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KR-102960313-B1 - FLEXIBLE SENSOR ATTACHMENT DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL DISPLACEMENT OF EQUIPMENT

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Abstract

본 발명은 설비의 3차원 변위를 측정하는 것으로서, 특히 홀더 상에 필름형 유연 센서를 배치하고, 부착부에 의해 상기 필름형 유연 센서를 부착하며, 상기 필름형 유연 센서가 부착된 홀더를 설비에 부착하도록 하여 작업의 효율을 향상시킬 수 있는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 장치 및 방법이다.

Inventors

  • 민춘기

Assignees

  • (주)토코스

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250617

Claims (8)

  1. 측정 대상 설비(U)에 안착되는 홀더(100)와, 상기 홀더(100)에 필름형 유연 센서(F)를 부착하는 부착부(200)를 포함하고, 상기 부착부(200)는 상기 필름형 유연 센서(F)와 접촉하는 접촉부(220)와, 상기 접촉부(220)를 승하강하는 승하강부(210)와 상기 접촉부(220) 및 승하강부(210)가 내부에 수용되는 케이스(230)를 포함하며, 상기 접촉부(220)는 상기 승하강부(210)에 의해 승하강하는 베이스(2210)와, 상기 베이스(2210)의 하단에 배치되고 가스의 유입에 의해 팽창하는 팽창부(2230)를 포함하여, 상기 홀더(100)가 케이스(230) 내부에 배치된 상태에서 상기 접촉부(220)가 승하강부(210)에 의해 승하강하여 필름형 유연 센서(F)가 홀더(100)에 부착되며, 상기 승하강부(210)는 상기 케이스(230) 일 측에 구비되어 회전 동력을 전달하는 제1구동부(2110)와, 상기 케이스(230) 내측에 구비되어 상기 제1구동부(2110)로부터 회전 동력을 전달받는 제2구동부(2120)와, 상기 케이스(230) 내부에 구비되는 지지 링크부(2130)와, 상기 지지 링크부(2130)에 회동 가능하게 결합되는 제1링크부(2140)와, 상기 제1링크부(2140)에 회동 가능하게 결합되는 제2링크부(2150)를 포함하고, 상기 접촉부(220)의 베이스(2210)는 상기 제2링크부(2150)에 핀 결합되어 승하강하고, 상기 제2구동부(2120)에 의해 제1링크부(2140)와 제2링크부(2150)가 작동하여 상기 베이스(2210)를 승하강하는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스(2210)는 상기 케이스(230) 일 측과 결합하여 승하강하는 베이스 본체(2211)와, 상기 베이스 본체(2211) 일측에 구비되어 외부 유체가 베이스 본체(2211) 내부로 투입되는 투입 배관(2212)과, 상기 베이스 본체(2211) 하측에 형성되는 배출공(2213)을 포함하고, 상기 팽창부(2230)는 상기 베이스 본체(2211) 저면에 부착되고, 상기 배출공(2213)을 통해 유체가 팽창부(2230) 내부로 투입되는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1구동부(2110)는 상기 케이스(230) 일 측에 구비되어 회전 동력을 발생하는 동력 발생부(2113)와, 상기 케이스(230) 일 측에 회전 가능하게 구비되고 상기 동력 발생부(2113)에 의해 회전하는 제1구동 기어(2111)와, 상기 제1구동 기어(2111)에 연동하는 제1샤프트(2114)와, 상기 제1샤프트(2114)에 연동되고 케이스(230) 내부에 구비되는 제1종동 기어(2112)를 포함하고, 상기 제2구동부(2120)는 상기 제1종동 기어(2112)와 치차 결합하는 제2구동 기어(2121)와, 