1. 하이트마이크로미터의 구조
그림 1.1 하이트마이크로미터의 구조
(1) 마이크로미터 헤드 : 마이크로미터는 피치 0.5mm의 정밀이송나사로 사용하고,
딤블의 원주를 500등분한 눈금이 있고, 1눈금은 0.001mm이다. 헤드 상단의 회전 핸들
로 헤드를 돌릴 수 있다. 마이크로미터 헤드에 의한 블록의 유효이동량은 20mm이다.
(2) 기선링 : 마이크로미터 헤드의 눈금을 읽을 경우 제로 기선을 그린 것이다. 클램
프를 플고, 조절 손잡이를 돌려 임의의 위치로 제로 세팅가능하다. (180° 떨어진
2개의 손잡이를 양손으로 쥐고 기선링을 회전시킨다.)
(3) 손잡이 : 하이트마이크로미터의 운반 및 종횡자세변경용의 것으로 본체 측면의
나사 구멍(4곳)을 이용하여 착탈할 수 있다.
(4) 횡자세기준면 : 이 하이트마이크로미터의 측정방향과 평행한 면으로 같은 면이
뒷면에도 설치되어 있고(후부기준면), 기둥으로써 하이트마이크로미터를 횡자세에서
사용할 경우 기준면이다.
(5) 고정용구 : 서포트 베이스를 고정하기 위한 구이다.
(6) 핸들 : 마이크로미터 헤드를 빠르게 돌리기 위해서 사용한다. 최종적인 블록의
위치는 딤플의 상단의 롤렛부를 시계방향으로 돌려 맞춘다.
(7) 카운터 : 마이크로미터 헤드의 회전과 연동하고, 블록의 위치를 0.01mm단위로
표시한다. 따라서 최종 자리는 딤블의 눈금으로 읽는다.
(8) 클램프 : 기선링을 클램프한다. 반드시 기선을 맞춘 후에는 클램프한다.
(9) 고정스케일 : 기준면(제로점)부터 각 측정면까지의 치수를 5mm 단위로 읽을 수
있다.
(10) 간격 블록 : 각 측정 블록의 간격을 잡기 위한 블록이다. 간격은 각각 10mm이
다.
(11) 측정 블록 : 측정물을 측정하기 위한 블록이다. 각 블록의 윗면 및 밑면은 측정
면으로 사용할 수 없다. 각 블록의 측정면은 측정방향에 대하여 직각이다.
(12) 3점지지각 : 하이트마이크로미터 본체를 3점으로 지지한다. 이 3점에 접하는
평면은 각 블록의 측정면과 엄밀하게 평행이 유지되어야 한다. 그러므로 내마모성에
우수한 초경합금이 사용되고 있다.
2. 셋업에 대하여
하이트마이크로미터는 높이의 기준기로 정밀기기의 위에 42kg~63.5kg이 되는 중량물
이다. 셋업을 할 때의 이동 및 설치에는 하이트마이크로미터에 충격을 주지 않도록
주의해야 한다. 게다가 공작기계등의 정도검사에는 기계의 이동에 다른 간섭에도 주
의가 필요하다.
측정물이나 하이트마이크로미터를 다른 장소로 운반할 경우, 충분한 온도 적응이
필요하다. 또한 공작 기계상에 설치할 때에는 하이트마이크로미터를 클램프할 필요
가 있는 경우도 있다. 온도 적응과 클램프와의 관련에 대하여 기술한다.
2.1 셋업할 때의 주의
(1) 하이트마이크로미터는 중량물이므로 운반을 할 때에는 세심한 주의를 기울인
다. 특히 정반위로 설치할 때에는 하이트 마스트로 충격을 주지 않도록 반드시 2명
이상이 이동・설치를 할 수 있도록 한다. 또한, 격납장소로 보관할 경우에도 같은
주의가 필요하다.
그림 2.1
(2) 공작기계 등의 정도검사를 할 때, 기계의 이동에 의해 하이트마이크로미터가 간섭을 받을 수 있는 위치에는 설치하지 않도록 한다. 또한, 기계의 폭주에 의해 조작의 부상이나 기기의 부상 등의 사고가 일어나지 않도록 주의 바란다. 그림 2.2
※충격에 의한 정도불량
1. 측정블록에 충격을 주는 경우, 국부적으로 큰 정도 불량이 될 수 있다.
이 경우 측정범위의 전역에 걸친 검사를 하고, 정도를 확인한다.
2. 마이크로미터 헤드 부분에 충격을 준 경우에는 이송나사가 휘어 회전이 고르지
못하게 된다. 이것에 의해 이송 피치 오차가 발생하고, 정도불량의 원인이 된다.
