WO2023153570A1 - 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기 - Google Patents

2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기 Download PDF

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WO2023153570A1
WO2023153570A1 PCT/KR2022/012379 KR2022012379W WO2023153570A1 WO 2023153570 A1 WO2023153570 A1 WO 2023153570A1 KR 2022012379 W KR2022012379 W KR 2022012379W WO 2023153570 A1 WO2023153570 A1 WO 2023153570A1
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WO
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probes
probe
obj
measurement object
touch sensing
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PCT/KR2022/012379
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Inventor
김성호
조항석
강성중
Original Assignee
주식회사 덕인
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/20—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring contours or curvatures, e.g. determining profile

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional measuring device using two or more probes, and more particularly, to simultaneously measure three-dimensional space coordinates of two or more products having the same shape using two or more touch sensing probes. It is about an invention.
  • a 3 Dimension Coordinate Measuring Machine which is a device that obtains 3-dimensional space coordinates for a measured object by measuring the shape of the object more quickly and accurately, is mainly used for dimensional inspection of processed parts and reverse engineering of parts without drawings.
  • the CMM has been developed to measure a plurality of measurement objects more accurately, easily and quickly through high precision and automation.
  • Sensors used in CMM include a touch trigger probe using a contact signal of a 3-point ball, a scanning probe using an LVDT, a laser displacement sensor used for a non-contact type, and a CCD camera.
  • a touch trigger probe is mainly used to obtain a measurement point for determining a 3D shape.
  • CMM using a commercially available probe is a method of acquiring 3D coordinates for a measurement object by reading spatial coordinates where a single probe is touched while moving a single probe in the X-, Y-, and Z-axis directions.
  • the CMM using a single probe cannot help but measure one measurement object at a time, and thus, when there are several measurement objects, it takes a lot of time, which inevitably leads to a decrease in productivity.
  • the contact and non-contact integrated three-dimensional measurement system includes a base; Integrated unit equipped with both contact and non-contact probes; a three-dimensional transport device installed to move the integration unit in three directions on a three-dimensional rectangular coordinate system with respect to the base; a numerical control device controlling the three-dimensional transfer device; an integrated unit adjusting device for rotating and tilting the integrated unit with respect to the three-dimensional transport device; an integrated unit controller controlling the integrated unit control device; and an arithmetic device for calculating measurement data for a measurement object in a single coordinate system using data obtained from the numerical control device and the integrated unit controller, and measurement data from the contact probe and the non-contact probe.
  • the contact and non-contact integrated 3D measurement systems also have a problem in that they can only measure one object at a time.
  • the present invention provides an invention capable of simultaneously measuring the three-dimensional spatial coordinates and dimensions of two or more products having the same shape in order to solve the above problems, thereby requiring the measurement of three-dimensional spatial coordinates and dimensions of two or more products. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional measuring device using two or more probes capable of shortening the time required to obtain a product and increasing product yield.
  • the three-dimensional measuring device using two or more probes according to the present invention for achieving the above object has the same shape, but two or more measurement objects (obj) to measure 3D coordinates are fixedly installed measurement object fixing means 100 class; Equipped with two or more probes 201 (Probes) that respectively touch the two or more measurement objects (obj), and outputs a touch detection signal when the probes 201 touch the measurement objects (obj) a touch sensing means 200 that does; a touch sensing means fixing means 300 in which the touch sensing means 200 is fixedly installed; an intermediate fixing means (400) installed above the touch sensing means fixing means (300) and connected to the touch sensing means fixing means (300); a transfer means 500 for moving the intermediate fixing means 400 integrally coupled with the touch sensing means 200 within a 3D space; and controlling the transfer means 500 to move the touch sensing means 200, and whenever the two or more probes 201 sequentially touch two or more measurement objects obj during movement, the measurement object ( obj) and a control
  • Two or more probes 201 are arranged in a row on the touch sensing means fixing means 300 with a predetermined width interval therebetween.
  • the transfer means 500 is integrally combined with the X-axis transfer means 501 for moving the intermediate fixing means 400 in the horizontal direction of the measurement object fixing means 100 and the intermediate fixing means 400.
  • the control unit 600 controls the transfer unit 500 to move the two or more probes 201 in the direction of the horizontal axis, vertical axis, or height of the measurement object fixing unit 100. and probe position detecting means 602 for detecting the moving direction and moving amount of two or more probes 201, and when each probe 201 from the touch sensing means 200 touches the measurement object obj
  • the touch sensing signal receiving unit 603 for receiving touch sensing signals for each generated probe 201 and the transfer means controller 601 are controlled to move two or more probes 201 to a desired position and the touch sensing signal receiving unit Through 603, the probe 201 in contact with the measurement object obj among two or more probes 201 is identified, and the movement direction and movement amount of the probe 201 detected by the probe position detection means 602 are used.
  • the main controller 604 stops the transfer means 500 when all the probes 201 mounted on the touch sensing means 200 come into contact with the measurement object obj while moving the set moving distance, thereby stopping the probes 201.