상기 제2구동 기어(2121)에 연동하는 제2샤프트(2124)와, 상기 제2샤프트(2124)에 편심 결합되는 제2종동 캠(2122)와, 상기 제2종동 캠(2122)에 의해 구동되는 제2종동 링크(2123)를 포함하고, 상기 제1링크부(2140)의 상단은 지지 링크부(2130)에 회동 가능하게 결합하고, 상기 제1링크부(2140)의 하단은 제2링크부(2150)의 상단과 회동 가능하게 결합하며, 상기 제2종동 링크(2123)는 상기 제1링크부(2140)와 제2링크부(2150)의 결합 부위에 연결되어 상기 제1링크부(2140)와 제2링크부(2150)를 작동하는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2종동 링크(2123)는 링 형상을 가져 상기 제2종동 캠(2122)이 내부에 결합되는 결합링(2123-2)과, 상기 결합링(2123-2)의 일 측에서 바아 형상으로 연장되는 링크 바아(2123-1)와, 상기 링크 바아(2123-1)의 끝단에 형성되는 결합공(2123-3)을 포함하며, 상기 지지 링크부(2130)는 케이스(230) 내부에 수평 방향으로 배치되는 제1지지 샤프트(2131)와, 상기 케이스(230)에 구비되어 상기 제1지지 샤프트(2131)를 회전 가능하게 지지하는 지지 베어링(2132)을 포함하고, 상기 제1링크부(2140)는 상기 제1지지 샤프트(2131)에 회동 가능하게 결합하고 일정 간격 이격된 한 쌍의 제1링크 바아(2141)와, 상기 제1링크 바아(2141)의 하단에 핀 결합되는 제1결합핀(2142)을 포함하고, 상기 제2링크부(2150)는 상기 제1결합핀(2142)에 회동 가능하게 결합하고 일정 간격 이격되며 상기 제1링크 바아(2141) 사이에 배치되는 제2링크 바아(2151)와, 상기 제2링크 바아(2151)의 하단에 핀 결합하는 제2결합핀(2142)을 포함하며, 상기 제2종동 링크(2123)는 상기 제1결합핀(2142)에 핀 결합하되 상기 제2링크 바아(2151) 사이에 배치되고, 베이스(2210)의 베이스 본체(2211) 상단에는 결합 바아(2220)가 돌출되고 상기 결합 바아(2220)는 제2결합핀(2152)에 핀 결합되는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 장치.
  6. 제1항 내지 제2항 또는 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 유연 센서 부착 장치를 이용하여 유연 센서를 설비에 부착하는 방법으로서, 홀더(100) 상에 필름형 유연 센서(F)를 배치하고, 부착부(200)에 의해 상기 필름형 유연 센서(F)를 부착하며, 상기 필름형 유연 센서(F)가 부착된 홀더(100)를 설비(U)에 부착하는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 방법.
  7. 제6항에 있어서, 제1구동부(2110)의 동력 발생부(2113)에 의해 제1구동 기어(2111)를 회전하고, 상기 제1구동 기어(2111)의 회전에 의해 제1종동 기어(2112)가 회전하며, 상기 제1종동 기어(2112)의 회전에 의해 제2구동 기어(2121)와 제2종동 캠(2122)이 작동되어 제2종동 링크(2123)를 작동하고, 상기 제2종동 링크(2123)의 작동에 의해 제1결합핀(2142)이 전후진되면서 제1링크부(2140)와 제2링크부(2150)가 접혀지거나 펼쳐지면서 접촉부(220)를 승하강시키면서 필름형 유연 센서(F)를 홀더(100)에 부착하는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 접촉부(220)의 베이스(2210)에 유체를 투입하고, 상기 투입된 유체는 베이스(2210)를 통해 팽창부(2230)로 투입되어 상기 팽창부(2230)의 팽창에 의해 필름형 유연 센서(F)를 홀더(100)에 부착하는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 방법.

