KR102196247B1 - Actuator Driving Type 3 dimensional Measuring Apparatus using Self-centering Unit - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치는 검사하고자 하는 3차원 가공면을 가진 피가공물이 고정되는 베이스부, 상기 3차원 가공면의 치수를 측정하기 위한 측정용 프루브를 포함하는 셀프센터링 유니트, 및 상기 셀프센터링 유니트를 동작시키기 위한 액츄에이터부를 포함하되, 상기 셀프센터링 유니트는, 상기 3차원 가공면의 치수 측정을 위하여 일측 단부가 상기 3차원 가공면에 정합되는 형상으로 이루어진 측정용 프루브와, 일측에 상기 액츄에이터부가 결합되고 타측에 상기 측정용 프루브가 결합되며, 상기 액츄에이터부의 동작에 의하여 상기 측정용 프루브의 일측 단부가 상기 3차원 가공면에 정합되는 과정에서 상기 측정용 프루브의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The actuator-driven 3-axis dimension measuring apparatus using the self-centering unit according to the present invention includes a base portion on which a workpiece having a three-dimensional processing surface to be inspected is fixed, and a measurement probe for measuring the dimensions of the three-dimensional processing surface. Including a self-centering unit, and an actuator for operating the self-centering unit, wherein the self-centering unit has a shape in which one end of the self-centering unit is matched with the three-dimensional machining surface for measuring the dimensions of the three-dimensional machining surface. The measurement probe is made, and the actuator unit is coupled to one side and the measurement probe is coupled to the other side, and one end of the measurement probe is matched to the three-dimensional machining surface by the operation of the actuator unit. It characterized in that it comprises a three-axis displacement measuring unit for measuring the amount of displacement in each of the three-axis directions while generating displacement in the three-axis direction according to the movement of the probe.

Figure R1020160183333
Figure R1020160183333

Description

셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치{ Actuator Driving Type 3 dimensional Measuring Apparatus using Self-centering Unit}Actuator Driving Type 3 dimensional Measuring Apparatus using Self-centering Unit}

본 발명은 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 액츄에이터를 동작시킬 경우 상기 액츄에이터에 연결된 셀프센터링 유니트에 의하여 치수 측정용 프루브가 자동으로 3차원 형상의 가공면에 정합되고, 상기 정합 과정에서 발생되는 치수 측정용 프루브의 3축 방향 변위를 자동으로 측정하도록 구성됨으로써 상기 3차원 가공면의 3축 방향 치수에 대한 불량 여부를 동시에 측정 가능하여 자동차의 변속부품 등과 같이 MCT와 같은 가공장치를 이용하여 가공된 3차원 형상의 가공면에 대한 정밀 치수를 신속하고 정확하게 측정하기 위한 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator-driven three-axis dimension measuring apparatus using a self-centering unit, and more specifically, when operating the actuator, a probe for dimension measurement is automatically formed in a three-dimensional shape by a self-centering unit connected to the actuator. It is configured to automatically measure the displacement in the three-axis direction of the probe for dimension measurement, which is matched to the machined surface and generated during the matching process, so that it is possible to simultaneously measure whether or not there are defects in the three-axis direction of the three-dimensional machined surface, so the speed of the car It relates to an actuator-driven 3-axis dimension measuring apparatus using a self-centering unit to quickly and accurately measure the precise dimensions of a 3D-shaped processing surface processed using a processing device such as an MCT such as parts.

머시닝센터(Machining center, 이하 'MCT'라 함)는 자동 공구교환 장치를 부착해 여러 공정의 연속적인 작업을 자동으로 공구를 교환하면서 공작물을 가공하는 공작기계이며, 컴퓨터를 통한 거리수치입력 및 회전수 지령 등을 통하여 공작물을 가공하는 장비로써 현재는 3축 가공의 보급이 활성화 되어 있고 4축 가공, 5축 가공 등의 정밀 가공기계들도 개발, 보급, 제작되고 있다.Machining center (hereinafter referred to as'MCT') is a machine tool that processes a workpiece while automatically changing tools for continuous work in several processes by attaching an automatic tool change device, and distance value input and rotation through a computer As an equipment that processes workpieces through hand orders, the spread of 3-axis machining is currently active, and precision processing machines such as 4-axis machining and 5-axis machining are also being developed, distributed, and manufactured.