  • the probe 201 is prevented from being damaged by moving the probe 201 in a direction opposite to the moving direction of the probe 201 without moving the probe 201 .
  • the main controller 604 controls the measurement object (obj) while the two or more probes 201 move a certain distance after any one of the two or more probes 201 comes into contact with the measurement object (obj).
  • the three-dimensional measuring device using two or more probes according to the present invention having such a configuration provides an invention capable of simultaneously measuring the three-dimensional space coordinates and dimensions of two or more products having the same shape, so that two or more products It is possible to shorten the time required for measuring the 3D spatial coordinates and dimensions of the object, and to increase product production.
  • Figure 1 is a perspective view of the combination of the present invention
  • Figure 2 is a side view of the present invention
  • Figure 3 shows a touch sensing means and a touch sensing means fixing means
  • Figure 4 is a combined perspective view of the X-axis conveying means
  • Figure 5 is an exploded perspective view of the X-axis conveying means.
  • Figure 6 is a cutaway view of the X-axis conveying means
  • Figure 7 is a view for explaining the bottom surface of the X-axis conveying means
  • Figure 8 is a view for explaining the bottom surface of the intermediate fixing means
  • Means for fixing the object to be measured 101.
  • Right cover means second attachment member 600.
  • Transport means controller 602.
  • Probe position detection means means
  • the 3D measuring instrument using two or more probes according to the present invention has the same shape, but two or more measurement objects (obj) to measure 3D coordinates are fixedly installed.
  • a fixing means 100 Equipped with two or more probes 201 (Probes) that respectively touch the two or more measurement objects (obj), and outputs a touch detection signal when the probes 201 touch the measurement objects (obj) a touch sensing means 200 that does; a touch sensing means fixing means 300 in which the touch sensing means 200 is fixedly installed; an intermediate fixing means (400) installed above the touch sensing means fixing means (300) and connected to the touch sensing means fixing means (300); a transfer means 500 for moving the intermediate fixing means 400 integrally coupled with the touch sensing means 200 within a 3D space; and controlling the transfer means 500 to move the touch sensing means 200, and whenever the two or more probes 201 sequentially touch two or more measurement objects obj during movement, the measurement object ( obj) and a
  • the measurement object fixing unit 100 includes a base plate 101 for mounting the measurement object, two or more measurement objects obj, and a base plate 101 for mounting the measurement object. It includes a measurement object fixing jig 102 for fixing two or more measurement objects obj therebetween to the measurement object mounting base plate 101.
  • Two or more probes 201 are arranged in a row on the touch sensing means fixing means 300 with a predetermined width interval therebetween.
  • the transfer means 500 includes an X-axis transfer means 501 for moving the intermediate fixing means 400 in the horizontal direction of the measurement object fixing means 100, and the Y-axis conveying means 502 for moving the X-axis conveying means 501 integrally coupled with the intermediate fixing means 400 in the longitudinal direction of the measurement object fixing means 100, and the X-axis conveying means 501 ) and a Z-axis conveying means 503 for moving the Y-axis conveying means 502 in the vertical height direction.
  • the X-axis conveying means side base member 504 moved in the vertical direction of the X-axis conveying means side base member 504 is installed in the intermediate fixing means 400 according to the control signal of the control means 600
  • the X-axis position detecting unit 507 uses an encoder.
  • a front cover 526 is mounted on the front of the X-axis transport unit 501, and a rear cover 527 is mounted on the rear side of the X-axis transport unit 501.
  • the intermediate fixing means reciprocating means 505 is installed between the X-axis conveying means-side base member 504 and the intermediate fixing means 400, but the measurement object fixing means ( 100), the ball screw 508 laid in the horizontal direction, and the ball screw 508 is installed through and the nut 509 moves in the longitudinal direction of the ball screw 508 when the ball screw 508 is rotated , a nut fixing block 510 that is fixed to the nut 509, moves along the nut 509, and is connected to the intermediate fixing means 400 to move the intermediate fixing means 400, and the control means ( 600) includes a ball screw rotation means 511 for rotating the ball screw 508 clockwise or counterclockwise according to the control signal.
  • the horizontal movement guide means 506 is parallel to the bottom of the base member 504 on the X-axis conveyance means side with the intermediate fixing means reciprocating means 505 interposed therebetween.
  • the installed first rail 514 and the second rail 515 are fixedly installed on the upper surface of the intermediate fixing means 400 facing the first rail 514 at a predetermined width interval therebetween, and the first rail ( 514), a first slider 516 and a second slider 517 coupled to and sliding, and a predetermined width gap between the upper surface of the intermediate fixing means 400 facing the second rail 515 It includes a third slider 518 and a fourth slider 519 that are fixedly installed and coupled to the second rail 515 to slide.
  • the intermediate fixing means 400 has a nut fixing block passage hole 401 through which the nut fixing block 510 passes, and the nut is provided on the lower surface of the intermediate fixing means 400.