Description

설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 장치 및 방법{FLEXIBLE SENSOR ATTACHMENT DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSIONAL DISPLACEMENT OF EQUIPMENT} 본 발명은 설비의 3차원 변위를 측정하는 것으로서, 특히 홀더 상에 필름형 유연 센서를 배치하고, 부착부에 의해 상기 필름형 유연 센서를 부착하며, 상기 필름형 유연 센서가 부착된 홀더를 설비에 부착하도록 하여 작업의 효율을 향상시킬 수 있는 설비의 입체 변위 측정을 위한 유연 센서 부착 장치 및 방법이다. 일반적으로 스마트 팩토리에서는 설비의 안정성이나 정밀성을 평가하기 위해 설비의 3차원 변위 측정이 필수적이었다. 이러한 설비의 3차원 측정을 위해서 필름형 유연 센서를 설비에 부착하는 기술이 소개되고 있다. 이러한 종래 기술에 의해 스마트 팩토리 설비 진단의 실효성을 증대시키고, 설비의 예지보전을 통해 생산성과 수익성 향상이 가능한 효과를 거두었다. 그런데, 상술한 필름형 유연 센서를 설비에 부착하기 위해서는 종래에는 작업자가 직접 수작업으로 부착해야 해서 작업의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 한편, 상술한 필름형 유연 센서 자체는 널리 알려진 것으로서 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있는 바, 이에 대한 설명과 도시는 생략한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 부착 장치의 개략도, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 부착 장치의 사시도, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 부착 장치의 분해 사시도, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 부착 장치의 작동 관계를 나타내는 개략도이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다. 아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부착 장치(10)는 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 측정 대상 설비(U)에 안착되는 홀더(100)와, 상기 홀더(100)에 필름형 유연 센서(F)를 부착하는 부착부(200)를 포함한다. 이때, 상기 부착부(200)는 상기 필름형 유연 센서(F)와 접촉하는 접촉부(220)와, 상기 접촉부(220)를 승하강하는 승하강부(210)와 상기 접촉부(220) 및 승하강부(210)가 내부에 수용되는 케이스(230)를 포함한다. 이때, 상기 접촉부(220)는 상기 승하강부(210)에 의해 승하강하는 베이스(2210)와, 상기 베이스(2210)의 하단에 배치되고 가스의 유입에 의해 팽창하는 팽창부(2230)를 포함한다. 즉, 상기 홀더(100)가 케이스(230) 내부에 배치된 상태에서 상기 접촉부(220)가 승하강부(210)에 의해 승하강하여 필름형 유연 센서(F)가 홀더(100)에 부착된다. 다시 말해서, 상기 승하강부(210)에 의해 접촉부(220)의 베이스(2210)를 승하강시켜 필름형 유연 센서(F)를 홀더(100)에 부착시킨다. 이때, 상기 홀더(100)는 상기 유연 센서(F)가 부착될 수 있는 한 어떠한 형상이라도 사용가능하다. 또한 상기 홀더(100)의 표면에 접착제를 도포하여 필름형 유연 센서(F)의 접착력을 향상시키는 것도 가능하다. 상기 필름형 유연 센서(F)는 팽창부(2230)에 의해 가압되어 변형된다. 이러한 팽창부(2230)는 가스의 유입에 의해 팽창한다. 즉, 상기 팽창부(2230)의 탄성적인 팽창에 의해 필름형 유연 센서(F)를 보다 안정적으로 가압 변형할 수 있다. 이때, 상기 팽창부(2230)는 가스의 유입에 의해 팽창될 수 있는 재질인 한 어떠한 재질도 사용 가능하며 이러한 재질은 널리 이용되는 관계로(예를 들어 탄성 재질의 고무 제품 등) 이에 대한 자세한 설명과 도시는 생략한다. 한편, 상기 필름형 유연 센서(F)가 부착된 홀더(100)는 설비(U)에 부착되어 최종적으로 필름형 유연 센서(F)가 설비(U)에 부착된다. 이때, 상기 홀더(100)는 널리 알려진 로봇 등과 같은 자동화 설비에 의해 설비(U)에 부착되는 것도 가능하다. 이러한 본 발명에 의해 필름형 유연 센서(F)를 보다 편리하게 부착할 수 있어 작업의 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 필름형 유연 센서(F)는 베이스(2210)에 의해 가압되어 변형되며, 이러한 베이스(2210)는 상기 케이스(230) 일 측과 결합하여 승하강하는 베이스 본체(2211)를 포함한다. 이를 위해, 상기 베이스 본체(2211) 외측에는 특정 형상으로 돌출되는 돌출 결합부(2211-1)가 형성된다. 