KR100547634B1 - 래핑 장치 및 래핑 방법 - Google Patents

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Abstract

가공면을 가지는 워크를 래핑하는 래핑 장치는, 연마 입자가 제공된 면을 가지는 박형 기판을 포함하는 래핑막, 상기 래핑막의 배면측에 배치된 슈, 상기 래핑막의 연마 입자면을 상기 워크의 가공면에 가압시키기 위하여 상기 슈를 상기 워크를 향하여 구동시키기 위한 슈 구동 유닛, 상기 워크를 회전 구동시키기 위한 회전 구동 유닛, 상기 회전 방향으로 회전하는 워크의 위치를 검출하는 검출 유닛, 및 가공시 회전 방향으로 워크의 위치에 대응하여 슈를 구동시키기 위하여, 상기 슈 구동 수단의 가압력을 제어하기 위한 제어 유닛을 구비한다.

Description

래핑 장치 및 래핑 방법{LAPPING APPARATUS AND LAPPING METHOD}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래핑 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 래핑 장치에 개폐 자유로 제공된 상부 및 하부의 아암의 폐쇄 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 상부 및 하부 아암의 개방 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 래핑 장치(1)의 필수 부분들을 도시하는 단면도이고, 도 4a는 소프트 슈(shoe)를 구성하는 제2 슈가 윤활 홀의 마우스 베이스에 가압되는 작동 위치로 구동되는 상태를 도시하고, 도 4b는 소프트 슈가 윤활 홀의 마우스 베이스로부터 분리되는 비작동 위치로 구동되는 상태를 도시하고 있다.
도 5a 내지 도 5c는 소프트 슈가 비작동 위치로부터 작동 위치로 구동되는 범위의 설명도이다.
도 6a 내지 도 6c는 소프트 슈가 비작동 위치로부터 작동 위치로 구동되는 범위의 설명도이다.
도 7a는 래핑되는 워크로서 크랭크 축의 예를 도시하는 사시도이다.
도 7b는 크랭크 축에 형성된 윤활 홀의 부분 절단 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 래핑 장치의 제어 시스템을 도시하는 개략 블록도이다.
도 9는 래핑 막의 부분 분리된 연마 입자층의 불량예를 도시하는 도면이다.
도 10은 래핑 장치에 개폐 자유로 제공된 상부 및 하부 아암의 폐쇄 상태에서의, 본 발명의 제2 실시예에 따른 래핑 장치의 개략 단면도이다.
도 11a는 제2 실시예에 사용되는 슈들과 슈 케이스를 도시하는 단면도이다.
도 11b는 도 11a의 화살표(B) 방향에서 본 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 래핑 장치의 단면도이다.
도 13은 래핑 장치에 개폐 자유로 제공된 상부 및 하부 아암의 폐쇄 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 14는 상부 및 하부 아암의 개방 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 15는 래핑 장치의 필수 부분들의 단면도이다.
도 16은 진동에 따르는 캠 축 위치의 설명도이다.
도 17은 슈 가압 유닛과 등가인 구성의 개념도이다.
도 18은 슈 가압력의 천이의 설명도이다.
도 19a는 래핑되는 워크로서 예시적인 캠 축의 사시도이다.
도 19b는 캠 축의 캠-로브부의 각 부들의 설명도이다.
도 20a는 캠-로브부의 축(회전 중심)에서 가공면까지의 반경을 나타내는 도면이다.
도 20b는 캠-로브부의 가공면에서 곡률 반경을 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 이 래핑 장치의 제어 시스템의 개략 블록도이다.
도 22a는 가공시 캠-로브부의 회전 위치에 따라 슈 가압력을 제어하기 위한 가변 제어의 예를 도시하는 도면이다.
도 22b는 캠-로브부의 각 부들에서 접촉면압을 나타내는 도면이다.
도 23a는 가공시 캠-로브부의 회전 위치에 따라 워크 회전 속도를 제어하기 위한 가변 제어의 예를 도시하는 도면이다.
도 23b는 가공시 캠-로브부의 회전 위치에 따라 진동 속도를 제어하기 위한 가변 제어의 예를 도시하는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 래핑 장치 11 : 래핑막
15 : 공급 릴 16 : 권취 릴
22 : 상부 아암 23 : 하부 아암
30 : 슈 구동 유닛 31 : 편심 캠
40 : 회전 구동 유닛 41 : 주 축
42 : 헤드스톡(headstock) 44 : 벨트
45 : 중심 46 : 테일스톡(tailstock)
51 : 편심 회전자 62 : 크랭크 축
S1 : 회전 인코더 63 : 핀부
65 : 가공면 66 : 윤활 홀
67 : 마우스 베이스 71 : 하드 슈
72 : 소프트 슈 73 : 슈 케이스
100 : 제어기
본 발명은, 연마 입자들이 제공된 래핑막(이하, 단순하게 경우에 따라서 "막"이라고 칭함)에 의하여 워크의 가공면을 막-래핑(이하, 단순히 "래핑(lapping)"이라 칭함)하기 위한 래핑 장치 및 래핑 방법에 관한 것이다.
크랭크 축의 핀부들이나 저널부들 또는 캠 축의 캠-로브부들이나 저널부들과 같은 단면이 원호형인 외주면을 가지는 워크를 마감하는 경우에서, 연마 입자들이 제공된 일면을 가지는 래핑막에 의한 래핑이 최근 행해져 왔다.
이러한 래핑은 워크의 가공면을 래핑막으로 덮어, 상기 막이 그 배면으로부터 워크를 향하여 슈로 가압되는 상태에서 상기 워크를 회전시키면서 상기 막의 연마 입자면에 의하여 워크를 가공함으로써 수행된다. 막을 경유하여 워크를 향하여 슈를 가압하는 메카니즘 외에, 래핑 장치는 워크를 회전 구동시키기 위한 메카니즘과, 워크와 래핑막 중 적어도 하나에 워크의 축 방향으로 진동을 인가시키기 위한 진동 메카니즘을 가진다(일본 특개평 제7-237116호의 도 1 및 도 2 참조).
워크는 개방된 홀부가 형성된 가공면을 가지는 워크를 포함한다. 예컨대, 캠 축의 핀부들 및 저널부들에는 캠 축의 축 방향에 수직인 방향으로 크랭크 축을 관통하는 홀부들로서 윤활 홀들이 각각 형성되어 있다. 이러한 윤활 홀들은 바람직하게는 각각 단면이 둥근 형상인 마우스 베이스 에지들을 가져서, 맞물린 부품들(베어링 금속과 같은)에 손상을 주지 않는다.
따라서, 윤활 홀들의 마우스 베이스 에지들에는 통상적으로는, 소위 하드 슈들에 의해 워크의 가공면에 래핑막의 연마 입자면들을 가압시킴으로써 워크를 일단 래핑한 후에, 소위 소프트 슈에 의하여 워크의 윤활 홀들의 마우스 베이스들에 래핑막들의 연마 입자면들을 가압시키기 위한 부가적인 가공을 수행함으로써, 둥근 부분들이 형성되었다.
그러나, 하드 슈들에 의한 이러한 가공은 소프트 슈들에 의한 가공과는 독립적으로 수행되므로, 하드 슈들을 가지는 래핑 장치와 소프트 슈들을 가지는 다른 래핑 장치를 준비할 필요가 있어서, 가공 효율성이 악화되고, 비교적 장시간의 가공 시간을 요한다. 따라서, 설비수의 증가로 설비비, 가공비 등이 증가된다.
또한, 하드 슈들에 기초한 가공에 의해서 가공면들의 형상 정밀도(진원도(circularity)과 진직도(straightness))를 향상시킨 후에, 소프트 슈들에 의한 가공이 행해지므로, 가공면들의 형상 정밀도가 소프트 슈들에 의한 가공에 의해서 상당히 악화될 수도 있다.
또한, 래핑막들이 소프트 슈들에 의한 가공시 윤활 홀들의 마우스 베이스 에지들에 과도하게 물릴 수도 있어서, 연마 입자들의 분리를 초래할 수도 있다.
한편, 종래 래핑 장치에서, 슈 가압력, 워크 회전 속도 및 진동 속도가 래핑 동안 일정하다.
관련하여, 단면이 비원형 형상의 가공면을 가지는 워크의 경우에서, 축(회전 중심)에서 가공면까지의 반경이 부위에 따라 상이하다. 예컨대, 캠 축의 캠-로브 부에는, 베이스 서클(기준 서클)을 형성하는 베이스부, 캠의 리프트(lift)를 규정하는 탑부, 및 베이스부에서 탑부까지 연장하는 이벤트부를 포함하는 복수의 영역들이 제공되어, 워크의 축으로부터의 반경이 베이스부의 단부로부터 탑부를 향하여 보다 길게 되어 있다.
각 속도가 일정할 때, 원주 속도가 반경에 비례하여 변화하므로, 워크의 회전 속도가 일정한 경우에는, 워크의 가공면으로서 외주면의 단위 원주 길이당 접촉 시간이 영역마다 상이해진다. 이러한 상황에서, 가공면에 대한 막의 접촉면압도 영역마다 상이해진다.
이에 따라, 캠-로브부의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량이 불균일하게 되어, 그 결과, 가공면의 표면 거칠기가 불균일하다는 문제점을 유발한다. 특히, 이벤트부들의 표면 거칠기는 탑부와 베이스부의 표면 거칠기보다 크게 된다. 이들 이벤트부들은 예시적으로는, 엔진의 밸브들을 개방하고 폐쇄하기를 시작하는 중요한 부분이므로, 보다 큰 표면 거칠기는 밸브들의 원활한 작동에 지장을 초래할 수도 있다.
본 발명은, 상술된 관련 기술에 따르는 문제점들을 해결하고자 수행되었다. 그러므로, 본 발명의 목적은, 윤활 홀과 같은 개방된 홀부가 형성된 가공면을 가지는 워크라도 신속하게 가공할 수 있고, 가공비의 증가와 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)의 저하를 완전하게 제지하고, 래핑막으로부터 연마 입자들의 분리를 감소시킬 수 있는 래핑 장치 및 래핑 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 워크의 가공면에서의 단위 원주 길이당 가공량을 균 일화할 수 있어서, 가공면의 표면 거칠기를 균일화할 수 있는 래핑 장치 및 래핑 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 태양은, 연마 입자들이 제공된 면을 가지는 박(薄)형 기판을 포함하는 래핑막; 상기 래핑막의 배면측에 배치된 슈; 상기 슈를 워크를 향하여 구동시켜 상기 래핑막의 연마 입자면을 워크의 가공면에 가압시키는 슈 구동 유닛; 상기 워크를 회전 구동시키는 회전 구동 유닛; 상기 회전 방향으로 회전하는 워크의 위치를 검출하는 검출 유닛; 및 가공시 회전 방향으로 워크의 위치에 대응하여 상기 슈를 구동시키기 위하여 상기 슈 구동 유닛의 가압력을 제어하는 제어 유닛을 구비하는, 가공면을 가지는 워크를 래핑하는 래핑 장치를 제공한다.
본 발명의 제2 태양은, 래핑막의 연마 입자면이 슈에 의하여 가공면에 가압되는 상태에서 워크를 회전 구동시키면서 가공면을 가지는 워크를 래핑하기 위한 래핑 방법을 제공하는 것으로, 상기 래핑 방법은, 상기 회전하는 워크의 회전 위치를 검출하는 단계; 및 가공시 회전 방향으로 워크의 위치에 대응하여 슈의 가압력을 제어하는 단계를 구비한다.
본 발명의 제3 태양은, 연마 입자들이 제공된 면을 가지는 박형 기판을 포함하는 래핑막; 상기 래핑막의 배면측에 배치된 슈; 상기 슈를 워크를 향하여 구동시켜 상기 래핑막의 연마 입자면을 워크의 가공면에 가압시키는 슈 구동 수단; 상기 워크를 회전 구동시키는 회전 구동 수단; 상기 회전 방향으로 회전하는 워크의 위치를 검출하는 검출 수단; 및 가공시 회전 방향으로 워크의 위치에 대응하여 상기 슈를 구동시키기 위하여 상기 슈 구동 수단의 가압력을 제어하기 위한 제어 수단을 구비하는, 가공면을 가지는 워크를 래핑하는 래핑 장치를 제공한다.