2.2 셋업
하이트마이크로미터의 정반위에 설치 및 온도 적응과 클램프에 대하여 설명한다.
2.2.1 정반상의 설치
정반위에 하이트마이크로미터를 설치할 경우에는 다음의 순서로 한다.
① 하이트마이크로미터에 각 측정면이나 지지각 및 정반면을 공업용의 종이와이퍼
또는 섬유올이 떨어지지않는 천으로 깨끗이 닦습니다.
② 하이트마이크로미터를 깨끗한 정반상에 놓습니다.
2.2.2 온도적응과 클램프에 대하여
(1) 측정물과 하이트마이크로미터는 동일 온도가 되어야 할 필요가 있다. 따라서
측정물 혹은 공작기계의 이송정도 검사의 검사 등을 위하여 하이트마이크로미터를
다른 곳으로 운반한 경우에는 충분히 실온에 적응시킨 후에 측정 또는 검사를 해야
한다.
(2) 하이트마이크로미터는 중량물이므로 큰 속도의 변화가 더해지지 않는 경우에는
클램프의 필요는 없다.
공작기계의 검사 등에 사용할 때에는 하이트마이크로미터에 큰 가속도가 붙는 경우
가 있다. 이 경우에는 종자세로는 하이트마이크로미터가 넘어질 위험이 있고, 횡자세
에서는 약간 테이블 위를 이동 할 수 있으므로 하이트마이크로미터를 클램프 할 필요
가 있다.
(3) 하이트마이크로미터의 클램프는 온도 적응을 하여 바른 치수를 얻을 수 있는
방향으로 신축을 막고, 측정오차의 원인이 될 수가 있으므로 다음의 주의 사항을
지켜야한다.
a) 하이트마이크로미터를 기계위에서 충분히 온도 적응을 한 후 클램프하여 주세요.
b) 클램프는 하이트마이크로미터의 기점 측을 1군데로 하고 다른 끝은 자세방향으로
신축가능하게 해 주세요.
(4) 적정한 힘으로 하이트 마스트를 클램프 하여 주세요. 과도하게 큰 클램프 힘을
가하면 필요한 열변위로 휠 수도 있다.
3. 측정준비
이 장에서는 측정전의 준비로서, 측정을 할 때의 주의 할 점 및 하이트마이크로미터
의 기준맞춤 등에 대하여 설명한다.
측정상의 주의에 관해서는 측정 블록을 조작할 때의 주의사항 및 측정오차를 가능한
줄이기 해 고려할 점에 대하여 기술한다.
측정에 앞서 반드시 하이트마이크로미터의 기준 맞추기를 할 필요가 있다.
기준맞추기의 방법을 순서에 따라 설명한다. 또한, 옵션의 라이저 블록이나 보조
블록의 사용법에 대하여 기록한다.
3.1 측정상의 주의
여기서는 측정에 있어 주의사항으로 측정 블록의 조작상의 주의점 및 측정오차를
가능한 한 줄이기 위한 고려점을 기술한다.
3.1.1 측정블록의 조작에 대하여
(1) 아래 그림의 왼쪽과 같이 하단 블록을 정반에 접촉시켜 사용하는 것을 피해 주세
요.
예를 들면, 위쪽 측정면에서 50mm의 치수를 설정할 경우에는 하단 블록의 밑면을
20mm올려 준다.
그림 3.1
(2) 하단 블록의 밑면은 측정면이 아니므로 사용하면 안된다. (3) 상하동한계부근(하단 블록 밑면의 위치로 0.2mm 및 20.2mm)에는 마이크로미터 헤드를 천천히 회전시켜 준다. 스트록을 넘어서 무리하게 마이크로미터 헤드를 회전 하게 되면 고장의 원인이 된다. (4) 블록의 위치를 설정할 때에는 필요한 마이크로미터 헤드를 시계방향으로 돌리면 서 설정한다. 이것은 백래쉬에 의한 오차의 영향을 피하기 위해서이다. 그림 3.2
3.1.2 측정오차를 줄이기 위해서는 측정오차를 가능한 줄이기 위해서는 아래의 사항을 고려한다. (1) 측정헤드 지지부의 변형에 따른 오차 전기 마이크로미터나 지레식 다이얼게이지의 지지팔은 가능한 짧게 하여 사용한다. 측정력이 일정하면 측정오차는 생기지 않지만, 일반적으로 가는 측정력과 돌아오는 측정력의 차이가 크기 때문에 측정오차의 원인이 될 수 있다.
