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게이지 및 기준기

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하이트 게이지로 측정하기
하이트 게이지(Height gauge)는 높이 게이지라고도 한다. 이번에 소개하는 하이트 게이지는 테스트 인디케이터를 부착하여 사용하는 디지매틱 하이트 게이지다. 하이트 게이지는 아베의 원리와 반대되는 구조이기 때문에 측정물과 스케일이 떨어져 있다. 슬라이더는 부드러운 이동을 위해 판 스프링을 이용하여 본척과의 간격을 조정하게 되어있는데, 측정시 과도한 측정력을 가하면 판스프링의 가중과 어긋나 슬라이더가 기울게 되므로 주의한다. 테스트 인디케이터는 일반 다이얼 게이지로 닿지 않는 면을 측정하는데 유용하기 때문에 하이트 게이지와 조합하여 사용한다. 부착 작업은 테스트 인디케이터의 스템을 클램프 박스에 끼워 클램프로 조이면 된다. 그 후 테스트 인디케이터의 측정자를 측정물에 접촉하기 위해 이송핸들로 슬라이더를 움직인다. 이 때 측정물에 측정자를 댄 후 과도하게 슬라이더를 이동하면 베이스 밑면이 바닥에서 들뜨므로 조심해야 한다.
그 다음 이송핸들로 측정자를 측정하려는 높이까지 움직인 후 이전과 같은 방식으로 측정자를 접촉시켜 측정하면 된다. 측정자의 길이는 모델에 의해 정해져 있기 때문에 측정자의 길이를 변경하면 큰 오차가 발생하므로 반드시 기종에 맞는 길이의 측정자를 사용한다. 또한 측정자가 측정물에 바르게 세팅되지 않으면 각도오차가 발생하므로 주의해야 한다[그림 1]. 이처럼 테스트 인디케이터의 측정자를 측정면에댈 때는 가능한 작은 각도로 세팅하도록 한다.

다이얼 게이지
다이얼 게이지
세라믹 게이지블록
세라믹 게이지블록

다이얼 게이지로 측정하기
다이얼 게이지는 측정물에 측정자를 접촉시켜 그 움직임을 기어장치를 이용해 다이얼 눈금으로 확대한 측정기구다. 1눈금은 0.01mm혹은 0.001mm로, 스핀들이 1mm 들어가면 장침이 눈금판을 1회전하는 것이 일반적이다. JIS B7503-1997에 규정된 다이얼 게이지는 베젤지름이 60mm이하이지만 베젤의 크기나 눈금사양, 분해능, 측정부의 형상에 따라 세분화되므로 측정 목적에 따라 알맞은 다이얼 게이지를 선택해서 사용한다.
측정 전에 각 부의 먼지를 닦고 스템을 다이얼 게이지 스탠드에 고정한다[그림 3]. 스템을 너무 강하게 조이면 측정 결과에 영향을 미치며 고장의 원인이 되므로 적절한 힘을 가한다. 스핀들을 급격하게 움직이거나 가로 방향으로 힘주면 내부 부품이 정상적으로 작동하는 것을 방해하게 된다. 또한 장침, 단침, 스핀들의 움직임이 매끄러운지, 장침이나 단침의 정지점이 설정된 위치에서 안정적인지 확인 후 측정해야 한다.
측정할 때에는 맨손으로 스핀들을 만지지 말고 레버를 사용해 측정물이 들어갈 공간을 만든다. 이때 스핀들과 측정물의 위치는 옆으로 기울어짐 없이 직각이어야 한다. 다이얼 게이지와 측정물의 위치를 정확하게 설정했으면 시차에 주의하며 바늘이 멈춘위치에서 읽는다. 측정값은 장침과 단침의 위치를 더해서 얻을 수 있다. [그림 2]와 같이 단침이 4.00mm, 장침이 0.15mm라면 다이얼 게이지가 나타내는 측정값은 4.15mm가 된다.

[그림 2] 장침과 단침의 눈금 읽는 법
[그림 2] 장침과 단침의 눈금 읽는 법
게이지 블록으로 측정하기
게이지 블록은 길이 측정의 표준이 되는 게이지(기준기)로 형상, 정밀도 등급, 용도 등에 따라 K, 0, 1급, 2급의 4등급으로 분류한다. 평행한두 개의 면은 무척 매끄럽기 때문에 다른 게이지 블록과 조합하여 측정하기도 한다. 게이지 블록은 스틸 혹은 세라믹으로 만드는데, 일본 공업규격 JIS에서는 스틸로 만든 게이지 블록을 기준으로 하지만 열팽창계수와 탄성변형이 스틸에 가까우면서 스틸소재의 단점을 보완하는 세라믹 게이지 블록도 많이 쓴다. 그 예로 스틸 게이지 블록의 경우 공기 중에 떠다니던 칩이 자성에 의해 표면에 붙는 문제가 생기기도 한다. 이 칩을 제거하지 않고 게이지 블록을 조합하거나 측정에 사용하면 표면이 손상돼 측정 정도가 떨어진다. 그러나 세라믹 소재는 자성이 없어 이러한 문제를 막을 수 있다. 또한 녹에 강하고 시간의 흐름에 의한 경년변화가 거의 없으며 내마모성은 스틸의 5~10배다. 내
열성이 높은 것은 단점이 되기도 하는데, 열전도율이 낮아 강철제품보다 온도보정 시간이 길다.
게이지 블록을 측정할 때는 세정액으로 깨끗이 닦고 측정 면에 돌기가 없음을 확인한 후 사용한다. 게이지 블록을 조합하는 방법은 다음과 같다. 밀착하려는 두 게이지 블록의 끝을 포갠다. 포개진 면적을 점점 넓혀가며 밀어 올리면 된다. 말은 쉽지만 접착제나 자성 없이 오로지 매끈한 면을 이용해 조합하는 것이기 때문에 생각보다 어렵다. 밀착할 때도 너무 강력한 힘으로 표면을 마찰시키면 미세하게 마모될 수 있으므로 주의한다.

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.