(바람직한 실시예의 상세한 설명)
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래핑 장치(1)를 도시한다. 도 2는 래핑 장치(1)에 개폐 자유로 제공된 상부 및 하부 아암(22, 23)의 폐쇄 상태를 도시한다. 도 3은 상부 및 하부 아암(22, 23)의 개방된 상태를 도시한다. 도 4a 및 도 4b는 래핑 장치(1)의 필수 부분을 도시하며, 도 4a는 제2 슈(72)를 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)에 누르는 작동 위치로 구동된 소프트 슈를 구성하는 제2 소프트 슈(72)의 상태를 도시하고, 도 4b는 소프트 슈가 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)로부터 분리되는 비작동 위치로 구동된 소프트 슈의 상태를 도시한다. 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c는 소프트 슈(72)가 비작동 위치와 작동 위치 간에 구동되는 범위를 도시한다. 도 7a는 래핑되는 워크(W)로서의 크랭크 축(62)의 예를 도시하고, 도 7b는 크랭크 축(62)에 형성된 윤활 홀(66)을 도시한다. 설명의 편의상, 크랭크 축(62)의 축 방향(즉, 도 1에서 좌우 방향)을 X 방향으로 정의하고, X 방향에 수직인 수평 방향(즉, 도 1에서 지면에 수직인 방향)을 Y 방향으로 정의하고, X 방향에 수직인 연직 방향(즉, 도 1에서 상하 방향)을 Z 방향으로 정의한다.
일반적으로, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예의 래핑 장치(1)는, 연마 입자들이 제공된 일면을 가지는 비신축성이며 변형가능한 박형 기판을 각각 구비하는 래핑막들(11)과, 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 워크(W)의 가공면들(65)에 각각 가압시키기 위한 제1 슈들(71)과, 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 가공면들(65)에 형성된 홀부들(66)의 마우스 베이스들(67)에 각각 가압시키기 위한 제2 슈들(72)과, 제2 슈들(72)이 홀부들(66)의 마우스 베이스들(67)에 가압되는 작동 위치와 제2 슈들(72)이 홀부들(66)의 마우스 베이스들(67)로부터 분리되는 비작동 위치 사이에서 제2 슈들(72)을 각각 구동시키기 위한 슈 구동 유닛들(30); 워크(W)를 회전 구동시키기 위한 회전 구동 유닛(40)과, 워크(W) 및 래핑막들(11) 중 적어도 하나에, 워크(W)의 축 방향으로 진동을 부여하기 위한 진동 유닛(50)을 포함하여, 회전하는 워크(W)에 래핑막들(11)을 가압시켜 이 회전하는 워크(W)가 래핑된다. 본 실시예의 래핑 장치(1)는 바람직하게는 각각 개방된 홀부들(66)이 형성된 가공면들(65)을 가지는 워크(W)를 래핑하는 데 이용된다. 이러한 종류의 워크(W)는 도 7a에 도시된 크랭크 축(62)을 포함하며, 이 크랭크 축(62)의 핀부들(63)과 저널부들(64)의 외주면들이 래핑할 가공면들(65)이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 크랭크 축의 핀부들(63)과 저널부들(64) 각각에는, 홀부(66)로서의 윤활 홀이 크랭크 축의 축 방향에 수직인 방향으로 크랭크 축을 관통하게 형성되고, 가공면들(65)에는 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)가 개방되어 있다. 다수쌍의 연결된 상부 및 하부 아암들(22, 23)이 핀부들(63)과 저널부들(64)의 위치에 대응하여 제공된다(도 1 참조).
이하, 래핑 장치(1)가 상세히 설명된다.
도 1을 참조하여, 회전 구동 유닛(40)은, 주 축(41)을 회전가능하게 지지하기 위한 헤드스톡(42)과, 주 축(41)의 선단에 연결되어 크랭크 축(62)의 일단을 꽉 쥐는 척(43)과, 주 축(41)에 벨트(44)를 경유하여 연결된 주 축 모터(M1)와, 크랭크 축(62)의 타단을 지지하기 위한 중심(45)이 제공된 테일스톡(46)을 포함한다. 주 축 모터(M1)의 회전 운동은 벨트(44) 및 주 축(41)을 경유하여 크랭크 축(62)을 회전 구동시키도록 전달된다. 주 축 모터(M1)의 회전 속도를 변경하면 워크 회전 속도(Vw)가 소망의 속도에 설정된다. 회전하는 크랭크 축(62)의 윤활 홀들(66)의 위치들을 검출하기 위해서, 주 축(41)에는 가공시 워크(W)의 회전 위치를 검출하기 위한 회전 인코더(S1)가 부착되어 있다. 헤드스톡(42) 및 테일스톡(46)은 각각 Y 방향으로 미끄럼 이동가능한 테이블들(47,48) 상에 위치되고, 이들 테이블들(47,48)은 X 방향으로 미끄럼 이동가능한 테이블(49) 상에 배치되어 있다. 이들 테이블(47, 48, 49)은, 헤드스톡(42)과 테일스톡(46) 사이에 크랭크 축(62)을 세트하여, 크랭크 축(62)을 가공 위치에 이동시키도록 이동된다.
진동 유닛(50)은, 테이블(49)의 단부면에 맞닿는 편심 회전자(51)와, 편심 회전자(51)를 회전 구동시키기 위한 진동 모터(M2)를 포함한다. 진동 유닛(50)에는 테이블(49)의 단부면에 편심 회전자(51)가 상시 맞닿아 있도록 테이블(49)을 편심 회전자(51)에 향해 가압하기 위한 탄발력을 인가시키기 위한 스프링와 같은 탄성 유닛(52)이 제공된다. 진동 모터(M2)의 회전 속도를 변화시킴으로써 진동 속도(Vo)가 소망의 속도(10Hz와 같은)에 설정되도록 한다. 진동의 진폭은 진동 모터(M2)의 축에 대한 편심 회전자(51)의 편심량에 기초하여 결정된다. 이 편심량은 약 1mm이고, 진동의 진폭은 약 2mm 이다. 편심 회전자(51)의 편심량은 조정 플레이트(미도시)의 삽입 매수 가변과 같은 기술에 의하여 조정가능하다는 것에 주목바란다. 편심 회전자(51)는 편심 회전자(51)의 회전 위치를 검출하기 위한 회전 인코더(S2)가 부착된 축을 가진다.
다양한 종류의 래핑막들(11)이 존재하나, 본 실시예의 래핑막(11)은, 두께가 25㎛ 내지 130㎛인 폴리에스테르와 같은 상당히 비신축성인 특성을 가지는 재료를 구비하는 기판과, 부착제에 의하여 이 기판의 일면에 부착되고, 수 ㎛ 내지 200㎛ 정도의 입자 크기를 가지는 다수의 연마 입자(구체적으로는, 산화알루미늄, 탄화규소, 다이아몬드 등)로 구성된다. 연마 입자들은 기판의 일면의 전체 면에 걸쳐 부착될 수도 있고, 또는 연마 입자가 없는 소정 폭의 규정된 영역을 간헐적으로 형성한 것일 수도 있다. 제1 및 제2 슈들(71, 72)에 대한 미끄러짐을 방지하기 위하여, 기판의 타면에 고무 또는 합성 수지 등의 저항 재료(미도시)를 구비하는 백 코팅을 하거나, 경우에 따라서는 미끄럼 방지 처리가 행해진다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 각 래핑막(11)은 연관된 공급 릴(15)로부터 인출되어, 연관된 상부 아암(22)의 선단에 배치된 한쌍의 제1 안내 롤러들(R1)과, 연관된 하부 아암(23)의 선단에 배치된 한쌍의 제2 안내 롤러들(R2)에 의하여 안내된 후, 연관된 권취 릴(16)에 의하여 감긴다. 모터(M3)는 권취 릴(16)에 연결된다. 연관된 권취 릴(16)을 회전시키기 위한 모터(M3)의 작동은 공급 릴(15)로부터 래핑막(11)을 연속하여 끌어낸다. 래핑막(11)의 풀어낸 량을 검출하기 위해서, 권취 릴(16)의 축에는 권취 릴(16)의 회전량을 검출하기 위한 회전 인코더(S3)가 부착되어 있다. 공급 릴(15) 및 권취 릴(16)의 근방에는 로킹 장치들(미도시)이 제공되고, 이들 로킹 장치들의 동작들은 소정의 장력을 막(11) 전체에 인가한다.
각 쌍의 연결된 상부 아암(22) 및 하부 아암(23)은 각각 지지 핀들(24)을 경유하여 회동가능하도록 배치되어, 제1 슈들(71) 및 제2 슈들(72)이 배열된 이들 아암들의 선단들이 Z 방향으로 상대적으로 개폐가능하다. 상부 아암(22)은 이를테면 유압 또는 공기압에 의하여 동작되는 유체압 실린더(25)의 일단이 핀으로 연결된 후단부를 가지며, 하부 아암(23)은 피스톤 로드(26)의 선단에 핀으로 연결된 후단부를 가진다. 피스톤 로드(26)가 그 수축 상태로부터 신장함으로써, 지지 핀들(24)을 주위의 이들 아암들의 선단부들을 폐쇄하기 위한 방향으로 상부 및 하부 아암들(22, 23)이 각각 회동하여 도 2에 도시된 폐쇄 상태가 된다. 반대로, 피스톤 로드(26)를 그 신장된 상태로부터 수축시킴으로써, 이들 아암들의 선단부를 개방하기 위한 방향으로 상부 및 하부 아암들(22, 23)이 회동하여 도 3에 도시된 개방된 상태로 된다. 상부 및 하부 아암들(22, 23)의 회동은 연관된 래핑막(11)과 함께 행해져, 폐쇄 회동시 제1 슈들(71)은 래핑막(11)을 개재하여 가공면(65)에 접하게 하고, 개방 회동시에 가공면(65)에 접한 제1 슈들(71)이 해제된다.
도시된 실시예에서, 제1 슈들(71)은 하드(hard) 슈들을 구비하고, 제2 슈(72)는 소프트(soft) 슈를 구비한다. 각 하드 슈(71)는 회전 숫돌(grindstone) 또는 강철과 같은 경질 재료로 형성된다. 각 래핑막(11)을 하드 슈들(71)로 백업하여, 래핑막(11)의 연마 입자면이 가공면(65)에 가압됨으로써, 보다 높은 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)를 가진 원통면으로서 가공면(65)을 마감한다. 한편, 소프트 슈(72)는, 하드 슈(71)보다 부드럽고 탄성 변형가능한, 우레탄과 같은 재료로 형성된다. 소프트 슈(72)는 탄성 변형하여, 실제로 막(11)을 개재하여, 비교적 넓은 면적으로 가공면(65)과 접촉한다. 소프트 슈(72)가 하드 슈들(71)보다 워크 형상을 교정하는 기능은 낮아도, 이 소프트 슈는 가공면(65)의 표면 거칠기를 감소시키는 뛰어난 기능을 가진다. 제1 실시예에서, 이 소프트 슈(72)는 각 마우스 베이스 에지(67a)에 라운드부(rounded portion)(68)를 형성하는 데 사용된다(도 7b 참조). 본 명세서에서, 막(11)을 개재하여 워크(W)의 외주면 상에 슈가 간접 맞닿은 것을 "접촉(contact)"으로 약칭한다.
슈들이 오목형 슈들과 볼록형 슈들로 분류되나, 각 하드 슈(71)는 오목형 선단부를 가지는 오목형 슈이고, 각 소프트 슈(72)는 볼록형 선단부를 가지는 볼록형 슈로 형성된다. 본 실시예의 소프트 슈(72)는 바람직하게는, 구형 형상을 가지는 볼록형 슈와 같은, 마우스 베이스 에지(67a)에 라운드부(68)를 형성하는 데 특히 사용되는 슈이다.