이러한 돌출 결합부(2211-1)가 케이스(230) 일 측과 결합하여 베이스 본체(2211)의 안정적인 승하강을 구현할 수 있다. 상기 베이스 본체(2211) 일측에는 투입 배관(2212)이 형성된다. 이러한 투입 배관(2212)을 통해 외부 유체가 베이스 본체(2211) 내부로 투입된다. 상기 투입된 외부 유체는 베이스 본체(2211) 하측에 형성되는 배출공(2213)을 통해 배출되어 팽창부(2230)로 투입된다. 즉, 상기 팽창부(2230)는 상기 베이스 본체(2211) 저면에 부착되고, 상기 배출공(2213)을 통해 유체가 팽창부(2230) 내부로 투입되어 상기 팽창부(2230)가 팽창한다. 상기 베이스(220)는 승하강부(210)에 의해 승하강한다. 이러한 승하강부(210)는 제1구동부(2110)와 제2구동부(2120) 그리고 지지 링크부(2130)와 제1링크부(2140) 그리고 제2링크부(2150)를 포함한다. 상기 제1구동부(2110)는 상기 케이스(230) 일 측에 구비되어 회전 동력을 발생하고 이를 전달한다. 제2구동부(2120)는 상기 케이스(230) 내측에 구비되어 상기 제1구동부(2110)로부터 회전 동력을 전달받는다. 상기 지지 링크부(2130)는 상기 케이스(230) 내부에 구비된다. 이때, 상기 제1링크부(2140)는 상기 지지 링크부(2130)에 회동 가능하게 결합된다. 또한, 제2링크부(2150)는 상기 제1링크부(2140)에 회동 가능하게 결합된다. 이때, 상기 접촉부(220)의 베이스(2210)는 상기 제2링크부(2150)에 핀 결합되어 승하강하고, 상기 제2구동부(2120)에 의해 제1링크부(2140)와 제2링크부(2150)가 작동하여 상기 베이스(2210)를 승하강한다. 상기 제1구동부(2110)는 동력 발생부(2113)와 제1구동 기어(2111) 그리고 제1종동 기어(2112)를 포함한다. 상기 동력 발생부(2113)는 상기 케이스(230) 일 측에 구비되어 회전 동력을 발생한다. 이러한 동력 발생부(2113)는 널리 알려진 전동 모터 등을 이용할 수 있다. 상기 제1구동 기어(2111)는 상기 케이스(230) 일 측에 회전 가능하게 구비되고 상기 동력 발생부(2113)에 의해 회전한다. 이러한 제1구동 기어(2111)는 전동 벨트 등과 같은 전동 부재에 의해 동력 발생부(2113)에 의해 회전될 수 있다. 상기 제1구동 기어(2111)에는 제1샤프트(2114)가 구비되어 연동된다. 상기 제1종동 기어(2112)는 상기 제1샤프트(2114)에 연동되고 케이스(230) 내부에 회전 가능하게 구비된다. 이를 위해, 한 쌍의 제1베어링(2115)이 케이스(230)에 구비되고, 이러한 제1베어링(2115)에 의해 제1샤프트(2114)가 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이때, 제1샤프트(2114)의 일 측에 제1구동 기어(2111)가 배치되고, 제1샤프트(2114)의 반대측에 제1종동 기어(2112)가 배치될 수 있다. 상기 제2구동부(2120)는 상기 제1종동 기어(2112)와 치차 결합하는 제2구동 기어(2121)를 포함한다. 이러한 제2구동 기어(2121)에는 제2샤프트(2124)가 회전 가능하게 연동된다. 상기 제2샤프트(2124)는 케이스(230)에 한 쌍으로 구비되는 제2베어링(2125)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 상기 제2샤프트(2124)에는 제2종동 캠(2122)이 편심 결합된다. 이러한 제2종동 캠(2122)에 의해 제2종동 링크(2123)가 구동된다. 즉, 상기 제2종동 캠(2122)의 편심 운동에 의해 제2종동 링크(2123)가 구동되는 것이다. 한편, 상기 제1링크부(2140)의 상단은 지지 링크부(2130)에 회동 가능하게 결합하고, 상기 제1링크부(2140)의 하단은 제2링크부(2150)의 상단과 회동 가능하게 결합한다. 이때, 상기 제2종동 링크(2123)는 상기 제1링크부(2140)와 제2링크부(2150)의 결합 부위에 연결된다. 따라서, 제2종동 캠(2122)의 편심 운동에 의해 제2종동 링크(2123)가 구동되고, 이러한 제2종동 링크(2123)의 구동에 의해 상기 제1링크부(2140)와 제2링크부(2150)가 작동되며 최종적으로 접촉부(220)의 베이스(2210)가 승하강한다. 상기 제2종동 링크(2123)는 제2종동 캠(2122)의 편심 운동에 연동된다. 이를 위해, 상기 제2종동 링크(2123)는 링 형상을 가져 상기 제2종동 캠(2122)이 내부에 결합되는 결합링(2123-2)을 포함한다. 이러한 결합링(2123-2)의 일 측에서는 바아 형상으로 연장되는 링크 바아(2123-1)가 구비된다. 이러한 링크 바아(2123-1)의 끝단에는 결합공(2123-3)이 형성된다. 즉, 상기 제2종동 캠(2122)의 편심 원 운동에 의해 결합링(2123-2)이 편심 원 운동하고 이에 의해 링크 바아(2123-1)가 작동하게 된다. 한편, 상기 지지 링크부(2130)는 케이스(230) 내부에 수평 방향으로 배치