이러한 MCT에 의해 클러치 부품, 콤프레샤 부품, 조향 부품 등 다양한 종류의 자동차 부품, 전기/전자 부품들에 대한 가공이 이루어지는데, 이들 중 특히 곡면과 같은 3차원 형상의 가공면은 다른 부품과의 결합을 위하여 이루어지는 것이 일반적이기 때문에 가공 품질의 안정을 위해서는 상기 3차원 형상 가공면이 정상적으로 가공되었는지 여부를 검사하는 불량 검사과정이 필수적이다.Through these MCTs, various types of automobile parts, such as clutch parts, compressor parts, and steering parts, and electric/electronic parts are processed. Among these, the machining surface of a three-dimensional shape such as a curved surface is not combined with other parts. Since it is generally performed for processing quality, a defect inspection process of inspecting whether the 3D shape processing surface is normally processed is essential.

종래에는 상기 불량 검사과정이 생산부품의 생산 사이클과 검사 사이클의 비대칭으로 인한 검사 로스(Loss) 발생을 최소화하기 위하여 주로 샘플링 검사방식으로 진행되었으나, 샘플링 방식의 특성상 불량제품의 혼입 가능성이 높고 불량이 검출되는 경우에도 소수의 제품불량보다 롯트(Lot)성 다수의 불량이 발생되므로 이로 인해 생산중지 및 재생산으로 인한 기업의 손실이 발생되는 문제점이 있었다.Conventionally, the defect inspection process was mainly performed by a sampling inspection method in order to minimize the occurrence of inspection loss due to asymmetry between the production cycle and inspection cycle of production parts, but due to the nature of the sampling method, the possibility of mixing defective products is high and defects are Even if it is detected, a lot of defects in lot characteristics are generated rather than a few defects in products, so there is a problem in that the loss of companies due to production suspension and reproduction occurs.

따라서, 근래에는 공장에서 생산되는 전체 피가공물에 대하여 전용 검사장치를 이용하여 관리 치수에 대한 전수검사가 주로 이루어지고 있는데, 이러한 전용 검사장치에 대한 구체적인 구성은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.Therefore, in recent years, a total inspection for the management dimension is mainly made using a dedicated inspection device for the entire workpiece produced in the factory, and the specific configuration of such a dedicated inspection device is disclosed in detail in the following [Document 1]. .

그러나, 하기 [문헌 1]에 따른 검사장치의 경우 피가공물에 대한 탭가공의 불량 여부를 검사하는 장치이기 때문에 3차원 형상의 가공면에 대한 치수 검사에 적용될 수 없는 단점이 있다. However, the inspection device according to the following [Document 1] has a disadvantage that cannot be applied to dimensional inspection of a three-dimensional processed surface because it is a device that inspects whether tapping is defective on a workpiece.

이를 보완하기 위하여, 최근에는 카메라를 이용한 광학적 방식이나 가공면을 따라 이동하는 프루브 팁의 변위를 측정하여 3차원 가공면의 정밀 치수를 측정하는 방식이 제안되었으나, 전자의 경우 장치의 구성에 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 치수 측정의 정밀도가 저하되는 문제점이 있고, 후자의 경우 치수 측정에 과도한 시간이 소요되어 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.In order to compensate for this, in recent years, an optical method using a camera or a method of measuring the precise dimensions of the three-dimensional processing surface by measuring the displacement of the probe tip moving along the processing surface has been proposed, but in the former case, it is expensive to configure the device. Not only does this take, there is a problem that the precision of dimensional measurement is deteriorated, and in the latter case, there is a problem in that it takes an excessive time for dimensional measurement, thereby reducing productivity.