하드 슈들(71)은, 각각 가공면(65)에 대향하는 내주면을 가지는 슈 케이스들(73)에 다수개 부착된다. 도시된 실시예에서, 2개의 하드 슈들이 상부 및 하부 슈 케이스들(73) 각각에 부착되어 있다. 슈 케이스들(73)은 워크(W)에 대하여 진퇴 가능하게, 상부 및 하부 아암들(22, 23)의 선단부에 형성된 오목부들(27) 에 수용된다. 각 슈 케이스(73)는, 그 외측면이, 연관된 오목부(27)의 내면에 의하여 안내되면서 이동된다. 또한, 각 슈 케이스(73)는 압축 코일 스프링을 구비하는 워크 클램핑 스프링(74)이 배치된 배면을 가진다. 하드 슈들(71)에 워크 클램핑 스프링들(74)의 탄발력이 인가되어, 래핑막(11)을 개재하여 가공면(65)에 각각 가압된다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 소프트 슈(72)는 슈 홀더(75)의 선단에 부착되고, 크랭크 축(62)에 대하여 이들 도면에서 +X 방향(이들 도면에서 우측)으로 배치된다. 슈 홀더(75)는 크랭크 축(62)의 축(O)(즉, 회전 중심)을 가로지르는 이들 도면들의 X 방향으로 진퇴가능하게 로드(76)의 선단에 부착된다. 로드(76)는 크랭크 축(62)에 인접하는 전진 제한 위치(즉, 도 4a에 도시된 상태)와 크랭크 축(62)으로부터 분리되는 후진 제한 위치(즉, 도 4b에 도시된 상태) 사이에서 진퇴한다.
도 4a 및 도 4b에 개념적으로 도시된 바와 같이, 각 슈 구동 유닛(30)은, 로드(76)의 후단에 접하는 회전가능한 편심 캠(31)과, 편심 캠(31)을 회전가능하도록 구동시키는 모터(M4)와, 로드(76)의 후단이 편심 캠(31)과 상시 접한 상태가 유지되게 하기 위한 탄성 유닛(미도시)을 포함한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 편심 캠(31)이 회전하여 그 탑부가 로드(76)의 후단에 접하면, 로드(76)가 전진 제한 위치로 이동된다. 이것에 의해, 소프트 슈(72)는, 적용가능한 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)에 소프트 슈(72)가 가압되는 작동 위치에 도달하여, 래핑막(11)의 연마 입자면이 마우스 베이스(67)에 가압된다. 반대로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 편 심 캠(31)의 베이스부가 로드(76)의 후단에 접하면, 로드(76)는 그 후진 제한 위치로 이동된다. 이것에 의해, 소프트 슈(72)는 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)로부터 소프트 슈(72)가 분리되는 비작동 위치에 도달하여, 마우스 베이스(67)로의 래핑막(11)의 가압이 해제된다. 소프트 슈(72)의 위치들(작동 위치 및 비작동 위치)을 검출하기 위해서, 편심 캠(31)의 축에 편심 캠(31)의 회전 위치를 검출하기 위한 회전 인코더(S4)가 부착되어 있다.
캠 리프트 및 베이스 서클 직경과 같은 편심 캠(31)의 치수들은 로드(76)의 이동 거리, 즉 소프트 슈(72)의 이동 거리, 소프트 슈(72)의 가압력 등에 기초하여 결정된다. 또한, 편심 캠(31)의 회전 중심의 위치는 적용가능한 도면에서 X 방향으로 조정가능하게 되어, 동일한 편심 캠(31)을 사용함으로써도 소프트 슈(72)의 가압력이 조정될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c를 참조하여, 소프트 슈(72)가 비작동 위치에서 작동 위치로 구동되는 범위에 관해서 설명한다. 이들 도면에서, 화살표로 도시하는 바와 같이, 크랭크 축(62)은 시계 방향에 회전하는 것으로 가정된다. 또한, 도 5b 및 도 6b에 도시하는 바와 같이, 윤활 홀(66)의 축이 이들 도면에서 X 방향에 대하여 영(0)의 각도(Θ)를 형성하는 때, 즉 윤활 홀(66)의 축이 X 방향과 평행하게 되는 위치를 크랭크 축(62)의 기준 위치로 정의한다.
소프트 슈(72)를 그 비작동 위치로부터 작동 위치로 구동시키기 위한 타이밍은, 회전하는 크랭크 축(62)이 기준 위치에 막 도달했을 때의 순간만인 것이 이상적이다. 그러나, 크랭크 축(62)은 상시 회전되므로, 단순히 크랭크 축(62)이 기준 위치에 도달한 순간에만 소프트 슈(72)를 작동 위치로 구동시키는 것은, 크랭크 축(62)의 회전과 소프트 슈(72)의 이동 간의 약간의 동기 불일치로도 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)의 전체 원주를 균일하게 가공하는 것을 실패할 수도 있다. 따라서, 크랭크 축(62)이 기준 위치에 도달하기 전에 소프트 슈(72)를 그 작동 위치로 구동하고, 크랭크 축(62)이 기준 위치에 도달한 후에도 소프트 슈(72)를 작동 위치로 유지하는 것이 바람직하다.
마우스 베이스(67)에 대한 래핑은 마우스 베이스(67)에 소프트 슈(72)가 접촉하면서 행해진다. 이것은, 소프트 슈(72)가 그 작동 위치로 구동되는 것이 충분하도록 하며, 이것은 마우스 베이스(67)의 특정 부분이 이 작동 위치에서 소프트 슈(72)에 접촉하도록 허용되는 크랭크 축(62)의 회전 각도 범위내에서 만이다. 여기서, 도 5a에 도시되는 바와 같이, 크랭크 축(62)이 기준 위치(θ= 0°)에 도달하기 전에 θ=-α°의 회전 각도에서 회전 방향에서의 마우스 베이스(67)의 선두부가 소프트 슈(72)에 접하고, 도 5c에 도시되는 바와 같이, 크랭크 축(62)이 기준 위치에 도달한 후에 Θ=+α°의 회전 각도에서 회전 방향에서의 마우스 베이스(67)의 꼬리부가 소프트 슈(72)를 떠나는 것으로 가정된다. 이 경우에서, 소프트 슈(72)는 크랭크 축(62)이 θ=-α°에서 θ=+α°로 회전되는 2α°의 범위에 걸쳐 그 작동 위치로 구동될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 소프트 슈(72)에 의해 래핑막(11)을 가압함으로써 수행되는 래핑은 바람직하게는 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67) 자체 및 마우스 베이스(67)의 부근에 한정하는 것이 바람직하다. 이것은, 가공면(65)의 형상 정밀도( 진원도와 진직도와 같은)가 소프트 슈(72)에 의한 가공에 의해서 악화되는 것을 방지하는 것이다. 따라서, 소프트 슈(72)를 상기 범위(2α°) 보다 좁은 범위내에서, 그 작동 위치로 구동하는 것이 바람직하다. 도 6a 내지 도 6c에 개념적으로 도시된 바와 같이, 크랭크 축(62)이 기준 위치(θ= 0°)에 도달하기 전의 회전 각도(θ=-β°)(β<α)로부터, 크랭크 축(62)이 기준 위치에 도달한 후의 회전 각도(θ=+β°)까지, 2β°범위내에서 소프트 슈(72)를 그 작동 위치로 구동시키는 것이 바람직하다.
본 실시예의 래핑 장치(1)에서, 크랭크 축(62)의 회전 위치는 회전 인코더(S1)에 의하여 검출되어, 회전하는 크랭크 축(62)의 각 윤활 홀(66)의 위치를 검출하고, 연관된 구동 유닛(30)의 작동이 제어되어 가공시 연관된 윤활 홀(66)의 위치에 따라 연관된 소프트 슈(72)를 그 작동 위치 또는 비작동 위치로 구동시키므로, 소프트 슈(72)에 의하여 래핑막(11)을 가압함으로써 수행되는 래핑은 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)의 근처로 제한된다.
상기 제어는 본 발명에 따른 래핑 장치(1)의 제어 시스템을 도시하는 블록도인 도 8을 참조하여 설명된다.
도 8을 참조하여, 회전 인코더들(S1, S2, S3, S4)는, CPU와 메모리를 주로 구비하는 것과 같은 제어기(100)(제어 유닛에 대응하는)에 접속되고, 제어기(100)에는 이를테면, 가공시 크랭크 축(62)의 회전 위치와, 연관된 소프트 슈(72)의 위치를 변경하기 위한 각 편심 캠(31)의 회전 위치에 관한 검출 신호들이 입력된다. 제어기(100)에는 또한 워크 회전 속도(Vw)를 결정하는 주 축 모터(M1)의 회전 속도와, 진동 속도(Vo)를 정하는 진동 모터(M2)의 회전 속도에 관한 검출 신호들도 입력된다. 제어기(100)는 크랭크 축(62)의 회전 위치에 관한 회전 인코터(S1)로부터의 신호에 기초하여, 윤활 홀들(66)의 위치들 각각을 결정한다. 또한, 제어기(100)는, 가공시, 연관된 윤활 홀(66)의 위치들에 따라, 작동 위치들 또는 비작동 위치들로 소프트 슈들(72)의 위치들을 각각 가변 제어한다.
소프트 슈들(72)의 위치들의 변경 제어는 윤활 홀들(66)의 위치들과 동기하여 연관된 마우스 베이스들(67)에 소프트 슈들(72)이 출입하도록, 편심 캠들(31)과 모터들(M4)을 포함하는 슈 구동 유닛들(30)의 작동들을 각각 제어함으로써 수행된다.
구체적으로는, 제어기(100)는, 회전하는 크랭크 축(62)이 적용가능한 기준 위치(θ= 0°)에 도달했을 때에, 각 적용가능한 편심 캠(31)의 탑부가 각 연관된 로드(76)의 후단에 접하도록, 모터들(M4)의 회전을 제어하는 제어 신호를 상기 모터(M4)에 출력한다. 이것은 각 소프트 슈(72)가 작동 위치에 도달하도록 하여, 연관된 래핑막(11)의 연마 입자면을 연관된 마우스 베이스(67)에 가압하고, 이로써 마우스 베이스 에지(67a)에 라운드부(68)를 형성한다. 각 라운드부(68)의 반경은 10㎛ 내지 20㎛ 정도이다.
다음, 본 실시예의 작동을 설명한다.
우선, 헤드스톡(42)과 테일스톡(46) 사이에 크랭크 축(62)이 지지되고, 상부 및 하부 아암들(22,23)이 각각 핀부들(63)과 저널부들(64)의 위치들로 이동된다. 이 때, 유체압 실린더(25)는 연관된 피스톤 로드들(26)을 수축시켜, 연관된 상부 아암들(22) 및 하부 아암들(23)을 개방된 위치들에 각각 유지한다. 그 후, 유체압 실린더들(25)을 작동시켜 연관된 피스톤 로드들(26)을 신장시켜, 상부 및 하부 아암들(22, 23)을 각각 폐쇄 방향으로 회동시킨다. 이들 폐쇄 회동으로 래핑막들(11)이 각각 가공면(65) 상에 세트된다.
상부 및 하부 아암들(22,23)이 회동되어 폐쇄되는 동안, 모터들(M3)은 각각 권취릴들(16)을 회전시키도록 작동된다. 래핑막들(11)은 소정량 공급되어, 미사용된 연마 입자면들이 각각 가공면(65) 상에 세트된다. 그 후, 공급 릴들(15) 근방에 로킹 장치로 공급 릴들(15)을 로킹한 후, 권취 릴들(16)이 회전되므로, 래핑막들(11)에 소정의 장력이 인가된다. 다음, 권취 릴들(16)이 이들 근방의 로킹 장치들에 의하여 로킹됨으로써, 래핑막들(11)은 처짐없이 장력이 인가된 상태로 된다.
또한, 크랭크 축(62)을 클램핑할 때, 하드 슈들(71)에게 연관된 워크 클램핑 스프링들(74)의 탄발력이 인가되어, 가공면들(65)에 각각 가압된다.
또한, 진동 유닛(50)을 작동시켜 크랭크 축(62)에 축 방향을 따라 진동을 인가하면서, 회전 구동 유닛(40)을 작동시켜 크랭크 축(62)이 그 축 주위를 회전하여, 래핑막들(11)의 연마 입자면들이 하드 슈들(71)에 의하여 가공면들(65)에 각각 가압되고, 따라서, 가공면들(65)을 그 전체에 걸쳐 래핑한다. 가공면들(65) 전체에 대한 가공은 하드 슈들(71)에 의하여 수행되고, 따라서 가공 효율성을 향상시킨다.
