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레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치 및 그 방법

  • 기술번호 : KST2015161488
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 레이저 간섭계를 이용하여 공작기계에 장착되어 있는 인덱스 테이블의 기하학적 오차를 측정하는 장치 및 그 측정방법에 관한 것으로서, 인덱스 테이블의 상부에 설치되고 상기 인덱스 테이블과 반대방향으로 동일각만큼 회전하는 회전각 교정부, 상기 회전각 교정부의 상부에 설치되는 광학계, 상기 인덱스 테이블과 이격된 위치에 고정적으로 설치되고 상기 광학계로 레이저를 조사하고 상기 광학계로부터 반사되는 레이저를 수신하는 레이저 송수신부 및 상기 레이저 송수신부에서 수신된 레이저의 광 경로차에 의한 위상차를 분석하여 상기 인덱스 테이블의 기하학적 오차를 측정하는 계산부를 포함하여 구성된다.상기와 같은 본 발명에 따르면, 회전 구동축의 회전각 오차를 측정하는 장치와 직선 구동축의 위치 및 각오차를 측정하는 레이저 간섭계를 조합하여 인덱스 테이블의 기하학적 오차를 정밀하게 측정하고 공작기계의 기준좌표계 기준으로 기하학적 오차를 기술할 수 있는 효과가 있다.기하학적 오차, 직각도, 오프셋, 5축, 인덱스 테이블, 레이저, 간섭계.
Int. CL G02B 5/00 (2006.01) G01B 11/26 (2006.01) G01B 9/02 (2006.01)
CPC G01B 11/27(2013.01) G01B 11/27(2013.01) G01B 11/27(2013.01) G01B 11/27(2013.01) G01B 11/27(2013.01) G01B 11/27(2013.01)
출원번호/일자 1020090044951 (2009.05.22)
출원인 경북대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1159644-0000 (2012.06.19)
공개번호/일자 10-2010-0125967 (2010.12.01) 문서열기
공고번호/일자 (20120709) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.05.22)
심사청구항수 11

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 경북대학교 산학협력단 대한민국 대구광역시 북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 양승한 대한민국 대구광역시 수성구
2 박성령 대한민국 대구광역시 동구
3 고동진 대한민국 경상북도 경산시

