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스타일러스 [Stylus]

스타일러스 란?

스타일러스는 측정을 위한 중요한 구성 요소로, 센서와 본체 구성 품 사이의 중요한 인터페이스역할을 합니다.

측정 형상에 따라 사용할 스타일러스의 종류와 크기를 정할 수 있으며, 모든 스타일러스의 최대 강도와 볼의 완벽한 구형도가 필수적 입니다

스타일러스의 중요성

측정 신뢰도는 프로브의 스타일러스가 측정 물에 접촉 성능과 접점에서의 정확도에 따라 크게 좌우됩니다.

볼의 진원도, 볼의 위치가 불량하거나, 나사산이 맞지 않는 스타일러스를 사용한다 거나, 측정 중에 과도한 힘에 의해 구부러진 스타일러스를 사용 하는 경우 측정 성능에 치명적인 기능 저하의 원인이 됩니다

스타일러스의 명칭

  • A : 볼 직경
  • B : 전체 길이
  • C : 봉 직경 (StemDia.)
  • D : 유효 작업 길이

스타일러스 선택 시 고려할 요소

스타일러스 선택 시 측정 용도에 맞는 것을 사용 선택 하여 사용 해야 합니다.
  • 선택한 프로브에 맞는 스타일러스 스레드(장착 부 나사) 크기 : M2, M3, M4, M5
  • 스타일러스 유형 : 직선형, 스타형, 디스크형, 스위블 또는 맞춤형 구성
  • 스타일러스 팁 유형 : 볼, 원통, 디스크, 반구
  • 스타일러스 팁 재질
  • 표면 거칠기에 따라 측정 정확도에 미치는 영향을 최소화하는 스타일러스 팁 크기
1. 스타일러스 볼 구형도(원형도)
대부분 스타일러스의 측정 팁은 가장 일반적인 재료인 합성 루비로 만들어진 볼입니다. 이러한 팁의 구형도(원형도) 오차는 CMM 측정 불확실성의 한 요소이며, 이 방식 사용 시에는 CMM 정확도가 10% 가량 떨어지는 경우에 흔히 발생합니다. 볼의 직경은 가능한 콘 것을 사용하는게 좋습니다.
  • 5등급 볼의 구형도 = 0.13µm
  • 10등급 볼의 구형도 = 0.25µm
2. 스타일러스 휨
모든 형상에 하나의 긴 스타일러스를 사용하지 않는 이유는 스타일러스 길이가 길면 정확도가 떨어질 가능성이 크기 때문입니다. 스타일러스는 가능한 한 짧고 강하게 유지하는 것이 좋습니다
3. 열 적 안정성
온도의 변화가 심각한 측정 오차를 발생시킬 수 있습니다. 일관된 측정 결과를 얻기 위해서는 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 특히, 열 팽창에 길이가 영향을 주기 때문에 긴 스타일러스를 사용하는 경우에는 특히 그렇습니다

스타일러스 볼 재료

대부분의 응용 분야에서 기본적으로 스타일러스 팁에는 루비 볼을 선택합니다. 그러나 접촉 방식에 따라 지르코니아, 질화규소, 세라믹, 텅스텐 재질로 된 팁을 사용 하는 경우가 있습니다.
1. 루비

루비는 대다수의 측정 어플리케이션을 위한 업계 표준 및 최적의 스타일러스 볼 재질로써 가장 단단한 재료 중 하나로 알려 졌습니다.

합성 루비는 베르뇌유 공정을 사용하여 2000°C에서 결정 하는 99 % 순수 산화 알루미늄입니다.

루비 볼은 표면이 매우 매끄럽고 압축 강도가 크며 기계적 부식에 대한 저항성이 우수합니다.

하지만 다음과 같은 경우에는 대상물에 따라 적당한 재질을 선택 해야 합니다.

  • 점착성 마모는 스타일러스 볼과 측정 시료의 재료가 서로에 대한 화학적 친화성이 있는 경우에 발생합니다. 이러한 마모는 루비(알루미늄 산화물) 볼로 알루미늄 부품을 스캐닝 할 때 확인할 수 있습니다. 재료가 상대적으로 부드러운 구성 품에서 스타일러스로 통과하면서 스타일러스 팁에 알루미늄 코팅이 생겨 원형 도에 영향을 주게 됩니다. 이 때에는 마모 저항성이 양호한 질화규소가 최상의 선택입니다
  • 연마성 마모는 주철과 같은 표면 스캐닝 시에 조그만 잔류 입자가 볼에 미세한 긁힘을 일으켜 스타일러스 팁을 평평해지게 만듭니다. 이러한 경우에는 거친 지르코니아 스타일러스 팁이 최적의 선택입니다.
2. 질화규소

질화규소는 루비와 아주 비슷한 특성을 가지고 있습니다.

이것은 매우 단단하고 내마모성이 강한 세라믹으로 고 정밀도의 구로 가공할 수 있고 또한 매우 매끄러운 표면 연마를 할 수 있습니다. 질화규소는 알루미늄에 대한 인력이 없기 때문에 유사한 응용 분야에서 루비와 같이 보이는 접착 마모를 나타내지 않습니다.