이 가공시, 제어기(100)는 슈 구동 유닛들(30)의 작동을 제어하여, 크랭크 축(62)의 회전과 소프트 슈들(72)의 이동을 동기시킨다. 회전 인코더(S1)는 크랭크 축(62)의 회전 위치를 검출하고, 제어기(100)는 크랭크 축(62)의 회전 위치에 기초하여 윤활 홀들(66)의 위치를 판단하여, 가공시 연관된 윤활 홀들(66)의 위치들에 대응하여 소프트 슈들(72)의 위치들을 작동 위치들 또는 비작동 위치들로 각각 가변 제어한다. 즉, 제어기(100)는 모터(M4)의 작동을 제어하여, 회전하는 크랭크 축(62)이 적용가능한 기준 위치(θ= 0°)에 도달했을 때, 각 적용가능한 편심 캠(31)의 탑부가 각 연관된 로드(76)의 후단에 접하도록 편심 캠들(31)을 회전시킨다.
이것은 각 소프트 슈(72)가 그 작동 위치에 도달하게 하여, 연관된 래핑막(11)의 연마 입자면을 연관된 마우스 베이스(67)에 가압시킴으로써, 마우스 베이스 에지(67a)에서 라운드부(68)를 형성한다.
래핑시, 크랭크 축(62)은 소정의 회전수(5 회전과 같은)만큼 정회전되어, 그 후 동일환 회전수로 역회전된다. 회전 방향을 바꿈으로써, 래핑막들(11)로 인한 막힘이 제거되고, 정당한 성능이 유지되며, 마우스 베이스들(67)의 전체 원주들이 균일하게 가공되게 한다.
이러한 방식으로, 하드 슈들(71)에 의한 가공면들(65)의 전체 원주에 대한 가공과, 소프트 슈들(72)에 의한 마우스 베이스들(67)에 대한 가공이 단일 세트의 래핑 장치에 의하여 수행되므로, 가공 능률이 향상되고, 가공에 요하는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 설비수가 증가되지 않으므로, 설비비나 가공비의 증가도 억제할 수 있다.
또한, 연관된 소프트 슈(72)에 의해 래핑막(11)을 가압함으로써 수행되는 래핑은 연관된 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)의 주변으로 제약하므로, 각 가공면(65)의 형상 정밀도(진원도 및 진직도와 같은)가 소프트 슈(72)에 의한 가공에 의해서 악하되는 위험성이 배제된다. 또한, 각 가공면(65)의 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)를 향상하는 하드 슈(71)에 의한 가공과, 마우스 베이스 에지(67a)에 라운드부(68)를 형성하기 위한 연관된 소프트 슈(72)에 의한 가공이 동일 처리에서 수행되므로, 소프트 슈(72)에 의하여 가공된 가공면(65) 측에도, 하드 슈들(71)에 의하여 워크 형상을 교정하는 기능이 행해진다. 또한 이 관점으로부터도, 각 가공면(65)의 형상 정밀도가 연관된 소프트 슈(72)에 의한 가공에 의해서 악화되는 위험성이 없다.
하드 슈들에 의한 가공 후, 소프트 슈에 의해 래핑막의 연마 입자면을 마우스 베이스(67)에 가압하는 추가 가공이 수행되는 비교예의 경우에서, 소프트 슈에의한 가공시 래핑막이 마우스 베이스 에지(67a)로 과도하게 물리므로, 연마 입자의 분리가 발생한다. 도 9는 래핑막(91)의 부분 분리된 연마입자층의 불량예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 래핑막(91)의 폭 방향으로 실질적으로 중앙부에 막 공급 방향으로 벨트와 같이 신장하는 분리 영역(92)이 발생하였다.
역으로, 소프트 슈(72)에 의한 래핑이 각 윤활 홀(66)의 마우스 베이스(67)의 근처로 한정되므로, 래핑막(11)은 마우스 베이스 에지(67a)로 과도하게 물리지 않으며, 따라서 래핑막(11)으로부터의 연마 입자의 분리를 감소시키고, 분리 개소 수도 감소시킨다.
크랭크 축(62)은 다수의 핀부들(63)과 저널부들(64)를 가지나, 래핑은 이들 핀부들(63)과 저널부들(64)에 대하여 동시에 수행된다. 래핑을 완료하면, 유체압 실린더들(25)이 작동되어 연관된 피스톤 로드들(26)을 수축시켜 상부 및 하부 아암들(22, 23)을 개방 방향에서 각각 회동시켜, 크랭크 축(62)을 이들로부터 취득 가능한 상태로 한다. 크랭크 축(62)을 집어낸 후, 다른 크랭크 축(62)이 세트되어, 동일한 래핑을 개시할 수 있다.
상술된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 래핑 장치(1)는, 래핑막들(11)과, 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 가공면들(65)에 각각 가압시키기 위한 제1 슈들(71)과, 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 홀부들로서의 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)에 각각 가압시키기 위한 제2 슈들(72)과, 제2 슈들(72)이 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)에 각각 가압되는 작동 위치와 제2 슈들(72)이 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)로부터 분리되는 비작동 위치 사이에서 제2 슈들(72)를 각각 구동하기 위한 슈 구동 유닛들(30)과, 워크(W)를 회전 구동시키기 위한 회전 구동 유닛(40)과, 워크(W)의 회전 위치를 검출하여 회전하는 워크(W)의 윤활 홀들(66)의 위치들을 검출하는 회전 인코더(S1)와, 가공시 윤활 홀들(66)의 위치들에 따라 제2 슈들(72)이 작동 위치들 또는 비작동 위치들로 구동되도록, 슈 구동 유닛들(30)의 작동을 제어하기 위한 제어기(100)를 포함한다. 또한, 제2 슈들(72)에 의해 래핑막들(11)을 가압함으로써 수행되는 래핑은 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)의 주변으로 한정된다. 따라서, 제1 실시예에 따른 래핑 장치(1)는, 개 방된 윤활 홀들(66)이 형성된 가공면들(65)을 가지는 워크(W)라도 신속히 가공될 수 있고, 가공비의 증가나 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)의 저하를 완전하게 억제할 수 있고, 래핑막들(11)로부터의 연마 입자의 분리와, 분리 개소수를 감소시킬 수 있다는 효과를 나타낸다.
또한, 제1 슈들(71)은 하드 슈들을 구비하고, 제2 슈들(72)은 소프트 슈를 구비하므로, 각 가공면(65)의 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)를 향상하기 위한 하드 슈들(71)에 의한 가공과, 마우스 베이스 에지(67a)에 라운드부(68)를 형성하기 위한 연관된 소프트 슈(72)에 의한 가공이 동일 처리에서 행해져, 소프트 슈(72)에 의하여 가공되는 가공면들 측에도 하드 슈들(71)에 의하여 워크 형상을 교정하는 기능이 행해진다. 따라서, 각 가공면(65)의 형상 정밀도가 연관된 소프트 슈(72)에 의한 가공에 의해서 악화되는 위험성이 없다.
또한, 홀부들은 윤활 홀들(66)을 구비하여, 이러한 윤활 홀들(66)을 가지는 크랭크 축(62)의 핀부들(63), 저널부들(64) 등의 가공면들(65)이 바람직하게 래핑될 수 있다.
또한, 래핑막(11)은 비신축성이고 변형가능하므로, 워크(W)가 바람직하게 래핑되도록 한다.
본 실시예의 래핑 장치(1)는, 개방된 윤활 홀들(66)이 형성된 가공면들(65)을 가지는 워크(W)를, 제1 슈들(71)에 의해 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 가공면들(65)에 각각 가압시키는 상태에서 워크(W)를 회전 구동하면서 래핑하기 위한 래핑 방법을 실현하는 것으로, 회전하는 워크(W)의 윤활 홀들(66)의 위치들을 회전 인코더(S1)에 의하여 검출하는 단계와, 가공시 윤활 홀들(66)의 위치들에 따라, 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)에 가압시키는 제2 슈들(72)을, 제2 슈들(72)에 의해 래핑막들(11)을 가압시킴으로써 수행되는 래핑이 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)의 주변에 한정하도록, 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)에 가압되는 작동 위치들 또는 윤활 홀들(66)의 마우스 베이스들(67)로부터 분리되는 비작동 위치들로 각각 구동시키는 단계를 구비한다. 따라서, 본 실시예의 래핑 장치(1)는, 개방된 윤활 홀들(66)이 형성된 가공면들(65)을 가지는 워크(W)라도 신속히 가공될 수 있고, 가공비의 증가와 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)의 저하를 완전하게 제약할 수 있으며, 래핑막으로부터 연마 입자의 분리와 분리 개소수를 감소시킬 수 있다는 효과를 발현한다.
(제2 실시예)
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 래핑 장치(2)에 개폐가능하도록 제공된 상부 및 하부 아암들(22,23)의 폐쇄 상태를 도시한다. 또한, 도 11a 및 도 11b는 제2 실시예에서 사용되는 슈들(80) 및 슈 케이스(83)를 도시한다. 제1 실시예에서 요소들에 대하여 사용되는 동일한 도면 부호들은 제2 실시예의 대응하는 또는 동일한 요소를 나타내는 데 사용되며, 그 설명은 생략할 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 래핑 장치(2)는, 제1 실시예와 동일하게 윤활 홀들과 같은 개방된 홀부들(66)이 형성된 가공면들(65)을 갖는 워크(W)로서 크랭크 축(62)을 래핑하는 데 적합하며, 래핑막들(11)과, 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 가공면들(65)에 각각 가압하기 위한 슈들(80)을 포함한다. 단지, 각 슈(80)의 구조 자체에 관하여, 그리고 제2 슈들(72)과 슈 구동 유닛들(30) 등을 구비하고 있지 않은 점에서, 본 실시예는 제1 실시예와 상이하다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 각 슈(80)는, 하드 슈들을 구성하는 제1 슈 부재들(81)과 소프트 슈들을 구성하는 제2 슈 부재들(82)을 포함한다. 제2 슈 부재들(82)은 래핑막이 홀부들(66)의 마우스 베이스들(67)에 가압되는 부위, 즉 홀부들(66)이 통과하는 개소들에 배열된다. 도 11b의 가장 좌측의 슈는 홀부들(66)이 통과하는 개소만 포함하는 제1 슈 부재(81)로 구성된다.
각 제1 슈 부재(81)는 하드 슈를 구성하기 위해서, 회전 숫돌 또는 강철과 같은 경질 재료로 형성된다. 역으로, 각 제2 슈 부재(82)는 소프트 슈를 구성하기 위해서, 상기 제1 슈 부재(81)보다 부드럽고 탄성 변형가능한 우레탄 수지와 같은 재료로 형성된다.
각 제2 슈 부재(82)의 표면은 연관된 제1 슈 부재(81)의 표면으로부터 약간의 길이(수 ㎛) 만큼 워크(W)에 돌출된다. 제2 슈 부재(82)의 돌출된 길이의 최적값은 제2 슈 부재(82)의 단단함과 슈 가압력에 기초하여 결정된다.
이러한 구성의 슈들(80)을 포함하는 래핑 장치(2)에서 크랭크 축(62)을 클램핑할 때, 제1 슈 부재들(81) 및 제2 슈 부재들(82) 모두에 워크 클램핑 스프링들(74)의 탄발력이 인가되어, 각각 가공면들(65)에 가압된다.
또한, 크랭크 축(62)에 축 방향에 따라 진동을 부여하면서, 회전 구동 유닛(40)을 작동시켜 크랭크 축(62)이 축 주위에서 회전되어, 하드 슈들을 구성하는 제1 슈 부재들(81)에 의해 래핑막들(11)의 연마 가공면들이 가공면들(65)에 각각 가압되어, 가공면들(65)이 전체에 걸쳐 래핑된다. 또한, 소프트 슈들을 구성하는 제 2슈 부재들(82)에 의해 래핑막들(11)의 연마 입자면들이 마우스 베이스들(67)에 가압되어, 따라서 마우스 베이스 에지들(67a)에 라운드부들(68)을 각각 형성한다.
래핑시, 크랭크 축(62)은, 소정의 회전 회수(5 회전과 같은)로 정회전되어, 그 후, 같은 회전 회수로 역회전된다. 회전 방향을 바꿈으로써, 래핑막들(11)의 성능이 유지되고, 또한 마우스 베이스들(67)의 전체 원주가 균일하게 가공된다.