[문헌 1] 한국등록특허 제10-0728092호(2007. 4. 9. 공개)[Document 1] Korean Patent Registration No. 10-0728092 (published on April 9, 2007)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 액츄에이터를 동작시킬 경우 상기 액츄에이터에 연결된 셀프센터링 유니트에 의하여 치수 측정용 프루브가 자동으로 3차원 형상의 가공면에 정합되고, 상기 정합 과정에서 발생되는 치수 측정용 프루브의 3축 방향 변위를 자동으로 측정하도록 구성됨으로써 상기 3차원 가공면의 3축 방향 치수에 대한 불량 여부를 동시에 측정 가능하여 자동차의 변속부품 등과 같이 MCT와 같은 가공장치를 이용하여 가공된 3차원 형상의 가공면에 대한 정밀 치수를 신속하고 정확하게 측정하기 위한 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to automatically match a probe for dimension measurement to a machining surface of a three-dimensional shape by a self-centering unit connected to the actuator when operating the actuator. , It is configured to automatically measure the displacement in the three-axis direction of the dimension measurement probe generated during the matching process, so that it is possible to simultaneously measure whether or not there is a defect in the three-axis dimension of the three-dimensional machined surface. It is to provide an actuator-driven 3-axis dimension measuring device using a self-centering unit to quickly and accurately measure a precision dimension of a 3D-shaped surface processed using the same processing device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치는 검사하고자 하는 3차원 가공면을 가진 피가공물이 고정되는 베이스부, 상기 3차원 가공면의 치수를 측정하기 위한 측정용 프루브를 포함하는 셀프센터링 유니트, 및 상기 셀프센터링 유니트를 동작시키기 위한 액츄에이터부를 포함하되, 상기 셀프센터링 유니트는, 상기 3차원 가공면의 치수 측정을 위하여 일측 단부가 상기 3차원 가공면에 정합되는 형상으로 이루어진 측정용 프루브와, 일측에 상기 액츄에이터부가 결합되고 타측에 상기 측정용 프루브가 결합되며, 상기 액츄에이터부의 동작에 의하여 상기 측정용 프루브의 일측 단부가 상기 3차원 가공면에 정합되는 과정에서 상기 측정용 프루브의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an actuator-driven 3-axis dimension measuring apparatus using a self-centering unit according to the present invention includes a base portion on which a workpiece having a three-dimensional processing surface to be inspected is fixed, and the three-dimensional processing surface. A self-centering unit including a measurement probe for measuring dimensions, and an actuator part for operating the self-centering unit, wherein one end of the self-centering unit is the 3 A measurement probe made of a shape that matches the dimensional processing surface, the actuator unit is coupled to one side and the measurement probe is coupled to the other side, and one end of the measurement probe is the three-dimensional processing surface by the operation of the actuator unit. It characterized in that it comprises a three-axis displacement measuring unit for measuring the amount of displacement in each of the three-axis directions while generating displacement in the three-axis direction according to the movement of the measurement probe in the process of matching.

또한, 상기 액츄에이터부는 측정용 프루브를 상기 3차원 가공면을 향하는 방향인 제1방향으로 이동시키고, 상기 측정용 프루브는 액츄에이터부에 의하여 상기 일측 단부가 3차원 가공면 형상을 따라 이동하면서 상기 3차원 가공면과 정합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the actuator unit moves the measurement probe in a first direction, which is a direction toward the three-dimensional processing surface, and the measurement probe moves the one end of the three-dimensional processing surface along the shape of the three-dimensional processing surface by the actuator unit. It is characterized in that it matches with the processed surface.

또한, 상기 3축 변위 측정부는, 일측이 상기 액츄에이터부에 결합되어 액츄에이터부에 의해 상기 제1방향으로 이동하는 제1변위모듈, 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하도록 상기 제1변위모듈의 일측에 결합된 제2변위모듈, 상기 제1방향 및 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동가능하도록 상기 제2변위모듈의 일측에 결합한 제3변위모듈, 상기 제1변위모듈, 제2변위모듈, 제3변위모듈 또는 베이스부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 제1,2,3변위모듈의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정모듈, 및 상기 3축 변위 측정모듈의 측정결과를 미리 정해진 기준값과 대비하여 불량인 치수를 판단하는 불량판단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the three-axis displacement measuring unit, one side is coupled to the actuator unit, the first displacement module to move in the first direction by the actuator unit, the first so as to be movable in a second direction perpendicular to the first direction. A second displacement module coupled to one side of the displacement module, a third displacement module coupled to one side of the second displacement module so as to be movable in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, the first displacement module, A three-axis displacement measurement module installed in at least one of a second displacement module, a third displacement module, or a base unit to measure the displacement amount of the first, second, and third displacement modules, and the measurement result of the three-axis displacement measurement module. It characterized in that it comprises a defect determination module for determining a defective dimension compared to a predetermined reference value.

