KR0151993B1 - 두께 측정장치 및 이를 이용한 두께 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종의 철판 및 종이등의 두께를 측정하는 장치 및 이를 이용한 두께 측정방법에 관한 것으로써, 정밀도를 높이고, 측정시간을 단축하고, 신뢰도를 향상시킬 뿐만 아니라 편평도도 정밀하게 측정할 수 있는 두께 측정장치 및 이를 이용한 두께 측정방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 시편을 유지하고 X축 방향으로 이동가능하게 구성되는 X축 이송부(10), 상기 X축 이송부(10)를 유지하고 Y축 방향으로 이동가능하게 구성되는 Y축 이송부(2), 및 상기 X축 이송부(10)와 Y축 이송부(20)를 유지하고 Z축 방향으로 이동가능하게 구성되는 Z축 이송부(30)를 포함하는 시편유지부(100); 와 그 상부에는 상, 하 이동가능하게 상부 센서(41)가 유지되는 센서유지부(40) 및 하부센서(42)가 고정되어 있는 시편유지부 지지테이블(50)를 포함하는 센싱부(200)를 포함하여 구성되는 두께 측정장치 및 이를 이용한 두께 측정방법을 그 요지로 한다.

Description

두께 측정장치 및 이를 이용한 두께 측정방법

제1도는 기준시편에 대한 센서변화값으로 부터 측정시편의 두께를 구하는 방법의 개념도.

제2도는 본 발명에 부합되는 두께 측정장치의 일부 분해사시도.

제3도는 본 발명에 부합되는 두께 측정장치의 개략도.

제4도는 본 발명에 부합되는 두께 측정장치의 사용상태도.

제5도는 코사인 오차의 정의도.

제6도는 본 발명에 따라 시편두께를 보정하는 방법을 설명하기 위한 참고도.

제7도는 본 발명에 따라 각 측정 좌표점에서 시편이 2차원 기울기로 부터 보정시편 두께를 계산하는 방법을 설명하기 위한 참고도.

제8도는 본 발명에 따라 측정된 두께에 대한 3차원 형상그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : X축 이송부 11 : 시편유지대

12 : X축 확장부 13 : X축 이송구

14 : 가로대 15 : X축 선형 스케일 센서

20 : Y축 이송부 21 : X축 이송부 유지대

22 : Y축 확장부 23 : Y축 이송구

24 : Y축 선형 스케일센서 25 : X축 스케일

30 : Z축 이송부 31 : Y축 이송부 유지대

32 : Z축 확장부 33 : Z축 이송구

34 : Y축 스케일 40 : 센서유지부

41 : 상부센서 42 : 하부센서

50 : 시편 유지부 지지테이블 411 : 센서이송구

본 발명은 각종의 철판 및 종이등의 두께를 측정하는 장치 및 이를 이용한 두께 측정방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 편평도도 정밀하게 측정할 수 있는 두께 측정장치 및 이를 이용한 두께측정방법에 관한 것이다.

각종의 철판 및 종이등의 두께를 ㎛(1/1000㎜)급으로 정밀하게 측정하기 위한 방법으로는 마이크로미터를 이용하는 방법, 두께 측정기를 이용하는 방법, 게이지 블록비교기(Gage Block Comparator)를 이용하는 방법, 온-라인판 두께 측정장치를 이용하는 방법등을 들 수 있다.

상기 마이크로 미터를 이용하는 방법은 현장 또는 교정검사실 등에서 사용되고 있는 방법인데, 이 방법의 경우에는 수동식에 의해 두께를 측정하기 때문에 두께 측정에 많은 시간이 소요되고, 측정신뢰도가 낮은 문제점이 있다.

상기 두께 측정기를 이용하는 방법은 자동화 기계등에 사용되는 것으로써 제1도와 같이 한 측정점이 아래 위로 두 개의 센서(A, B)를 사용하여, 제1도(a)에서와 같이, 먼저 기준 두께를 사용하여 아래 위 두 개 거리센서의 0점을 조정한 다음, 제1도(b)에서와 같이, 기준두께 G에 대한 두 개의 센서변위 △A, △B의 합으로 피측정 물의 두께 t를 측정하는 방법이다(t=G+△A+△B).