(2) 지시계기의 이동에 의한 오차 큰부품의 측정 등으로 지시계기를 이동시켜 측정할 필요가 있는 경우는 가능한 고정 도의 정밀 석정반을 사용하고, 스탠드의 밑면의 평면도도 극히 좋은 것이 필요하다. 그림과 같이 정반표면이 큰 굴곡이 있을 경우, 측정물의 높이 L1을 지시계기의 스탠 드를 이동하여 하이트마이크로미터에 재현하면, 하이트마이크로미터의 읽기 값은 L2 가 된다. 그림 3.3
(3) 오차보상법 지레식 다이얼게이지나 전기 마이크로미터를 고정하여, 측정물과 하이트마이크로미터 를 바꿔 측정할 경우(오차보상법)를 취하면 상기(2)의 오차가 발생하지 않으므로 보다 고정도로 측정할 수가 있다. 3.2 측정의 준비 측정에 앞서 반드시 하이트마이크로미터의 기준 맞춤을 한다. 기준맞춤은 기준게이지 블록을 이용하여 마이크로미터 헤드의 0점맞춤을 하는 것이 다. 그리고 카운터 표시값에 대하여도 확인한다. 또한, 옵션의 라이저 블록이나 보조 블록의 사용법에 대하여 설명한다. 3.2.1 기준맞춤 하이트마이크로미터를 종자세로 사용할 경우에는 정반면부터의 높이가 직독가능하 고, 부속의 기준게이지블록 11mm를 이용하여 0점맞춤을 한다. 마이크로미터 헤드를 회전시켜, 하단 블록의 상단측정면과 기준게이지블록의 측정면 이 같은 높이가 되도록 한다. 이 때의 높이 확인은 지레식 다이얼 게이지(테스트 인디게이터),또는 전기 마이크로미터를 이용한다. 기준맞춤은 다음의 순서로 한다. ① 정반 및 각 측정면을 깨끗하게 닦는다. ② 전기 마이크로미터 또는 지레식 다이얼 게이지를 기준 게이지 블록 11mm에 맞춰, 그 때의 읽기를 0점으로 맞춘다. 그림 3.4
③ 하이트마이크로미터의 하단 블록의 밑면을 정반면에서 0.5mm정도 들어올리고 전기 마이크로미터(또는 지레식 다이얼 게이지)를 측정위치로 이동한다. 그림 3.5
④ 미터의 지침이 거듭 제로를 지시하므로 본체의 마이크로미터 헤드의 딤블을 천천 히 시계방향으로 돌립니다. 그림 3.6
※ 지침이 제로 눈금을 넘긴 경우 미터의 지침이 0점 눈금을 넘겨 버린 경우에는 재도 하단 블록을 ③의 위치까지 올려서 다시 실시한다. 이상의 조작으로 하단 블록의 상단 측정면이 정반면에서 11mm의 위치(기준게이지블록 의 높이)가 된다. 따라서 각 측정 블록의 위쪽 측정면은 고정 스케일의 눈금부터 1mm 위가 된다. ⑤ 마이크로미터 헤드의 기선링의 제로 기선을 딤블 눈금의 0위 위치로 맞춘다. 우선, 클램프 레버를 풀고, 2개의 조절 손잡이를 양손으로 쥐고 기선링을 맞춘 뒤에 는 반드시 클램프 레버를 조인다. 상기 ②~⑤의 조작을 2회정도 반복하여 딤블의 0 위치가 안정되어 있는 것을 확인한 다. 그림 3.7
⑥ 상기 조작의 결과 기선링은 제로 기선의 방향이 크고, 측정자의 시선엣 벗어나 있는 경우나, 반사 방향에서 관측하고 싶을 경우에는 우선 클램프 레버를 풀어 제로 기선을 보고 싶은 방향으로 맞춰어 놓는다. 그 다음에 다음 페이지의 그림을 참조하 여 마이크로미터 헤드의 상단 잠금나사 및 너트를 풀고, 제로 기선의 위치에 딤블만 공회전시켜 너트 및 록 나사를 원래대로 꽉 체결한다. 마지막으로 ②~⑤의 조작을 반복한다. ⑦ 이상의 조작으로 기준 맞춤을 마친다. 하단 블록의 상단 측정면과 기준게이지블록 이 같은 높이가 될 때, 카운터의 수치가 1.00을 가리키고 있다. 만약, 이 수치가 다른 경우에는 아래 그림을 참조하여 카운터 구동용 기어만을 스핀 들에 대하여 공회전 시켜 맞춘다. 그림 3.8
상기의 조정을 실시한 경우에는 ②~⑤의 조작을 반복하고 나서 재차 카운트의 수치 를 확인한다. 주의 3.1 1. 기선링을 회전시킨 후에은 반드시 클램프 레버로 고정한다. 2. 기준 맞춤은 정반의 표면상태(평면도)에 큰 영향을 미친다. (「3.1.2」 (2) 참조) 이 때문에 측정위치나 스탠드의 위치를 변경할 경우에는 다시 기준맞춤을 한다. 3.2.2 라이저 블록을 사용할 경우 하이트마이크로미터를 종자세로 사용할 경우 옵션의 라이저블록을 사용하여 측정범위 를 150mm~600mm로 높게 할 수 있다. 측정범위는 라이저블록의 높이만 상향시켜 위치 를 옮긴다. 그림 3.9