그러나 강철 표면에서 스캐닝 할 때 마모 특성을 나타내므로 적용 분야가 알루미늄에 제한적 입니다.

3. 지르코니아
지르코니아는 루비에 가까운 경도와 마모 특성을 가진 아주 강한 세라믹 소재입니다. 표면 성질은 주철 부품에 대한 스캐닝 작업에 이상적인 소재입니다

스타일러스 유형

  • 직선 형
  • 실린더 형
  • 스타 형
  • 디스크 형
  • 포인터 형
  • 반구 형

직선형 스타일러스

가장 간단하고 가장 많이 사용되는 스타일러스 유형으로, 대부분의 프로빙 분야에 적합합니다. 스타일러스는 루비, 질화규소, 지르코니아, 세라믹 또는 텅스텐 카바이드로 제조된 볼을 가질 수 있습니다.

  • A : Ball diameter
  • B : Overall length
  • C : Stem diameter
  • D : Effective working length
  • Ø : M2 = 3mm
  • Ø : M3 = 4mm
  • Ø : M4 = 7mm
  • Ø : M5 = 10mm

명칭 : M2 STY D2R L20 EWL14 d1.4SS
  • M2 : M2 고정나사
  • STY : Straight 직선형
  • D2R : Ø2 루비 볼
  • L20 : 전체길이 20mm
  • EWL14 : 유효길이 14mm
  • D1.4SS : Ø1.4mm 강철봉

실린더 스타일러스

판금, 압착 부품 및 얇은 소재를 측정 할 때 또는 나사산 피치를 프로빙 하여 탭 구멍의 중심을 찾을 때 등 일반적인 볼 스타일러스로 올바른 접촉이 어려운 측정물에 적절한 측정 작업을 수행 할 수 있습니다.

볼 엔드 형 실린더 스타일러스는 X, Y 및 Z 방향으로 전체 데이텀 및 프로빙을 허용하므로 표면 검사를 수행 할 수 있습니다. 재질은 텅스텐 카바이드, 루비 또는 세라믹으로 만들어집니다

명칭 : M2 CYL D3 SLVS L13 EWL4
  • M2 : M2 고정나사
  • CYL : 실린더 스타일러스
  • D3 : Ø3 루비 볼
  • SLVS : 실버 스틸 재질
  • L13 : 전체길이 13mm
  • EWL4 : 유효작업길이 4mm

Star 스타일러스

이것은 고정 장착식 스타일러스를 갖는 멀티 팁 스타일러스 구성입니다. 이러한 스타일러스는 직접 접촉할 수 있는 표면 및 직경을 포함하여 다양한 형상을 검사하는 데 사용할 수 있습니다. 이 구성은 상당히 유연하여, 스타일러스 변경 없이 팁이 형상과 접촉하도록 할 수 있습니다. 최대 5개의 스타일러스 구성 요소를 장착하도록 스타일러스 중앙을 사용하여 자체 스타형 스타일러스를 구성할 수 있습니다

명칭 : M2 STR D2R 5BALL L19.5 S32
  • M2 : M2 고정나사
  • STR : Star형
  • D2R : Ø2 루비 볼
  • 5BALL : 5개의 볼로 구성 20mm
  • L19.5 : 전체길이 19.5mm
  • S32 : 스타형 클러스터길이 32mm

디스크 스타일러스

디스크 스타일러스는 스타형 스타일러스에 액세스할 수 없는 보어 내부의 언더컷과 홈을 탐색하는 데 사용되는 구형 볼의 형태 입니다.

단순한 디스크의 가장자리를 사용한 프로빙은 커다란 스타일러스 볼의 직경과 같은 원에서의 프로빙과 동일한 효과를 제공하지만, 따라서 디스크가 얇으면 프로브 할 형상과 디스크 표면의 정확한 접촉이 이루어지도록 세심한 각도 조정이 요구됩니다.

단순한 디스크에서는 하나의 직경에 (일반적으로 링 게이지) 대해서만 원점 설정 작업이 필요하고 X 및 Y 방향으로만 효과적인 프로빙이 가능합니다.

디스크 스타일러스는 다양한 직경과 두께로 제공되며 강철, 세라믹 또는 루비 재질로 제작 되었습니다. 일반적으로 공작 기계에서는 디스크 스타일러스를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

명칭 : M2 DSC D18 SLVS T2.2 L2.6 BR-Y
  • M2 : M2 고정나사
  • DSC : 디스크 스타일러스
  • D18 : 디스크 직경 18mm
  • SLVS : 실버 강 재질
  • T2.2 : 디스크 두께 2.2mm
  • L2.6 : 디스크 전체길이 2.2mm
  • BR-Y : 볼 롤러 Yes (Y : Yes, N : No)