그러나, 이 방법은 정밀도가 낮은 문제점이 있다.

한편, 상기한 게이지 블록 비교기를 이용하는 방법도 상기한 두께 측정기를 이용하는 측정방법과 같은 원리를 사용하는 것이다.

그러나, 이 방법은 한점만을 수동식으로 측정하기 때문에 시편전체의 아래 위 두께 데이터를 필요로 하는 편평도등 두께의 3차원 형상에 대해서는 측정할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 온-라인판두께 측정장치를 이용하는 방법은 일본특허공개(평) 4-116406호에 제시되어 있는데, 이 방법의 경우에도 시편의 아래위 두 개의 거리센서 데이터를 이용하는 유사한 원리를 사용하고 있다.

그러나, 이 방법은 온-라인에 사용하여 측정정밀도를 수 ㎛급 이상으로 높히지는 못한다는 문제점이 있다.

즉, 상기한 방법들은 모두 한점만을 측정대상으로 하기 때문에 시편의 전체표면의 평균두께를 측정하기 위해서는 특별한 장치를 필요로 하고, 특히 기계식 마이크로 미터를 사용하는 경우에는 시편의 중앙부분을 측정할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 어떤 시편에 대해서는 두께 뿐만 아니라 시편 전체의 편평도를 정밀하게 측정해야 하는 경우가 있게 되는데, 두께 편평도의 경우는 한점의 측정으로는 불가능하고 시편전체에 걸쳐 균등하게 측정해야 하며, 또한, 많은 측정점을 필요로 하기 때문에 측정시간도 빨라야 한다.

이에, 본 발명자는 상기한 문제점을 해결하기 위하여 연구를 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 정밀도를 높이고, 측정시간을 단축하고, 신뢰도를 향상시킬 뿐만 아니라 편평도로 정밀하게 측정할 수 있는 두께 측정장치 및 이를 이용한 두께 측정방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 시편을 유지하고 X축 방향으로 이동가능하게 구성되는 X축 이송부, 상기 X축 이송부를 유지하고 Y축 방향으로 이동가능하게 구성되는 Y축 이송부, 및 상기 X축 이송부의 Y축 이송부를 유지하고 Z축 방향으로 이동가능하게 구성되는 Z축 이송부를 포함하는 시편 유지부; 와 그 상부에는 상, 하 이동가능하게 상부 센서가 유지되는 시편유지부 및 하부센서가 고정되어 있는 시편유지부 지지테이블을 포함하는 센싱부를 포함하여 구성되는 두께 측정장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기한 두께 측정장치를 이용하여 다음과 같이 두께를 측정하는 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 측정하고자 하는 시편의 두께(Tn)를 통상적인 두께 측정장치에 의해 개략적으로 측정한 후, 측정시편을 시편유지부의 X축 이송부에 장착하는 단계; 하기식(1)을 만족하는 기준두께(G)를 갖는 표준시편을 선정하여 시편 유지부의 X축 이송부에 장착하는 단계;

(여기서, S : 센서의 최대 측정거리)