  • a connection block fixing groove 402 connected to the fixing block pass hole 401 is provided, and the nut fixing block 510 is inserted into the nut fixing block pass hole 401 as shown in FIG. 509 is inserted into the first fixing block 512 through which it is fixed, and the connecting block fixing groove 402, but is fixedly coupled to the connecting block fixing groove 402 and the first fixing block 512, 1 includes an intermediate fixing means connecting block 513 connecting the fixing block 512 to the intermediate fixing means 400.
  • a connecting means for connecting the touch sensing means fixing means 300 to the intermediate fixing means 400 ( 700) is mounted, and as shown in FIG. 6, the connecting member 700 includes a cylindrical connecting member 701 fixed to the top of the touch sensing means fixing member 300, and the cylindrical connecting member 701. It has a disk shape larger than the diameter of and includes a disk-shaped connecting member 702 connecting the cylindrical connecting member 701 and the intermediate fixing means 400.
  • the X-axis conveying means 501 is fixedly installed at the left end of the X-axis conveying means-side base member 504 at a 90 degree angle with the X-axis conveying means-side base member 504.
  • the left covering means first attachment member 520 installed with a left covering means and the left covering means second attachment member fixed to the left end of the intermediate fixing means 400 facing the left covering means first attachment member 520 ( 521), both ends are fixedly coupled to the left covering means first attachment member 520 and the left covering means second attachment member 521, respectively, so that when the intermediate fixing means 400 is moved in the left direction, it is folded and the When the intermediate fixing means 400 is moved in the right direction, it is unfolded to prevent foreign substances from entering the X-axis conveying means 501.
  • the intermediate fixing means 400 facing the right covering means first attachment member 523 and the right covering means first attachment member 523 installed at an angle of 90 degrees from the X-axis conveyance means side base member 504
  • the right covering means second attachment member 524 fixedly installed at the right end of the ), and both ends are fixedly coupled to the right covering means first attachment member 523 and the right covering means second attachment member 524, respectively.
  • the left covering means and the right covering means use bellows.
  • the control unit 600 controls the transfer unit 500 to move the two or more probes 201 in the horizontal direction, vertical direction, or height direction of the measurement object fixing unit 100.
  • Each probe 201 is measured by a transfer means controller 601 for moving, a probe position detection means 602 for detecting the moving direction and movement amount of two or more probes 201, and the touch sensing means 200.
  • a touch detection signal receiving unit 603 receiving a touch detection signal for each probe 201 generated when the object obj is touched, and controlling the transfer means controller 601 to move two or more probes 201 to a desired position.
  • the probe position detecting means 602 by identifying the probe 201 in contact with the measurement object obj among the two or more probes 201 through the touch sensing signal receiver 603. ) and a main controller 604 that calculates 3D coordinates of the measurement object obj that is currently in contact with the probe 201 using the moving direction and amount of movement.
  • the probe position detecting means 602 uses an encoder.
  • the main controller 604 stops the transfer means 500 when all the probes 201 mounted on the touch sensing means 200 come into contact with the measurement object obj while moving the set moving distance, thereby stopping the probes 201.
  • the probe 201 is prevented from being damaged by moving the probe 201 in a direction opposite to the moving direction of the probe 201 without moving the probe 201 .
  • the main controller 604 controls the measurement object (obj) while the two or more probes 201 move a certain distance after one of the two or more probes 201 comes into contact with the measurement object (obj). ) If the remaining probes 201, except for the probe 201 in contact with the measurement object obj, do not contact the measurement object obj, the movement of the probe 201 is stopped and any one probe 201 in contact with the measurement object obj is damaged. prevent becoming
  • the three-dimensional measuring device using two or more probes according to the present invention having such a configuration provides an invention capable of simultaneously measuring the three-dimensional space coordinates and dimensions of two or more products having the same shape, so that two or more products It is possible to shorten the time required for measuring the 3D spatial coordinates and dimensions of the object, and to increase product production.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

본 발명은 2개 이상의 프로브를 이용하여 형상이 동일한 2개 이상의 측정 대상물에 대한 3차원 공간 좌표와 치수를 동시에 측정함으로써, 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표와 치수 측정시 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 제품 생산량을 높일 수 있는 3차원 측정기에 관한 것이다.

Description

2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기
본 발명은 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 2개 이상의 터치 감지용 프로브를 이용하여 형상이 동일한 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표를 동시에 측정할 수 있는 발명에 관한 것이다.
물체의 형상을 보다 빠르고 정확하게 측정함으로써 측정 물체에 대한 3차원 공간 좌표를 얻는 장비인 CMM(3 Dimension Coordinate Measuring Machine)은 가공된 부품의 치수 검사와 도면이 없는 부품의 역설계에 주로 사용되고 있다.
최근 상기 CMM은 고정밀화, 자동화를 통해 다수의 측정 대상을 보다 정확하면서도 쉽고 빠르게 측정할 수 있도록 발전되었다.
CMM에 사용되는 센서로는 3점 볼의 접점 신호를 이용한 터치 트리거 프로브(Touch trigger probe)와, LVDT를 이용한 스캐닝 프로브(Scanning probe), 그리고 비접촉식에 사용되는 레이저 변위 센서, CCD 카메라 등이 있으며, 3차원 형상을 결정하기 위한 측정점의 획득은 주로 터치 트리거 프로브가 사용되고 있다.