3.2.3 보조블록을 사용할 경우 옵션의 보조블록을 사용하여 측정블록의 상측 측정면이나 아래쪽 측정면으로 밀착시 켜 설치하면 각각의 측정면을 반대쪽부터 측정할 수 있게 된다. 또 보조록을 사용하여, 그림과 같이 내측측정용의 마이크로미터를 설치할 수 있고, 이 종류의 마이크로미터의 정도검사를 실시할 수 있다. ※ 주의 3.1 1. 기선링을 회전시킨 후에은 반드시 클램프 레버로 고정한다. 2. 기준 맞춤은 정반의 표면상태(평면도)에 큰 영향을 미친다. (「3.1.2」 (2) 참조) 이 때문에 측정위치나 스탠드의 위치를 변경할 경우에는 다시 기준맞춤을 한다. 그림 3.10
보조블록을 사용할 경우에는 옵션의 블록클램프(설치금구)가 필요하다. 그림 3.11
4. 측정방법
하이트마이크로미터는 측정물의 높이 측정에 종자세에서 사용된다.
측정물의 높이는 구하려고 하는 높이를 지레식 다이얼 게이지, 또는 전기마이크로미
터를 이용하여 하이트마이크로미터의 측정 블록에 정확하게 재현시켜서 측정한다.
각 측정면의 기준면(제로점)부터의 높이를 읽어 내려면, 고정 스케일, 카운트, 및
마이크로미터 헤드의 딤블을 사용한다. 공작기계등의 이송량의 정도측정에는 .하이트
마이크로미터를 횡자세로 사용한다. 전기 마이크로미터의 검출기를 피측정기계의
스핀들의 선단에 설치하고, 기계의 피치를 20mm배수로 설정하여 두면 이송량의 오차
가 전기 마이크로미터의 지시값부터 직독가능하다.
4.1 높이 측정의 방법
윗면의 높이 측정을 예로 측정방법을 설명한다. 측정물의 높이는 구하는 높이를 하이
트마이크로미터의 측정블록으로 재현하여 고정스케일, 카운트, 및 딤블의 눈금으로
읽어낸다.
① 측정물의 측정점으로 지레식 다이얼게이지 혹은 전기 마이크로미터를 대고, 지시
값을 제로로 세트한다.
그림 4.1
② 하이트마이크로미터의 측정면을 측정물의 치수로부터 0.2mm정도 작은 치수로 세트 한다. 그림 4.1
③ 지레식 다이얼게이지 또는 전기 마이크로미터를 하이트마이크로미터의 측정 블록 의 위치로 이동한다. 그림 4.2
※ 주의 : 오차를 줄이기 위해 측정물과 하이트마이크로미터는 가능한 접근시켜 놓아둔다. ④ 지레식 다이얼게이지 혹은 전기 마이크로미터의 지시값을 제로로 나타낼 때까지, 하이트마이크로미터의 마이크로미터헤드를 시계방향으로 천천히 돌려 맞춘다. 만약, 지침이 제로를 넘어선 경우에는 일단 마이크로미터 헤드를 반시계방향으로 돌려서 측정 블록을 돌려 다시 한번 고쳐서 한다. 그림 4.3
⑤ 이 때 하이트마이크로미터의 측정면을 읽는다. 그림 4.4
하이트마이크로미터의 읽는 방법에 대하여 자세한 것은 「4.3. 하이트마이크로미터 의 읽는 법」을 참조한다. 4.2 기계의 이송 정도측정의 방법 아래 그림과 같이 하이트마이크로미터를 횡자세로 사용하여 기계의 이송정도를 측정 하는 방법을 설명한다. 사전에 설정한 이송 량으로 기계를 이동시켜, 그 이동량을 하이트마이크로미터로 정밀하게 측정한다. 그림 4.5
① 전기 마이크로미터의 검출기를 피측정기계의 스핀들의 선단에 설치한다. ② 테이블의 이동방향과 평행이 되도록 하이트마이크로미터를 설치한다. 평행도는 0.2mm이하로 한다. ③ 하이트마이크로미터의 마이크로미터헤드를 시계방향으로 돌려 블록 측정면을 이동 하고 검출기를 측정면에 닿게 한다. 이 때 전기 마이크로미터의 지시를 제로로 세트 한다. 그림 4.6
④ 하이트마이크로미터의 고정 스케일,카운트,딤블의 눈금을 읽고, 기록하여 둔다. 하이트마이크로미터의 읽는 방법에 대하여 자세한 것은 [4.3 하이트마이크로미터의 읽는 방법]을 참조한다. ⑤ 마이크로미터 헤드를 반시게방향으로 돌리고, 측정 블록을 0.5mm정도 돌리고 나서 스핀들을 측정면에서 멀리한다. 그림 4.7
⑥ 미리 설정한 20mm 배수의 이송피치로 테이블을 보내고, 스핀들을 측정위치까지 내린다.