상기 시편유지부를 작동시켜 센서 유지부 지지테이블에 고정되어 있는 하부센서의 측정범위에 상기 표준시편의 하부면이 위치되도록 한 다음, 센서유지부의 상부에 이동가능하게 유지되는 상부센서를 상, 하 이동시켜 표준시편의 상부면이 상부센서의 측정범위에 위치되도록 하여 표준시편에 대한 각각의 센서의 측정점까지의 거리값이 0(Zero)이 되도록 상, 하부 센서를 세팅하는 단계; 상기 시편유지부를 작동시켜 상, 하부 센서의 측정범위에, 미리 설정된 측정시편의 최초의 측정점이 위치되도록 한 후, 이 점에서 측정시편의 두께(tsi)를 측정하는 단계; 상기와 같이 최초의 측정점에서의 측정시편의 두께(tsi)를 측정한 후, 시편 유지부를 작동시켜 미리 설정된 다음의 측정점의 상, 하부 센서의 측정범위에 위치되도록 한 후, 두 측정점 사이의 거리와 각 측정점에서의 두께를 측정하는 단계; 각 측정점에서 각각의 센서에 의해 측정된 측정두께(tsi)와 기준두께(G)와의 차이를 구한 다음, 하기 식(2)에 의해 측정시편의 각각의 측정점에서의 두께(ti)를 측정하는 단계; 및

(여기서, △Ai, △Bi : 두께 센서 변위)

상기와 같이 측정된 두 측정점에서의 두께값(ti)을 하기 식(3) 및 (4)에 의해 교정하여

(θ : 수평면에 대한 측정시편의 경사가; Zi 및 Zi-1 : 각 측정점에서의 시편 중심과 상부센서 선단부 사이의 거리 : 및 Xi 및 Xi-1 : 두 측정점 사이의 거리)

(tic : 교정두께)

각 점에서의 최종 시편두께(tic)를 측정하는 단계를 포함하여 구성되는 두께 측정방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 식(2)에 의해 측정시편의 각각의 두께를 측정한 다음, 다음과 같이 교정하는 단계를 포함하여 두께를 측정하는 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 상기와 같이 측정된 두께값(ti)중의 어느 하나의 측정점을 기준으로 한 X 및 Y방향 각각의 한점에 대한 경사각(θ) 및 (ψ)을 이용하여 하기 식(5)에 의해 교정하여

(θ : X방향에 대한 시편의 경사각, ψ : Y방향에 대한 시편의 경사각)

각 점에서의 최종 시편두께(tif)를 측정하는 단계를 포함하여 구성되는 두께 측정 방법에 관한 것이다.

이하, 도면을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 부합되는 두께 측정장치(1)는 제2도 및 제3도에 나타난 바와 같이, 시편을 유지하고, X, Y, Z축으로 이동가능하게 구성되는 시편유지부(100); 와 상부 센서(41)가 유지되어 있는 센서유지부(40) 및 상기 시편유지부(100)를 유지하고, 하부센서(42)가 고정되어 있는 시편유지부 지지테이블(50)을 포함하는 센싱부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 시편유지부(100)는, 제2도에 나타난 바와 같이, X축방향으로 이동가능하게 구성되는 X축 이송부(10), Y축 방향으로 이동가능하게 구성되는 Y축 이송부(20) 및, Z축방향으로 이동가능하게 구성되는 Z축 이송부(30)로 구성된다.

상기 X축 이송부(10)는 제4도에 나타난 바와같이, 측정시편(2)을 유지하도록 구성되고, 그 내부에 X축 관통홀(114)이 구비되어 있는 시편유지대(11), X축 스크류 수용홀(121)을 구비하여 시편유지대(11)와 일체로 되어 있는 X축 확장부(12) 및 상기 X축 이송부(10)를 X축 방향으로 이동시키도록 구성되는 X축 이송구(13)를 포함하여 구성된다.

상기 시편유지대(11)에는 표준시편(3)을 유지해주는 표준시편 유지대(112) 및 X축 이송부(10)의 X축 방향으로의 이동을 가이드하기 위한 X축 가이드홈(113a)(113b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 시편유지대(11)에는 두 측정점간이 X방향 거리를 측정하기 위한 X축 선형스케일 센서(115)가 구비되어 있다.

상기 X축 이송구(13)는 X축 모터(131) 및 상기 X축 확장부(12)의 X축 확장부(12)의 X축 스크류 수용홀(121)과 나사 결합되어 상기 X축 모터(131)의 회전력에 의해 상기 X축 이송부(10)를 X축 방향으로 이송시키는 X축 스크류(132)로 이루어져 있다.