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인태동 대한민국 서울특별시 구로구 가마산로 ***, ***호(구로동, 대림오피스밸리)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 경북대학교 산학협력단 대구광역시 북구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.05.22 수리 (Accepted) 1-1-2009-0308174-84
2 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2009.05.25 수리 (Accepted) 1-1-2009-0312399-99
3 수수료 반환 안내서
Notification of Return of Official Fee		 2009.05.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2009-0034662-42
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.02.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.03.14 수리 (Accepted) 9-1-2011-0019810-25
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.03.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0176301-84
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.05.30 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0404158-31
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.05.30 수리 (Accepted) 1-1-2011-0404047-72
9 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.11.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0694229-00
10 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2012.01.16 수리 (Accepted) 1-1-2012-0036560-30
11 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2012.01.16 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-0036558-48
12 등록결정서
Decision to grant		 2012.06.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0346954-00
13 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)		 2016.01.27 수리 (Accepted) 1-1-2016-0089670-23
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.03.26 수리 (Accepted) 4-1-2018-5051994-32
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.23 수리 (Accepted) 4-1-2020-5136893-04
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치에 있어서,인덱스 테이블의 상부에 설치되고 상기 인덱스 테이블과 반대방향으로 동일각만큼 회전하는 회전각 교정부;상기 회전각 교정부의 상부에 설치되는 광학계;상기 인덱스 테이블과 이격된 위치에 고정적으로 설치되고 상기 광학계로 레이저를 조사하고 상기 광학계로부터 반사되는 레이저를 수신하는 레이저 송수신부; 및상기 레이저 송수신부에서 수신된 레이저의 광 경로차에 의한 위상차를 분석하여 상기 인덱스 테이블의 기하학적 오차를 측정하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
2 2
제 1 항에 있어서,상기 광학계는선형 변위 오차 측정을 위한 광학계, 수평방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계, 수직방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계, 제 1축 방향 각 오차 측정을 위한 광학계 및 제 2축 방향 각 오차 측정을 위한 광학계가 각각 교체 사용되면서 3개의 위치 오차, 2개의 각 오차, 오프셋 및 직각도 오차가 측정되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
3 3
제 2 항에 있어서,상기 선형 변위 오차 측정용 광학계는 상기 레이저 송수신부의 레이저 조사 경로 상에 고정적으로 설치되어 조사된 레이저를 2방향으로 분리시키는 빔 분리기, 상기 회전각 교정부의 상부에 설치되고 상기 빔 분리기로부터 제 1 방향으로 분리된 레이저를 반사시키는 제 1 반사경 및 상기 빔 분리기로부터 제 2 방향으로 분리된 레이저를 반사시키는 제 2 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
4 4
제 2 항에 있어서,상기 수평방향 진직도 오차 측정용 광학계, 수직방향 진직도 오차 측정용 광학계는 상기 회전각 교정부의 상부에 설치되는 프리즘 및 상기 프리즘을 통과한 레이저를 반사시켜 상기 프리즘으로 보내는 고정식의 제 3 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
5 5
제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,X축, Z축 및 Y축 직선 구동축에 대한 기하학적 오차를 각각 제 1 ~ 3 측정좌표계에서 측정하고, Y축 직선 구동축에 대한 기하학적 오차를 측정한 후 상기 레이저 송수신부의 위치를 바꾸지 않고 인덱스 테이블의 기하학적 오차를 측정하여 상기 제 3 측정좌표계 기준으로 Y축 직선 구동축과 인덱스 테이블의 기하학적 오차를 측정한 후, 상기 X축, Z축 및 Y축 직선 구동축의 직각도를 측정하여 상기 제 1, 2 및 3 측정좌표계의 상관관계를 도출하며, 도출된 상관관계를 이용하여 5축 공작기계의 기준좌표계를 설정하여 상기 인덱스 테이블의 기하학적 오차를 5축 공작기계의 기준좌표계 기준으로 정의하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
6 6
제 2 항에 있어서,상기 계산부는 상기 인덱스 테이블을 일정각도씩 회전시켜가면서 상기 선형 변위 오차 측정을 위한 광학계, 수평방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계 및 수직방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계를 이용하여 X축, Y축 및 Z축의 위치 오차를 측정하고,상기 제 1축 방향 각 오차 측정을 위한 광학계, 제 2축 방향 각 오차 측정을 위한 광학계를 이용하여 제 1축 및 제 2축의 각 오차를 측정하고,최소자승법을 이용하여 변위 데이터들에 있어 최소 오차 평균합을 갖는 평면의 법선 벡터를 구하여 상기 인덱스 테이블의 직각도 오차를 계산하며,구해진 상기 평면에 변위 데이터들을 정사영하고, 최소자승 중심법을 이용하여 기준좌표계에서 바라본 원의 중심을 계산하여 오프셋을 계산하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
7 7
제 6 항에 있어서,상기 평면의 법선벡터는 하기 수학식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
8 8
제 6 항에 있어서,상기 계산부는 상기 기준좌표계에서 바라본 원의 중심을 상기 인덱스 테이블의 좌표계에서 바라본 원의 중심으로 변환하는 연산과정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정장치
9 9
레이저 간섭계를 이용한 공작기계에 장착된 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정방법에 있어서,(a) 인덱스 테이블의 상부에 상기 인덱스 테이블과 반대방향으로 동일각만큼 회전하는 회전각 교정부를 설치하는 단계;(b) 상기 회전각 교정부의 상부에 선형 변위 오차 측정을 위한 광학계를 설치한 상태에서 상기 인덱스 테이블을 일정 각도씩 회전시키면서 상기 선형 변위 오차 측정을 위한 광학계에 레이저를 조사하여 Y축 방향의 변위 오차를 측정하는 단계;(c) 상기 회전각 교정부의 상부에 수평방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계를 설치한 상태에서 상기 인덱스 테이블을 일정 각도씩 회전시키면서 상기 수평방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계에 레이저를 조사하여 X축 방향의 변위 오차를 측정하는 단계;(d) 상기 회전각 교정부의 상부에 수직방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계를 설치한 상태에서 상기 인덱스 테이블을 일정 각도씩 회전시키면서 상기 수직방향 진직도 오차 측정을 위한 광학계에 레이저를 조사하여 Z축 방향의 변위 오차를 측정하는 단계;(e) 상기 회전각 교정부의 상부에 제 1축 방향 회전각 오차 측정용 광학계를 설치한 상태에서 상기 인덱스 테이블을 일정 각도씩 회전시키면서 상기 제 1축 방향 회전각 오차 측정을 위한 광학계에 레이저를 조사하여 X축 방향의 각 오차를 측정하는 단계; 및(f) 상기 회전각 교정부의 상부에 제 2축 방향 회전각 오차 측정을 위한 광학계를 설치한 상태에서 상기 인덱스 테이블을 일정 각도씩 회전시키면서 상기 제 2축 방향 회전각 오차 측정을 위한 광학계에 레이저를 조사하여 Z축 방향의 각 오차를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계 인덱스 테이블의 기하학적 오차 측정방법
10 10
제 9 항에 있어서,상기 (f) 단계 이후에는(g) 최소자승법을 이용하여 상기 (b) ~ (d) 단계에서 측정된 변위 데이터들에 있어 최소 오차 평균합을 갖는 평면의 법선 벡터를 구하여 상기 인덱스 테이블의 직각도 오차를 계산하는 단계;(h) 구해진 상기 평면에 측정된 변위 데이터들을 정사영하고, 최소자승 중심법을 이용하여 측정좌표계에서 바라본 원의 중심을 계산하여 3개의 오프셋 오차를 계산하는 단계; 및(i) 상기 측정좌표계에서 바라본 원의 중심을 상기 인덱스 테이블의 좌표계에서 바라본 원의 중심으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계의 인덱스 테이블 회전축 오차 측정방법
11 11
제 10 항에 있어서,상기 평면의 법선벡터는 하기 수학식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계를 이용한 공작기계의 인덱스 테이블 회전축 오차 측정방법
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1 교육과학기술부 경북대학교 국가지정연구실사업 다축 제어 공작기계의 이송계 성능평가