현재, 출시된 프로브를 이용한 CMM은 단일 프로브를 X축, Y축, Z축 방향으로 이동시키면서, 단일 프로브가 터치(Touch)되는 공간 좌표를 읽어들여 측정 물체에 대한 3D 좌표를 획득하는 방식이다.
하지만, 단일 프로브를 이용한 CMM은 한번에 하나의 측정 물체를 측정할 수 밖에 없어, 측정 물체가 여러 개일 경우 많은 시간이 소요되고, 이는 생산성 저하로 이어질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 출원번호 "10-2005-0050680"호의 "접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정 시스템"이 출원되어 공개되었는데, 상기 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정 시스템은 베이스와; 접촉식 프로브와 비접촉식 프로브가 함께 장착된 통합 유니트; 상기 베이스에 대하여 상기 통합 유니트를 3차원 직각 좌표계 상에서 3 방향으로 각각 이동시킬 수 있도록 설치된 3차원 이송 장치; 상기 3차원 이송 장치를 제어하는 수치 제어 장치; 상기 3차원 이송 장치에 대하여 상기 통합 유니트를 회전 및 틸팅시키는 통합 유니트 조절 장치; 상기 통합 유니트 조절 장치를 제어하는 통합 유니트 컨트롤러; 상기 수치 제어 장치와 통합 유니트 컨트롤러로부터 얻어지는 데이터, 상기 접촉식 프로브와 비접촉식 프로브로부터의 측정 데이터를 이용하여 측정 대상 물체에 대한 측정 데이터를 단일 좌표계로 산출하는 연산 장치를 포함한다.
하지만, 상기 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정 시스템 역시 한번에 하나의 물체를 측정할 수 밖에 없다는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 형상이 동일한 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표와 치수를 동시에 측정할 수 있는 발명을 제공함으로써, 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표와 치수 측정시 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 제품 생산량을 높일 수 있는 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기는 형상이 동일하되, 3D 좌표를 측정하고자 하는 2개 이상의 측정 대상물(obj)이 고정 설치된 측정 대상물 고정 수단(100)과; 2개 이상의 상기 측정 대상물(obj)에 각각 터치(Touch)되는 2개 이상의 프로브(201)(Probe)를 구비하고, 상기 프로브(201)가 측정 대상물(obj)에 터치되었을 때 터치 감지 신호를 출력하는 터치 감지 수단(200); 상기 터치 감지 수단(200)이 고정 설치된 터치 감지 수단 고정 수단(300); 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)의 상부에 설치되되 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)에 연결된 중간 고정 수단(400); 3D 공간 내에서 상기 터치 감지 수단(200)이 일체로 결합된 상기 중간 고정 수단(400)을 이동시키는 이송 수단(500); 및 상기 이송 수단(500)을 제어하여 상기 터치 감지 수단(200)을 이동시키고, 상기 2개 이상의 프로브(201)가 이동 중 2개 이상의 측정 대상물(obj)에 순차적으로 터치될 때마다 측정 대상물(obj)과 맞닿은 프로브(201)가 현재 위치한 3D 좌표를 수집하여 2개 이상의 측정 대상물(obj)에 대한 3D 좌표 및 치수를 측정하는 제어 수단(600)을 포함한다. 2개 이상의 상기 프로브(201)는 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)에 소정 너비 간격을 사이에 두고 일렬 배치된다. 상기 이송 수단(500)은 상기 중간 고정 수단(400)을 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로 방향으로 이동시키는 X축 이송 수단(501)과, 상기 중간 고정 수단(400)과 일체로 결합된 상기 X축 이송 수단(501)을 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 세로 방향으로 이동시키는 Y축 이송 수단(502), 및 상기 X축 이송 수단(501)과 연결된 상기 Y축 이송 수단(502)을 상하 높이 방향으로 이동시키는 Z축 이송 수단(503)을 포함한다. 상기 제어 수단(600)은 상기 이송 수단(500)을 제어하여 2개 이상의 프로브(201)를 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로축 방향이나 세로축 방향 또는 높이 방향으로 이동시키는 이송 수단 컨트롤러(601)와, 2개 이상의 프로브(201)가 이동되는 방향과 이동량을 검출하는 프로브 위치 검출 수단(602), 상기 터치 감지 수단(200)으로부터 각각의 프로브(201)가 측정 대상물(obj)에 터치되었을 때 발생되는 프로브(201)별 터치 감지 신호를 수신하는 터치 감지 신호 수신부(603), 및 상기 이송 수단 컨트롤러(601)를 제어하여 2개 이상의 프로브(201)를 원하는 위치로 이동시키고 상기 터치 감지 신호 수신부(603)를 통해 2개 이상의 프로브(201) 중 측정 대상물(obj)과 접촉된 프로브(201)를 파악하며 상기 프로브 위치 검출 수단(602)으로부터 검출된 프로브(201)의 이동 방향과 이동량을 이용하여 현재 프로브(201)와 접촉된 측정 대상물(obj)의 3D 좌표를 산출하는 메인 컨트롤러(604)를 포함한다. 상기 메인 컨트롤러(604)는 상기 터치 감지 수단(200)에 장착된 모든 프로브(201)가 설정된 이동 거리를 이동하는 동안 측정 대상물(obj)과 모두 접촉되었을 때 상기 이송 수단(500)을 정지시켜 프로브(201)가 이동되지 않도록 하고 상기 프로브(201)의 이동 방향과 반대 방향으로 프로브(201)를 이동시켜 상기 프로브(201)가 손상되는 것을 방지한다. 상기 메인 컨트롤러(604)는 2개 이상의 프로브(201) 중 어느 1개의 프로브(201)가 측정 대상물(obj)과 접촉된 후 2개 이상의 프로브(201)가 일정 거리를 이동하는 동안 측정 대상물(obj)과 접촉된 프로브(201)를 제외한 나머지 프로브(201)가 측정 대상물(obj)과 접촉되지 않으면 프로브(201)의 이동을 멈춰 측정 대상물(obj)과 접촉된 어느 1개의 프로브(201)가 손상되는 것을 방지한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기는 형상이 동일한 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표와 치수를 동시에 측정할 수 있는 발명을 제공함으로써, 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표와 치수 측정시 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 제품 생산량을 높일 수 있다.