바람직하게는, 상기 X축 이송부(10)가 상기 시편 유지대(11)의 X축 관통홀(114)을 가로질러 이동가능하게 구성되는 가로대(14)를 포함하는 것이다.

상기 X축 이송부(10)가 가로대(14)를 포함하는 경우에는 상기 가로대(14)의 이동을 안내하기 위한 한쌍의 가로대 가이드홈(111)이 상기 시편유지대(11)에 형성된다.

한편, 상기 Y축 이송부(20)는 상기 X축 이송부(10)를 이동가능하게 유지하도록 구성되고, 그 내부에 Y축 관통홀(213)이 구비되어 있는 X축 이송부 유지대(21), Y축 스크류 수용홀(121)을 구비하여 X축 이송부 유지대(21)와 일체로 되어 있는 Y축 확장부(22) 및, 상기 Y축 이송부(20)를 Y축 방향으로 이동시키도록 구성되는 Y축 이송구(23)를 포함하여 구성된다.

상기 X축 이송부 유지대(21)에는 상기 X축 가이드홈(113a)(113b)에 결합되어 상기 X축 이송부(10)의 X축 방향으로의 이동을 가이드하는 X축 가이드(211a)(211b) 및 Y축 이송부(20)의 Y축 방향으로의 이동을 가이드하기 위한 Y축 가이드홈(212a, 212b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 X축 이송부 유지대(21)에는 두측정점간의 Y방향 거리를 측정하기 위한 Y축 선형스케일 센서(24) 및 X축 스케일(25)이 구비되어 있다.

상기 Y축 이송구(23)는 Y축 모터(231) 및 상기 Y축 확장부(22)의 Y축 스크류 수용홀(221)과 나사 결합되어 상기 Y축 모터(231)의 회전력에 의해 상기 Y축 이송부(20)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 스크류(232)로 이루어져 있다.

한편, Z축 이송부(30)는 상기 X축 이송부(10) 및 Y축 이송부(20)를 Z축 방향으로 이동가능하게 유지하도록 구성되고, 그 내부에 Z축 관통홀(313)이 구비되어 있는 Y축 이송부 유지대(31), Z축 스크류 수용홀(321)을 구비하여 Y축 이송부 유지대(31)와 일체로 되어 있는 Z축 확장부(32), 및 상기 Z축 이송부(30)를 Z축 방향으로 이동시키도록 구성되는 Z축 이송구(33)를 포함하여 구성된다.

상기 Y축 이송부 유지대(31)에는 상기 X축 가이드홈(212a)(212b)에 결합되어 상기 Y축 이송부(10)의 Y축 방향으로의 이동을 가이드하는 Y축 가이드(311a)(311b) 및 상기 시편유지부 지지테이블(50)에 고정되어 있는 Z축 가이드(51a)(51b)를 가이드 하기 위한 Z축 가이드홀(312a, 312b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 Y축 이송부 유지대(31)에는 Y축 스케일(34)이 형성되어 있다.

상기 Z축 이송구(33)는 Z축 모터(331) 및 상기 Z축 확장부(32)의 Z축 스크류 수용홀(321)과 나사결합되어 상기 Z축 모터(331)의 구동력에 의해 상기 Z축 이송부(30)를 Z축 방향으로 이송시키는 Z축 스크류(332)로 이루어져 있다.

한편, 상기 센싱부(200)는 센서를 유지해주는 센서유지부(40), 상, 하 이동이 가능한 상부센서(41) 및 시편 유지부 지지테이블(50)의 하부에 고정되어 있는 하부센서(42)를 포함하여 구성된다.

상기 상부센서(41)는 센서이송구(411)에 의해 상, 하 이동이 가능하도록 상기 센서 유지부(40)의 상부에 유지된다.

본 발명에 적용될 수 있는 센서로는 접촉 또는 비접촉시 거리측정 센서이면 어느 것이나 가능하며, 그 대표적인 것으로는 레이져타입, 정전용량 타입 및 와전류 타입등을 들 수 있다.