또한 제2 실시예에서, 제1 슈 부재들(81), 즉 하드 슈들에 의하여 가공면들(65)의 전체 원주에 대한 가공과, 제2 슈 부재들(82), 즉 소프트 슈들에 의하여 마우스 베이스들(67)에 대한 가공이 단일 세트의 래핑 장치로 행해지므로, 이러한 방식으로 가공 능률을 향상시키고, 가공에 요하는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 설비수가 증가되지 않으므로, 설비비나 가공비의 증가도 억제할 수 있다.
또한, 기존의 래핑 장치에서 슈들을 제2 실시예의 슈들(80)로 대체할 수 있으므로, 제1 실시예와 비교하여, 설비비와 가공비 등의 증가를 또한 억제할 수 있다.
또한, 최좌측의 슈(80)는, 각 가공면들(65)의 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)를 향상하기 위한 하드 슈들에 의한 가공과, 마우스 베이스 에지(67a)에 라운드부(68)를 형성하기 위한 연관된 소프트 슈들에 의한 가공이 동일 처리에서 행해지도록 하드 슈로 구성되므로, 소프트 슈들에 의한 가공이 일단 행해진 가공면(65)의 이들 영역에 최좌측의 하드 슈에 기초하여 워크 형상을 교정하는 기능이 행해진다. 따라서, 각 가공면(65)의 형상 정밀도가 연관된 소프트 슈들에 의한 가공에 의해서 악화되는 위험성이 없다.
제2 실시예는 제1 실시예에서보다 마우스 베이스 에지들(67a)의 원형 분량이 작은 워크(W)에 효과적으로 적용될 수 있다.
(변형 실시예)
워크(W)의 가공면들(65)은 크랭크 축(62)의 핀부들(63), 저널부들(64) 등에 한정되지 않으며, 개방된 홀부(66)가 형성된 가공면(65)을 갖는 한에 있어서, 다른 다양한 워크들(W)에 적용될 수 있다.
제1 실시예가 슈 구동 유닛들(30)로서, 편심 캠들(31), 모터들(M4) 등을 각각 이용하는 구성에서 예시하였지만, 제1 실시예는 여기에 제한되지 않고 적절히 변형될 수 있다. 예컨대, 서보 모터들 또는 공기압에 의하여 작동되는 유체압 실린더와 같은 액츄에이터에 의하여, 제2 슈들(72)을 작동 위치 또는 비작동 위치로 구동시킬 수 있다.
또한, 각 제2 슈(72)가 소프트 슈로 구성된 경우를 도시하였으나, 제2 슈(72)가 제1 슈(71)와 동일한 하드 슈로 구성되어, 제2 슈(72)의 가압력이 제1 슈(71)의 가압력보다 약하게 되는 구성에 의하여도 동일한 효과를 획득할 수 있다. 다음 슈 가압력은, 예컨대 유압 또는 공기압과 같은 유체압을 조정함으로써, 또는 스프링의 탄발력을 조정함으로써 조정될 수 있다.
또한, 소프트 슈들(72)은 워크의 축 방향으로 진동될 수도 있다.
도 11의 최좌측 슈(80)가 제1 슈 부재(81)(하드 슈) 만으로 구성되었으나, 이러한 구성은 본 발명에 불가결한 요구사항은 아니다. 예컨대, 제2 슈 부재들(82)(소프트 슈들)에 의한 가공면(65)의 형상 정밀도의 저하가 소정 허용범위 내에서 제한될 수 있는 경우에서, 홀드부들(66)이 통과하는 최좌측 슈(80)의 위치에 제2 슈 부재(82)를 배열할 수 있다.
(제3 실시예)
이하, 본 발명의 제3 실시예를 도면을 참조하며 설명한다. 제3 실시예에 대응하는 또는 동일한 구성요소를 나타내기 위하여 제1 실시예의 구성요소에 대하여 사용되는 동일한 도면 부호가 사용되며, 그 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 래핑 장치(3)를 도시한다. 도 13은 래핑 장치(3)에 개폐가능하도록 제공된 상부 및 하부 아암들(22,23)의 폐쇄 상태를 도시한다. 도 14는 상부 및 하부 아암들(22,23)의 개방된 상태를 도시한다. 도 15는 래핑 장치(3)의 요부를 도시한다. 도 16은 진동에 동반하는 캠 축 위치를 도시한다. 도 17은 슈 가압 유닛(330)(슈 구동 유닛에 대응)에 등가하는 구성을 도시한다. 도 18은 슈 가압력(P)의 천이를 도시한다. 또한, 도 19a는 래핑되는 워크로서 예시적인 캠 축(60)을 도시하고, 도 19b는 캠 축(60)의 캠-로브부(61)의 각 영역들을 도시한다. 설명의 편의상, 캠 축(60)의 축 방향(즉, 도 12의 좌우 방향)은 X 방향으로 정의되고, X 방향에 수직인 수평 방향(도 12의 지면에 수직인 방향) 은 Y 방향으로 정의되고, X 방향에 수직인 연직 방향(도 12에서 상하 방향)을 Z 방향으로 정의한다.
일반적으로, 도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 실시예의 래핑 장치(3)는, 연마 입자들이 제공된 일면을 가지는 비신축성이며 변형가능한 박형 기판을 각각 구비하는 래핑막들(11); 상기 래핑막들(11)의 배면측들에 각각 배열된 슈들(21); 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 워크(w)를 향하여 가압시키기 위하여 슈들(21)을 각각 가압시키기 위한 슈 가압 유닛들(330)과, 상기 워크(w)를 회전 구동시키는 회전 구동 유닛(40)과, 워크(W) 및 래핑막들(11) 중 적어도 하나에, 워크(W)의 축 방향으로 진동을 부가하는 진동 유닛(50)을 포함하여, 회전하는 워크(W)가 여기에 래핑막들(11)을 가압함으로써 래핑된다. 슈 가압 유닛들(330)은 슈 가압력들(P)을 각각 조정하기 위한 조정 유닛들(331)을 포함한다(도 15 참조). 본 실시예의 래핑 장치(3)는 바람직하게는, 단면이 비원형인 원호 형상인 가공면들을 가지는 워크(W)를 래핑하는 데 사용된다. 이러한 종류의 워크(W)는 도 19a에 도시된 캠 축(60)을 포함하고, 이 캠 축(60)의 캠-로브부들(61)의 외주면들이 래핑되는 가공면이 된다. 다수쌍의 연결된 상부 및 하부 아암들(22, 23)이 캠-로브부들(61)의 위치들에 따라 제공된다(도 12 참조).
여기서 사용된, "단면이 비원형인 원호 형상(cross-sectionally non-circular arcuate shape)"이라는 용어는, 형상의 회전 중심에서 형상의 외주의 부분까지의 반경이 형상의 회전 중심에서 외주의 다른 부분까지의 다른 반경과 상이한 원호 또는 타원 형상을 의미하고, 이 용어는 도시된 캠-로브부(61)는 물론, 형 상의 회전 중심이 서클 중심에서 오프셋된 원형 외주를 가지는 형상같은 달걀형 형상을 포함한다는 것이 이해되어야 한다는 것에 주목바란다.
이하, 래핑 장치(3)를 상세히 설명한다.
도 12를 참조하여, 캠 축(60)은 캠 축(62) 대신에, 래핑 장치(3)에서 워크(W)로서 가공된다.
도 16에 도시된 바와 같이, 진동에 의한 X 방향의 캠 축(60)의 위치는 편심 회전자(51)의 회전 위치에 따라 변한다. 즉, 편심 회전자(51)의 초기 위치(진동 각도 θc= 0°)가, 캠 축(60)이 편심 회전자(51)의 편심량 "e"만큼 -X 방향으로 캠 축(60) 자체의 중심 위치로부터 변위되는 위치라고 가정할 때, 캠 축 위치는, 편심 회전자(51)가 초기 위치로부터 회전되어 진동 각도(θc)가 180°가 될 때, 중심 위치에 대하여 편심량 "e"만큼 +X 방향으로 변위된다. 진동 각도(θc)가 편심 회전자(51)의 또다른 회전에 의하여 360°가 되면, 캠 축 위치는 편심 회전자(51)의 초기 위치에 대응하는 그 초기 위치로 복귀된다. 이러한 진동에 따르는 캠 축(60)의 X 방향에서의 이러한 위치 변화를 검출하기 위해서, 편심 회전자(51)의 축에는 편심 회전자(51)의 회전 위치를 검출하는 회전 인코더(S2)가 부착된다(도 12 참조).
도 13 및 도 14을 참조하여, 각 래핑막(11)은 연관된 공급 릴(15)로부터 인출되며, 연관된 상부 아암(22)의 선단에 배치된 한쌍의 제1 안내 롤러들(R1)과, 상부 아암(22)의 내부 위치에 부착된 제2 안내 롤러(R2)와, 하부 아암(23)의 내부 위 치에 부착된 제3 안내 롤러(R3)와, 하부 아암(23)의 선단에 배치된 한쌍의 제4 안내 롤러(R4)에 의하여 안내된 후, 연관된 권취 릴(16)에 의하여 감긴다.
상부 및 하부 아암들(22, 23)의 회동 이동들이 래핑막들(11)과 일치하여 행해져서, 폐쇄하는 회동 이동들은 연관된 슈들(21)이 래핑막(11)을 경유하여 적용가능한 캠-로브부(61)에 접하도록 하고, 개방하는 회동 이동들은 캠-로브부(61) 상의 슈들(21)의 맞닿음을 해제한다.
슈들(21)이 볼록형 슈들과 오목형 슈들로 분류되나, 도시된 실시예에서 슈들(21)은 각각이 오목형 선단부를 가지고, 각각이 래핑막(11)을 경유하여 다수의 위치(2 개소와 같은)에 연관된 캠-로브부(61)의 가공면에 접하는 오목형 슈들이다. 각 오목형 슈(21)의 선단부가 오목형이나, 워크(W) 상에 슈의 당접면들 자체는 각각 단면 볼록형의 원호 형상으로 형성된다. 막들(11)을 경유하여도, 각 오목형 슈(21)는 캠-로브부(61)의 가공면과, 2 개소들에서 선 접촉 방식으로 접촉한다. 각 캠-로브부(61)는 상부 및 하부 슈들(21)에 의하여 4점에서 지지됨으로써, 캠-로브부(61)를 안정적으로 회전시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 막(11)을 경유하여 워크(W)의 외주면 상의 슈(21)의 간접 맞닿음을 "접촉(contact)"라 약칭하고, 각 슈(21)가 래핑막(11)을 경유하여 워크(W)의 외주면 상에 접하는 영역을 "접촉 영역"이라 약칭한다.
도 15에도 도시되는 바와 같이, 상부 및 하부 아암들(22,23)의 선단부에 형성된 오목부들(27)에 내부에 슈들(21)을 유지하는 슈 케이스들(28)이, 워크(W)에 대하여 진퇴가능한 방식으로 각각 수용된다. 각 슈 케이스(28)는, 슈 케이스(28) 의 외부면에 의하여 연관된 오목부(27)의 내면을 따라 안내되면서 이동된다. 슈들(21)은, 슈 케이스들(28)에 제공된 공동부(28a) 내에 스윙 핀들(29)을 경유하여 네크-스윙가능한 부재에 각각 유지되어 있다. 상부 및 하부 스윙 핀들(29)은 캠 축(60)의 축(O)을 통하여 지나는 선 상에 위치하여, 슈 가압력들(P)이 효율적으로 막(11)에 작용한다. 도 15의 도면 부호 70은 냉각제를 공급하기 위한 노즐을 나타낸다.
슈 가압 유닛들(330)은 상부 및 하부 아암들(22,23)의 선단부에 각각 배치된다. 도 17에 개념적으로 도시되는 바와 같이, 각 슈 가압 유닛(30)은, 선단이 연관된 슈 케이스(28)에 연결된 연결 로드(32)와, 압축 코일 스프링을 구비하는 워크 클램핑 스프링(33)과, 연결 로드(32)와 가압 로드(34) 자체 사이에서 워크 클램핑 스프링(33)을 탄성 변형하기 위한 가압 로드(34)와, 상기 가압 로드(34)의 헤드부에 접하는 편심 회전자(35)와, 상기 편심 회전자(35)를 회전 구동하는 가압 모터(M4)를 포함한다. 연결 로드(32)와 가압 로드(34)는, 연관된 아암(22,23)에 형성된 관통 구멍(22a, 23a)내에 미끄럼 가능하게 수용된다. 슈 케이스들(28)을 연관된 캠-로브부(61)에 가압하는 것은 슈 케이스들(28)에 슈들(21)이 유지되게 하고, 따라서 연관된 래핑막(11)의 연마 입자면들이 캠-로브부(61)를 가압하도록 한다. 편심 회전자(35) 각각은 캠의 전체 높이 “H"에서 베이스 서클 직경을 뺌으로써 획득된 캠 리프트 ”h"를 가지고, 이 캠 리프트 “h"는 가압 로드(34)가 최대로 이동될 수 있는 변위에 대응한다. 슈 가압력(P)을 조정하기 위한 각 조정 유닛(331)은 연관된 워크 클램핑 스프링(33), 가압 로드(34), 편심 회전자(35) 및 가압 모터(M4)로 구성된다.