⑦ (a) 마이크로미터 헤드를 시계방향으로 돌리면서 전기 마이크로미터의 지침으 제로로 맞춘다. (b) 마이크로미터 헤드를 시계방향으로 돌리면서 순서④에서 읽어낸 값으로 딤블의 눈금을 맞춘다. 그림 4.9
⑧ 상기(a)의 경우 여기에서 읽은 값과 순서④에서 읽은 값과의 차가 기계의 이송량 의 오차가 된다. (b)의 경우에는 전기 마이크로미터의 지시값이 기계의 이송량의 오차를 표시한다. 이하, 순서 ⑤~⑧을 반복한다. 4.3 하이트마이크로미터의 읽는 방법 하이트마이크로미터은 고정스케일, 카운트, 및 마이크로미터 헤드의 딤블의 값을 종합하여 전체의 높이를 읽는다. 여기에서는 아래그림의 예를 기초로 측정블록의 윗면, 또는 밑면을 측정면으로한 경우의 읽기 값에 대하여 설명한다. 4.3.1 윗면측정의 읽기 값 그림 4.10
측정 블록의 윗면에서 측정한 경우의 측정값을 읽는 방법은 이하와 같이 나타낸다.
① 고정 스케일에 따라서 10mm단위의 높이를 읽는다.(그림에서는 70mm대를 나타낸
다.)
② 카운트는 3자리의 수자로 최소행은 0.01mm를 나타낸다.
(그림에서는 7.85mm를 나타낸다.)
카운트의 표시는 각 측정면이 고정스케일의 10mm단위의 눈금선에 맞춘 때 3자리가
모두 0(제로)가 되도록 조정한다. 이를 위하여 각 눈금선에서 0.00부터 카운트를
시작하여, 다음의 10mm 눈금선에서 0.00으로 복귀한다.
③ 마이크로미터헤드의 딤블에 의해 0.001mm의 자리 값을 읽는다.
(그림에서는 0.002mm를 나타낸다.)
딤블의 눈금은 1회전(측정 블록의 이동량0.5mm)를 500등분하고 있다. 따라서 1눈금
은 0.001mm이다. 그림의 에에서는 0.352mm,또는 0.852mm라고 읽을 수가 있다.
이상의 3단계의 값을 종합하여 전체의 높이를 읽는다.
그림의 측정위치의 높이는 이하의 값을 합계하여 77.852mm가 된다.
고정스케일 : 70
카운트 : 7.85
딤블 : 0.002
---------------------
77.852mm
단, 하단블록의 5mm단부의 하단측정면(A면)을 사용한 경우에는 하단 블록의 상단측정
면(B면)에서 읽은 값에서 5.000mm를 마이너스한다.
그림 4.11
4.3.2 밑면측정의 읽기 값
측정 블록의 밑면에서 측정한 경우의 읽는 방법을 아래와 같이 나타낸다.
① 고정스케일에 따라서 10mm단위의 높이를 읽어 낸다.
(그림에서는 60mm대를 나타낸다.)
② 카운트는 3자리의 숫자에서 최소자리는 0.01mm를 나타낸다.
(그림에서는 7.85mm를 지시한다.)
③ 마이크로미터 헤드의 딤블에 의해서 0.001mm의 자리의 값을 읽어 낸다.
(그림에서 0.002mm를 나타낸다.)
이하의 3단계의 값을 종합하여 전체의 높이를 읽어낸다.
그림의 측정위치의 높이는 아래의 값을 합계하여 67.852mm가 된다.
고정스케일 : 60
카운트 : 7.85
딤블 : 0.002
---------------------
67.852mm