상기 센서 이송구(411)는 상부 센서(41)를 이동시키기 위한 구동력을 부여하는 센서이동 모터(411a), 이 센서이동모터(411a)에 의해 회전되는 센서이동 스크류(411b), 및 이 센서 이동 스크류(411b)와 나사결합되고, 상기 상부센서(41)와 일체로 결합되어 상기 센서 이동모터(411a)의 구동력에 의해 상기 상부센서(41)를 상, 하 이동시키도록 구성되는 센서이송체(411c)로 구성된다.

물론, 본 발명에 있어 센서 이송구는 제2도에 도시된 것에 한정되는 것은 아니며 상부센서(41)를 상, 하 이동시킬 수 있는 것이라면 어느 것이나 가능하다.

상기 시편유지부 지지테이블(50)은 시편유지부(100)와 상기 센서유지부(40)의 하부 사이에 위치된다.

상기와 같이 구성되는 두께 측정장치(1)는 항온 케이스(도시되어 있지 않음)내에 위치시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 두께 측정장치(1)는 통상적인 수단을 구비시키므로써, 자동화가 가능하다.

즉, 본 발명의 두께 측정장치(1)를 자동화하기 위해서는 제2도에 나타난 바와 같이, X축 이송부(10), Y축 이송부(20), Z축 이송부(30) 및 상부센서(41)를 각각 이동시키기 위한 구동력을 부여하는 X축 모터(131), Y축 모터(231), Z축 모터(331) 및 센서 이동모터(411a)를 제어하기 위한 제어기(80) 및 각 측정점에서 센싱한 두께 값(tsi) 및 선형스케일 센서(15)(24)에서 센싱한 두 측정점 사이의 거리값을 받아 상기 식(2)에 의해 각각의 측정점에서 거리값을 받아 상기 식(2)에 의해 각각이 측정점에서의 두께(ti)를 얻고 이 두께(ti)를 이용하여 상기 식(3) 및 (4) 또는 상기 식(5)에 의해 교정하므로써 각 점에서 최종시편 두께(tic) 또는 (tif)를 얻을 수 있는 계산기(90)를 구비시키면 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 두께 측정장치(1)를 이용하여 두께를 측정하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 따라 두께를 측정하기 위해서는, 제4도에 나타난 바와 같이, 우선, 측정 하고자 하는 시편(2)의 두께(Tn)를 통상적인 두께 측정장치에 의해 개략적으로 측정한 후, 측정시편(2)을 X축 이송부(10)의 시편유지대(11)에 장착한다.

이때, 시편의 크기에 따라 가로대(14)를 적절히 조절한다.

다음에, 하기식(1)을 만족하는 기준두께(G)를 갖는 표준시편(3)을 선정하여 상기 시편유지대(11)의 표준시편 유지대(112)에 장착한다.

(여기서, S : 센서의 최대측정거리)

다음에, X축 이송구(13)의 X축 모터(131), 및 Y축 이송구(23)의 Y축 모터(231) 및 Z축 이송구(33)의 Z축 모터(331)를 작동시켜 센서 유지부(40)의 하부에 고정되어 있는 하부센서(42)의 측정범위에 상기 표준시편의 하부면이 위치되도록 한다.

다음에, 센서유지부(40)의 상부에 이동가능하게 유지되는 상부센서(41)를 상, 하 이동시켜 표준시편의 상부면이 상부센서(41)의 측정범위에 위치되도록 한 다음, 표준시편에 대한 각각의 센서의 측정점까지의 거리값이 0(Zero)이 되도록 상, 하부 센서(41)(42)를 세팅한다.

다음에, X축 모터(131), Y축 모터(231), Z축 모터(331)를 작동시켜 미리 설정된 측정시편의 최초의 측정점이 상, 하부 센서(41)(42)의 측정범위에 위치되도록 한후, 이점에서의 측정시편의 두께(tsi)를 측정한다.

