지지부(110)에 결합된 상태에서 스타일러스(131)가 피측정대상의 표면을 따라 이동하며 형상을 측정하게 된다. 스타일러스(131)의 형상측정과정은 종래 기술과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 형상측정 과정 중에 측정암(130)에 제1자석부(117)와 제2자석부(118)에서 인가되는 자력 보다 큰 충격이 가해지면 측정암부(120)는 측정암지지부(110)로부터 탈거된다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 X축 방향으로 힘(F2)이 가해지면 위치고정부재(125)가 외접경사면(112a)을 따라 슬라이딩 이동되면서 바디(121)가 바디결합블록(115)과 분리된다.
또한, X축 방향으로 반대방향 힘이 가해지면, 위치고정부재(125)가 경사면(116a)을 따라 이동되면서 바디(121)가 바디결합블록(115)과 분리된다.
이 과정에서, 본 발명의 블록수용홈(123)은 양측이 개방형성되므로 바디결합블록(115)과 간섭되지 않고 분리될 수 있다.
이러한 탈거 과정은 상하 방향의 Y축으로 충격이 가해지거나, Z축 방향으로 충격이 가해지더라도 동일하게 적용될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 형상측정기(100)는 어느 방향에서 충격이 가해지더라도 측정암부(120)가 측정암지지부(110)로부터 분리되어 충격이 피봇으로 전해지는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 형상측정기는 측정암지지부의 바디결합블록의 상면에 배치된 제1자석부와 제2자석부의 자력에 의해 측정암부와 결합된다. 이 때, 제1자석부와 제2자석부는 각각 경사지게 배치된 한 쌍의 자석들이 측정암부로 X축과 Y축 방향으로 자력을 인가하므로, 종래 서로 다른 방향에서 복수개의 자석이 요구되던 것과 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 측정암부의 위치고정부재이 바디결합블록의 위치고정홈에 외접되게 접촉지지되어 X축방향 위치를 고정할 수 있다. 이에 의해 블록수용홈의 양측이 개방형성되더라도 X축방향 위치를 고정할 수 있고, 종래 블록수용홈이 "ㄱ"자 형태로 형성되어 X축방향 탈거가 불가능했던 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 위치고정부재가 충격이 발생될 경우 외접경사면과 경사면을 따라 슬라이딩 이동되게 설계되므로 바디결합블록 표면의 손상을 최소화할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 형상측정기의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<부호의 설명>
100 : 형상측정기 110 : 측정암지지부
111 : 지지부본체 112 : 축접촉블럭
112a : 외접경사면
113 : 이동레일 114 : 블록이동체
115 : 바디결합블록 115a : 제1자석수용홈
115b : 제2자석수용홈 115c : 제3자석수용홈
115d : 제4자석수용홈 116 : 위치고정홈
116a : 경사면 116b : 수평면
116c : 수직면 117 : 제1자석부
117a : 제1자석 117b : 제2자석
117c : 제1금속판 118 : 제2자석부
118a : 제3자석 118b : 제4자석
118c : 제2금속판 119 : 블록이동체결합판
120 : 측정암부 121 : 바디
122 : 암결합공 123 : 블록수용홈
125 : 위치고정부재 127 : 제1자석결합판
127a : 수평경사단 127b, 127c : 수직경사면
128 : 제2자석결합판 130 : 측정암
131 : 스타일러스 133 : 무게추

Claims (5)

  1. 피측정대상과 접촉하는 스타일러스(131)와, 상기 스타일러스(131)가 상기 피측정대상과 접촉하도록 상기 스타일러스(131)를 지지하는 측정암(130)과;
    상기 측정암(130)을 지지하는 측정암부(120)와;
    상기 스타일러스(131)가 상기 피측정대상의 외관형상을 따라 이동되도록 상기 측정암부(120)를 지지하는 측정암지지부(110)를 포함하되,
    상기 측정암지지부(110)는,
    판면에 상기 측정암부(120)가 이동되는 이동레일(113)이 형성된 지지부본체(111)와;
    상기 이동레일(113)을 따라 이동가능하게 결합되며, 상기 측정암부(120)와 착탈가능하게 결합되며 가운데 영역에 위치고정홈(116)이 형성된 바디결합블록(115)과;
    상기 바디결합블록(115)의 양측에 매립되게 결합되는 제1자석부(117) 및 제2자석부(118)를 포함하며,
    상기 측정암부(120)는,
    상기 바디결합블록(115)이 수용되는 블록수용홈(123)이 형성되는 바디(121)와;
    상기 블록수용홈(123)을 형성하는 상기 바디(121)의 하면에 결합되며 상기 바디결합블록(115)이 상기 블록수용홈(123)에 수용될 때 상기 위치고정홈(116)에 접촉지지되는 위치고정부재(125)와;
    상기 블록수용홈(123)의 양측에 구비되며 상기 제1자석부(117)와 제2자석부(118)에 자력에 의해 결합되어 상기 바디결합블록(115)에 상기 바디(121)가 결합되도록 하는 제1자석결합판(127) 및 제2자석결합판(128)을 포함하는 것을 특징으로 하는 형상측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치고정홈(116)은 양측이 서로 다른 경사각도를 갖는 경사면으로 형성되며,
    상기 양측 경사면 중 상기 스타일러스(131)를 향하는 쪽의 경사면은 상기 위치고정부재(125)에 외접하는 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 형상측정기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1자석부(117)와 상기 제2자석부(118)는 각각,
    상기 바디결합블록(115)의 길이방향을 따라 일정 각도 경사지게 배치된 한 쌍의 자석(117a/117b,118a/118b)과;
    상기 한 쌍의 자석의 하부에 결합되는 금속판(117c,118c)을 포함하며,
    상기 제1자석결합판(127)과 상기 제2자석결합판(128)은 각각 상기 스타일러스(131)를 향하는 선단이 경사지게 절단형성된 수평경사단(127a,128a)을 형성하며,
    상기 제1자석결합판(127)과 상기 제2자석결합판(128)의 양측은 수직방향으로 경사지게 형성된 수직경사면(127b/127c,128b/128c)을 형성하는 것을 특징으로 하는 형상측정기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바디결합블록(115)에 상기 측정암부(120)가 결합되었을 때, 상기 제1자석결합판(127)과 상기 제2자석결합판(128)은 각각 수평경사단과 자석이 접하는 지점으로부터 자석의 전체 직경의 1/3~1/2 범위에 위치되는 것을 특징으로 하는 형상측정기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치고정부재(125)는 단면이 원형 또는 다각형인 축, 구 또는 반구 중 어느 하나로 구비되는 것을 특징으로 하는 형상측정기.
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