본 발명에 따른 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치는 액츄에이터부를 동작시킬 경우 상기 액츄에이터부에 연결된 셀프센터링 유니트에 의하여 치수 측정용 프루브가 자동으로 3차원 형상의 가공면에 정합되고, 상기 정합 과정에서 발생되는 치수 측정용 프루브의 3축 방향 변위를 자동으로 측정하도록 구성됨으로써 상기 3차원 가공면의 3축 방향 치수에 대한 불량 여부를 동시에 측정 가능하여 자동차의 변속부품 등과 같이 MCT와 같은 가공장치를 이용하여 가공된 3차원 형상의 가공면에 대한 정밀 치수를 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.In the actuator-driven 3-axis dimension measuring apparatus using the self-centering unit according to the present invention, when the actuator unit is operated, the probe for dimension measurement is automatically matched to the machining surface of the three-dimensional shape by the self-centering unit connected to the actuator unit. , It is configured to automatically measure the displacement in the three-axis direction of the dimension measurement probe generated during the matching process, so that it is possible to simultaneously measure whether or not there is a defect in the three-axis dimension of the three-dimensional machined surface. There is an advantage of being able to quickly and accurately measure the precise dimensions of the processed surface of a three-dimensional shape processed using the same processing device.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치의 구성을 설명하기 위한 사시도,
도2는 도1에 도시한 측정 장치가 피가공물의 3차원 가공면을 측정하는 상태에서의 A-A부에 대한 단면도, 및
도3과 도4는 각각 도2의 B-B부와 도3의 C-C부에 대한 단면도이다.1 is a perspective view for explaining the configuration of a three-axis dimension measuring apparatus of an actuator driving method using a self-centering unit according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view of an AA portion in a state in which the measuring apparatus shown in FIG. 1 measures a three-dimensional processing surface of a workpiece, and
3 and 4 are cross-sectional views of a portion BB of FIG. 2 and a portion CC of FIG. 3, respectively.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도2는 도1에 도시한 측정 장치가 피가공물의 3차원 가공면을 측정하는 상태에서의 A-A부에 대한 단면도이며, 도3과 도4는 각각 도2의 B-B부와 도3의 C-C부에 대한 단면도이다.1 is a perspective view for explaining the configuration of a three-axis dimension measuring apparatus of an actuator driving method using a self-centering unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a three-dimensional measuring device shown in FIG. It is a cross-sectional view of the AA portion in a state in which the processed surface is measured, and FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views of the BB portion of FIG. 2 and the CC portion of FIG. 3, respectively.

본 발명에 따른 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치는 검사하고자 하는 3차원 가공면(21)을 가진 피가공물(20)이 고정되는 베이스부(10), 상기 3차원 가공면(21)의 치수를 측정하기 위한 측정용 프루브(50)를 포함하는 셀프센터링 유니트(40,50,51,52,53), 및 상기 셀프센터링 유니트를 동작시키기 위한 액츄에이터부(30)를 포함하여 구성된다.The actuator-driven three-axis dimension measuring apparatus using the self-centering unit according to the present invention includes a base portion 10 on which a workpiece 20 having a three-dimensional processing surface 21 to be inspected is fixed, and the three-dimensional processing surface. Including a self-centering unit (40, 50, 51, 52, 53) including a measuring probe 50 for measuring the dimensions of (21), and an actuator unit 30 for operating the self-centering unit. Is composed.