상기와 같이 최초의 측정점에서의 측정시편의 두께(tsi)를 측정한 후, X축, Y축, Z축 모터(131), (231) 및 (331)를 작동시켜 미리 설정된 다음의 측정점이 상, 하부 센서(41)(42)의 측정범위에 위치되도록 한 후, 두 측정점 사이의 거리와 각 측정점에서의 두께를 측정한다.

두 측정점 사이이 거리는 X축 선형 스케일 센서(15)에 의해 X축 방향으로, Y축 선형 스케일 센서(24)에 의해 Y축 방향으로의 거리가 측정된다.

다음에, 각 측정점에서 각각의 센서에 의해 측정된 측정두께(tsi)와 기준두께(G)의 차이를 구한 다음, 하기식(2)에 의해 측정시편의 각각의 측정점에서의 두께를 측정한다.

이때, 시편이 휘어 있는 경우에는 측정되는 두께가 수직으로 되지 못하기 때문에 제5도와 같은 코사인 오차가 발생하게 된다.

따라서, 다음에는 상기와 같이 측정된 두 측정점에서의 두께값(ti)을 이용하여 하기식(3) 및 (4)에 의해 코사인 오차를 교정하므로써 각 점에서 최종 시편두께(tic)가 측정된다(제6도 참조).

(θ : 수평면에 대한 측정시편의 경사각 ; Zi 및 Zi-1 : 각 측정점에서의 시편 중심과 상부센서 선단부 사이의 거리 : 및 Xi 및 Xi-1 : 두 측정점 사이의 거리)

(tic : 교정두께)

또한, 본 발명은 상기와 같이 상기 식(2)에 의해 측정시편의 각각의 두께를 측정한 다음, 측정된 두께값(ti) 중의 어느 하나의 측정점을 기준으로 X 및 Y방향 각각의 한점에 대한 경사각(θ) 및 (ψ)을 이용하여 하기 식(5)에 의해 코사인 오차를 교정하므로써, 각 점에서의 최종 시편두께(tif)가 측정된다(제7도 참조).

(θ : X축 방향에 대한 시편의 경사각, ψ : Y축 방향에 대한 시편의 경사각)

물론, 본 발명은 통상적인 자동화기법을 도입함으로써 자동화할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서는 상기 모터들(131)(231)(331) 및 (411a)을 모터 제어기(80)로 자동제어할 수 있고, 또한, 각 측정점에서 센싱한 두께값 및 두점 사이의 거리값을 계산기(90)로 보내어 계산기(90)내에 상기 식(2)에 이해 각각의 측정점에서의 두께(ti)를 자동적으로 측정하고, 이 측정된 두께(ti)를 이용하여 상기 식(3) 및 (4) 또는 상기 식(5)에 의해 코사인 오차를 교정하므로써, 자동으로 각 점에서의 최종시편 두께(tic) 또는 (tif)를 측정할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

10×10mm 크기 및 7.0000mm의 두께를 갖는 시편을 사용하여 5(가로)×5(세로)(총 25점)점에 대하여 본 발명에 따라 두께를 측정하고, 그 측정결과를 3차원 형상 그래프로 제8도에 나타내었다.

이때, 측정점 사이의 간격은 2mm이었다.

상기와 같이 측정한 결과, 평균두께는 7.0002mm로 나타났는데, 이는 0.2㎛의 오차를 갖는 것으로써, 본 발명의 두께 측정방법은 정밀도가 매우 높다는 것을 알 수 있다.