도면 1은 본 발명의 결합 사시도,
도면 2는 본 발명의 측면도,
도면 3은 터치 감지 수단과 터치 감지 수단 고정 수단를 도시한 도면,
도면 4는 X축 이송 수단의 결합 사시도,
도면 5는 X축 이송 수단의 분해 사시도.
도면 6은 X축 이송 수단의 절단면도,
도면 7은 X축 이송 수단의 저면을 설명하기 위한 도면,
도면 8은 중간 고정 수단의 저면을 설명하기 위한 도면,
도면 9는 본 발명의 제어 블럭도.
*부호의 설명*
100. 측정 대상물 고정 수단 101. 측정 대상물 안착용 베이스판
102. 측정 대상물 고정 지그 200. 터치 감지 수단
201. 프로브 300. 터치 감지 수단 고정 수단
400. 중간 고정 수단 401. 너트 고정 블럭 통과홀
402. 연결 블럭 고정홈 500. 이송 수단
501. X축 이송 수단 502. Y축 이송 수단
503. Z축 이송 수단 504. X축 이송 수단측 베이스 부재
505. 중간고정수단 왕복 이동 수단 506. 수평 이동 안내 수단
507. X축 위치 검출 수단 508. 볼스크류
509. 너트 510. 너트 고정 블럭
511. 볼스크류 회전 수단 512. 제1 고정 블럭
513. 중간 고정 수단 연결 블럭 514. 제1 레일
515. 제2 레일 516. 제1 슬라이더
517. 제2 슬라이더 518. 제3 슬라이더
519. 제4 슬라이더 520. 좌측 가림수단 제1 부착부재
521. 좌측 가림수단 제2 부착부재 523. 우측 가림수단 제1 부착부재
524. 우측 가림수단 제2 부착부재 600. 제어 수단
601. 이송 수단 컨트롤러 602. 프로브 위치 검출 수단
603. 터치 감지 신호 수신부 604. 메인 컨트롤러
700. 연결 수단 701. 원통형 연결 부재
702. 원판형 연결 부재
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기는 도면 1 내지 도면 9에 도시한 바와 같이, 형상이 동일하되, 3D 좌표를 측정하고자 하는 2개 이상의 측정 대상물(obj)이 고정 설치된 측정 대상물 고정 수단(100)과; 2개 이상의 상기 측정 대상물(obj)에 각각 터치(Touch)되는 2개 이상의 프로브(201)(Probe)를 구비하고, 상기 프로브(201)가 측정 대상물(obj)에 터치되었을 때 터치 감지 신호를 출력하는 터치 감지 수단(200); 상기 터치 감지 수단(200)이 고정 설치된 터치 감지 수단 고정 수단(300); 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)의 상부에 설치되되 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)에 연결된 중간 고정 수단(400); 3D 공간 내에서 상기 터치 감지 수단(200)이 일체로 결합된 상기 중간 고정 수단(400)을 이동시키는 이송 수단(500); 및 상기 이송 수단(500)을 제어하여 상기 터치 감지 수단(200)을 이동시키고, 상기 2개 이상의 프로브(201)가 이동 중 2개 이상의 측정 대상물(obj)에 순차적으로 터치될 때마다 측정 대상물(obj)과 맞닿은 프로브(201)가 현재 위치한 3D 좌표를 수집하여 2개 이상의 측정 대상물(obj)에 대한 3D 좌표 및 치수를 측정하는 제어 수단(600)을 포함한다.
상기 측정 대상물 고정 수단(100)은 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 측정 대상물 안착용 베이스판(101)과, 2개 이상의 측정 대상물(obj)과 상기 측정 대상물 안착용 베이스판(101) 사이에서 2개 이상의 측정 대상물(obj)을 상기 측정 대상물 안착용 베이스판(101)에 고정시키는 측정 대상물 고정 지그(102)를 포함한다.
