KR101196898B1 - 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘 및 가공 기계 - Google Patents

Abstract

리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘은: 치형부를 구비하고 이송 슬라이더가 이송하는 방향으로 연장되는 베드(bed) 및 이송 슬라이더 중 하나 위에 놓여지는 톱니형 부재; 베드 및 이송 슬라이더 중 다른 하나에 의해 지지되는 브래킷; 베드 및 이송 슬라이더 중 다른 하나에 의해 지지되는 액추에이터; 톱니형 부재의 치형부와 맞물림 가능한 치형부를 구비하고 액추에이터에 대해서 지지되는 잠금 부재; 및 리니어 모터에 전력이 공급될 때 잠금 부재가 잠금 해제위치에 유지되도록 액추에이터를 제어하고 리니어 모터가 정전에 의해 멈춤 상태에 있을 때 액추에이터를 멈추게 하는 제어기를 포함한다. 잠금 부재는 액추에이터가 멈춤 상태에 있는 동안에 잠금 부재가 톱니형 부재와 맞물리게 하기 위한 가압 부재를 포함한다.

가공 기계, 리니어 모터, 이송 슬라이더, 잠금 메커니즘

Description

리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘 및 가공 기계{LOCKING MECHANISM OF LINEAR MOTOR TRAVEL SLIDER AND PROCESSING MACHINE}

본 발명은 다음의 첨부된 도면을 참조하여 보다 쉽게 설명될 수 있다.

도 1은 연마기계 내의 연마휠 스톡의 잠금 메커니즘으로서 본 발명이 구현되는 일실시예의 주요 부품을 도시하는 단면도.

도 2는 잠금 메커니즘을 도시하는 정면도.

도 3은 잠금 메커니즘의 잠금 해제상태를 도시하는 확대평단면도.

도 4는 잠금 메커니즘의 잠금 상태를 도시하는 확대평단면도.

도 5는 연마휠 스톡을 전체적으로 도시하는 평면도.

도 6은 제어기를 도시하는 블록회로도.

도 7은 잠금 메커니즘의 동작을 설명하기 위한 순서도.

도 8은 잠금 메커니즘의 다른 예를 도시하는, 잠금 해제상태의 단면도.

도 9는 도 8의 잠금 메커니즘을 도시하는 정면도.

도 10은 도 8의 잠금 메커니즘의 잠금 부재 및 플랜지 고정구를 도시하는 분해사시도.

도 11은 도 8의 잠금 메커니즘의 잠금 상태를 도시하는 단면도.

도 12는 본 발명이 구현되는 일실시예를 도시하는 연마기계의 수치제어부를 도시하는 블록회로도.

도 13은 연마기계를 도시하는 우측면도.

도 14는 연마기계를 도시하는 평면도.

도 15는 주축 스톡에 제공된 공작물 클램핑 메커니즘을 도시하는 확대단면도.

도 16은 공작물 클램핑 메커니즘을 유사하게 도시하는 정면도.

도 17은 캠 샤프트의 클램프상태를 도시하는 단면도.

도 18은 크랭크샤프트의 클램프상태를 도시하는 단면도.

도 19는 캠 샤프트의 연마동작을 설명하기 위한 순서도.

도 20은 크랭크샤프트의 연마동작을 도시하는 도면.

도 21은 크랭크샤프트의 연마동작을 설명하기 위한 순서도.

본 발명은 기계공구 및 산업기계와 같은 가공 기계에 사용되는 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘, 및 이를 구비하는 가공 기계에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 정전동안 리니어 모터의 멈춤 상태에서 이송 슬라이더를 확실히 잠글 수 있는 잠금 메커니즘, 및 이를 구비하는 가공 기계에 관한 것이다.

일반적으로, 연마기계는 연마휠 스톡이 베드(bed) 상에 전후방향으로 왕복하도록 장착되고 연마휠 스톡에 장착된 연마휠이 주축스톡 및 심압대(tailstock) 내 에 지지되는 회전 공작물을 향해서 전후방향으로 왕복운동 되도록 구성된다. 리니어 모터는 연마휠 스톡을 전후방향으로 구동하기 위한 구동원으로 사용된다. 이 리니어 모터는 제어기로 제어되는 기계적 브레이크를 사용하지 않고도 전기적으로 급작스럽게 멈추거나 급작스럽게 감속될 수 있다. 리니어 모터의 동작 중에 정전 또는 단선과 같은 사고가 발생하거나 리니어 모터를 제어하기 위한 신호가 소실된 경우, 제어기에 의한 동작이 불가능해지거나 연마휠 스톡이 타성으로 미끄러질 가능성이 있다.

상술한 문제를 해결하기 위하여, JP-A-10-112971에 개시된 리니어 모터 이송 샤프트의 기계식 브레이크 메커니즘이 제안되었다. 이 브레이크 메커니즘에서, 흡입 플레이트는 흡입 플레이트를 고정하기 위해서 전자석을 통해 이송 슬라이더의 하부 표면에 흡착되어 고정된다. 코일 스프링은 이송 슬라이더와 흡입 플레이트 사이에 개재되고, 에어 실린더 메커니즘은 이송 슬라이더와 흡입 플레이트 사이에 장착된다. 더욱이, 기계 스톡 프레임의 상부 표면에서, 고정 자석은 흡입 플레이트에 대응하여 배열되고, 마찰 부재는 흡입 부재의 하부 표면에 부착되며, 외부 마찰 맞물림 부재는 이송 슬라이더의 이송 방향으로 연장되도록 이 마찰 부재에 대응하는 기계 스톡 프레임의 상부 표면에 놓여진다.

그 후, 리니어 모터에 전력이 공급되면, 에어 실린더는 코일 스프링의 가압 방향에 대항하여 흡입 플레이트를 위로 들어올리고, 브레이크 메커니즘은 해제된다. 정전 상태에서, 에어 실린더 메커니즘은 정지되고, 마찰 부재는 코일 스프링의 가압력에 의해 외부 마찰 맞물림 부재 상에 가압되며, 제동력이 이송 중인 이송 슬라이더에 제공되고, 이송 슬라이더의 타성에 의한 미끄러짐이 차단된다.

그러나, 상술한 종래 기술의 기계식 브레이크 메커니즘에서, 연마기계를 사용하는 경우, 마찰 부재의 표면이 연마작업 도중에 공작물로부터 발생하는 쇳가루 또는 냉매 내에 포함된 절단된 물질로 얼룩지고, 외부 마찰 맞물림 부재와 마찰 부재 사이의 마찰력이 감소되고, 이송 슬라이더를 멈춤 위치에 확실히 고정하기가 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 마찰 부재가 마모를 수반하고 외부 마찰 맞물림 부재에 가해지는 가압력을 증가시키기 때문에, 코일 스프링의 탄성계수는 증가되어야 하고, 결과적으로 에어 실린더 메커니즘이 소형화될 수 없다는 문제점이 또한 존재했다.

본 발명의 목적은 종래 기술에서 존재하던 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리니어 모터가 정전 동안 멈춘 상태로 있을 때, 이송 슬라이더가 멈춤 위치에 확실하게 고정될 수 있고 또한 액추에이터가 가압 부재의 탄성계수를 줄임으로써 소형화될 수 있는, 리니어 모터 형태의 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘 및 이를 구비하는 가공 기계를 제공하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이송 슬라이더가 리니어 모터에 의해 베드(bed)의 상부 표면에 왕복운동 가능하게 지지되고, 이송 슬라이더의 움직임이 정전시에 정지되는 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘을 제공한다. 상기 잠금 메커니즘은: 상기 이송 슬라이더가 이송하는 방향으로 상기 베드 및 상기 이송 슬라이더 중 어느 하나 위에 놓여지고 치형부를 구비하는 톱니형 부재; 상기 베드 및 상기 이송 슬라이더 중 다른 하나에 의해 지지되는 브래킷; 상기 브래킷을 통해서 상기 베드 및 상기 이송 슬라이더 중 다른 하나에 의해 지지되는 액추에이터; 상기 톱니형 부재의 상기 치형부와 맞물림 가능한 치형부를 구비하고 상기 액추에이터에 대해서 지지되는 잠금 부재; 및 상기 리니어 모터에 전력이 공급될 때 상기 잠금 부재가 잠금 해제위치에 유지되도록 상기 액추에이터를 작동시키고 상기 리니어 모터가 정전에 의해 멈춤 상태에 있을 때 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 제어기를 포함한다. 상기 잠금 부재는 상기 액추에이터의 작동이 멈춤 상태에 있는 동안에 상기 잠금 부재가 상기 톱니형 부재와 맞물리게 하기 위한 가압 부재를 포함한다.

바람직하게, 상기 톱니형 부재는 상기 베드의 측부 상에 배치되고, 상기 브래킷은 상기 이송 슬라이더의 측부 상에 배치되고, 상기 액추에이터는 상기 브래킷에 의해 지지되는 실린더를 포함하고, 상기 실린더는 상기 잠금 부재를 지지하는 피스톤 로드를 구비하고, 상기 가압 부재는 상기 잠금 부재 및 상기 브래킷 사이에 개재된 스프링을 포함한다.

바람직하게, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘은 상기 톱니형 부재를 그 상부에서 보호하고 상기 이송 슬라이더의 측부 및 상기 베드의 측부 중 하나에 제공되는 덮개를 더 포함한다.

바람직하게, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘은 상기 피스톤 로드의 첨단부(尖端部)에 부착되는 홀더를 더 포함하고, 상기 잠금 부재는 상기 홀더를 통해서 상기 피스톤 로드의 상기 첨단부에 부착되고, 상기 브래킷은 회전 차단 플레이트를 구비하고, 또한 상기 홀더는 상기 잠금 부재의 회전을 방지하도록 상기 회전 차단 플레이트와 미끄럼 가능하게 접촉하는 평탄면을 구비한다.

바람직하게, 상기 잠금 부재는 폐쇄된 바닥 및 상부 표면을 갖는 원통형으로 형성되고, 상기 상부 표면은 상기 잠금 부재의 치형부가 형성되는 두 영역을 포함하고, 상기 피스톤 로드는 상기 잠금 부재가 상기 가압 부재의 가압력에 대항하여 잠금해제위치로 이동 가능하도록 상기 폐쇄된 바닥에 형성된 관통홀 내로 삽입되고, 또한 상기 브래킷은 상기 잠금 부재가 선회정지상태로 미끄럼 가능하게 끼워맞춰지는 관형 수용부를 구비한다.

바람직하게, 상기 톱니형 부재는 상기 이송 슬라이더의 이동 스트로크의 전체 영역에 대응하여 제공된다.

바람직하게, 공작물을 지지하기 위한 공작물 지지 메커니즘이 상기 이송 슬라이더에 대향하는 상태로 장착되고, 상기 공작물을 가공하기 위한 가공 공구가 상기 이송 슬라이더 상에 장착되고, 정전 검출부가 상기 제어기에 연결되고, 또한 상기 제어기는, 정전이 검출된 상태에서 상기 공작물이 가공 중에 있는지를 판단하는 공작물 가공 판단부, 상기 공작물이 공작중에 있는 것으로 판단된 경우 상기 이송 슬라이더를 회수하고 상기 가공 공구를 상기 공작물로부터 분리하여 멈추게 하는 이송 슬라이더 회수 멈춤부, 상기 공작물이 가공 중에 있는 것으로 판단되지 않은 경우 상기 이송 슬라이더를 감속하고 멈추게 하는 이송 슬라이더 감속 멈춤부, 및 상기 이송 슬라이더가 멈춤 위치로 이동된 경우 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 액추에이터 작동 멈춤부를 포함한다.

