3차원 측정기의 분류- 구조형태상 분류 1
(1) 측정값 읽음 방식에 의한 분류
1아날로그(Analog)방식
2 디지털(Digital)방식
ⓐ 절대(Absolute) 방식
ⓑ 증가(Increment) 방식
(2) 구조 형태상의 분류
1 브리지· 문
ⓐ 구조: 이 구조는 가장 많이 사용되고 있는 일반적인 형태로 수직방향으로 이동하는 Z축 및 X축에 직교한 수평면 내의 레일상을 Y축 방향으로 이동한다.
ⓑ 특징: 이 형식은 3차원 측정기의 구조 형태 중에서 가장 일반적인 구조이다. 빔 양단이 지지되어 있기 때문에 빔의 휨이 적다. 정도면에서는 캔틸레버형(Cantilever)보다 우수하다. 브리지 구조를 측정기의 한쪽 방향으로 밀면 측정 테이블이 개방되어 측정물의 설치 및 해체가 용이하다. 또한 동일한 브리지 구조를 사용하고 전후 방향의 레일 길이를 변화시켜서 시리즈화 할 수 있는 장점을 가지고 있다.
그러나 가동부의 질량이 크기 때문에 관성도 크고 매뉴얼식 측정에서는 조작성이 뒤떨어진다. 또한 전후 방향의 측정범위가 큰 기종에서는 측정기의 측면에서의 조작이 늘어나고 칼럼이 조작상 방해가 되는 경우가 있다. 여기서 대형의 경우는 각 축을 모터로 구동해서 이와 같은 결점을 해소하고 있다.
이러한 여러 가지 장점 외에 다음과 같은 문제점도 있다.
첫째, 그림 2-1과 같이 Z축이 X방향으로 이동할 때 하중변화에 의한 변위가 발생한다. 즉 베어링과 안내면 사이의 간격 ∆Z의 변화에 따른 회전운동으로 아베 오차가 발생하기 때문에 강성이 큰 베어링을 사용하고 브리지의 무게를 최소화하여야 한다.
둘째, 측정 테이블이 Y축 가이드 역할을 겸하고 있기 때문에 측정물의 무게나 크기, 설치 위치에 따라 테이블의 변형을 일으키므로 Y축 직선운동에 오차를 유발시킨다.
2 고정 브리지형(Fixed Bridge Type)
ⓐ 구조: 수직방향으로 이동하는 Z축 스핀들과 그 안내부가 양단을 2개의 칼럼에 지지해서, Z축에 직교한 수평방향의 빔 상에서 X방향으로 이동한다. 빔을 지지하고 있는 2개의 칼럼은 베드에 고정되어 있다. 측정 테이블은 Z축 및 X축에 직교한 수평면 내의 레일 상을 Y축 방향으로 이동한다.
이 구조는 브리지가 Y축으로 이동하는 대신에 측정물이 설치된 측정 테이블이 이동하기 때문에 베어링의 강성을 항상 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 칼럼형과 같은 높은 정확도를 얻을 수 있다. 또한 칼럼형에 비하여, 측정기의 크기에 비해 넓은 측정범위를 갖고 있으며 기계적인 안정성을 유지할 수 있다.
단점으로는 칼럼형과 같이 피측정물이 Y축 방향으로 이동하기 때문에 수동식의 사용이 불가능하고, 피측정물의 중량에 제한을 받는다.
ⓑ 특징: 이 형식은 브리지· 문
3 브리지 · 베드형(Bridge & Bed Type)
ⓐ 구조: 수직방향으로 이동하는 Z축 스핀들과 그 안내부가 Z축에 직교한 수평방향의 빔(beam) 위를 X축 방향으로 이동한다. 이 빔이 Z축 및 X축에 직교한 2개의 수평면 내의 레일 위를 Y축 방향으로 이동한다. 이 2개의 레일은 베드에 고정된 좌우의칼럼의 상면에 각각 고정되어 있다.
ⓑ 특징: 이 형식은 브리지· 문
4 L형 브리지형(L – shaped Bridge Type)
ⓐ 구조: 이 형식은 브리지 · 문
ⓑ 특징: 문
5 캔틸레버형(Fixed Table Cantilever Type)
ⓐ 구조: 수직방향으로 이동하는 Z축 스핀들과 그 안내부가 Z축에 직교한 수평방향의 외팔보를 Y축방향으로 이동한다. 이 외팔보는 Z축 및 Y축에 직교한 수평면 내의 레일 위를 X축 방향으로 이동한다.
ⓑ 특징: 측정기의 3면이 개방된 구조이기 때문에 측정물의 설치 및 해체가 용이하고, 큰 측정물의 경우 측정 테이블보 튀어 나와도 측정할 수 있는 이점이 있다. 그러나 외팔보가 전방으로 돌출되어 있기 때문에 피 측정물의 적재 및 해체시에 크레인의 이용은 위험하다.
이형식은 전면(全面)이나 좌우에서의 조작성은 양호하지만 뒷면에서의 조작성 및 작업은 극히 곤란하다. Y빔은 외팔보 때문에 양단 지지의 다른 모델에 비해서 자세 유지력이 약하고, 처짐이 일어나기 쉬운 구조이다. 이 때문에 Z축 스핀들이 Y방향으로 이동할 때에진직운동을 하도록 보정(補正)기구를 설계하기도 하지만 대형에는 그다지 적합하지 않다. 외팔보 때문에 보수, 유지가 어려워 이 형식의 사용은 줄어들고 있다. 또한 개방형이기 때문에 수동 조작성은 양호하나 Y빔이 돌출되어 있어 조작시 휨이 발생할 소지가 있다. 보통은 소형이나 중형에도 채용되고 있다.
6 브리지 · 플로어형(Gantry Type)
ⓐ 구조: 아 형식은 비교적 대형의 3차원 측정기에 채용되고, 앞에서 설명한 브리지 · 베드형의 베드 대신에 기초를 견고하게 한 마루면을 이용하고 있다. 제작회사에 따라서는 X축과 Y축의 방향이 다른 경우가 있다.
ⓑ 특징: 큰 측정범위를 갖는 부품의 측정에 사용되는 기종으로서, 작업자는 측정기 가운데 들어가서 측정 작업을 한다. 측정기의 이동부는 질량이 크기 때문에, 각 축은 모터로 구동되고 있다. 문 입구가 넓은 대형 기종에서는 빔이 제대로 이동할 수 있도록 이중 드라이브(dual drive) 구조 설계로 정도 향상을 꾀하고 있으며, 지주(支柱)는 조정 잭(jack) 등이있기 때문에 정도 검사 시 정기적으로 조정이 필요하다.