2개 이상의 상기 프로브(201)는 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)에 소정 너비 간격을 사이에 두고 일렬 배치된다.
상기 이송 수단(500)은 도면 1 내지 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 중간 고정 수단(400)을 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로 방향으로 이동시키는 X축 이송 수단(501)과, 상기 중간 고정 수단(400)과 일체로 결합된 상기 X축 이송 수단(501)을 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 세로 방향으로 이동시키는 Y축 이송 수단(502), 및 상기 X축 이송 수단(501)과 연결된 상기 Y축 이송 수단(502)을 상하 높이 방향으로 이동시키는 Z축 이송 수단(503)을 포함한다.
상기 X축 이송 수단(501)은 도면 5 내지 도면 7에 도시한 바와 같이, 상기 중간 고정 수단(400)의 상부에 배치되되 상기 Y축 이송 수단(502)에 의해 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 세로 방향으로 이동되는 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)와, 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)에 설치되어 상기 제어 수단(600)의 제어 신호에 따라 상기 중간 고정 수단(400)을 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로 방향으로 왕복 이동시키는 중간고정수단 왕복 이동 수단(505), 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)에 설치되어 상기 중간 고정 수단(400)이 상기 중간고정수단 왕복 이동 수단(505)에 의해 이동될 때 수평 이동되도록 안내하는 수평 이동 안내 수단(506), 및 상기 중간 고정 수단(400)의 이동 방향과 이동량을 실시간으로 검출하여 상기 제어 수단(600)으로 송신하는 X축 위치 검출 수단(507)을 포함한다.
상기 X축 위치 검출 수단(507)은 엔코더(encoder)를 사용한다.
상기 X축 이송 수단(501)의 전면에는 전면 덮개(526)가 장착되고, 상기 X축 이송 수단(501)의 후면에는 후면 덮개(527)가 장착된다.
상기 중간고정수단 왕복 이동 수단(505)은 도면 5 내지 도면 7에 도시한 바와 같이, 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)와 중간 고정 수단(400) 사이에 설치되되 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로 방향으로 눕혀진 볼스크류(508)와, 상기 볼스크류(508)가 관통 설치되고 상기 볼스크류(508)가 회전될 때 볼스크류(508)의 길이 방향으로 이동되는 너트(509), 상기 너트(509)에 고정 설치되어 너트(509)를 따라 이동되고 상기 중간 고정 수단(400)과 연결되어 상기 중간 고정 수단(400)을 이동시키는 너트 고정 블럭(510), 및 상기 제어 수단(600)의 제어 신호에 따라 상기 볼스크류(508)를 시계 방향이나 반시계 방향으로 회전시키는 볼스크류 회전 수단(511)을 포함한다.
상기 수평 이동 안내 수단(506)은 도면 5 내지 도면 7에 도시한 바와 같이, 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)의 밑면에 상기 중간고정수단 왕복 이동 수단(505)을 사이에 두고 나란하게 설치된 제1 레일(514)과 제2 레일(515), 상기 제1 레일(514)을 마주보는 상기 중간 고정 수단(400)의 윗면에 소정 너비 간격을 사이에 두고 고정 설치되되 상기 제1 레일(514)에 결합되어 슬라이딩(Sliding)되는 제1 슬라이더(516)와 제2 슬라이더(517), 및 상기 제2 레일(515)을 마주보는 상기 중간 고정 수단(400)의 윗면에 소정 너비 간격을 사이에 두고 고정 설치되되 상기 제2 레일(515)에 결합되어 슬라이딩(Sliding)되는 제3 슬라이더(518)와 제4 슬라이더(519)를 포함한다.
상기 중간 고정 수단(400)에는 도면 8에 도시한 바와 같이, 상기 너트 고정 블럭(510)이 통과되는 너트 고정 블럭 통과홀(401)이 관통되고, 상기 중간 고정 수단(400)의 밑면에는 상기 너트 고정 블럭 통과홀(401)과 연결된 연결 블럭 고정홈(402)이 구비되며, 상기 너트 고정 블럭(510)은 도면 5에 도시한 바와 같이, 상기 너트 고정 블럭 통과홀(401)에 끼워지되 상기 너트(509)가 관통 고정된 제1 고정 블럭(512)과, 상기 연결 블럭 고정홈(402)에 끼워지되 상기 연결 블럭 고정홈(402)과 상기 제1 고정 블럭(512)에 고정 결합되어 상기 제1 고정 블럭(512)을 상기 중간 고정 수단(400)에 연결시키는 중간 고정 수단 연결 블럭(513)을 포함한다.
상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)과 상기 중간 고정 수단(400) 사이에는 도면 6에 도시한 바와 같이, 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)을 상기 중간 고정 수단(400)에 연결하는 연결 수단(700)이 장착되고, 상기 연결 수단(700)은 도면 6에 도시한 바와 같이, 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)의 상부에 고정 설치된 원통형 연결 부재(701)와, 상기 원통형 연결 부재(701)의 직경보다 큰 원판 형태로서 상기 원통형 연결 부재(701)와 상기 중간 고정 수단(400)을 연결하는 원판형 연결 부재(702)를 포함한다.