도 18에 도시된 바와 같이, 슈 가압력(P)는 편심 회전자(35)의 회전 위치에 따라 변화한다. 즉, 편심 회전자(35)의 초기 위치(편심각 θe= 0°)가 편심 회전자의 베이스 서클이 관련된 가압 로드(34)의 헤드부 상에 맞닿은 위치라고 가정할 때, 가압 로드(34)는 편심 회전자(35)가 초기 위치로부터 회전하여 편심각(θ e)이 180°가 될 때, 캠 리프트 “h"만큼 이동되어, 워크 클램핑 스프링(33)이 또한 탄성 압축 변형되어, 그 결과 슈 가압력(P)이 최대가 된다. 편심각(θe)이 편심 회전자(35)가 더 회전하여 360°가 될 때, 가압 로드(34)는 그 초기 위치에 복귀하여, 또한 초기 위치와 동일한 가압력에 슈 가압력(P)이 복귀한다. 이러한 슈 가압력(P)의 천이를 검출하기 위해서, 각 편심 회전자(35)의 축에는 편심 회전자(35)의 회전 위치를 검출하는 회전 인코더(S4)가 부착되어 있다(도 15 참조).
도 19b에 도시되는 바와 같이, 각 캠-로브부(61)는, 베이스 서클을 정의하는 베이스부“d"와, 캠 리프트를 정의하는 탑부”a“와, 탑부 ”a"의 양측에 연속되어 각각 엔진의 밸브의 개폐를 개시하기 위한 이벤트부“b1, b2"와, 베이스부”d"에서 이벤트부“b1, b2"에 접근하는 램프부 "c1, c2"를 각각 구비하는 다수 영역들을 포함한다.
도 20a는 캠-로브부(61)의 축(O)(회전 중심)에서 그 가공면까지의 반경을 도시하고, 도 20b는 캠-로브부(61)의 가공면에서의 곡률 반경을 도시한다.
도 20a에 도시되는 바와 같이, 캠-로브부(61)의 가공면이 단면이 비원형 형상이면, 캠-로브부(61)의 축(O)(회전 중심)으로부터 가공면까지의 반경이 부위마다 변화하여, 베이스부 "d"의 종단에서 탑부 "a"를 향함에 따라 반경이 증가된다. 또한, 도 20b에 도시된 바와 같이, 베이스부 "d"는 일정한 곡률 반경을 가지나, 이벤트부 "b1, b2"는 이들 영역들이 실질적으로 직선이므로 상당히 보다 큰 곡률 반경을 가지고, 탑부 "a"는 비교적 작은 곡률 반경을 가진다.
이러한 형상을 갖는 캠-로브부(61) 각각을 래핑하는 경우에, 워크 회전 속도 (Vw)를 일정하게 하면, 전술된 바와 같이, 캠-로브부의 가공면에서의 단위 원주 길이당 막(11)과 외주면과의 접촉 시간이 부위마다 다르게 된다. 또한, 네크-스윙가능한 오목형 슈(21)가 연관된 캠-로브부(61)에 가압되는 구성에서, 오목형 슈(21)가 이벤트부 "b1"/"b2"와 접촉할 때에는, 오목형 슈(21)는 흔들리고 크게 기울어진 네크이므로, 오목형 슈와 이벤트부 간의 접촉점의 법선 방향으로 작용하는 인가된 슈 가압력(P) 중 요소력이 비교적 작게 된다. 또한, 이벤트부 "b1, b2"는 상당히 큰 곡률 반경을 각각 가지므로, 다른 부위와 비교하여, 슈(21)에 대한 이들의 접촉 영역이 더 넓게 된다. 따라서, 막(11)의 접촉면압은 이러한 상황에서 부위마다 상이하고, 특히 접촉면압은 이벤트부 "b1, b2"에서 상당히 낮아진다. 이는 캠-로브부(61)의 단위 원주 길이당 가공면의 불균일한 가공량을 초래하며, 이로써 가공면, 특히 이벤트부 "b1, b2"의 표면 거칠기를 증가시킬 가능성을 유발하게 된다.
상기의 관점에서, 본 실시예의 래핑 장치(3)에서, 연관된 회전 인코더(S1)에 의하여 캠-로브부(61)의 회전 위치를 검출하여, 가공시 캠-로브부(61)의 회전 위치에 대응하여, 슈 가압력(P), 워크 회전 속도(Vw), 및, 진동 속도(Vo) 중 적어도 하 나를 가변 제어하도록, 각 캠-로브부(61)의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량이 균일화된다.
상기 제어는 도 21 내지 도 23을 참조하여 설명될 것이다. 도 21은 본 발명에 따라 래핑 장치(3)의 제어 시스템을 도시한다. 도 22a는 가공시 캠-로브부(61)의 회전 위치에 대응하여 슈 가압력(P)을 제어하기 위한 가변 제어의 예를 도시하고, 도 22b는 캠-로브부(61)의 각 부위에서 접촉면압을 설명한다. 도 23a는 가공시 캠-로브부(61)의 회전 위치에 대응하여, 워크 회전 속도(Vw)를 제어하기 위한 가변 제어의 예를 도시하고, 도 23b는 가공시 캠-로브부(61)의 회전 위치에 대응하여 진동 속도(V0)를 제어하기 위한 가변 제어의 예를 도시한다.
설명의 편의상, 도 15에 도시된, 각 캠-로브부(61)의 탑부 "a"와 베이스부 "d"가 각각 위쪽과 아래쪽에 위치된 각 캠-로브부(61)의 직립 위치가 캠-로브부(61)의 초기 위치로서 정의되고, 탑부 "a"와 베이스부 "d"가 각각 아래쪽과 위쪽에 위치되는 180°로 초기 위치로부터 회전된 캠-로브부(61)의 역 위치는 캠-로브부(61)의 반전 위치로서 정의된다.
도 21을 참조하여, 회전 인코더들(S1, S2, S3, S4)은 CPU와 메모리를 주로 구비하는 제어기(100)(제어 유닛에 대응하는)에 접속되고, 제어기(100)에는, 가공시 캠-로브부(61)의 회전 위치들, 슈 가압력들(P)을 가변하기 위한 편심 회전자들(35)의 회전 위치들, 및 진동을 부여하는 편심 회전자(51)의 회전 위치에 관한 검출 신호들이 입력된다. 제어기(100)에는 또한 워크 회전 속도(Vw)를 결정하 는 주 축 모터(M1)의 회전 속도 및 진동 속도(Vo)를 결정하기 위한 진동 모터(M2)의 회전 속도에 관한 검출 신호들이 입력된다. 제어기(100)는 회전 인코터(S1)으로부터의 이 캠-로브부(61)의 회전 위치에 관한 신호에 기초하여, 각 캠-로브부(61)의 어느 부위가 가공되고 있는지를 판단한다. 또한, 제어기(100)는 가공되고 있는 부위에 따라, 슈 가압력들(P), 워크 회전 속도(Vw), 및 진동 속도(Vo) 중 적어도 하나를 가변 제어한다.
슈 가압력들(P)을 가변하기 위한 제어는 다음과 같다. 도 22a에 도시된 바와 같이, 각 캠-로브부(61)의 이벤트부 "b1, b2"를 가공할 때 슈 가압력들(P)이 다른 부위를 가공할 때의 슈 가압력들(P) 보다 크게 되는 방식으로, 제어기(100)는 연관된 편심 회전자(35)와 가압 모터들(M4)을 포함하는 바와 같은 연관된 조정 유닛들(331)의 동작들을 제어한다.
구체적으로는, 제어기(100)는, 연관된 회전하는 캠-로브부(61)가 그 초기 위치에 도달했을 때의 연관된 편심 회전자(35)의 편심각(θe)이 0°가 되고, 연관된 슈(21)가 캠-로브부(61)의 회전에 의하여 이벤트부 "b1"/"b2"와 접촉하면서 편심각(θe)이 180°가 되고, 캠-로브부(61)가 더 회전하여 그 반전 위치에 도달했을 때 편심각(θe)이 360°가 되도록, 가압 모터(M4)의 회전을 제어하기 위하여 적용가능한 가압 모터(M4)에 제어 신호를 출력한다. 연관된 편심각(θe)이 180°가 될 때, 각 슈 가압력(P)은 최대가 되어(도 18 참조), 연관된 캠-로브부(61)의 이벤 트부 "b1"/" b2"를 가공할 때 슈 가압력(P)이 다른 부위를 가공할 때의 슈 가압력(P)보다 크게 된다.
도 22b에 2점 쇄선으로 도시되는 바와 같이, 래핑시 슈 가압력(P)이 일정하게 유지되는 비교예의 경우에서 이벤트부 "b1, b2"에서 접촉면압이 상당히 저하된다. 역으로, 상기 방식으로 슈 가압력(P)의 제어는 도 22b에 실선으로 도시된 바와 같이 이벤트부 "b1, b2"에서 접촉면압을 증가시킨다. 이것은 각 캠-로브부(61)의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량의 불균일성을 보정하여, 특히 이벤트부 "b1, b2"의 가공면의 표면 거칠기의 증가를 억제한다.
또한, 워크 회전 속도(Vw)를 변경하는 제어는 다음과 같다. 도 23a에 도시된 바와 같이, 제어기(100)는, 적용가능한 캠-로브부(61)의 이벤트부 "b1, b2"를 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)가, 다른 부위를 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)보다 느리게 되도록, 주축 모터(M1)를 포함하는 것과 같은 회전 구동 유닛(40)의 동작을 제어한다.
구체적으로는, 제어기(100)는, 적용가능한 회전하고 있는 캠-로브부(61)가 그 초기 위치에 도달했을 때의 워크 회전 속도(Vw)가 통상 속도로 되고, 캠-로브부(61)가 회전하여 이벤트부 "b1, b2"에 접촉하는 동안 워크 회전 속도(Vw)가 통상 속도보다 느린 저속 속도로 되고, 캠-로브부(61)가 더 회전하여 그 반전 위치에 도달했을 때 워크 회전 속도(Vw)가 통상 속도로 되도록, 주 축 모터(M1)의 회전 속도를 제어하기 위하여 제어 신호를 주 축 모터(M1)에 출력한다.
래핑시 워크 회전 속도(Vw)가 일정하게 유지되면, 이벤트부 "b1"/"b2"의 원주 속도는 베이스부 "d"의 원주 속도보다 빠르게 되어, 이벤트부 "b1"/"b2"와 막(11)과의 접촉 시간이 베이스부 "d"와 막(11)과의 접촉 시간보다 짧게 된다. 역으로, 상기 방식으로의 워크 회전 속도(Vw)를 제어하면, 이벤트부 "b1"/"b2"를 가공할 때의 상기 이벤트부 "b1"/"b2"의 원주 속도가 감소되어, 이벤트부 "b1"/"b2"와 막(11)과의 접촉 시간이 연장된다. 이것은 각 캠-로브부(61)의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량의 불균일성을 교정하여, 가공면의 표면 거칠기, 특히 이벤트부 "b1, b2"의 표면 거칠기의 증가를 제약한다.
도시된 제어 구성에서, 탑부 "a"와 막(11)과의 접촉 시간이 적극적으로 연장되지 않는다. 이것은, 탑부 "a"의 접촉면압이 고유하게 높아서(도 22b 참조), 탑부 "a"의 표면 거칠기가 요구되는 레벨을 만족하기 때문이다. 단지, 탑부 "a"의 표면 거칠기를 보다 저하시키기 위하여, 적용가능한 탑부 "a"를 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)가 연관된 베이스부 "d"를 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)보다 느려지도록, 주 축 모터(M1)의 회전 속도를 제어할 수 있다.