바람직하게, 가공 기계의 가공 동작을 멈추게 하는 가공 기계 멈춤 지시부가 상기 제어기에 연결되고, 또한 상기 공작물 가공 판단부는 상기 가공 기계의 가공 동작이 멈춘 상태에서 작동된다.

본 발명은, 상부 표면을 구비하는 베드(bed); 이송 슬라이더; 상기 베드의 상기 상부 표면상에서 상기 이송 슬라이더를 왕복운동 가능하게 지지하는 리니어 모터; 및 정전시에 상기 이송 슬라이더의 움직임을 멈추게 하는 잠금 메커니즘을 포함하고, 상기 잠금 메커니즘은, 상기 이송 슬라이더가 이송하는 방향으로 상기 베드 및 상기 이송 슬라이더 중 어느 하나 위에 놓여지고 치형부를 구비하는 톱니형 부재; 상기 베드 및 상기 이송 슬라이더 중 다른 하나에 의해 지지되는 브래킷; 상기 브래킷을 통해서 상기 베드 및 상기 이송 슬라이더 중 다른 하나에 의해 지지되는 액추에이터; 상기 톱니형 부재의 상기 치형부와 맞물림 가능한 치형부를 구비하고 상기 액추에이터에 대해서 지지되는 잠금 부재; 및 상기 리니어 모터에 전력이 공급될 때 상기 잠금 부재가 잠금 해제위치에 유지되도록 상기 액추에이터를 작동시키고 상기 리니어 모터가 정전에 의해 멈춤 상태에 있을 때 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 제어기를 포함하고, 상기 잠금 부재는 상기 액추에이터의 작동이 멈춤 상태에 있는 동안에 상기 잠금 부재가 상기 톱니형 부재와 맞물리게 하기 위한 가압 부재를 포함하는, 가공 기계를 제공한다.

바람직하게, 상기 톱니형 부재는 상기 베드의 측부 상에 배치되고, 상기 브래킷은 상기 이송 슬라이더의 측부 상에 배치되고, 상기 액추에이터는 상기 브래킷에 의해 지지되는 실린더를 포함하고, 상기 실린더는 상기 잠금 부재를 지지하는 피스톤 로드를 구비하고, 상기 가압 부재는 상기 잠금 부재 및 상기 브래킷 사이에 개재된 스프링을 포함한다.

바람직하게, 상기 잠금 메커니즘은 상기 톱니형 부재를 그 상부에서 보호하기 위한 덮개를 더 포함하고, 상기 덮개는 상기 이송 슬라이더의 측부 및 상기 베드의 측부 중 하나에 제공된다.

바람직하게, 상기 잠금 메커니즘은 상기 피스톤 로드의 첨단부에 부착되는 홀더를 더 포함하고, 상기 잠금 부재는 상기 홀더를 통해서 상기 피스톤 로드의 상기 첨단부에 부착되고, 상기 브래킷은 회전 차단 플레이트를 구비하고, 또한 상기 홀더는 상기 잠금 부재의 회전을 방지하도록 상기 회전 차단 플레이트와 미끄럼 가능하게 접촉하는 평탄면을 구비한다.

바람직하게, 상기 잠금 부재는 폐쇄된 바닥 및 상부 표면을 갖는 원통형으로 형성되고, 상기 상부 표면은 상기 잠금 부재의 치형부가 형성되는 두 영역을 포함하고, 상기 피스톤 로드는 상기 잠금 부재가 상기 가압 부재의 가압력에 대항하여 잠금 해제위치로 이동 가능하도록 상기 폐쇄된 바닥에 형성된 관통홀 내로 삽입되고, 또한 상기 브래킷은 상기 잠금 부재가 선회정지상태로 미끄럼 가능하게 끼워맞춰지는 관형 수용부를 구비한다.

바람직하게, 상기 톱니형 부재는 상기 이송 슬라이더의 이동 스트로크의 전체 영역에 대응하여 제공된다.

바람직하게, 가공 기계는, 상기 이송 슬라이더에 대향하는 상태로 장착되는, 공작물을 지지하기 위한 공작물 지지 메커니즘; 상기 이송 슬라이더 상에 장착되 는, 상기 공작물을 가공하기 위한 가공 공구; 및 상기 제어기에 연결된 정전 검출부를 더 포함하고, 상기 제어기는, 정전이 검출된 상태에서 상기 공작물이 가공 중에 있는지를 판단하는 공작물 가공 판단부, 상기 공작물이 공작중에 있는 것으로 판단된 경우 상기 이송 슬라이더를 회수하고 상기 가공 공구를 상기 공작물로부터 분리하여 멈추게 하는 이송 슬라이더 회수 멈춤부, 상기 공작물이 가공 중에 있는 것으로 판단되지 않은 경우 상기 이송 슬라이더를 감속하고 멈추게 하는 이송 슬라이더 감속 멈춤부, 및 상기 이송 슬라이더가 멈춤 위치로 이동된 경우 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 액추에이터 작동 멈춤부를 포함한다.

바람직하게, 가공 기계는 상기 제어기에 연결되고, 상기 가공 기계의 가공 동작을 멈추게 하는 가공 기계 멈춤 지시부를 더 포함하고, 상기 공작물 가공 판단부는 상기 가공 기계의 가공 동작이 멈춘 상태에서 작동된다.

바람직하게, 상기 가공 기계는 연마기계를 포함하고, 상기 연마기계는, 공작물의 단부를 클램핑하기 위한 클램핑 메커니즘 및 상기 공작물을 회전시키기 위한 주축을 구비하는 주축 스톡; 상기 공작물의 연마 부분의 외주면과 접촉하면서 상기 연마 부분을 연마하기 위한 연마숫돌을 구비하는 연마휠 스톡; 상기 주축의 회전각을 검출하는 주축 회전각 검출부; 상기 연마휠 스톡의 전후방향 위치를 검출하는 위치 검출부; 및 상기 주축 회전각 검출부 및 상기 위치 검출부의 검출신호에 근거하여, 상기 주축 및 상기 연마숫돌의 회전 및 상기 연마휠 스톡의 위치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 공작물의 불완전 원형 회전몸체의 외주면 을 연마하기 위한 불완전 원형 회전몸체 연마 데이터를 저장하는 제1 저장부; 상기 공작물의 완전 원형 선회몸체의 외주면을 연마하기 위한 완전 원형 선회몸체 연마 데이터를 저장하는 제2 저장부; 상기 공작물의 중심부에서 완전 원형 회전몸체의 외주면을 연마하기 위한 완전 원형 회전몸체 연마 데이터를 저장하는 제3 저장부; 및 연마될 공작물에 따라서 상기 제1, 제2 및 제3 저장부 중 하나로부터 상기 연마 데이터를 선택하는 연마 데이터 선택부를 포함한다.

바람직하게, 상기 공작물은 캠부를 구비하는 캠 샤프트를 포함하고, 상기 제1 저장부는 상기 불완전 원형몸체로 동작하는 상기 캠부의 외주면의 최종 마무리모양을 나타내는 리프트 데이터에 근거하여 기설정된, 상기 캠 샤프트를 연마하기 위한 프로필 데이터를 저장하고, 또한 상기 연마휠 스톡의 위치 및 상기 캠 샤프트의 회전에 대한 제어는 상기 캠부를 연마하기 위하여 상기 프로필 데이터에 근거하여 수행된다.

바람직하게, 상기 공작물의 상기 선회하는 완전 회전몸체는 크랭크샤프트의 핀부이고, 상기 제2 저장부는 상기 핀부의 선회 중심(O) 및 상기 연마숫돌의 회전 중심(P) 사이의 직선 상에서 연마휠 스톡 제어 데이터(DX)를 계산하기 위한 계산 방정식을 저장하고, 상기 계산 방정식은: 상기 선회 중심(O) 및 상기 핀부의 중심(Op) 사이의 거리를 나타내는 선회 반경(L), 상기 핀부의 반경(Rp), 상기 연마숫돌의 회전 중심(P), 상기 연마숫돌의 반경(Rg), 상기 선회 중심(O) 및 상기 회전 중심(P)을 지나는 직선에 대한 상기 핀부의 중심(Op)의 선회각(θ), 및 상기 연마숫돌의 회전 중심(P) 및 상기 핀부의 중심(Op) 사이의 거리(Rgp=Rg+Rp)를 포함하고, 또한 연마휠 스톡 제어 위치는 상기 핀부를 연마하기 위하여 상기 계산 방정식에 따라서 얻어진다.

바람직하게, 상기 계산 방정식은 다음과 같다: DX = L?cosθ + √[(Rgp)² - L²?sin²θ]

바람직하게, 상기 공작물의 중심에서 상기 완전 원형 회전몸체는 캠 샤프트, 크랭크샤프트의 저널부, 원통형 중공 공작물, 및 원통형 고형 공작물 중 하나이다.

본 발명에 따르면, 이송 슬라이더의 멈춤 위치가 확실히 고정되도록 이송 슬라이더는 치형부를 갖는 잠금 부재가 치형부를 갖는 톱니형 부재와 맞물린 상태에서 멈춤 위치에 잠겨진다. 또한, 잠금 부재를 잠금 위치에 고정하기 위한 가압 부재의 탄성계수는 감소될 수 있으며, 그러므로 액추에이터의 용량이 감소될 수 있다.

본 발명의 일실시예가 도 1 내지 도 7에 따라서 아래에 설명되며, 여기서 본 발명의 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘을 구비하는 가공 기계는 연마 기계로 구현된다.

도 5에 도시된 것처럼, 이동 테이블(3)은 베드(1)의 상부 표면상에서 가이드 레일(2)을 통해 좌우방향으로 이동 가능하게 지지된다. 하나의 주축(5A)을 회전 가능하게 지지하기 위한 주축 스톡(4)은 이동 테이블(3)의 일측의 상부 표면상에 고정되고 정렬되며, 다른 주축(5B)을 회전 가능하게 지지하기 위한 주축 스톡(7)은 타측의 상부 표면상에서 가이드 레일(8)을 통해서 이동 테이블(3)에 대해 이동 가능하게 지지된다. 척(6A, 6B)은 인덱싱 장치를 통해서 주축 스톡(4, 7) 모두의 대향 단부에 각각 배치되고, 크랭크샤프트 또는 캠 샤프트와 같은 공작물(W)의 양단부는 탈착 가능하게 파지되도록 구성된다.

본 실시예에서, 공작물 지지 메커니즘은 이동 테이블(3), 주축 스톡(4, 7), 주축(5A, 5B), 척(6A, 6B), 가이드 레일(8) 등을 포함한다.

도 5에서, 이송 슬라이더의 역할을 하는 연마휠 스톡(10)은 배면(상측)에 돌출된 베드(1)의 상부 표면상에서 전후방향(도 5의 화살표방향)으로 왕복운동 가능하게 장착된다.