상기 X축 이송 수단(501)은 도면 5에 도시한 바와 같이, 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)의 좌측단에 고정 설치되되 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)와 90도 내각을 두고 설치된 좌측 가림수단 제1 부착부재(520)와, 상기 좌측 가림수단 제1 부착부재(520)를 마주보는 상기 중간 고정 수단(400)의 좌측단에 고정 설치된 좌측 가림수단 제2 부착부재(521), 양측단이 각각 상기 좌측 가림수단 제1 부착부재(520)와 좌측 가림수단 제2 부착부재(521)에 고정 결합되어 상기 중간 고정 수단(400)이 좌측 방향으로 이동될 때는 접혀지고 상기 중간 고정 수단(400)이 우측 방향으로 이동될 때에는 펼쳐져 상기 X축 이송 수단(501) 안으로 이물질이 들어가지 않도록 하는 좌측 가림수단, 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)의 우측단에 고정 설치되되 상기 X축 이송 수단측 베이스 부재(504)와 90도 내각을 두고 설치된 우측 가림수단 제1 부착부재(523), 상기 우측 가림수단 제1 부착부재(523)를 마주보는 상기 중간 고정 수단(400)의 우측단에 고정 설치된 우측 가림수단 제2 부착부재(524), 및 양측단이 각각 상기 우측 가림수단 제1 부착부재(523)와 우측 가림수단 제2 부착부재(524)에 고정 결합되어 상기 중간 고정 수단(400)이 우측 방향으로 이동될 때는 접혀지고 상기 중간 고정 수단(400)이 좌측 방향으로 이동될 때에는 펼쳐져 상기 X축 이송 수단(501) 안으로 이물질이 들어가지 않도록 하는 우측 가림수단이 부가 장착된다.
상기 좌측 가림수단과 우측 가림수단은 자바라를 이용한다.
상기 제어 수단(600)은 도면 9에 도시한 바와 같이, 상기 이송 수단(500)을 제어하여 2개 이상의 프로브(201)를 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로 방향이나 세로 방향 또는 높이 방향으로 이동시키는 이송 수단 컨트롤러(601)와, 2개 이상의 프로브(201)가 이동되는 방향과 이동량을 검출하는 프로브 위치 검출 수단(602), 상기 터치 감지 수단(200)으로부터 각각의 프로브(201)가 측정 대상물(obj)에 터치되었을 때 발생되는 프로브(201)별 터치 감지 신호를 수신하는 터치 감지 신호 수신부(603), 및 상기 이송 수단 컨트롤러(601)를 제어하여 2개 이상의 프로브(201)를 원하는 위치로 이동시키고 상기 터치 감지 신호 수신부(603)를 통해 2개 이상의 프로브(201) 중 측정 대상물(obj)과 접촉된 프로브(201)를 파악하며 상기 프로브 위치 검출 수단(602)으로부터 검출된 프로브(201)의 이동 방향과 이동량을 이용하여 현재 프로브(201)와 접촉된 측정 대상물(obj)의 3D 좌표를 산출하는 메인 컨트롤러(604)를 포함한다.
상기 프로브 위치 검출 수단(602)은 엔코더를 사용한다.
상기 메인 컨트롤러(604)는 상기 터치 감지 수단(200)에 장착된 모든 프로브(201)가 설정된 이동 거리를 이동하는 동안 측정 대상물(obj)과 모두 접촉되었을 때 상기 이송 수단(500)을 정지시켜 프로브(201)가 이동되지 않도록 하고 상기 프로브(201)의 이동 방향과 반대 방향으로 프로브(201)를 이동시켜 상기 프로브(201)가 손상되는 것을 방지한다.
상기 메인 컨트롤러(604)는 2개 이상의 프로브(201) 중 어느 1개의 프로브(201)가 측정 대상물(obj)과 접촉된 후 2개 이상의 프로브(201)가 일정 거리를 이동하는 동안 측정 대상물(obj)과 접촉된 프로브(201)를 제외한 나머지 프로브(201)가 측정 대상물(obj)과 접촉되지 않으면 프로브(201)의 이동을 멈춰 측정 대상물(obj)과 접촉된 어느 1개의 프로브(201)가 손상되는 것을 방지한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기는 형상이 동일한 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표와 치수를 동시에 측정할 수 있는 발명을 제공함으로써, 2개 이상의 제품에 대한 3차원 공간 좌표와 치수 측정시 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 제품 생산량을 높일 수 있다.