이때, 상기 셀프센터링 유니트는 상기 3차원 가공면(21)의 치수 측정을 위하여 일측 단부가 상기 3차원 가공면(21)에 정합되는 형상으로 이루어진 측정용 프루브(50)와, 일측에 상기 액츄에이터부(30)가 결합되고 타측에 상기 측정용 프루브(50)가 결합되며, 상기 액츄에이터부(30)의 동작에 의하여 상기 측정용 프루브(50)의 일측 단부가 상기 3차원 가공면(21)에 정합되는 과정에서 상기 측정용 프루브의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부(40,51,52,53)를 포함하여 구성된다.At this time, the self-centering unit includes a measuring probe 50 having a shape in which one end is matched to the three-dimensional processing surface 21 for measuring the dimensions of the three-dimensional processing surface 21, and the actuator unit on one side thereof. (30) is coupled and the measurement probe (50) is coupled to the other side, and one end of the measurement probe (50) is aligned with the three-dimensional processing surface (21) by the operation of the actuator unit (30) In the process of generating a displacement in the three-axis direction according to the movement of the measurement probe, the three-axis displacement measuring unit 40, 51, 52, 53 is configured to measure the amount of displacement in each of the three-axis directions.

본 실시예의 경우 상기 피가공물(20)은 일예로서 검사하고자 하는 가공면이 상부를 향하도록 상기 베이스부(10)에 고정되는데, 이를 위하여 상기 베이스부(10)에는 피가공물을 고정시키기 위한 한 쌍의 고정용 지그(11,12)가 설치되어 있다.In the case of the present embodiment, the workpiece 20 is fixed to the base portion 10 so that the processed surface to be inspected faces upward, as an example, and for this purpose, a pair for fixing the workpiece to the base portion 10 Fixing jig (11, 12) is installed.

또한, 상기 측정용 프루브(50)는 상기 베이스부(10)의 상면에 수직한 봉 형상으로 구성되는데, 상기와 같은 구성에 의하여 본 실시예의 경우 상기 측정용 프루브(50)는 액츄에이터부(30)의 동작에 의하여 베이스부(10)의 상면과 수직한 방향인 제1방향으로 이동하게 된다.In addition, the measurement probe 50 is configured in a rod shape perpendicular to the upper surface of the base portion 10, and according to the above configuration, in the present embodiment, the measurement probe 50 is an actuator unit 30 It moves in the first direction perpendicular to the upper surface of the base unit 10 by the operation of.

또한, 상기 액츄에이터부(30)는 3축 방향 변위 측정부(40,51,52,53)에 결합된 단부가 상기 제1방향으로 승강할 수 있도록 구성되는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 액츄에이터부(30)는 통상의 유압 실린더 또는 전동 실린더 등을 이용하여 바람직하게 구성될 수 있다.In addition, the actuator unit 30 is configured such that an end coupled to the three-axis direction displacement measurement units 40, 51, 52, 53 can be lifted in the first direction. In this embodiment, the actuator unit (30) may be preferably configured using a conventional hydraulic cylinder or electric cylinder.

또한, 상기 3축 변위 측정부(40,51,52,53)는 3축 변위모듈(40)과 상기 3축 변위모듈(40)의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정모듈(51,52,53)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 3축 변위모듈(40)은, 일측이 상기 액츄에이터부(30)의 단부에 결합되어 액츄에이터부(30)에 의해 상기 제1방향으로 이동하는 제1변위모듈(41), 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하도록 상기 제1변위모듈(41)의 일측에 결합된 제2변위모듈(42), 및 상기 제1방향 및 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동가능하도록 상기 제2변위모듈(42)의 일측에 결합한 제3변위모듈(43)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)은 3축 변위모듈(40) 또는 베이스부(10) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)의 변위량을 측정하게 된다.In addition, the three-axis displacement measuring unit (40, 51, 52, 53) is a three-axis displacement measuring module (51, 52, 53) for measuring the amount of displacement of the three-axis displacement module 40 and the three-axis displacement module 40. ).
At this time, the three-axis displacement module 40, one side is coupled to the end of the actuator unit 30 to move in the first direction by the actuator unit 30, the first displacement module 41, the first A second displacement module 42 coupled to one side of the first displacement module 41 so as to be movable in a second direction perpendicular to the direction, and movable in a third direction perpendicular to the first and second directions It is configured to include a third displacement module 43 coupled to one side of the second displacement module 42.
In addition, the three-axis displacement measurement module (51, 52, 53) is installed in at least one of the three-axis displacement module 40 or the base portion 10, the first, second, third displacement module (41, 42, 43) is measured.