도 1에 도시된 것처럼, 고정 자석(11)은 연마휠 스톡(10)의 이송(전후) 방향으로 배향되도록 베드(1)의 중심의 상부 표면상에 수평으로 놓여진다. 리니어 모터(12)는 이 고정 자석(11)에 대응하도록 연마휠 스톡(10)의 중심의 하부 표면에 장착된다. 그 후, 연마휠 스톡(10)은 리니어 모터(12)를 통해 전류를 흐르게 함으로써 전후방향으로 왕복운동 되도록 구성된다.

모터(13)는 연마휠 스톡(10)의 상부 표면상에 장착된다. 공작물을 연마하기 위한 기계 공구로서 기능하는 연마숫돌(14)은 모터(13)의 회전축 상에 부착된다.

리니어 모터(12)를 통해 전류가 흐르는 상태에서 연마휠 스톡(10)을 잠금 해제상태로 유지시키고 리니어 모터(12)가 정전, 비상 멈춤 또는 전류차단 동안 멈춤 상태에 있을 때 연마휠 스톡(10)을 잠금 상태로 유지하기 위한 잠금 메커니즘(15)은 베드(1) 및 연마휠 스톡(10)의 측벽 표면상에 장착된다. 이 잠금 메커니즘(15) 은 나중에 설명될 것이다.

도 1에 도시된 것처럼, 톱니(16a)를 구비한 톱니형 부재(16)는 도 2에 도시된 것처럼 연마휠 스톡(10)의 이송방향과 동일한 방향으로 베드(1)의 좌측벽 표면상에 수평으로 놓여지고, 다수의 볼트(17)에 의해서 베드(1) 내에 고정된다. 톱니형 부재(16)는 연마휠 스톡(10)의 이동 스트로크의 전체 범위에 대응하는 길이 범위로 제공된다.

브래킷(18)은 볼트(19)에 의해 연마휠 스톡(10)의 좌측벽 표면에 단단히 고정된다. 장착 플레이트(18a)는 이 브래킷(18)의 하부에 일체형으로 형성되고, 액추에이터로 기능하는 실린더(20)는 볼트(21)에 의해서 연마휠 스톡(10)의 이송방향에 수직인 방향으로 장착 플레이트(18a)에 수평 방향으로 조여진다.

도 3에 도시된 것처럼, 치형부(25a)를 구비한 잠금 부재(25)는 나사 등에 의해서 홀더(24)를 통해서 실린더(20) 내부의 피스톤(22)에 결합된 피스톤 로드(23)의 최상부에 부착된다. 가압 부재로 기능하는 코일 스프링(26)은 피스톤 로드(23)를 감싸도록 장착 플레이트(18a)와 홀더(24) 사이에 개재되고, 항상 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)를 향해서 잠금 부재(25)를 가압하도록 구성된다. 실린더(20)의 내부는 피스톤(22)에 의해서 로드 측의 액추에이션 챔버(R1) 및 대기챔버(R2)로 분할되고, 유압 공급원(27) 및 파이프라인(L)으로부터 액추에이션 챔버(R1)로 유압을 제공하도록 구성된다. 공급 포트(28a) 및 드레인 포트(28b)로 전환 가능한 전자기 밸브(28)는 파이프라인(L)의 중간으로 연결된다.

그러므로, 전자기 밸브(28)가 공급 포트(28a)로 전환되어 고정된 상태에서, 유압은 유압 공급원(27)으로부터 액추에이션 챔버(R1)로 공급되고, 도 3에 도시된 것처럼, 피스톤(22), 피스톤 로드(23), 홀더(24) 및 잠금 부재(25)는 코일 스프링(26)의 가압력에 대항하여 톱니형 부재(16)로부터 분리되고, 치형부(16a 및 25a) 사이의 맞물림이 해제되는 잠금 해제위치에 고정된다. 또한, 전자기 밸브(28)가 드레인 포트(28b)로 전환되어 유지되는 상태에서, 액추에이션 멈춤 상태가 실현되며, 액추에이션 챔버(R1) 내부의 유압 오일은 바깥으로 배수된다. 따라서, 도 4에 도시된 것처럼, 피스톤(22), 피스톤 로드(23), 홀더(24) 및 잠금 부재(25)는 코일 스프링(26)의 탄성력에 의해서 톱니형 부재(16)의 측부로 이동되고, 치형부(25a)가 치형부(16a)와 맞물리는 잠금 위치에 유지된다.

도 1 및 도 3에 도시된 것처럼, 회전 차단 플레이트(29)는 장착 플레이트(18a)의 벽면에 외팔보처럼 형성되고, 홀더(24)의 평평한 하부 표면은 이 회전 차단 플레이트(29)의 상부 표면에 미끄럼 가능하게 접촉하게 된다. 그러므로, 홀더(24)와 잠금 부재(25)에서, 비회전 상태에서의 잠금 해제위치 및 잠금 위치 사이의 전환이 수행된다.

덮개(30)는 톱니형 부재(16) 위에서 톱니형 부재(16) 전체를 덮도록 연마휠 스톡(10)의 좌측벽에 수평 방향으로 부착된다. 이 덮개(30)의 상부 베이스 모서리는 볼트(미도시)에 의해서 연마휠 스톡(10)의 측부에 탈착 가능하게 장착된다. 또한, 도 1에서 점선으로 도시된 것처럼, 덮개(30a)는 톱니형 부재(16)의 상부영역 전체를 덮도록 베드(1)의 측벽에 고정될 수 있다. 부수적으로, 톱니형 부재(16) 및 잠금 부재(25)의 설치 위치가 공작 환경과 떨어진 장소인 경우, 덮개(30, 30a) 를 제공할 필요가 없다.

다음으로, 연마 기계의 제어기(31)가 도 6에 근거하여 설명될 것이다.

연마 기계의 공작물의 연마작업 프로그램 등을 저장하기 위한 ROM(read only memory)(33)과 다양한 데이터를 저장하기 위한 RAM(random access memory)(34)은 다양한 계산처리를 수행하기 위한 중앙처리부(32)(이하, CPU(central processing unit)로 언급함)에 연결된다. 또한, 데이터를 표시하기 위한 디스플레이(35)와 데이터를 입력하기 위한 키보드(36)가 I/O 인터페이스를 통해서 CPU(32)로 연결된다. 수치제어부(NC)(38)는 NC 인터페이스(37)를 통해서 CPU(32)로 연결되고, 작동 전류가 이 수치제어부(38)로부터 리니어 모터(12)로 출력되도록 구성된다. 리니어 스케일(39)에 의해 검출된 연마휠 스톡(10)의 위치에 대한 검출신호는 NC 인터페이스(37)로 입력되도록 구성된다. 그 후, 리니어 스케일(39)로부터의 위치 검출신호에 근거하여, 리니어 모터(12)의 동작이 제어되고 연마휠 스톡(10)의 움직임이 제어된다.

실린더(20)의 회로에 제공된 전자기 밸브(28)는 I/O 인터페이스(41)를 통해서 CPU(32)로 연결된다. 전원(42)에 연결된 전원 유닛(43)은 I/O 인터페이스(44)를 통해서 제어기(31)로 연결되고, 제어기(31)는 전원 유닛(43)에 의해 변환된 제어를 위해서 전원에 의해 동작한다. 전원 유닛(45)에 의해 변환된 전원은 전원(42)으로부터 수치제어부(38)로 공급된다.

정전 검출부(46)는 전원(42)과 I/O 인터페이스(44) 사이에 제공되며, 정전 상태를 검출하도록 구성된다. 그 후, 제어기(31)를 통해 전류가 흐르는 상태에서 정전 검출부(46)가 정전 상태를 검출할 때 연마휠 스톡(10)이 멈춤 상태에 있는 동안 전자기 밸브(28)는 공급 포트(28a)로부터 드레인 포트(28b)로 전환된다.

연마 기계의 멈춤 지시를 입력하기 위해서 가공기계 멈춤 지시부의 기능을 하는 비상 멈춤 버튼(47)과 서스펜션 버튼(48)은 CPU(32)로 연결된다. 비상 멈춤 버튼(47)은 가공 기계 자체의 비상정지를 지시하기 위한 것이다. 서스펜션 버튼(48)은 연마 동작의 정지를 지시하기 위한 것이다.

제어기(31)의 CPU(32)는 정전이 검출된 상태에서 공작물(W)이 가공중인지 아닌지를 판단하기 위한 공작물 가공 판단부(M1), 및 공작물(W)이 가공중이라고 판단한 경우 연마휠 스톡(10)을 회수하고 연마숫돌(14)을 공작물(W)로부터 떼어내어 멈추게 하기 위한 이송 슬라이더 회수 멈춤부로서 기능하는 연마휠 스톡 회수 멈춤부(M2)를 포함한다.

전원 유닛(43, 45)은 정전, 비상정지 또는 정지의 발생시에도 단지 약간의 시간 동안만 제어기(31) 및 수치제어부(38)를 작동할 수 있는 전원용량을 가진 커패시터를 포함한다. 결과적으로, 전원 커패시터에 의해 판단된 시간상수로 감소되는 전원은 리니어 모터(12) 및 전자기 밸브(28)로 공급된다. 그러므로, 정전이 발생한 직후에도, 정전이 발생하고 예를 들어 대략 200 msec까지 시간이 지난 때에도, 포트를 전환시킬 수 있는 전원이 리니어 모터(12)의 멈춤 제어와 함께 전자기 밸브(28)로 공급된다.

다음으로, 상술한 것처럼 구성된 연마 기계의 동작이 설명될 것이다.

전원이 전원(42)으로부터 제어기(31)의 전원 유닛(43) 및 수치제어부(38)의 전원 유닛(45)으로 공급된 상태에서 연마 기계의 동작 셋업 스위치(미도시)가 켜지면, 전자기 밸브(28)는 I/O 인터페이스(41)를 통해서 동력을 전달받고, 전자기 밸브(28)는 드레인 포트(28b)에서 공급 포트(28a)로 전환된다. 결과적으로, 도 3에 도시된 것처럼, 유압은 유압 공급원(27)으로부터 실린더(20)의 액추에이션 챔버(R1)로 공급되고, 잠금 부재(25)는 피스톤 로드(23)를 통해서 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)로부터 분리되고 잠금 해제상태로 고정된다. 이 상태에서, 제어 전류가 도 6에 도시된 수치제어부(NC)(38)로부터 리니어 모터(12)로 출력되고, 연마휠 스톡(10)은 전후방향으로 이송되며, 공작물의 연마작업은 연마휠 스톡(10) 내에 장착된 모터(13)에 의해 회전되는 연마 숫돌에 의해 수행된다.

다음으로, 공작물의 연마작업동안 정전이 발생한 경우 잠금 메커니즘(15)의 동작이 도 7의 순서도에 근거하여 설명될 것이다.

도 7의 단계 S1에서, 정전 검출부(46)는 전원(42)에 의해 출력되는 전압을 감시하고 정전이 발생하는지 여부를 검출한다. 정전 검출부(46)는 전원(42)이 정상적인 전원을 출력할 때 예를 들어 "H(high)" 신호를 출력하고, 전원이 정전에 의해 감소될 때 "L(low)" 신호를 출력한다. 따라서, 정전이 검출될 때("예"), 정전이 발생했음을 나타내는 "L" 신호가 정전 검출부(46)로부터 제어기(31)로 전달된다.