제8도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 두께 측정방법에 의해 두께 편평도의 측정이 가능함을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 시편재질에 따라 적절한 접촉 또는 비접촉시 거리센서를 사용하여 빠른시간에 시편전체의 두께 및 편평도를 정밀하고, 보다 신뢰성 있게 측정할 수 있는 두께 측정장치 및 이 장치를 이용한 두께 측정방법을 제공하는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 시편을 유지하고 X축 방향으로 이동가능하게 구성되는 X축 이송부(10), 상기 X축 이송부(10)를 유지하고 Y축 방향으로 이동가능하게 구성되는 Y축 이송부(20) 및 상기 X축 이송부(10)와 Y축 이송부(20)를 유지하고 Z축 방향으로 이동가능하게 구성되는 Z축 이송부(30)를 포함하는 시편유지부(100); 와 그 상부에 상, 하 이동이 가능하게 상부센서(41)가 유지되는 센서유지부(40), 및 상기 시편유지부(100)를 유지하고 하부센서(42)가 고정되어 있는 시편유지부 지지테이블(50)을 포함하는 센싱부(200)를 포함하고; 상기 X축 이송부(10), Y축 이송부(20), 및 Z축 이송부(30)는 각각 시편유지대(11), X축 이송부 유지대(21) 및 Y축 이송부 유지대(31)를 포함하고; 상기 시편유지대(11), X축 이송부 유지대(21) 및 Y축 이송부 유지대(31)에는 각각 X축 관통홀(114), Y축 관통홀(213) 및 Z축 관통홀(313)이 형성되어 있고; 상기 시편유지대(11) 및 X축 이송부 유지대(21)에는 각각 X 선형스케일센서(15) 및 Y축 선형 스케일 센서(24)가 구비되어 있고, 그리고 상기 X축 이송부 유지대(21) 및 Y축 이송부 유지대(31)에는 X축 선형스케일센서(15) 및 Y축 선형 스케일 센서(24)에 각각 대응하게 X축 스케일(25) 및 Y축 스케일(34)이 각각 형성되어 구성됨을 특징으로 하는 두께 측정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 X축 이송부(10)가 상기 X축 관통홀(114)을 가로질러 이동가능하게 구성되는 가로대(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정장치.
3. X, Y 및 Z축 방향으로 각각 이동가능하게 구성되는 X, Y 및 Z축 이송부(10)(20) 및 (30)를 포함하는 시편유지부(100)와 그 상부에는 상, 하 이동가능하게 상부 센서(41)가 유지되는 센서유지부(40) 및 하부센서(42)가 고정되어 있는 시편 유지부 지지테이블(50)을 포함하는 센싱부(200)를 포함하는 두께 측정장치를 이용하여 다음과 같은 단계에 따라 두께를 측정하는 두께 측정방법 측정하고자 하는 시편의 두께(Tn)를 통상적인 두께 측정장치에 의해 개략적으로 측정한 후, 측정시편을 X축 이송부(10)의 시편유지대(11)에 장착하는 단계; 하기식(1)을 만족하는 기준두께(G)를 갖는 표준시편을 선정하여 시편 유지대(11)의 표준시편 유지대(112)에 장착하는 단계;

   (여기서, S : 센서의 최대 측정거리)

   상기 시편유지부(100)를 작동시켜 시편유지부 지지테이블(50)에 고정되어 있는 하부센서(42)의 측정범위에 상기 표준시편의 하부면이 위치되도록 한 다음, 센서유지부의 상부에 이동가능하게 유지되는 상부센서(41)를 상, 하 이동시켜 표준시편의 상부면이 상부센서의 측정범위에 위치되도록 하여 표준시편에 대한 각각의 센서의 측정점까지의 거리값이 0(Zero)이 되도록 상, 하부 센서(41)(42)를 세팅하는 단계; 상기 시편유지부(100)를 작동시켜, 상, 하부 센서(41)(42)의 측정범위에, 미리 설정된 측정시편의 최초의 측정점이 위치되도록 한 후, 이 점에서의 측정시편의 두께(tsi)를 측정하는 단계; 상기와 같이 최초의 측정점에서의 측정시편의 두께(tsi)를 측정한 후, 시편 유지부(100)를 작동시켜 미리 설정된 다음의 측정점이 상, 하부 센서(41)(42)의 측정범위에 위치되도록 한 후, 두 측정점 사이의 거리(Xi-Xi-1)와 각 측정점에서의 두께(tsi)를 측정하는 단계; 각 측정점에서 각각이 센서에 의해 측정두께(tsi)와 기준두께(G)와의 차이를 구한 다음, 하기 식(2)에 의해 측정시편의 각각의 측정점에서의 두께(ti)를 측정하는 단계; 및