포인터 스타일러스

포인터 스타일러스는 나사 형태, 특정 지점 및 작도 선(정확도는 떨어짐)의 측정 용으로 설계 되었으므로 기존 XY 프로빙에는 사용하지 않아야 합니다. 반경 엔드 포인터 스타일러스를 사용하면 형상에 대한 보다 정확한 기준설정 및 프로빙이 가능합니다. 또한 매우 작은 구멍의 위치를 검사하는 데도 이 스타일러스가 사용됩니다. 일반적으로 공작 기계에서는 포인터 스타일러스를 사용하지 않는 것이 좋습니다

명칭 : M2 PNT D1.4TC 30 DEG L10
  • M2 : M2 고정나사
  • PNT : 포인터 스타일러스
  • D1.4TC : Ø1.4 카바이드 팁
  • 30 DEG : 팁의 각도
  • L10 : 전체길이 10mm

스타일러스 봉[Stem] 재질

강철
스테인레스 스틸로 제조 된 스타일러스 봉은 볼 직경이 2mm 이상이고 길이가 최대 30mm 인 스타일러스에 널리 사용됩니다.
텅스텐 카바이드
텅스텐 카바이드 봉은 1mm 이하의 볼 직경에 필요한 작은 봉 직경 또는 50mm까지의 길이로 강성을 최대화하는 데 가장 적합합니다.
세라믹
볼 직경 3mm 또는 봉의 길이 30mm를 초과할 경우 사용 가능하며, 세라믹 봉의 강도는 강철과 유사하지만 무게는 텅스텐 카바이드에 비해 상당히 가볍습니다. 세라믹 봉은 충돌 시 파괴되므로 충돌 로부터 프로브를 보호할 수 있습니다.

스타일러스 연장 봉

연장 봉은 매우 깊은 포인트 또는 관의 내부와 같이 접근이 어려운 포인트를 측정 하는데 사용 됩니다.

강철, 티타늄, 알루미늄, 세라믹, 탄소섬유 등 다양한 길이와 재질로 되어 있습니다. 긴 연장봉을 사용 시 자재의 열 적 특성을 고려해야 합니다

연장 봉 재질
텅스텐 카바이드
변형 방지요 카바이드 봉은 열적 안전성이 우수하여 환경이 안정된 측정실에서 주로 사용하고 모든 표준 어플리케이션에 사용 됩니다.
강철
중량이 문제가 되지 않는 표준 응용 분야에 탁월한 강5성을 제공합니다.
알루미늄
매우 가벼운 재료이므로 연장 바에 적합하지만 열 팽창 문제가 있기 때문에 항온/항습 이 갖추어 진 안정적인 환경에서만 사용해야 합니다
세라믹
생산 관련 응용 분야에서 사용하기 적합 하도록 가볍고 견고하며 열 변화에 안정적입니다.
카본 화이버
긴 연장을 위한 카본 소재는 온도 변동이 심한 곳에서 꼭 필요한 제품입니다. 직경 20mm의 봉은 휨에 대한강성이 우수하여 굴곡이 심한 제품의 측정에 유리 합니다.
티타늄
알루미늄에 비해 가볍고, 열 안정성 및 휨에 대한 강성이 우수하여 긴 확장에 매우 적합합니다.

고정 나사 별 스타일러스

M2고정나사
권장 사용 프로브 모델 : • TP2 • TP20 • TP200 • REVO
M3고정나사
권장 사용 프로브 모델 : • TP1, • TP6 • REVO™ • SP25M
M4고정나사
권장 사용 프로브 모델 : • TP7 • SP600 • TP800
M5고정나사
권장 사용 프로브 모델 : • SP800 • SP2 • SP2-1

스타일러스 모듈 교환기 [모듈 랙]

  • MSR1 : TP20 및 TP200용 보관 랙
  • MCR20 : TP20용 스타일러스 모듈 랙v
  • TCR20 : PH20용 소형 프로브 모듈 랙
  • SCR200 : TP200용 스타일러스 모듈 랙
  • SCR600 : SP600용 스타일러스 모듈 랙
  • SCP600 : 모듈식 랙 시스템의 일부
  • RCP TC-2 및 RCP2 : REVO프로브와 스타일러스 홀더 간 빠른 전환 모듈 랙
  • FCR25 : SP25M용 스타일러스 모듈 랙
  • ACR1 : 8 포트 프로브/연장 바 교환기
  • ACR3 : 4포트 수동 프로브/연장 바 교환기
  • MAP 스탠드 : 자동체결 방식 커넥터가 달린 프로브 보관 랙
  • MRS : 유연성 높은 프로브와 스타일러스 교환을 지원하는 모듈형 랙 시스템
  • MRS2 : 유연성 높은 프로브와 스타일러스 교환을 지원하는 모듈형 랙 시스템

  • (주)나노정밀코리아
  • 대표 : 김화용
  • 이메일 : nikonkorea@msn.com
  • 전화 : 032-875-7005
  • 팩스 : 032-817-7009
  • 주소 : 인천광역시 연수구 송도미래로30 송도스마트밸리 D동 802호
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