단계 S1에서 "예"로 판단된 경우, 상술한 정전에 의해 제어동작이 불가능한 약간의 시간동안 단계 S2에서 CPU(32)의 공작물 가공 판단부(M1)에 의해 공작물(W)이 연마숫돌(14)을 통해 연마되는지 여부가 판단된다. 그 후, 연마중이라고 판단된다면("예"), 단계 S3에서, 회수 신호가 연마휠 스톡 회수 멈춤부(M2)에 의해서 수치제어부(NC)(38)로부터 NC 인터페이스(37)를 통해 리니어 모터(12)로 출력되고, 연마휠 스톡(10)의 회수동작이 수행되며, 연마휠 스톡(10)은 연마숫돌(14)이 공작물(W)로부터 소정 거리만큼(예를 들어, 10 mm 내지 40 mm) 떨어진 상태로 멈추게 된다. 또한, 단계 S2에서 연마중이 아닌 것으로 판단된 경우(예를 들어, 신속한 이동시)("아니오"), 단계 S4에서, 감속 멈춤 신호가 연마휠 스톡 감속 멈춤부(M3)에 의해서 수치제어부(NC)(38)로부터 NC 인터페이스(37)를 통해서 리니어 모터(12)로 출력되고, 연마휠 스톡(10)은 감속되고 정지된다.

전원 공급이 정전에 의해 완전히 끝나서 제어가 수행될 수 없는 200 msec 정도의 짧은 시간동안, 리니어 모터(12)는 전원 유닛(43, 45)의 커패시터의 잔여 전원에 의해 회수를 위해 동작하거나 감속되어 정지되고, 또한 잔여 전원은 또한 I/O 인터페이스(41)를 통해 전자기 밸브(28)로 공급되고, 전자기 밸브(28)는 공급 포트(28a)를 지속적으로 고정시킨다. 결과적으로, 리니어 모터(12)가 완전히 정지할 때까지, 잠금 부재(25)는 전자기 밸브(28)에 의해서 잠금 해제위치에 지속적으로 유지된다.

단계 S3 또는 S4 이후에 실행되는 단계 S5에서, 실린더 액추에이션 멈춤부(M4)로부터의 액추에이션 멈춤 신호는 I/O 인터페이스(41)를 통해서 전자기 밸브(28)로 입력되고, 전자기 밸브(28)는 단계 S3에 도시된 것처럼 공급 포트(28a)로부터 드레인 포트(28b)로 전환된다. 결과적으로, 실린더(20)의 액추에이션 챔버(R1)로의 유압 공급은 단계 S6에 도시된 것처럼 정지된다. 이에 의해서, 잠금 부재 (25)는 단계 S7에 도시된 것처럼 코일 스프링(26)에 의해 잠금 위치로 이동되고, 연마휠 스톡(10)은 단계 S8에 도시된 것처럼 베드(1) 내에 잠겨진다. 이 잠금 동작에서, 잠금 부재(25)의 치형부(25a)는 정지 상태에서 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)와 맞물리고, 그로 인해 치형부(16a, 25a)의 손상이 방지된다.

그 후, 단계 S9에서, CPU(32)는 정전 상태가 회복되었는지를 판단하고, "예"의 경우, 전자기 밸브(28)는 단계 S8에서 동력을 전달받고 드레인 포트(28b)로부터 공급 포트(28a)로 전환된다. 유압은 단계 S9에서 실린더(20)의 액추에이션 챔버(R1)로 공급된다. 잠금 부재(25)는 단계 S10에서 잠금 해제위치로 이동된다. 이에 의해서, 연마휠 스톡(10)의 잠금 상태는 단계 S11에 도시된 것처럼 해제된다.

반면, 연마휠 스톡(10)의 비상 멈춤 버튼(47) 또는 서스펜션 버튼(48)이 운영자에 의해 켜진 경우, 정전 검출부(46)가 정전 상태를 검출하지 않았더라도, 비상정지 상태에 있는지 또는 중단 상태에 있는지 여부에 대한 판단을 수행한다. 그 후, 단계 S3 내지 단계 S13과 유사한 동작이 수행된다.

상술한 실시예의 연마 기계에서의 연마휠 스톡(10)의 잠금 메커니즘(15)에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 본 실시예에서, 치형부(16a)를 갖는 톱니형 부재(16)는 베드(1)의 측벽 표면에 고정되고, 브래킷(18)은 연마휠 스톡(10)의 측벽 표면에 부착되고, 실린더(20)는 브래킷(18)의 하단부에 장착되고, 잠금 부재(25)는 홀더(24)를 통해서 피스톤 로드(23)에 부착된다. 또한, 정전 상태가 연마 기계의 연마작업 도중에 검출되었을 때, 연마휠 스톡(10)이 정지된 동안 실린더(20)에 의해 잠금 부재(25)의 잠금 해제상태를 해제함으로써 잠금 부재(25)의 치형부(25a)가 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)와 맞물리는 잠금 상태로 전환되도록 구성된다. 결과적으로, 정전 상태에서, 연마휠 스톡(10)은 잠금 메커니즘(15)에 의해 정지 위치에 확실히 고정될 수 있다.

(2) 본 실시예에서, 공작물(W)이 연마중인지 여부를 판단하고, 연마중인 경우 연마숫돌(14)을 정지시키고 소정 거리만큼 공작물(W)로부터 떨어진 상태에서 잠가서 연마휠 스톡(10)이 공작물(W) 또는 연마숫돌(14)을 손상시키지 않으면서 멈출 수 있게 하도록 구성됩니다. 정전이 발생하여 연마휠 스톡(10)을 즉시 멈추는 경우, 연마숫돌(14)이 공작물(W)을 파고들거나 공작물(W) 또는 연마 기계가 공작물(W)을 회전시키고 구동시키는 주축(5A, 5B)이 연마숫돌(14)의 전후이동을 위한 연마휠 스톡(10)을 정지시키기에 적절한 시간에 멈추지 않았을 때 파손될 우려가 있으나, 본 실시예에서는 이러한 우려가 해결될 수 있다.

상술한 문제를 보다 확실히 해결하기 위한 기계 공구의 가공동작 멈춤방법으로서, 본 출원의 출원인은 JP-A-2002-182714(USP 6,626,735)에 개시된 수단을 제안한 바 있다. 이 멈춤 방법에서, 공작물로부터 공구(연마숫돌(14))를 회수하기 위한 공구 회수 계산 공식에 기초한 데이터가 제어기의 저장장치에 저장되고, 정전이 검출될 때 공구 회수 계산 공식에 기초한 데이터가 가공 로커스 프로필 데이터에 추가된다. 그 후, 제어기의 제어동작이 불가능한 시간대에 공구(연마숫돌(14))는 추가된 가공 로커스 프로필 데이터에 근거하여 주축(5A, 5B)의 회전과 동기화하면서 가공물로부터 회수되고, 그 후 기계 공구(연마휠 스톡(10))는 정지되고 연마숫 돌(14)이 공작물(W)을 파고드는 것이 방지된다. 이 구성 및 방법은 본 실시예에 적용될 수 있다.

(3) 본 실시예에서, 연마휠 스톡(10)이 코일 스프링(26)에 의해 잠금 부재(25)의 가압력을 증가시키지 않고 멈춤 위치에 확실히 고정될 수 있도록 잠금 부재(25)의 치형부(25a)가 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)와 맞물리게 구성된다. 코일 스프링(26)의 가압력이 최소 필요치로 설정될 수 있기 때문에, 실린더(20)를 잠금 해제상태로 고정하기 위한 동력이 감소될 수 있으며, 실린더(20) 및 유압 공급원(27)과 같은 실린더 구동을 위한 액추에이터 구동장치의 중량 감소 및 소형화가 달성될 수 있다.

(4) 본 실시예에서, 덮개(30 또는 30a)는 톱니형 부재(16)의 상부를 덮도록 연마휠 스톡(10)의 측벽 또는 베드(1)의 측벽에 제공된다. 따라서, 공작물의 연마작업동안, 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)가 절단된 분말, 냉매 또는 공작물로부터 발생된 먼지가 들러붙어 막히는 것을 방지하고, 그로 인해 톱니형 부재(16)의 치형부(16a) 및 잠금 부재(25)의 치형부(25a)가 상호간 신뢰할만한 맞물림 상태를 유지하고 잠금 메커니즘(15)이 오랜 시간동안 작동 신뢰성을 유지하게 한다.

(5) 본 실시예에서, 연마휠 스톡(10)이 정전시 어떤 위치에 정지하더라도 잠금 부재(25) 및 톱니형 부재(16)에 의한 잠금 기능이 수행될 수 있도록 톱니형 부재(16)는 연마휠 스톡(10)의 이동 스트로크의 전 영역에 대응하는 길이 범위로 제공된다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예가 도 8 내지 도 11에 근거하여 설명될 것 이다.

본 실시예에서, 관형 수용부(18b)는 브래킷(18)의 장착 플레이트(18a)와 일체형으로 형성되고, 폐쇄 원통형 잠금 부재(51)는 전후 방향으로 미끄럼 가능한 관형 수용부(18b)의 내주면(18c) 내로 피스톤 로드(23)의 축방향으로 끼워맞춤된다. 도 10에 도시된 것처럼, 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)와 맞물리는 치형부(51b)는 잠금 부재(51)의 원통형 몸체(51a)의 상부면에서 두 위치에 형성된다. 피스톤 로드(23)는 잠금 부재(51)가 잠금 해제 방향으로 이동될 수 있도록 잠금 부재(51)의 바닥(51c)에 형성된 관통홀(51d) 내로 삽입된다. 축선에 평행한 키홈(51e)은 잠금 부재(51)의 몸체(51a)의 하부 외주면에 형성되고, 관형 수용부(18b)에 대해서 외부로부터 나사결합된 선회 멈춤을 위한 키 볼트(52)는 키홈(51e)과 맞물리고, 잠금 부재(51)는 브래킷(18)의 관형 수용부(18b) 내에서 축방향으로 미끄럼 가능하게 선회 멈춤 상태로 끼워맞춤된다.

플랜지 고정구(53)는 피스톤 로드(23)에 끼워맞춤되고 고정되며, 플랜지 고정구의 플랜지부(53a)는 잠금 부재(51)의 바닥(51c)과 맞물림 가능하게 마주본다. 멈춤 볼트(54)는 잠금 부재(51)의 몸체(51a) 내에 형성된 나사구멍(51f) 내에 나사결합되고, 플랜지 고정구(53)와 맞물려 있는 피스톤 로드(23)의 진행 제한 위치를 조절하도록 구성된다. 부수적으로, 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)는 도 9에 도시된 것처럼 다수의 볼트(17A)에 의해서 연마휠 스톡(10) 내에 고정된다.

다음으로, 상술한 것처럼 구성된 잠금 메커니즘(15)의 동작이 설명될 것이다.