이때, 상기 제1변위모듈(41)은 본 실시예의 경우 일예로서 상부면이 상기 액츄에이터부(30)의 단부에 결합된 평판의 양측에 상기 제1방향으로 레그가 연장되어 형성된 대략 'ㄷ'자 형상으로 구성된다.At this time, the first displacement module 41 is formed by extending the legs in the first direction on both sides of the plate coupled to the end of the actuator unit 30 as an example in the case of this embodiment. It consists of a shape.

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제1변위모듈(41)은 액츄에이터부(30)가 승강할 경우 이에 연동하여 상기 측정용 프루브(50)와 함께 제1방향을 따라 승강하도록 구성된다.According to the above configuration, the first displacement module 41 is configured to move up and down along the first direction along with the measurement probe 50 when the actuator unit 30 is raised or lowered.

또한, 상기 제1변위모듈(41)의 양측 레그의 내부에는 도3에 도시한 바와 같이 제2변위모듈(42)이 제2방향을 따라 이동할 수 있도록 가이드하는 한 쌍의 제1가이드 레일(41a)이 형성되어 있다.In addition, inside the legs of both sides of the first displacement module 41, a pair of first guide rails 41a for guiding the second displacement module 42 to move in the second direction as shown in FIG. ) Is formed.

또한, 상기 제2변위모듈(42)은 본 실시예의 경우 일예로서 양측 단부가 상기 제1변위모듈(41)의 양측 레그의 내측면에 결합되는 평판 형상으로 구성되는데, 이를 위하여 상기 제2변위모듈(42)의 양측 단부에는 각각 상기 제1변위모듈(41)의 양측 레그에 형성된 제1가이드 레일(41a)에 결합되는 제1가이드 롤러(42b)가 설치되어 있다.In addition, in the case of this embodiment, the second displacement module 42 has a flat plate shape in which both ends are coupled to the inner sides of both legs of the first displacement module 41, for this purpose, the second displacement module First guide rollers 42b coupled to first guide rails 41a formed on both legs of the first displacement module 41 are installed at both ends of the first displacement module 41, respectively.

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제2변위모듈(42)은 후술하는 바와 같이 측정 프루브(50)의 단부가 3차원 가공면(21)에 접촉할 때 발생되는 제2방향의 변위에 따라 상기 제1가이드 레일(41a)을 따라 제1가이드 롤러(42b)가 회전하면서 변위를 발생시키게 된다.With the configuration as described above, the second displacement module 42 is configured as described later, according to the displacement in the second direction generated when the end of the measurement probe 50 contacts the 3D processing surface 21. A displacement is generated while the first guide roller 42b rotates along the guide rail 41a.

또한, 상기 제3변위모듈(43)은 본 실시예의 경우 일예로서 상부면이 상기 제2변위모듈(42)의 하부면에 결합되는 평판 형상으로 구성되는데, 이를 위하여 상기 제3변위모듈(42)의 상부면에는 상기 제2변위모듈(41)의 하부면에 형성된 제2가이드 레일(42a)에 결합되는 제2가이드 롤러(43b)가 설치되어 있다.In addition, in the case of the present embodiment, the third displacement module 43 is configured in a flat plate shape with an upper surface coupled to the lower surface of the second displacement module 42. To this end, the third displacement module 42 A second guide roller 43b coupled to the second guide rail 42a formed on the lower surface of the second displacement module 41 is installed on the upper surface of the second displacement module 41.

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제3변위모듈(43)은 후술하는 바와 같이 측정 프루브(50)의 단부가 3차원 가공면(21)에 접촉할 때 발생되는 제3방향의 변위에 따라 상기 제2가이드 레일(42a)을 따라 제2가이드 롤러(43b)가 회전하면서 변위를 발생시키게 된다.With the configuration as described above, the third displacement module 43 is configured as described below, according to the displacement in the third direction generated when the end of the measurement probe 50 contacts the 3D processing surface 21. A displacement is generated while the second guide roller 43b rotates along the guide rail 42a.