   (여기서, △Ai, △Bi : 두께 센서 변위)

   상기와 같이 측정된 두 측정점에서의 두께값(ti)을 하기 식(3) 및 (4)에 의해 교정하여

   (θ : 수평면에 대한 측정시편의 경사각; Zi 및 Zi-1 : 각 측정점에서의 시편 중심과 상부센서 선단부 사이의 거리 : 및 Xi 및 Xi-1 : 두 측정점 사이의 거리)

   (tic : 교정두께)

   각 점에서의 최종 시편두께(tic)를 측정하는 단계
4. X, Y 및 Z축 방향으로 각각 이동가능하게 구성되는 X, Y 및 Z축 이송부(10)(20) 및 (30)를 포함하는 시편유지부(100)와 그 상부에는 상, 하 이동가능하게 상부 센서(41)가 유지되는 센서유지부(40) 및 하부센서(42)가 고정되어 있는 시편 유지부 지지테이블(50)을 포함하는 센싱부(200)를 포함하는 두께 측정장치를 이용하여 다음과 같은 단계에 따라 두께를 측정하는 두께 측정방법 측정하고자 하는 시편의 두께(Tn)를 통상적인 두께 측정장치에 의해 개략적으로 측정한 후, 측정시편을 X축 이송부(10)의 시편유지대(11)에 장착하는 단계;

   하기식(1)을 만족하는 기준두께(G)를 갖는 표준시편을 선정하여 시편유지대(11)의 표준시편 유지대(12)에 장착하는 단계;

   (여기서, S : 센서의 최대 측정거리)

   상기 시편유지부(100)를 작동시켜 시편유지부 지지테이블(50)에 고정되어 잇는 하부센서(42)의 측정범위에 상기 표준시편의 하부면이 위치되도록 한 다음, 센서유지부(100)의 상부에 이동가능하게 유지되는 상부센서(41)를 상, 하 이동시켜 표준시편의 상부면이 상부센서(41)의 측정범위에 위치되도록 하여 표준 시편에 대한 각각의 센서의 측정점까지의 거리값이 0(Zero)이 되도록 상, 하부 센서(41)(42)를 세팅하는 단계; 상기 시편유지부(100)를 작동시켜 상, 하부 센서(41)(42)의 측정범위에, 미리 설정된 측정시편의 최초의 측정점이 위치되도록 한 후, 이 점에서 측정시편의 두께(tsi)를 측정하는 단계; 상기와 같이 최초의 측정점에서의 측정시편의 두께(tsi)를 측정한 후, 시편 유지부를 작동시켜 미리 설정된 다음의 측정점이 상, 하부 센서(41)(42)의 측정 범위에 위치되도록 한 후, 두 측정점 사이의 거리(Xi-Xi-1)와 각 측정점에서의 두께(tsi)를 측정하는 단계; 각 측정점에서 각각의 센서에 의해 측정된 측정두께(tsi)와 기준두께(G)와의 차이를 구한 다음, 하기 식(2)에 의해 측정시편의 각각의 측정점에서의 두께(ti)를 측정하는 단계; 및

   (여기서, △Ai, △Bi : 두께를 센서 변위)

   상기와 같이 측정된 두께값(ti) 중의 어느 하나의 측정점을 기준으로 한 X 및 Y 방향 각각의 한점에 대한 경사각(θ) 및 (ψ)을 이용하여 하기 식(5)에 의해 교정하여

   (θ : X방향에 대한 시편의 경사각, ψ : Y방향에 대한 시편의 경사각)

   각 점에서의 최종 시편두께(tif)를 측정하는 단계