도 8은 연마숫돌(14)에 의한 공작물(W)의 연마 가공이 수행되고, 실린더(20)가 작동되고, 피스톤 로드(23)가 코일 스프링(26)의 가압력에 대항하여 이동되고, 잠금 부재(51)가 플랜지 고정구(53)와 함께 잠금 해제 위치에 고정된 상태를 도시한다. 이 상태에서, 예를 들어, 정전 검출부(46)에 의해 정전이 검출되고 실린더(20)의 작동이 연마휠 스톡(10)이 멈추면서 정지할 때, 피스톤 로드(23)는 전진하고 플랜지 고정구(53)에 의한 잠금 부재(51) 상의 압력은 해제되며, 잠금 부재(51)는 축적되고 동력을 받은 코일 스프링(26)에 의해 도 8에 도시된 우측 방향으로 이동되고, 도 11에 도시된 것처럼 잠금 부재(51)의 치형부(51b)는 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)와 맞물리고, 잠금 상태로 전환이 이루어진다. 더욱이, 잠금 부재(51)의 잠금 상태에서, 피스톤 로드(23)와 플랜지 고정구(53)는 앞으로 약간 이동될 수 있고, 잠금 부재(51)가 코일 스프링(26)을 통한 안정된 고정력에 의해 잠금 위치에 고정되도록 피스톤 로드(23)로부터 이격된 상태에 있다. 또한, 확실한 위치 고정력을 얻기 위해서 톱니형 부재(16)와의 맞물림은 두 장소에서 수행된다.

본 실시예에서, 잠금 부재(51)의 몸체(51a)는 브래킷(18)의 관형 수용부(18b) 내로 끼워맞춤되고, 키홈(51e)은 관형 수용부(18b)에 의해 병합되어 코일 스프링(26)과 키홈(51e)이 외부로부터 보호되어 먼지의 침입을 방지하고 내구력이 향상될 수 있게 한다.

부가적으로, 본 실시예는 다음 방식으로 변경될 수 있다.

? 잠금 메커니즘(15)의 톱니형 부재(16)가 연마휠 스톡(10)의 측부에 장착되고, 브래킷(18), 실린더(20) 및 잠금 부재(25) 등이 베드(1) 상에 장착되도록 구 성될 수 있다.

? 판 스프링, 막대스프링 또는 탄성력을 갖는 고무 부재 등이 가압 부재로 작동하는 코일 스프링(26) 대신 사용될 수 있다.

? 전자기 솔레노이드 또는 다른 액추에이터가 액추에이터로 기능하는 실린더(20) 대신 사용될 수 있다. 전자기 솔레노이드가 사용되는 경우, 정전이 검출된 상태에서, 전자기 솔레노이드의 동력은 잔여 전원이 사라지고 연마휠 스톡(10)이 정지됨과 동시에 정지되고, 잠금 부재(25)의 치형부(25a)는 코일 스프링(26)에 의해서 톱니형 부재(16)의 치형부(16a)와 맞물린다. 결과적으로, 실린더(20)와 전자기 밸브(28)를 사용하는 실시예와 비교하여 보면, 부품의 개수가 줄고 제조 및 조립작업이 용이해지며, 비용이 절감될 수 있다.

? 잠금 메커니즘(15)의 톱니형 부재(16)는 베드(1)의 측부에 윗 방향으로 제공될 수 있고, 브래킷(18), 실린더(20) 및 잠금 부재(25) 등은 연마휠 스톡(10)의 측부에 아랫 방향으로 제공될 수 있다.

? 연마휠 스톡 회수 멈춤부(M2)와 공작물이 가공중인지 여부를 판단하기 위한 공작물 가공 판단부(M1)는 생략될 수 있다.

? 본 실시예는 연마 기계로 구현되었지만, 이러한 연마 기계 이외에 공작물의 다양한 가공을 수행하기 위한 다른 가공 기계에서 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘으로 구현될 수도 있다.

(정의) 본 발명에서, 베드는 가공 기계의 고정 스톡으로 한정되지 않고, 베드는 또한 베드가 이송 슬라이더가 기계 구성에 따라서 안내되고 지지되는 스톡이 라면 다른 제어 샤프트를 이동시키기 위한 움직임 가능한 스톡 또한 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

다음으로, 본 발명이 구현되는 연마 기계의 다른 실시예가 도면에 따라서 후술될 것이다.

본 실시예에서, 연마 기계의 개수를 줄이고 설치공간을 줄이기 위해서, 연마 부분이 회전하는 불완전 원형 몸체(비진원체)를 가진 공작물과 연마 부분이 선회하는 완전 원형 몸체를 가진 공작물을 선택적으로 연마하는 것이 가능하다.

도 13 및 도 14에 도시된 것처럼, 공작물 지지 스톡(101)은 베드(102)의 일측 상부 표면상에서 지지된다. 주축 스톡(103A, 103B)은 공작물 지지 스톡(101)의 상부 표면상에 배치되고, 캠 샤프트의 양단부를 이동 가능하게 지지하기 위한 주축(104A, 104B)과 주축(104A, 104B)을 회전시키기 위한 서보모터로서 기능하는 모터(105A, 105B)를 포함한다.

도 14에 도시된 것처럼, 우측 주축 스톡(103B)은 좌측 주축(104A)과 우측 주축 스톡(103B) 사이의 간격을 조정 가능하게 설정하기 위해서 위치조정 메커니즘(미도시)에 의해 공작물 지지 스톡(101)의 상부 표면에 대하여 이동 가능하게 배치된다. 그 후, 캠 샤프트(119)는 이 지지상태에서 주축을 위한 양 모터(105A, 105B)의 동위상 회전 구동에 의해서 소정 방향으로 회전된다. 주축 회전각 검출부로 기능하는 엔코더(107A, 107B)는 주축을 위한 모터(105A, 105B)에 부착되고, 엔코더(107A, 107B)로부터의 검출신호는 후술되는 수치제어부(141)로 입력된다.

Z축 이동 새들(saddle)은 Z축 방향으로 상호 평행한 베드(102) 상에 놓여진 한 쌍의 가이드 레일(109)에 의해서 Z축 방향으로 왕복운동 가능하게 지지된다. 전후 방향으로 회전되는 Z축 이동을 위한 모터(110)는 베드(102) 내에 설치되고, 전후 방향으로 회전되는 볼 스크루(111)는 Z축 이동 새들(108)의 하부 표면에 부착된 볼 스크루 너트(112) 내에 나사결합된다. 그 후, Z축 이동을 위한 모터(110)가 작동될 때, Z축 이동 새들(108)은 Z축을 따르는 방향으로 왕복이동된다. Z축 이동 새들(108)의 상부 표면에서, 한 쌍의 가이드 레일(113)은 캠 샤프트(119)의 장축에 수직한 수평 방향(Z축 방향)으로 배향되도록 상호 평행하게 지지된다. 가이드 레일(113)에서, 연마휠 스톡(114)은 X축 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 내장형 모터(115)는 이 연마휠 스톡(114)의 상부 표면상에 설치되고, 연마숫돌(116)은 캠 샤프트(119)에 대향하도록 이 내장형 모터(115)의 회전축 내에 지지된다. 리니어 모터(117)는 Z축 이동 새들(108)과 연마휠 스톡(114) 사이에 제공되고, 연마휠 스톡(114)은 이 리니어 모터(117)에 의해서 캠 샤프트(119)에 가까운 방향으로 또는 그로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 연마휠 스톡(114)(연마숫돌(116))의 이동 검출부로서 기능하는 리니어 스케일(118)은 베드(102)와 연마휠 스톡(114) 사이에 제공되고, 리니어 스케일(118)로부터의 검출신호는 후술되는 수치제어부(141)로 입력된다.

더욱이, 도 13에 도시된 것처럼, 잠금 메커니즘(201)은 연마휠 스톡(114)의 측부 및 Z축 이동 새들(108)의 측부 상에 배치된다. 잠금 메커니즘(201)은 잠금 부재(203), 및 잠금 부재(203)와 맞물림 가능한 톱니형 부재(205)를 구비한다. 톱니형 부재(205)는 X축을 따라 연장되도록 Z축 이동 새들(108)에 부착된다. 잠금 부재(203)와 톱니형 부재(205)는 앞선 실시예에서의 잠금 부재(125) 및 톱니형 부재(16)와 동일한 구조를 갖는다. 잠금 메커니즘(201)의 나머지 구조는 또한 앞선 실시예의 잠금 메커니즘(115)의 것과 유사하다. 잠금 메커니즘(201)은 앞선 실시예의 잠금 메커니즘(115)과 유사하게 동작하는데, 다시 말해서, 정전 상태에서, 잠금 부재(203)는 톱니형 부재(205)와 맞물려 Z축 이동 새들(108)을 정지시키고 고정시킨다.

도 17은 공작물로서 기능하는 캠 샤프트(119)를 도시한다. 이 캠 샤프트(119)는 각각 원기둥 형상을 가진 다수의 저널부(119a)와 불완전 원형 몸체(연마된 부분)로서 기능하는 다수의 캠부(119b)를 포함한다. 제1 중앙홀(119e)과 제2 중앙홀(119f)은 캠 샤프트(119)의 양단에 제공된 좌우 저널부(119c, 119d)의 각 면에 형성된다.

도 18은 공작물로서 기능하는 크랭크샤프트(120)를 도시한다. 이 크랭크샤프트(120)는 각각 원기둥 형상을 갖는 다수의 저널부(120a), 완전 원형 선회몸체(연마된 부분)로서 기능하는 다수의 핀부(120b), 및 저널부(120a)와 핀부(120b)를 서로 결합하기 위한 크랭크 암(120c)을 포함한다. 제1 중심홀(120f)은 좌측단의 저널부(120d)의 단부면에 형성되고, 제2 중심홀(120g)은 우측단의 저널부(120e)의 단부면에 형성된다.

다음으로, 한 쌍의 주축(104A, 104B) 및 홀더(106)에 각각 제공되고 캠 샤프트(119) 또는 크랭크샤프트(120)의 양단을 클램핑하는 공작물 클램핑 메커니즘(K1, K1)이 도 15 내지 도 18에 기반하여 설명될 것이다. 두 개의 공작물 클램핑 메커니즘(K1, K1)이 유사하게 구성되기 때문에, 주축(104A)의 좌측에 있는 공작물 클램핑 메커니즘(K1)이 설명될 것이다.

이 공작물 클램핑 메커니즘(K1)은 도 15 및 도 17에 도시된 것처럼 캠 샤프트(119)의 하나의 저널부(119c)의 상부를 클램핑할 수 있다. 또한, 가공물 클램핑 메커니즘(K1)은 도 18에 도시된 것처럼 크랭크샤프트(120)의 하나의 저널부(120d)를 클램핑할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 척 몸체(121)는 주축(104A)을 구성하는 원통형 프레임(104a)의 상부에 또한 척 몸체(121)의 전단부면에 제공되고, 척 클로(chuck claw)(122)에 고정된 것은 볼트(123)에 의해 이동 가능하게 고정된다. 또한, 마주보는 형상을 갖는 실질적으로 V 형상의 지지표면(122a)이 도 16에 도시된 것처럼 고정된 척 클로(122)의 내부 모서리에 형성된다. 척 몸체(121)의 전단부면에서, 가이드 홈(121a)이 두 장소에 형성되고, 가이드 홈(121a) 내에는 이동 가능한 장착 블록(124)이 반지름 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 이동 가능한 장착 블록(124)의 앞에는, 척 클로(125)가 고정된 척 클로(122)에 대응하도록 볼트(126)에 의해서 단단히 고정된다. 그 후, 캠 샤프트(119)의 저널부(119c)의 외주면이 프레임(104a) 내에 제공된 실린더(127)에 의해서 내부의 파지 위치에서 이동 가능한 두 개의 척 클로(125, 125)를 이동시켜 외주면으로부터 각각의 척 클로(122, 125) 사이에 클램핑된다.