상기와 같은 구성에 의하여 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)은 액츄에이터부(30)에 의하여 상기 측정 프루브(50)의 단부가 3차원 가공면(21)에 접촉하는 경우 액츄에이터부(30)에 의한 구동력과, 상기 측정 프루브(50)의 단부와 3차원 가공면(21)의 결합에 의한 구속력에 의하여 각각 제1방향, 제2방향, 제3방향으로의 변위를 발생시키게 된다.When the first, second, and third displacement modules 41, 42, and 43 are in contact with the three-dimensional processing surface 21 by the actuator unit 30 by the above configuration, the end of the measurement probe 50 The displacement in the first direction, the second direction, and the third direction is generated by the driving force by the actuator unit 30 and the binding force by the coupling of the end of the measurement probe 50 and the three-dimensional processing surface 21 Will be ordered.

이때, 본 실시예에서와 같이 상기 3차원 가공면이 반구형의 홈과 같은 곡면일 경우 이와 대응되는 곡면 형상으로 돌출되어 형성된 상기 측정 프루브의 단부는, 피가공물의 가공 오차에 의하여 상기 곡면 형상의 홈(본 실시예의 경우 반구형 홈)과 정확하게 일치하지 않는 경우에도 액츄에이터부(30)의 구동력에 의하여 자연스럽게 곡면 형상의 홈 내부로 슬라이딩됨으로써 정합하게 되고, 이 과정에서 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)은 상술한 가공 오차에 따른 3축 방향의 변위를 발생시키게 된다.At this time, as in the present embodiment, when the three-dimensional processing surface is a curved surface such as a hemispherical groove, the end of the measurement probe formed by protruding in a curved shape corresponding thereto is a groove of the curved shape due to a processing error of the workpiece. (In this embodiment, even if it does not exactly match the hemispherical groove), it is matched by naturally sliding into the curved groove by the driving force of the actuator unit 30, and in this process, the first, second, and third displacement modules ( 41, 42, 43) generates displacement in the three-axis direction according to the above-described machining error.

이와 같이, 발생되는 상기 제1,2,3변위모듈(41,42,43)의 3축 방향의 변위는 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)에 의하여 측정되는데, 본 실시예의 경우 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)은 베이스부(10)의 상면에 설치된 제1방향 변위 측정모듈(51), 제1변위모듈(41)의 레그의 내측면 일측에 설치되는 제2방향 변위 측정모듈(52), 및 제2변위모듈(42)의 하부면 일측에 설치되는 제3방향 변위 측정모듈(53)로 이루어지도록 구성하였다.In this way, the displacement in the three-axis direction of the first, second, and third displacement modules 41, 42, 43 is measured by the three-axis displacement measurement modules 51, 52, 53, in the case of this embodiment. The three-axis displacement measurement module (51, 52, 53) is a first direction displacement measurement module (51) installed on the upper surface of the base portion (10), the first displacement module (41) installed on one side of the inner side of the leg. It is configured to consist of a two-way displacement measurement module 52, and a third direction displacement measurement module 53 installed on one side of the lower surface of the second displacement module 42.

이때, 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)은 물체의 변위를 측정할 수 있는 공지된 센서 중 어느 하나를 이용하여 바람직하게 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 3축 변위 측정모듈(51,52,53)이 측정 정밀도가 높은 LVDT 센서로 구성하였다.At this time, the three-axis displacement measurement module (51, 52, 53) may be preferably configured using any one of known sensors capable of measuring the displacement of the object, in this embodiment, as an example, the three-axis displacement The measurement modules 51, 52, 53 were composed of LVDT sensors with high measurement precision.

따라서, 상기 3차원 가공면(21)의 가공 오차에 의하여 발생되는 제1,2,3변위모듈(41,42,43)의 3축 방향의 변위는 상술한 바와 같이 측정된 후, 상기 측정결과를 불량판단모듈(미도시)에서 미리 정해진 기준값과 대비하여 3축 방향 치수 중 불량인 치수를 판단하게 된다.Therefore, the displacement in the three-axis direction of the first, second, and third displacement modules 41, 42 and 43 caused by the machining error of the three-dimensional machining surface 21 is measured as described above, and then the measurement result The defect determination module (not shown) determines a dimension that is defective among the dimensions in the three-axis direction in comparison with a predetermined reference value.