Claims (6)

  1. 형상이 동일하되, 3D 좌표를 측정하고자 하는 2개 이상의 측정 대상물(obj)이 고정 설치된 측정 대상물 고정 수단(100)과;
    2개 이상의 상기 측정 대상물(obj)에 각각 터치(Touch)되는 2개 이상의 프로브(201)(Probe)를 구비하고, 상기 프로브(201)가 측정 대상물(obj)에 터치되었을 때 터치 감지 신호를 출력하는 터치 감지 수단(200);
    상기 터치 감지 수단(200)이 고정 설치된 터치 감지 수단 고정 수단(300);
    상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)의 상부에 설치되되 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)에 연결된 중간 고정 수단(400);
    3D 공간 내에서 상기 터치 감지 수단(200)이 일체로 결합된 상기 중간 고정 수단(400)을 이동시키는 이송 수단(500);
    및 상기 이송 수단(500)을 제어하여 상기 터치 감지 수단(200)을 이동시키고, 상기 2개 이상의 프로브(201)가 이동 중 2개 이상의 측정 대상물(obj)에 순차적으로 터치될 때마다 측정 대상물(obj)과 맞닿은 프로브(201)가 현재 위치한 3D 좌표를 수집하여 2개 이상의 측정 대상물(obj)에 대한 3D 좌표 및 치수를 측정하는 제어 수단(600)을 포함하는 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기.
  2. 제1 항에 있어서,
    2개 이상의 상기 프로브(201)는 상기 터치 감지 수단 고정 수단(300)에 소정 너비 간격을 사이에 두고 일렬 배치되는 것을 특징으로 하는 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 이송 수단(500)은 상기 중간 고정 수단(400)을 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로 방향으로 이동시키는 X축 이송 수단(501)과;
    상기 중간 고정 수단(400)과 일체로 결합된 상기 X축 이송 수단(501)을 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 세로 방향으로 이동시키는 Y축 이송 수단(502);
    및 상기 X축 이송 수단(501)과 연결된 상기 Y축 이송 수단(502)을 상하 높이 방향으로 이동시키는 Z축 이송 수단(503)을 포함하는 것을 특징으로 하는 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 수단(600)은 상기 이송 수단(500)을 제어하여 2개 이상의 프로브(201)를 상기 측정 대상물 고정 수단(100)의 가로 방향이나 세로 방향 또는 높이 방향으로 이동시키는 이송 수단 컨트롤러(601)와;
    2개 이상의 프로브(201)가 이동되는 방향과 이동량을 검출하는 프로브 위치 검출 수단(602);
    상기 터치 감지 수단(200)으로부터 각각의 프로브(201)가 측정 대상물(obj)에 터치되었을 때 발생되는 프로브(201)별 터치 감지 신호를 수신하는 터치 감지 신호 수신부(603);
    및 상기 이송 수단 컨트롤러(601)를 제어하여 2개 이상의 프로브(201)를 원하는 위치로 이동시키고 상기 터치 감지 신호 수신부(603)를 통해 2개 이상의 프로브(201) 중 측정 대상물(obj)과 접촉된 프로브(201)를 파악하며 상기 프로브 위치 검출 수단(602)으로부터 검출된 프로브(201)의 이동 방향과 이동량을 이용하여 현재 프로브(201)와 접촉된 측정 대상물(obj)의 3D 좌표를 산출하는 메인 컨트롤러(604)를 포함하는 것을 특징으로 하는 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러(604)는 상기 터치 감지 수단(200)에 장착된 모든 프로브(201)가 설정된 이동 거리를 이동하는 동안 측정 대상물(obj)과 모두 접촉되었을 때 상기 이송 수단(500)을 정지시켜 프로브(201)가 이동되지 않도록 하고 상기 프로브(201)의 이동 방향과 반대 방향으로 프로브(201)를 이동시켜 상기 프로브(201)가 손상되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러(604)는 2개 이상의 프로브(201) 중 어느 1개의 프로브(201)가 측정 대상물(obj)과 접촉된 후 2개 이상의 프로브(201)가 일정 거리를 이동하는 동안 측정 대상물(obj)과 접촉된 프로브(201)를 제외한 나머지 프로브(201)가 측정 대상물(obj)과 접촉되지 않으면 프로브(201)의 이동을 멈춰 측정 대상물(obj)과 접촉된 어느 1개의 프로브(201)가 손상되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기.
PCT/KR2022/012379 2022-02-14 2022-08-19 2개 이상의 프로브를 사용하는 3차원 측정기 WO2023153570A1 (ko)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10253716A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Hitachi Ltd インサーキットテスタ
JP2002257504A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Canon Inc マルチプローブ形状測定装置
JP2015010980A (ja) * 2013-07-01 2015-01-19 三菱電機株式会社 プローブ装置
JP2017003295A (ja) * 2015-06-05 2017-01-05 三菱電機株式会社 測定装置、半導体装置の測定方法
US20180372480A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Mitutoyo Corporation Coordinate measuring unit and method for recognizing measuring probe

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060130292A (ko) 2005-06-14 2006-12-19 현대모비스 주식회사 접촉식 및 비접촉식 통합 3차원 측정시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10253716A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Hitachi Ltd インサーキットテスタ
JP2002257504A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Canon Inc マルチプローブ形状測定装置
JP2015010980A (ja) * 2013-07-01 2015-01-19 三菱電機株式会社 プローブ装置
JP2017003295A (ja) * 2015-06-05 2017-01-05 三菱電機株式会社 測定装置、半導体装置の測定方法
US20180372480A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Mitutoyo Corporation Coordinate measuring unit and method for recognizing measuring probe

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