주축(104A)의 척 몸체(121)의 중심부에는 저널부(119c)의 제1 중심홀(119e)과 맞물려 저널부(119c)를 중앙에 두고 클램핑하는 제1 조준 중심(128)이 제공된다. 제1 구형 베어링(129)은 주축(104A)의 프레임(104a) 내에 지지된다. 실린더(127)의 피스톤 로드(127a)는 제1 구형 베어링(127a)을 통해서 연장되고, 캠 부재(131)는 제2 구형 베어링(130)을 통해서 피스톤 로드(127a)의 상부에 지지된다. 캠 부재(131) 상부의 경사진 캠부(131a)는 이동 가능한 장착 블록(124)의 캠 홈(124a) 내에 끼워맞춤된다. 그 후, 전후 방향 움직임에 의해서, 이동 가능한 척 클로(125, 125)는 경사진 캠부(131a)와 캠 홈(124a)의 동작에 의해 개폐된다. 또한, 이동 가능한 척 클로(125)는 제1 및 제2 구형 베어링(129, 130)의 동작에 의해서 흔들릴 수 있다.

도 15 및 도 17에 도시된 캠 샤프트(119)의 클램프 상태로부터 도 18에 도시된 것과 같은 크랭크샤프트(120)의 클램프 상태로 변하는 동작은 다음의 방식으로 수행된다. 도 15에서, 실린더(127)가 작동되고 캠 부재(131)는 회수되며 이동 가능한 장착 블록(124)과 척 클로(125)는 반지름 방향으로 바깥으로 이동된다. 캠 샤프트(119) 전용의 고정된 척 클로(122)가 탈거된 후, 크랭크샤프트(120) 전용의 고정된 척 클로(122A)가 도 18에 도시된 것처럼 부착된다. 그 후, 고정된 척 클로(122A)와 척 클로(125)는 크랭크샤프트(120)의 저널부(120d) 내에 조여진다. 캠 샤프트(119) 및 크랭크샤프트(120)의 다른 저널부(119d, 120e)는 도 17 및 도 18에 도시된 것처럼 우측 주축(104B)에 제공된 공작물 클램핑 메커니즘(K1)에 의해 파지된다.

다음으로, 캠 샤프트(119) 또는 크랭크샤프트(120)의 연마작업동안 변형을 방지하기 위한 공작물 정지 메커니즘(K2)이 도 13 및 도 14에 근거하여 설명될 것 이다.

공작물 지지 스톡(101)의 상부 표면에는 Z축 방향으로 소정의 간격을 갖는 두 개의 장소에 한 쌍의 지지몸체(135)가 제공되고, 아암(136, 137)이 양 지지몸체(135)의 상부에 외팔보처럼 형성된다. 지지몸체(135)에는 X축 방향으로 아암(136, 137)을 전후로 이동시킴으로써 위치를 전환하기 위한 위치전환 메커니즘(138)이 제공된다.

그러므로, 도 17에 도시된 것처럼 캠 샤프트(119)의 캠부(119b)의 연마작업을 수행하는 경우, 한 쌍의 좌우 아암(136, 137)이 각각 두 개의 장소에 있는 두 개의 저널부(119a)의 외주면과 접촉하게 되고, 저널부(119a)는 소정 위치에 고정된다. 반면, 도 18에 도시된 것처럼 크랭크샤프트(120)의 연마작업을 수행하는 경우, 아암(136, 137)은 피치를 조정한 상태에서 크랭크샤프트(120)의 두 개의 저널부(120a)의 외주면과 접촉하게 되고, 저널부(120a)는 소정 위치에 고정된다.

다음으로, 상술한 것처럼 구성된 연마 기계의 수치제어부(NC)(141)가 도 12에 따라서 설명될 것이다.

이 수치제어부(141)는 전체 장치의 동작을 제어하기 위한 제어기로서 기능한다. 이 수치제어부(141)의 제어부(142)는 다양한 계산 처리를 수행하기 위한 CPU(central processing unit)(143), 전체 장치의 동작 등을 제어하기 위한 프로그램 데이터를 저장하는 ROM(read only memory)(144), 및 다양한 정보를 임시로 저장하기 위한 RAM(random access memory)(145)를 구비한다.

크랭크샤프트(120)의 핀부(120b)의 외경 치수를 측정하기 위한 치수 측정부 (147)는 인터페이스(146)를 통해서 제어부(142)로 연결된다. 핀부(120b)의 최종 형상, 즉 핀부(120b)의 지름 치수는 이 치수 측정부(147)에 의해서 원주 방향으로 단계적으로 측정되도록 구성된다. 주축을 위한 모터(105A, 105B), 리니어 모터(117), 내장형 모터(115) 및 Z축 이동을 위한 모터(110)는 서보모터 제어부(151) 및 모터 구동장치(152a, 152b, 152c 및 152d)를 통해서 제어부(142)에 연결된다. 더욱이, 데이터를 입력하기 위한 키보드(153)와 화면에 다양한 데이터를 표시하기 위한 디스플레이(154)가 인터페이스(146)를 통해 제어부(142)로 연결된다. 엔코더(107A, 107B)와 리니어 스케일(118)은 서보모터 제어부(151)를 통해서 제어부(142)로 연결된다.

RAM(145)에는 캠 샤프트(119)의 캠부(119b)의 외주면을 불완전 원형 몸체로 연마하는데 사용되는 불완전 원형 회전몸체 연마 데이터를 저장하기 위한 제1 저장부로서 기능하는 회전 캠부 연마 데이터 저장부(155)가 제공된다. 또한, RAM(145)에는 크랭크샤프트(120)의 핀부(120b)의 외주면을 완전 원형 선회몸체로 연마하는데 사용되는 완전 원형 회전몸체 연마 데이터를 저장하기 위한 제2 저장부로서 기능하는 선회 핀부 연마 데이터 저장부(156)가 제공된다. 본 실시예에서, 캠 샤프트(119)의 회전된 캠부(119b)의 외주면을 연마하기 위한 불완전 원형몸체 연마 데이터로서 기능하는 프로필 데이터를 생성하는 기능이 제어부(142)에 제공된다. 이는 캠부(119b)의 외주면의 최종 다듬질 형상을 표현하는 리프트 데이터에 근거한 연마 프로필을 미리 생성하도록 구성된다. 또한, 크랭크샤프트(120)의 선회하는 핀부(120b)의 외주면을 연마하는데 사용되는 완전 원형 선회몸체 연마 데이터로서 기능하는 연마 프로그램 데이터를 생성하는 기능이 제어부(142)에 제공된다.

RAM(145)에는 캠 샤프트(119) 또는 크랭크샤프트(120)의 저널부(119a, 120a)인 공작물 또는 원통형 또는 원주형 등의 형상을 갖는 공작물(미도시)의 중심에서 회전되는 완전 원형 회전몸체를 연마하기 위한 완전 원형 회전몸체 연마 데이터를 저장하기 위한 제3 저장부로서 기능하는 완전 원형 회전몸체 연마 데이터 저장부(157)가 제공된다. 또한, 원통형 또는 원주형 등의 공작물 또는 저널부(119a, 120a)의 외주면을 연마하기 위한 완전 원형 회전몸체 연마 데이터로서 기능하는 연마 프로그램 데이터를 생성하는 기능이 제어부(142)에 제공된다.

RAM(145)에는 회전 캠부 연마 데이터 저장부(155), 선회 핀부 연마 데이터 저장부(156) 및 완전 원형 회전몸체 연마 데이터 저장부(157) 중 어느 하나의 프로필 데이터 또는 프로그램 데이터를 선택하기 위한 연마 데이터 선택부(158)가 제공된다.

다음으로, 상술한 것처럼 구성된 연마 기계의 동작이 설명될 것이다.

먼저, 도 17에 도시된 것처럼 캠 샤프트(119)가 주축(104A 및 104B)의 공작물 클램핑 메커니즘(K1, K1) 내에 장착된 상태로 캠부(119b)의 외주면에 연마작업을 수행하는 경우가 설명된다.

이 캠 샤프트(119)를 연마하는 경우, 연마휠 스톡(114)이 Z축을 따른 방향으로 이동하게 제어되도록 키보드(153)가 동작되고, 그로 인해 소정의 캠부(119b)를 연마숫돌(116)에 마주보도록 배치한다. 그 후, 연마 데이터 선택부(158)를 동작함으로써 캠 샤프트를 연마하기 위한 연마 프로필 데이터가 회전 캠부 연마 데이터 저장부(155)로부터 선택된다. 연마 프로필 데이터에 근거하여, 주축의 모터(105A, 105B), 리니어 모터(117) 및 내장형 모터(115)의 회전이 제어되고, 캠부(119b)의 외주면을 위한 다듬질 연마동작이 수행된다. 이 연마 동작에서, 캠 샤프트(119)가 도 19에 도시된 것처럼 회전될 때, 불완전 원형 형상을 갖는 캠부(119b)는 또한 선회되고 이동되며, 연마숫돌(116)은 이 회전각에 따라서 X축 방향으로 전후로 이동된다.

캠 샤프트(119)의 연마동작에서, 엔코더(107A, 107B) 및 리니어 스케일(118)로부터의 검출신호에 근거하여, 캠부(119b)의 회전각 및 회전속도가 계산되고, 또한 연마휠 스톡(114)의 X축 방향으로의 이동위치 등이 계산된다. 그 후, 캠 샤프트 연마를 위한 프로필 데이터와 계산 결과에 근거하여, 수치제어부(141)는 주축을 위한 모터(105A, 105B), 리니어 모터(117) 및 내장형 모터(115)를 회전 또는 구동시키고, 균일하지 않은 속도로 캠부(119b)를 선회시키며, 도 19에 도시된 것처럼 캠부(119b)의 선회에 따라서 연마휠 스톡(114)의 X축 방향 위치를 제어한다. 결과적으로, 소정의 캠부(119b)의 외주면은 연마 프로필 데이터에 대응하는 불완전 원형 형상으로 연마된다. 이어서, 연마숫돌(116)은 다른 캠부(119b)를 연마하기 위해서 Z축 이동을 위한 모터(1100에 의해서 도 3에 도시된 Z축을 따른 방향으로 이동하도록 제어된다.

다음으로, 상술한 바와 같이 구성된 연마 기계를 이용하여 크랭크샤프트(120)의 핀부(120b)를 연마하는 방법이 설명된다. 이 경우, 도 18에 도시된 바와 같이, 크랭크샤프트(120)의 저널부(120d, 120e)는 주축(104A, 104B)의 공작물 클램 핑 메커니즘(K1, K1)에 의해 클램핑된다. 그 후, 도 12에서, 키보드(153)가 동작되고, 회전 핀부 연마 데이터 저장부(156)에 기록된 핀부(120b)의 연마 프로그램 데이터가 연마 데이터 선택부(158)에 의해 선택된다. 그 후, 핀부(120b)의 연마 작업이 이 데이터에 근거하여 수행된다. 이 연마 작업은 이후에 상세히 설명될 것이다.