이때, 상기 기준값은 상기 3축 방향 치수에 대하여 허용 공차 범위를 고려한 치수 범위로 설정되는 것이 바람직하다.In this case, the reference value is preferably set to a dimension range in consideration of an allowable tolerance range for the dimension in the three-axis direction.

Claims (3)

검사하고자 하는 3차원 가공면을 가진 피가공물이 고정되는 베이스부;
상기 3차원 가공면의 치수를 측정하기 위한 측정용 프루브를 포함하는 셀프센터링 유니트; 및
상기 셀프센터링 유니트를 동작시키기 위한 액츄에이터부를 포함하되,
상기 셀프센터링 유니트는, 상기 3차원 가공면의 치수 측정을 위하여 일측 단부가 상기 3차원 가공면에 정합되는 형상으로 이루어진 측정용 프루브와, 일측에 상기 액츄에이터부가 결합되고 타측에 상기 측정용 프루브가 결합되며, 상기 액츄에이터부의 동작에 의하여 상기 측정용 프루브의 일측 단부가 상기 3차원 가공면에 정합되는 과정에서 상기 측정용 프루브의 이동에 따라 3축 방향으로의 변위를 발생시키면서 3축 방향 각각의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정부를 포함하고,
상기 액츄에이터부는 측정용 프루브를 상기 3차원 가공면을 향하는 방향인 제1방향으로 이동시키고, 상기 측정용 프루브는 액츄에이터부에 의하여 상기 일측 단부가 3차원 가공면 형상을 따라 이동하면서 상기 3차원 가공면과 정합되는 것을 특징으로 하는 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치.A base portion to which a workpiece having a three-dimensional processing surface to be inspected is fixed;
A self-centering unit including a probe for measuring the dimension of the three-dimensional processing surface; And
Including an actuator for operating the self-centering unit,
The self-centering unit has a measuring probe having a shape in which one end is matched to the three-dimensional processing surface for measuring the dimensions of the three-dimensional processing surface, and the actuator part is coupled to one side and the measuring probe is coupled to the other side. In the process in which one end of the measuring probe is matched with the three-dimensional machining surface by the operation of the actuator unit, displacement in the three-axis direction is generated according to the movement of the measuring probe, while the displacement amount in each of the three-axis directions is calculated. It includes a 3-axis displacement measuring unit to measure,
The actuator unit moves the measurement probe in a first direction, which is a direction toward the 3D processing surface, and the measurement probe moves the 3D processing surface while the one end of the measurement probe moves along the 3D processing surface shape by the actuator unit. 3-axis dimension measuring apparatus of an actuator driving method using a self-centering unit, characterized in that matched with. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 3축 변위 측정부는,
일측이 상기 액츄에이터부에 결합되어 액츄에이터부에 의해 상기 제1방향으로 이동하는 제1변위모듈;
상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하도록 상기 제1변위모듈의 일측에 결합된 제2변위모듈;
상기 제1방향 및 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동가능하도록 상기 제2변위모듈의 일측에 결합한 제3변위모듈;
상기 제1변위모듈, 제2변위모듈, 제3변위모듈 또는 베이스부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 상기 제1,2,3변위모듈의 변위량을 측정하는 3축 변위 측정모듈; 및
상기 3축 변위 측정모듈의 측정결과를 미리 정해진 기준값과 대비하여 불량인 치수를 판단하는 불량판단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀프센터링 유니트를 이용하는 액츄에이터 구동 방식의 3축 치수 측정장치.
The method of claim 1,
The 3-axis displacement measuring unit,
A first displacement module having one side coupled to the actuator unit and moving in the first direction by the actuator unit;
A second displacement module coupled to one side of the first displacement module so as to be movable in a second direction perpendicular to the first direction;
A third displacement module coupled to one side of the second displacement module so as to be movable in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction;
A 3-axis displacement measurement module installed in at least one of the first displacement module, the second displacement module, the third displacement module, and the base unit to measure the displacement amount of the first, second, and third displacement modules; And
And a defect determination module for determining a defective dimension by comparing the measurement result of the 3-axis displacement measurement module with a predetermined reference value. 14. An actuator-driven 3-axis dimension measuring apparatus using a self-centering unit.
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