또한, 진동 속도(Vo)를 변경하기 위한 제어는 다음과 같다. 도 23b에 도시되는 바와 같이, 제어기(100)는, 적용가능한 캠-로브부(61)의 이벤트부 "b1"/"b2"를 가공할 때의 진동 속도(Vo)가, 다른 부위를 가공할 때의 진동 속도(Vo)보다 빠르 도록, 모터 등을 포함하는 진동 유닛(50)의 동작을 제어한다.
구체적으로는, 제어기(100)는, 회전하고 있는 캠-로브부(61)가 그 초기 위치에 도달하였을 때에 진동 속도(Vo)가 통상 속도(10Hz와 같은)가 되고, 캠-로브부(61)가 회전하여 이벤트부 "b1, b2"와 접촉하는 동안 진동 속도(Vo)가 통상 속도보다도 빠른 고속 속도가 되고, 캠-로브부(61)가 더 회전하여 그 반전 위치에 도달하였을 때에 진동 속도(Vo)가 통상 속도로 되도록, 진동 모터(M2)의 회전 속도를 제어하기 위하여 제어 신호를 진동 모터(M2)에 출력한다.
래핑시 진동 속도(Vo)를 일정하게 유지한다면, 막(11)의 연마 입자의 하나의 입자가 단위 시간당 가공면에 작용하는 고정 거리가 달성된다. 역으로, 상기 방식으로 진동 속도(Vo)를 제어하는 것은 연마 입자의 하나의 입자가 이벤트부 "b1, b2"에서 가공면 상에 작용하는 거리를 연장시키며, 이로써 단위 시간당 가공면 상에 효과적으로 작용하는 연마 입자수가 증가하여, 단위 시간당 가공면의 제거량이 증가한다. 이는 각 캠-로브부(61)의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량의 불균일성을 교정하여, 특히 이벤트부 "b1, b2"의 표면 거칠기의 증가를 억제한다.
슈 가압력들(P), 워크 회전 속도(Vw) 및 진동 속도(Vo)를 가변 제어할 때의 변화율은, 워크 형상, 기본 가공 조건들(슈 가압력, 워크 회전 속도, 및 진동 속도의 기본값), 및 요구되는 표면 거칠기 등에 따라 가변하므로, 고유하게 결정되지 않고, 시행 착오 방식으로 최종적으로 결정된다.
이하, 본 실시예의 동작을, 예컨대 슈 가압력(P)을 가변 제어하기 위한 상황을 들어 설명한다.
우선, 헤드스톡(42)와 테일스톡(46) 사이에 캠 축(60)을 지지하고, 캠-로브부(61)의 위치로 상부 및 하부 아암(22,23)을 각각 이동시킨다. 이 때, 유체압 실린더들(25)은 연관된 피스톤 로드(26)를 수축시켜, 연관된 상부 아암들(22)과 하부 아암들(23)을 개방된 위치들에 각각 유지시킨다. 그 후, 유체압 실린더들(25)이 동작되어, 연관된 피스톤 로드(26)를 신장시키고, 이로써 상부 및 하부 아암(22, 23)을 각각 폐쇄 방향으로 회동시킨다. 이들 폐쇄 회동 이동은 래핑막들(11)이 캠-로브부들(61)의 가공면들 상에 각각 세트되도록 한다.
상부 및 하부 아암(22,23)이 회동하여 폐쇄되는 동안, 모터(M3)가 동작되어 권취 릴들(16)을 각각 회전시킨다. 래핑막들(11)은 소정량만큼 공급되어, 비사용된 연마 입자면들이 각각 가공면들 상에 세트된다. 그 후, 공급 릴들(15) 근처의 로킹 장치로 공급 릴들(15)을 로킹한 후, 권취 릴들(16)이 회전되어, 래핑막들(11)에 소정 장력이 인가된다. 다음, 권취 릴들(16)이 이들 근처의 로킹 장치들에 의하여 로킹되어, 래핑막들(11)이 처짐없이 장력이 인가된 상태로 된다.
각 캠-로브부(61)가 클램핑되는 상태에서, 적용가능한 슈 가압 유닛(330)의 편심 회전자(35)는 그 초기 위치(편심각(θe= 0°))에 있고, 연관된 슈들(21) 모두는 각각 워크 클램핑 스프링들(33)의 탄발력들에 의하여 가압된다. 따라서, 양 슈들(21)은 이들 탄발력들에 의하여 캠-로브부(61)에 가압되며, 따라서, 래핑막(11) 의 연마 입자면을 가공면에 가압시킨다.
또한, 진동 유닛(50)을 작동시켜 캠 축(60)에 축 방향에 따르는 진동을 부여하면서, 회전 구동 유닛(40)을 작동시켜 캠 축(60)을 축 주위를 회전시켜, 슈들(21)을 유지하는 슈 케이스들(28)이 각각 적용가능한 캠-로브부들(61)의 회전을 따르는 방식으로 오목부들(27) 내에 진퇴함으로써, 캠-로브부들(61)의 가공면들을 래핑한다.
이 가공시, 회전 인코더(S1)는 캠-로브부들(61)의 회전 위치를 검출하고, 제어기(100)는 가공시에 캠-로브부들(61)의 회전 위치들에 대응하여 슈 가압력들(P)을 각각 제어한다. 즉, 적용가능한 가압 모터들(M4)의 동작들은, 연관된 슈들(21)이 연관된 이벤트부 "b1, b2"에 접촉하면서 편심 회전자들(35)의 편심각(θe)이 180°가 되도록 제어되어, 다른 부위를 가공시 슈 가압력들(P)과 비교하여 이벤트부 "b1, b2"의 가공시 슈 가압력들(P)을 각각 증가시킨다.
이것은 이벤트부 "b1, b2"에서의 접촉면압을 증가시켜(도 22b 참조), 각 캠-로브부(61)의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량을 균일하게 하여, 이벤트부 "b1,b2"의 표면 거칠기의 증가를 억제하여, 가공 품질들 중 하나인 표면 거칠기가 균일화된다.
캠 축(60)이 다수의 캠-로브부(61)를 가지나, 래핑은 캠-로브부들(61)에 대하여 동시에 수행된다. 래핑의 완료시, 유체압 실린더들(25)이 동작되어, 연관된 피스톤 로드(26)를 수축시켜, 상부 및 하부 아암(22,23)을 각각 개방 방향으로 회 동시켜, 캠 축(60)을 취득 가능한 상태로 한다. 캠 축(60)을 집어낸 뒤, 다른 캠 축(60)이 세트되어, 동일한 래핑을 개시할 수 있다.
슈 가압력(P)을 제어하는 대신, 워크 회전 속도(Vw)를 가변 제어하는 경우에서, 동작은 다음과 같다.
래핑시, 회전 인코더(S1)는 캠-로브부들(61)의 회전 위치들을 검출하고, 제어기(100)는 가공시 캠-로브부들(61)의 회전 위치들에 대응하여 워크 회전 속도(Vw)를 각각 가변 제어한다. 즉, 슈들(21)이 연관된 이벤트부 "b1, b2"와 접촉하고 있는 동안, 워크 회전 속도(Vw)가 저속 속도로 되도록, 주 축 모터(M1)의 작동을 제어하여, 이벤트부 "b1, b2"를 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)를, 다른 부위들을 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)에 비교하여 감소시킨다(도 23a).
이것은 이벤트부 "b1, b2"의 막(11)과의 접촉 시간을 연장시켜, 각 캠-로브부(61)의 가공면에서의 단위 원주 길이당 가공량을 균일하게 하여, 이벤트부 "b1, b2"의 표면 거칠기의 증가를 제한하여, 표면 거칠기가 균등화된다.
슈 가압력(P) 또는 워크 회전 속도(Vw)를 제어하는 대신, 진동 속도(Vo)를 가변 제어하는 경우에, 동작은 다음과 같다.
래핑시, 회전 인코더(S1)는 캠-로브부들(61)의 회전 위치들을 검출하고, 제어기(100)는 가공시 캠-로브부들(61)의 회전 위치에 대응하여 진동 속도(Vo)를 각각 가변 제어한다. 즉, 슈들(21)이 연관된 이벤트부 "b1, b2"에 접촉하고 있는 사이 에 진동속도(Vo)가 고속으로 되도록, 진동 모터(M2)의 동작을 제어하여, 이벤트부 "b1, b2"를 가공할 때의 진동 속도(Vo)를, 다른 부위들을 가공할 때의 진동 속도(Vo)에 비교하여 증가시킨다(도 23b).
이것은, 이벤트부 "b1, b2"에 효과적으로 작용하는 연마 입자수를 증가시켜, 각 캠-로브부(61)의 가공면에서의 단위 원주 길이당 가공량이 균일화되어, 이벤트부 "b1, b2"의 표면 거칠기의 증가를 억제하여, 표면 거칠기가 균질화한다.
상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 래핑 장치(3)는, 래핑막들(11); 슈들(21); 워크(w)를 향하여 슈들(21)을 가압시켜, 래핑막들(11)의 연마 입자면들을 워크(W)로 각각 가압시키기 위한 슈 가압 유닛들(330); 상기 워크(w)를 회전 구동시키는 회전 구동 유닛(40); 워크(W)에 축 방향으로 진동을 부가하는 진동 유닛(50); 워크(W)의 회전 위치를 검출하는 회전 인코더(S1); 및 가공시 워크(W)의 회전 위치에 대응하여, 슈 가압력들(P), 워크 회전 속도(Vw), 및 진동 속도(Vo) 중 적어도 1개를 가변 제어하는 제어기(100)를 포함하여, 워크(W)의 가공면에서의 단위 원주 길이당 가공량을 균일화한다. 이로써, 래핑 장치(3)는, 단면이 비원형 원호 형상인 가공면을 가지는 워크(W)라도 가공면의 표면 거칠기를 균질화할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다. 또한, 워크(W)의 가공면에서의 단위 원주 길이당 가공량을 균일화할 수 있다는 것은, 가공면의 특정 부위에서의 표면 거칠기 등의 가공 품질을 단지 개선하기 위해서, 부가적인 가공 시간을 요하지 않는다는 것을 의미한다. 이것은 워크(W)의 회전 위치에 대응하여, 슈 가압력들(P) 또는 진동 속도(Vo)를 증가시키기 위한 상황에서 뿐만 아니라, 워크(W)의 회전 위치에 따라 워크 회전 속도(Vw)를 느리게 하는 제어하기 위한 상황에서도, 전체 가공 시간을 감소시키도록 한다.
또한, 워크(W)의 가공면은 캠 축(60)의 각 캠-로브부(61)의 외주면이므로, 캠-로브부(61)의 가공면에서의 단위 원주 길이당 가공량이 균일화될 수 있어, 캠-로브부(61)의 가공면의 표면 거칠기를 균질화하여, 캠-로브부(61)의 가공 시간을 단축시킨다는 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 슈 가압 유닛들(330)은 슈 가압력들(P)을 조정하기 위한 조정 유닛들(331)을 각각 포함하고, 제어기(100)는, 캠-로브부(61)의 이벤트부 "b1, b2"를 가공할 때의 슈 가압력들(P)이, 다른 부위를 가공할 때의 슈 가압력들(P)보다 커지도록, 조정 유닛들(331)의 동작을 제어하여, 이벤트부 "b1, b2"에서의 접촉면압들을 증가시킨다. 따라서, 이벤트부 "b1, b2"에서의 표면 거칠기의 증가가 억제되어, 캠-로브부들(61)의 가공면들의 표면 거칠기를 균질화하는 효과를 결과적으로 획득할 수 있다.
또한, 제어기(100)는, 캠-로브부(61)의 이벤트부 "b1, b2"를 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)가, 다른 부위를 가공할 때의 워크 회전 속도(Vw)보다 느리게 되도록, 회전 구동 유닛(40)의 작동을 제어하여, 이벤트부 "b1, b2"에서 래핑막(11)과의 접촉 시간을 연장시킨다. 따라서, 이벤트부 "b1, b2"의 표면 거칠기의 증가가 억제되어, 캠-로브부(61)의 가공면들의 표면 거칠기를 균질화하는 효과를 결과적으 로 획득할 수 있다.