먼저, 핀부(120b)의 연마에 사용되는 계산 방정식을 위해 필요한 각종 요소가 도 20에 근거하여 설명된다.

도면부호에서, O는 주축(104A, 104B) 및 저널의 회전중심이고, 또한 핀부(120b)의 선회중심이다. P는 연마숫돌(116)의 회전중심을 보여주고, Op는 핀부(120b)의 중심을 보여주며, X는 중심 O 및 P를 모두 지나가는 직선 상에서 연마휠 스톡(114)을 제어하기 위한 거리를 보여준다. 이 거리(X)는 후술되는 것처럼 연마휠 스톡 제어 데이터(DX)의 계산 방정식을 사용하여 이 데이터에 근거하여 계산되고, 리니어 모터(117)의 수치제어가 수행되고 연마숫돌(116)이 전후로 이동된다.

또한, L은 중심 O 및 Op 사이의 거리이고, 핀부(120b)의 선회 반경을 보여준다. 더욱이, Rp는 핀부(120b)의 다듬질(단부 연마) 때의 목표 반경을 보여주고, Rg는 연마숫돌 반경을 보여주고, Rgp는 중심 P 및 Op 사이의 거리를 각각 보여준다. 이 거리(Rgp)는 핀부(120b)의 다듬질 목표 반경(Rp)을 연마숫돌 반경(Rg)에 더하여 얻은 값과 동일하다.

Rgp = Rg + Rp

실제 측정 반경(Rpx)은 항상 핀부(120b)의 연마동안 치수 측정부(147)에 의 해 측정된 지름으로부터 얻어지지만, 이 수치는 도면에 도시되지 않았다.

θ는 핀부(120b)의 선회 중심(O)과 연마숫돌(116)의 회전중심(P)을 연결하는 직선(OP)에 대한 핀부(120b) 중심(Op)의 선회각을 보여준다.

여기서, 다양한 데이터 또는 제어부(142)의 계산 방정식의 입력 설정 동작이 상술한 다양한 요소에 근거하여 설명될 것이다.

핀부(120b)의 선회 반경(L)과 핀부(120b)의 다듬질 목표 반경(Rp)은 모두 각각 측정값이라기 보다는 상수로서 저장매체(RAM)(145)에 이전에 기록된다. 핀부(120b)의 선회각(θ)은 주축을 위한 모터(105A, 105B)의 엔코더(107A, 107B)로부터 서보모터 제어부(151)로 입력된다. 핀부(120b)가 선회각(θ)에서 변동을 가지면서 선회되는 동안 연마숫돌(116)에 의해 연마되기 때문에, 선회각(θ)에서의 변동에 따라서, 연마휠 스톡(114)의 전후 이동은 리니어 모터(117)의 수치제어에 의해 제어되고, 연마숫돌(116)의 표면이 핀부(120b)의 표면과 접촉하도록 구성되기 위해 중심(O 및 P) 사이의 거리(X)가 제어된다. 이 경우, 핀부(120b)의 반경과 연마숫돌(116)의 반경은 미리 설정된다. 이 거리(X)의 계산 방정식은 다음 방식으로 보조 저장부(미도시)에 미리 설정된다. 다시 말해서, 선회각(θ)과 선회 반경(L)의 요소 및 연마숫돌 반경(Rg)을 핀부(120b)의 다듬질 목표 반경(Rp)에 더하여 얻은 중심(Op 및 P) 사이의 중심 거리(Rgp) 각각에 근거하여, 거리(X) 중 연마 다듬질 상태의 거리(X), 즉 다듬질 연마휠 스톡 제어 데이터(DX)의 계산 방정식이 수학식 1과 같이 설정된다.

DX = L?cosθ + √[(Rgp)² - L²?sin²θ]

다음으로, 상술한 것처럼 구성된 연마 기계를 이용하여 크랭크샤프트(120)의 핀부(120b)를 연마하는 방법이 설명될 것이다.

도 21에 도시된 것처럼, 핀부(120b)의 연마가 시작될 때(단계 S101), 핀부(120b)의 반경(Rpx)은 치수 측정부(147)에 의해 측정된다(단계 S102). 또한, 핀부(120b)의 선회각(θ)은 엔코더(107)에 의해서 검출된다(단계 S103). 그 후, 수학식 1에 따른 계산 방정식에 근거하여 계산된 연마휠 스톡 제어 데이터(DX)에 의해서(단계 S104), 연마휠 스톡(114)의 이동을 위한 리니어 모터(117)의 수치 제어가 주축(104A, 104B)과의 동기화에 의해 수행되고, 핀부(120b)는 연마된다(단계 S105). 이어서, 연마숫돌(116)은 다른 핀부(120b)를 연마하기 위해서 Z축 이동을 위한 모터(110)에 의해 이동되고 위치변경된다.

상술한 실시예의 연마 기계에 따라서, 다음의 특징을 얻을 수 있다.

(1) 본 실시예에서, 캠 샤프트(119)와 크랭크샤프트(120)의 저널부(119c, 119d, 120d, 120e)는 공작물 지지 스톡(101) 내에 장착된 주축 스톡(103A, 103B) 상에 있는 주축(104A, 104B)의 공작물 클램핑 메커니즘(K1, K1)에 의해 클램핑될 수 있다. 또한, 회전 캠부 연마 데이터 저장부(155), 선회 핀부 연마 데이터 저장부(156) 및 완전 원형 회전몸체 연마 데이터 저장부(157)가 수치제어부(141)의 제어부(142)에 제공되고, 캠 샤프트 연마를 위한 프로필 데이터, 크랭크샤프트 연마 프로그램 데이터 또는 원통형 연마 프로그램 데이터 중 어느 하나가 연마 데이터 선택부(158)에 의해 선택될 수 있다. 결과적으로, 다른 종류의 캠 샤프트, 크랭크샤프트 또는 원통형 공작물이 하나의 연마 기계에 의하여 선택적으로 연마될 수 있다. 다시 말하면, 캠 샤프트(119)의 캠부(119b), 저널부(119a), 크랭크샤프트(120)의 핀부(120b), 저널부(120a) 및 원통형 공작물 모두를 하나의 기계로 연마하는 것이 가능하다. 그러므로, 연마 기계의 제조가 용이해지고, 비용이 절감될 수 있으며, 또한 설치 공간을 줄일 수 있다.

(2) 본 실시예에서, 공작물 정지 메커니즘(K2)이 제공된다. 결과적으로, 캠 샤프트(119)의 두 저널부(119a) 또는 크랭크샤프트(120)의 두 저널부(120a)가 지지될 수 있고, 캠 샤프트(119) 또는 크랭크샤프트(120)의 연마동안 각 샤프트의 탄성 변형이 방지되며, 가공 정밀도가 향상될 수 있다.

본 실시예는 다음 방식으로 변경되고 구현될 수 있다.

? 본 실시예에서, 고정된 척 클로(122)는 도 15에 도시된 것처럼 대체될 수 있지만, 이 고정 척 클로(122)는 또한 이동 가능한 척 클로(125)와 유사한 방식으로 실린더(127) 및 캠 부재(131)에 의해 이동될 수 있는 이동 가능한 척 클로 내에 형성될 수도 있다. 또한, 척 클로(125)는 공작물에 따라서 대체될 수 있다.

? 공작물 정지 메커니즘(K2)의 지지몸체(135)는 하나의 지지몸체일 수 있다.

? 캠 샤프트(119)보다는 오히려 불완전 원형 선회몸체를 포함하는 공작물이나, 크랭크샤프트(120)보다는 오히려 완전 원형 선회몸체를 포함하는 공작물의 연 마 기계로서 구현될 수 있다.

? 캠 샤프트(119) 또는 크랭크샤프트(120)보다는 오히려 불완전 원형의 원통형상 공작물의 연마 기계로서 구현될 수 있다.

Claims (22)

1. 이송 슬라이더가 리니어 모터(12)에 의해 베드(1)의 상부 표면에 왕복운동 가능하게 지지되고, 이송 슬라이더의 움직임이 정전시에 정지되는, 리니어 모터(12) 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘으로서, 상기 잠금 메커니즘은,

   상기 이송 슬라이더가 이송하는 방향으로 상기 베드(1) 및 상기 이송 슬라이더 중 어느 하나 위에 놓여지고 치형부(16a)를 구비하는 톱니형 부재(16);

   상기 베드(1) 및 상기 이송 슬라이더 중에서 상기 톱니형 부재(16)가 구비되어 있지 않은 것에 의해 지지되는 브래킷(18);

   상기 베드(1) 및 상기 이송 슬라이더 중에서 상기 톱니형 부재(16)가 구비되어 있지 않은 것에 의해 상기 브래킷(18)을 통해서 지지되는 액추에이터;

   상기 톱니형 부재(16)의 상기 치형부(16a)와 맞물림 가능한 치형부(25a)를 구비하고 상기 액추에이터에 대해서 지지되는 잠금 부재(25); 및

   상기 리니어 모터(12)에 전력이 공급될 때 상기 잠금 부재(25)가 잠금 해제위치에 유지되도록 상기 액추에이터를 작동시키고 상기 리니어 모터(12)가 정전에 의해 멈춤 상태에 있을 때 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 제어기(31)를 포함하고,

   상기 잠금 부재(25)는 상기 액추에이터의 작동이 멈춤 상태에 있는 동안에 상기 잠금 부재(25)가 상기 톱니형 부재(16)와 맞물리게 하기 위한 가압 부재를 포함하는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 톱니형 부재(16)는 상기 베드(1)의 측부 상에 배치되고,

   상기 브래킷(18)은 상기 이송 슬라이더의 측부 상에 배치되고,

   상기 액추에이터는 상기 브래킷(18)에 의해 지지되는 실린더(20)를 포함하고, 상기 실린더(20)는 상기 잠금 부재(25)를 지지하는 피스톤 로드(23)를 구비하고,

   상기 가압 부재는 상기 잠금 부재 및 상기 브래킷(18) 사이에 개재된 스프링(26)을 포함하는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 톱니형 부재(16)를 그 상부에서 보호하고 상기 이송 슬라이더의 측부 및 상기 베드(1)의 측부 중 하나에 제공되는 덮개를 더 포함하는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 피스톤 로드(23)의 첨단부(尖端部)에 부착되는 홀더(24)를 더 포함하고,

   상기 잠금 부재(25)는 상기 홀더를 통해서 상기 피스톤 로드(23)의 상기 첨단부에 부착되고,

   상기 브래킷(18)은 회전 차단 플레이트(29)를 구비하고, 또한

   상기 홀더(24)는 상기 잠금 부재(25)의 회전을 방지하도록 상기 회전 차단 플레이트(29)와 미끄럼 가능하게 접촉하는 평탄면을 구비하는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 잠금 부재(25)는 원통형으로 형성되되 바닥은 폐쇄되고 상부는 치형부가 형성되는 두 영역을 포함하고,

   상기 피스톤 로드(23)는 상기 잠금 부재(25)가 상기 가압 부재의 가압력에 대항하여 잠금해제위치로 이동 가능하도록 상기 폐쇄된 바닥에 형성된 관통홀 내로 삽입되고, 또한