또한, 제어기(100)는, 캠-로브부들(61)의 이벤트부 "b1, b2"를 가공할 때의 진동 속도(Vo)가, 다른 부위를 가공할 때의 진동 속도(Vo)보다 빠르게 되도록, 진동 유닛(50)의 작동을 제어하여, 이벤트부 "b1, b2"에 효과적으로 작용하는 연마 입자수를 증가시킨다. 따라서, 이벤트부 "b1, b2"의 표면 거칠기의 증가가 억제되어, 캠-로브부들(61)의 가공면들의 표면 거칠기를 균질화하는 효과를 결과적으로 획득할 수 있다.
또한, 슈들(21)은 네크-스윙가능한 부재에 유지되어, 래핑막들(11)을 경유하여 다수 개소에서 워크(W)의 가공면들에 접하는 오목형 선단부들을 가지는 오목형 슈들(21)을 구비하여, 워크(W)가 안정적으로 회전되고 안정적으로 래핑되어 가공 품질을 향상하는 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 비신축성으며 변형가능한 래핑막들(11)은 단면이 비원형인 원호 형상인 가공면을 갖는 워크(W)를 바람직하게 래핑할 수 있게 한다.
또한, 본 실시예의 래핑 장치(3)는, 워크(W)의 회전 위치를 회전 인코더(S1)에 의해 검출하여, 가공시 워크(W)의 회전 위치에 대응하여, 슈 가압력들(P), 워크 회전 속도(Vw), 및 진동 속도(Vo) 중 적어도 1개를 가변 제어하여, 워크(W)의 가공면들에서 단위 원주 길이당 가공량을 균일화하는 래핑 방법을 구현한다. 따라서, 단면이 비원형인 원호 형상의 가공면들을 갖는 워크(W)에라도, 가공면들의 표면 거칠기가 균질화되며, 전체 가공 시간을 감소시킬 수 있다는 효과를 나타낼 수 있다.
(변형 실시예)
가공시 워크(W)의 회전 위치에 대응하여, 슈 가압력들(P), 워크 회전 속도(Vw), 및 진동 속도(Vo) 중 적어도 하나를 가변 제어하는 실시예에 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 슈 가압력들(P)과 워크 회전 속도(Vw); 슈 가압력들(P)과 진동 속도(Vo); 워크 회전 속도(Vw)와 진동 속도(Vo); 또는 슈 가압력들(P), 워크 회전 속도(Vw) 및 진동 속도(Vo) 모두의 가변 제어를 조합한 구성을 채용할 수 있다.
또한, 워크(W)의 가공면은 캠 축(60)의 캠-로브부(61)에 한정되지 않으며, 단면이 비원형인 원호 형상인 가공면들을 가지는 한, 다른 다양한 워크들(W)도 물론 적용가능하다.
본 실시예가 내부에 포함된 슈 가압 유닛들(330)과 조정 유닛들(331)으로서, 워크 클램핑 스프링들(33), 편심 회전자들(35), 가압 모터들(M4) 등을 사용한 구성에서 예시되었으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않고 적절하게 변형될 수 있다. 예컨대, 공기압 등에 의하여 작동되는 유체압 실린더를 이용하여, 슈들(21)을 워크(W)에 향하여 가압하여, 래핑막(11)의 연마 입자면들을 워크(W)에 가압할 수 있다. 이 경우에서, 슈 가압력(P)은 전자 밸브로 공기압을 온/오프하거나, 유체압 실린더에 공급된 공기압을 조정 등을 함으로써 조정될 수도 있다.
또한, 도시된 실시예에서 회전 구동 유닛(40)이 주 축 모터(M1)의 회전 속도를 가변함으로써 워크 회전 속도(Vw)를 가변 제어하나, 주 축 모터(M1)의 출력 축과 주 축 간에 배열된 변속의 기어비를 변화시켜 워크 회전 속도(Vw)를 가변 제어할 수 있다.
또한, 도시된 예의 진동 유닛(50)의 경우에서 테이블(49)에 진동을 부여하여 워크(W)에 진동을 부여하고 있지만, 워크(W)를 지지하는 주 축(41)에 진동을 부여할 수 있다. 또한, 워크(W)에 진동을 부여하는 것이 불가결한 것은 아니며, 래핑막(11)에 진동을 부여하거나, 워크(W) 및 래핑막(11)의 양자에게 진동을 부여할 수 있다.
마지막으로, 오목형 슈들(21)이 슈들로서 예시적으로 설명되었으나, 본 발명은 선단부가 볼록형 원호 형상인 볼록형 슈들을 사용하는 경우에도 적용가능하다.
2003년 2월 12일 출원된 일본 특허 출원 제 P2003-34050호와 제P2003-34065호의 전체 내용이 여기서 참조용으로 사용된다.
본 발명이 특정 실시예를 참조하여 설명되었으나, 본 발명은 상술된 실시예들에 제한되지 않고, 다양한 변경이 본 교시의 관점에서 당업자에 의해 행해질 것이다. 본 발명의 범위는 다음의 청구항을 참조하여 정의된다.
본 발명에 따르면, 윤활 홀과 같은 개방된 홀부가 형성된 가공면을 가지는 워크라도 신속하게 가공할 수 있고, 가공비의 증가와 형상 정밀도(진원도와 진직도와 같은)의 저하를 완전하게 제약하고, 래핑막으로부터 연마 입자들의 분리를 감소시킬 수 있다. 또한, 워크의 가공면에서의 단위 원주 길이당 가공량을 균일화할 수 있어서, 가공면의 표면 거칠기를 균일화할 수 있는 효과를 달성한다.

Claims (16)

  1. 연마 입자들이 제공된 면을 가지는 박(薄)형 기판을 포함하는 래핑막;
    상기 래핑막의 배면측에 배치된 슈;
    상기 래핑막의 연마 입자면을 워크의 가공면에 가압시키기 위하여 상기 슈를 워크를 향하여 구동시키는 슈 구동 유닛;
    상기 워크를 회전 구동시키는 회전 구동 유닛;
    상기 회전 방향으로 회전하는 워크의 위치 신호를 검출하고 송신하는 검출 유닛; 및
    가공시 회전 방향으로 상기 워크의 위치 신호에 대응하여 상기 슈를 구동시키기 위하여, 상기 슈 구동 유닛의 가압력을 가변적으로 제어하는 제어 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 가공면을 가지는 워크를 래핑하는 래핑 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 워크의 상기 가공면에는 개방된 홀부가 형성되며,
    상기 슈는, 상기 래핑막의 연마 입자면을 상기 가공면에 가압시키는 제1 슈; 및 상기 래핑막의 연마 입자면을 상기 홀부의 마우스 베이스에 가압시키는 제2 슈를 구비하고,
    상기 슈 구동 유닛은, 상기 제2 슈가 상기 홀부의 마우스 베이스에 가압되는 작동 위치와, 제2 슈가 상기 홀부의 마우스 베이스로부터 분리되는 비작동 위치 사이에서 제2 슈를 구동시키며,
    상기 검출 유닛은 상기 회전하는 워크의 상기 홀부의 위치를 검출하고,
    상기 제어 유닛은, 가공시 상기 홀부의 위치에 대응하여 상기 제2 슈를 작동 위치로 또는 비작동 위치로 구동시키도록 상기 슈 구동 유닛의 동작을 제어하고,
    상기 제2 슈에 의하여 상기 회전하는 워크에 상기 래핑막을 가압시킴으로써 수행되는 래핑은 상기 홀부의 마우스 베이스이 근처로 제한되는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 슈는 하드 슈를 구비하고, 상기 제2 슈는 소프트 슈를 구비하는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 홀부는 윤활 홀인 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 워크의 상기 가공면에는 개방된 홀부가 형성되고,
    상기 슈는, 하드 슈를 구성하는 제1 슈 부재와 소프트 슈를 구성하는 제2 슈 부재를 포함하고, 상기 제2 슈 부재는 상기 래핑막을 상기 홀부의 마우스 베이스에 가압시키는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 래핑막은 비신축성이며 변형가능한 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 워크의 가공면은 단면이 비원형인 원호형 형상이며,
    상기 래핑 장치는 상기 워크의 축 방향을 따라 상기 워크와 상기 래핑막 중 적어도 하나에 진동을 인가하는 진동 유닛을 더 구비하며,
    상기 제어 유닛은 가공시 회전 방향에서 워크의 위치에 대응하여, 슈 가압력, 워크 회전 속도, 및 진동 속도 중 적어도 하나를 제어하여, 상기 워크의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량을 균일하게 하는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 워크의 상기 가공면은 캠 축의 캠-로브부의 외주면인 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 슈 구동 유닛은 슈 가압력을 조정하는 조정 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 캠-로브부의 이벤트부를 가공할 때의 슈 가압력이 상기 캠-로브부의 다른 부위들을 가공할 때의 슈 가압력보다 크게 되도록, 상기 조정 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 캠-로브부의 이벤트부를 가공할 때의 워크 회전 속 도가 상기 캠-로브부의 다른 부위들을 가공할 때의 워크 회전 속도보다 느리게 되도록, 상기 회전 구동 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 캠-로브부의 이벤트부를 가공할 때의 진동 속도가 상기 캠-로브부의 다른 부위들을 가공할 때의 진동 속도보다 빠르게 되도록, 상기 진동 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 슈는 네크-스윙가능한 부재에 유지되고, 래핑막을 경유하여 다수 위치에서 워크의 가공면에 접하는 오목형 선단부를 가지는 오목형 슈를 구비하는 것을 특징으로 하는 래핑 장치.
  13. 래핑막의 연마 입자면이 슈에 의하여 가공면에 가압되는 상태에서 워크를 회전 구동시키면서 가공면을 가지는 워크를 래핑하기 위한 래핑 방법에 있어서,
    상기 회전하는 워크의 회전 위치의 신호를 검출하는 단계; 및
    가공시 회전 방향으로 워크의 위치의 신호에 대응하여 상기 슈의 가압력을 가변적으로 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 래핑 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 워크의 상기 가공면에는 개방된 홀부가 형성되며,
    상기 슈는, 상기 래핑막의 연마 입자면을 상기 가공면에 가압시키는 제1 슈와, 상기 래핑막의 연마 입자면을 상기 홀부의 마우스 베이스에 가압시키는 제2 슈를 구비하고,
    상기 회전 위치를 검출하는 상기 단계는 상기 회전하는 워크의 홀부의 위치를 검출하는 단계를 구비하고,
    상기 가압력을 제어하는 상기 단계는, 상기 제2 슈에 의하여 상기 회전하는 워크에 상기 래핑막을 가압시킴으로써 행해지는 래핑이 상기 홀부의 마우스 베이스의 근처로 한정되도록, 가공시 상기 홀부의 위치에 대응하여, 상기 제2 슈가 상기 홀부의 마우스 베이스에 가압되는 작동 위치와, 제2 슈가 상기 홀부의 마우스 베이스로부터 분리되는 비작동 위치 사이에서 제2 슈를 구동시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 래핑 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 워크의 상기 가공면은 단면이 비원형인 원호형 형상이며,
    상기 래핑 방법은,
    상기 워크의 축 방향을 따라 상기 워크와 상기 래핑막 중 적어도 하나에 진동을 인가하는 단계; 및
    상기 워크의 가공면에서 단위 원주 길이당 가공량을 균일하게 하기 위하여, 가공시 회전 방향에서 상기 워크의 위치에 대응하여, 슈 가압력, 워크 회전 속도 및 진동 속도 중 적어도 하나를 가변 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 래핑 방법.
  16. 연마 입자들이 제공된 면을 가지는 박형 기판을 포함하는 래핑막;
    상기 래핑막의 배면측에 배치된 슈;
    상기 래핑막의 연마 입자면을 워크의 가공면에 가압시키기 위하여 상기 슈를 상기 워크를 향하여 구동시키기 위한 슈 구동 수단;
    상기 워크를 회전 구동시키기 위한 회전 구동 수단;
    상기 회전 방향으로 회전하는 워크의 위치 신호를 검출하고 송신하는 검출 수단; 및
    가공시 회전 방향으로 상기 워크의 위치 신호에 대응하여 상기 슈를 구동시키기 위하여, 상기 슈 구동 수단의 가압력을 가변적으로 제어하기 위한 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 가공면을 가지는 워크를 래핑하는 래핑 장치.
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