   상기 브래킷(18)은 상기 잠금 부재(25)가 선회정지상태로 미끄럼 가능하게 끼워맞춰지는 관형 수용부(18b)를 구비하는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 톱니형 부재(16)는 상기 이송 슬라이더의 이동 스트로크의 전체 영역에 대응하여 제공되는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
7. 제 1항에 있어서,

   공작물(W)을 지지하기 위한 공작물 지지 메커니즘이 상기 이송 슬라이더에 대향하는 상태로 장착되고,

   상기 공작물(W)을 가공하기 위한 가공 공구가 상기 이송 슬라이더 상에 장착되고,

   정전 검출부(46)가 상기 제어기(31)에 연결되고, 또한

   상기 제어기(31)는,

   정전이 검출된 상태에서 상기 공작물(W)이 가공 중에 있는지를 판단하는 공작물 가공 판단부(M1),

   상기 공작물(W)이 공작중에 있는 것으로 판단된 경우 상기 이송 슬라이더를 회수하고 상기 가공 공구를 상기 공작물(W)로부터 분리하여 멈추게 하는 이송 슬라이더 회수 멈춤부,

   상기 공작물(W)이 가공 중에 있는 것으로 판단되지 않은 경우 상기 이송 슬라이더를 감속하고 멈추게 하는 이송 슬라이더 감속 멈춤부, 및

   상기 이송 슬라이더가 멈춤 위치로 이동된 경우 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 액추에이터 작동 멈춤부를 포함하는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
8. 제 7항에 있어서,

   가공 기계의 가공 동작을 멈추게 하는 가공 기계 멈춤 지시부가 상기 제어기(31)에 연결되고, 또한

   상기 공작물 가공 판단부(M1)는 상기 가공 기계의 가공 동작이 멈춘 상태에서 작동되는, 리니어 모터 이송 슬라이더의 잠금 메커니즘.
9. 상부 표면을 구비하는 베드(1);

   이송 슬라이더;

   상기 베드(1)의 상기 상부 표면상에서 상기 이송 슬라이더를 왕복운동 가능하게 지지하는 리니어 모터(117); 및

   정전시에 상기 이송 슬라이더의 움직임을 멈추게 하는 잠금 메커니즘을 포함하고,

   상기 잠금 메커니즘은,

   상기 이송 슬라이더가 이송하는 방향으로 상기 베드(1) 및 상기 이송 슬라이더 중 어느 하나 위에 놓여지고 치형부(16a)를 구비하는 톱니형 부재(16);

   상기 베드(1) 및 상기 이송 슬라이더 중에서 상기 톱니형 부재(16)가 구비되어 있지 않은 것에 의해 지지되는 브래킷(18);

   상기 베드(1) 및 상기 이송 슬라이더 중에서 상기 톱니형 부재(16)가 구비되어 있지 않은 것에 의해 상기 브래킷(18)을 통해서 지지되는 액추에이터;

   상기 톱니형 부재(16)의 상기 치형부(16a)와 맞물림 가능한 치형부(51b)를 구비하고 상기 액추에이터에 대해서 지지되는 잠금 부재(51); 및

   상기 리니어 모터(117)에 전력이 공급될 때 상기 잠금 부재(51)가 잠금 해제위치에 유지되도록 상기 액추에이터를 작동시키고 상기 리니어 모터(117)가 정전에 의해 멈춤 상태에 있을 때 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 제어기를 포함하고,

   상기 잠금 부재(51)는 상기 액추에이터의 작동이 멈춤 상태에 있는 동안에 상기 잠금 부재(51)가 상기 톱니형 부재(16)와 맞물리게 하기 위한 가압 부재를 포함하는, 가공 기계.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 톱니형 부재(16)는 상기 베드(1)의 측부 상에 배치되고,

    상기 브래킷(18)은 상기 이송 슬라이더의 측부 상에 배치되고,

    상기 액추에이터는 상기 브래킷(18)에 의해 지지되는 실린더(20)를 포함하고, 상기 실린더(20)는 상기 잠금 부재(51)를 지지하는 피스톤 로드(23)를 구비하고,

    상기 가압 부재는 상기 잠금 부재(51) 및 상기 브래킷(18) 사이에 개재된 스프링(26)을 포함하는, 가공 기계.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 잠금 메커니즘은 상기 톱니형 부재(16)를 그 상부에서 보호하기 위한 덮개를 더 포함하고,

    상기 덮개는 상기 이송 슬라이더의 측부 및 상기 베드(1)의 측부 중 하나에 제공되는, 가공 기계.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 잠금 메커니즘은 상기 피스톤 로드(23)의 첨단부(尖端部)에 부착되는 홀더를 더 포함하고,

    상기 잠금 부재(51)는 상기 홀더를 통해서 상기 피스톤 로드(23)의 상기 첨단부에 부착되고,

    상기 브래킷(18)은 회전 차단 플레이트를 구비하고, 또한

    상기 홀더는 상기 잠금 부재(51)의 회전을 방지하도록 상기 회전 차단 플레이트와 미끄럼 가능하게 접촉하는 평탄면을 구비하는, 가공 기계.
13. 제 10항에 있어서,

    상기 잠금 부재(51)는 원통형으로 형성되되 바닥은 폐쇄되고 상부는 치형부가 형성되는 두 영역을 포함하고,

    상기 피스톤 로드(23)는 상기 잠금 부재(51)가 상기 가압 부재의 가압력에 대항하여 잠금 해제위치로 이동 가능하도록 상기 폐쇄된 바닥에 형성된 관통홀(51d) 내로 삽입되고, 또한

    상기 브래킷(18)은 상기 잠금 부재(51)가 선회정지상태로 미끄럼 가능하게 끼워맞춰지는 관형 수용부(18b)를 구비하는, 가공 기계.
14. 제 9항에 있어서,

    상기 톱니형 부재(16)는 상기 이송 슬라이더의 이동 스트로크의 전체 영역에 대응하여 제공되는, 가공 기계.
15. 제 9항에 있어서,

    상기 이송 슬라이더에 대향하는 상태로 장착되는, 공작물(W)을 지지하기 위한 공작물 지지 메커니즘;

    상기 이송 슬라이더 상에 장착되는, 상기 공작물(W)을 가공하기 위한 가공 공구; 및

    상기 제어기에 연결된 정전 검출부(46)를 더 포함하고,

    상기 제어기는,

    정전이 검출된 상태에서 상기 공작물(W)이 가공 중에 있는지를 판단하는 공작물 가공 판단부(M1),

    상기 공작물(W)이 공작중에 있는 것으로 판단된 경우 상기 이송 슬라이더를 회수하고 상기 가공 공구를 상기 공작물(W)로부터 분리하여 멈추게 하는 이송 슬라이더 회수 멈춤부,

    상기 공작물(W)이 가공 중에 있는 것으로 판단되지 않은 경우 상기 이송 슬라이더를 감속하고 멈추게 하는 이송 슬라이더 감속 멈춤부, 및

    상기 이송 슬라이더가 멈춤 위치로 이동된 경우 상기 액추에이터의 작동을 멈추게 하는 액추에이터 작동 멈춤부를 포함하는, 가공 기계.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 제어기에 연결되고, 상기 가공 기계의 가공 동작을 멈추게 하는 가공 기계 멈춤 지시부를 더 포함하고,

    상기 공작물 가공 판단부(M1)는 상기 가공 기계의 가공 동작이 멈춘 상태에서 작동되는, 가공 기계.
17. 제 9항에 있어서,

    상기 가공 기계는 연마기계를 포함하고,

    상기 연마기계는,

    공작물의 단부를 클램핑하기 위한 클램핑 메커니즘 및 상기 공작물을 회전시키기 위한 주축을 구비하는 주축 스톡(103A, 103B);

    상기 공작물의 연마 부분의 외주면과 접촉하면서 상기 연마 부분을 연마하기 위한 연마숫돌(14)을 구비하는 연마휠 스톡(10);

    상기 주축의 회전각을 검출하는 주축 회전각 검출부;

    상기 연마휠 스톡(10)의 전후방향 위치를 검출하는 위치 검출부; 및

    상기 주축 회전각 검출부 및 상기 위치 검출부의 검출신호에 근거하여, 상기 주축 및 상기 연마숫돌(14)의 회전 및 상기 연마휠 스톡의 위치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는, 가공 기계.
18. 제 17항에 있어서, 상기 제어부는,

    상기 공작물(W)의 불완전 원형 회전몸체의 외주면을 연마하기 위한 불완전 원형 회전몸체 연마 데이터를 저장하는 제1 저장부;

    상기 공작물(W)의 완전 원형 선회몸체의 외주면을 연마하기 위한 완전 원형 선회몸체 연마 데이터를 저장하는 제2 저장부;

    상기 공작물(W)의 중심부에서 완전 원형 회전몸체의 외주면을 연마하기 위한 완전 원형 회전몸체 연마 데이터를 저장하는 제3 저장부; 및

    연마될 공작물(W)에 따라서 상기 제1, 제2 및 제3 저장부 중 하나로부터 상기 연마 데이터를 선택하는 연마 데이터 선택부(158)를 포함하는, 가공 기계.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 공작물은 캠부(119b)를 구비하는 캠 샤프트(119)를 포함하고,

    상기 제1 저장부는 상기 불완전 원형몸체로서 상기 캠부의 외주면의 최종 마무리모양을 나타내는 리프트 데이터에 근거하여 기설정된, 상기 캠 샤프트를 연마하기 위한 프로필 데이터를 저장하고, 또한

    상기 연마휠 스톡(10)의 위치 및 상기 캠 샤프트(119)의 회전에 대한 제어는 상기 캠부(119b)를 연마하기 위하여 상기 프로필 데이터에 근거하여 수행되는, 가공 기계.
20. 제 18항에 있어서,

    상기 공작물(W)의 상기 완전 원형 회전몸체는 크랭크샤프트(120)의 핀부(120b)이고,

    상기 제2 저장부는 상기 핀부(120b)의 선회 중심(O) 및 상기 연마숫돌의 회전 중심(P) 사이의 직선 상에서 연마휠 스톡 제어 데이터(DX)를 계산하기 위한 계산 방정식을 저장하고,

    상기 계산 방정식은: 상기 선회 중심(O) 및 상기 핀부의 중심(Op) 사이의 거리를 나타내는 선회 반경(L), 상기 핀부의 반경(Rp), 상기 연마숫돌(116)의 회전 중심(P), 상기 연마숫돌의 반경(Rg), 상기 선회 중심(O) 및 상기 회전 중심(P)을 지나는 직선에 대한 상기 핀부의 중심(Op)의 선회각(θ), 및 상기 연마숫돌의 회전 중심(P) 및 상기 핀부의 중심(Op) 사이의 거리(Rgp=Rg+Rp)를 포함하고, 또한

    연마휠 스톡 제어 위치는 상기 핀부(120b)를 연마하기 위하여 상기 계산 방정식에 따라서 얻어지는, 가공 기계.
21. 제 20항에 있어서,

    상기 계산 방정식은 다음과 같은, 가공 기계.

    DX = L?cosθ + √[(Rgp)² - L²?sin²θ]
22. 제 18항에 있어서,

    상기 공작물(W)의 중심에서 상기 완전 원형 회전몸체는 캠 샤프트(119), 크랭크샤프트의 저널부(120a), 원통형 중공 공작물, 및 원통형 고형 공작물 중 하나인, 가공 기계.

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