KR101213517B1 - 연마 장치 및 작업물 표면을 연마하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연마 공구가 배치된 공구 홀더 (3) 를 갖는 연마 장치 (1) 로서, 공구 홀더는 작업물 홀더 (5) 와 상호작용하고, 작업물 홀더 (5) 와 공구 홀더 (3) 는 제 1 방향 및 제 1 방향과는 다른 제 2 방향에서 서로에 대해 이동가능한 연마 장치 (1) 에 관한 것이다.
연마 프로세스의 적어도 일부를 재현가능하고 문서화가능하게 만드려고 노력한다.
이를 위해, 제 1 방향 (9) 과 제 2 방향 (10, 12) 에 수직한 제 3 방향 (20) 에서, 상기 공구 홀더 (3) 는 가요성이 있도록 이루어진다.

Description

연마 장치 및 작업물 표면을 연마하는 방법{POLISHING DEVICE, AND METHOD FOR POLISHING A WORKPIECE SURFACE}

본 발명은, 연마 공구가 배치된 공구 홀더를 갖는 연마 장치로서, 공구 홀더는 작업물 홀더와 상호작용하고, 작업물 홀더와 공구 홀더는 제 1 방향 및 제 1 방향과는 다른 제 2 방향에서 서로에 대해 이동가능한 연마 장치 (polishing arrangement) 에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 작업물 표면의 연마 방법에 관한 것이다.

그러한 연마 장치는 예컨대 DE 27 42 113 A1 으로부터 공지되어 있다. 연마 공구는 제 1 방향에서 왕복하도록 되어 있다. 연마 공구가 진입하는 작업물은 회전하게 되므로, 연마 공구와 작업물 사이에서 제 2 방향으로의 운동이 발생한다. 작업물은 지지 휠에 의해 외부로부터 유지되며, 이와 동시에 지지 휠은 공구를 회전시키기 위해 회전하도록 구동된다.

연마, 그라인딩 및 호닝 (honing) 은 인데피닛 블레이드 (indefinite blades) 로 재료 커팅 (cutting) 하기 위한 표면의 기계가공 방법이다. 선삭 및 밀링과 같은 다른 기계가공 방법은 제어된 커팅으로 표면의 커팅 변형을 야기한다. 여기서, 커팅 자국 (trace) 은 실제로 회피할 수 없다.

표면을 그라인딩하는 동안, 기계가공에 의하면 실제로 단지 재료 커팅만 이루어지는 반면, 연마에 의하면 표면 구조에 거칠기 피크의 플라스틱 또는 일부 플라스틱 형성을 야기하고, 따라서 거칠기 피크를 평평하게 한다. 마이크로-그라인딩과 연마 사이의 경계선에서 마이크로 또는 나노 영역에서 이루어지는 표면 기계가공 방법은 아직까지 과학적 방식으로 완전히 조사되지 않았다.

또한, 특정 표면의 연마는 오늘날에도 여전히 실질적으로 순전히 수동 (manual) 절차로 이루어진다. 예컨대 냉간 유동 기술에 의한 금속 작업물의 재성형 (reshaping) 을 위해 공구를 사용하는 경우가 그러하다. 여기서, 연마된 공구 표면의 구조는 재성형 프로세스 및 재성형 공구의 수명에 중대한 영향을 미친다. 연마를 위해, 회전대칭형 재성형 공구가 예컨대 연마 벤치 또는 선반의 로터리 척에 현수되고 회전하게 된다. 그러면, 근로자는 그가 수동으로 정렬에 평행하게 왕복시키는 연마 공구에 의해 재성형 공구의 기능 표면을 연마한다. 전형적으로 연마 공구는 예컨대 탄화규소 (카보런덤) 으로 이루어진 연마 스톤 또는 연마 수단, 예컨대 다이아몬드 페이스트로 연결된 나무 막대이다. 연마 과정 동안, 근로자는, 희망하는 연마 결과에 단계적으로 접근하기 위해, 종종 결과를 체크하고, 여러 파라미터, 예컨대 접촉 압력, 회전 속도 및/또는 그의 손 운동을 바꾸고, 필요에 따라 연마 공구를 교체한다. 연마 공구를 교체할 때마다, 연마하는 표면을 조심스럽게 세척하여, 더 미세한 연마 공구로 계속 연마하기 전에, 거친 연마 수단의 잔류물을 제거하여야 한다. 그렇지 않으면, 남아있는 거친 연마 잔류물이, 이후 연마 단계에서, 작업물 표면에 트랙을 발생시킬 수 있다.

따라서, 연마에는 근로자의 실질적인 경험이 요구된다. 근로자가 영향을 줄 수 있는 다양한 파라미터, 예컨대 근로자가 그의 손 운동을 행하는 방식, 근로자가 언제 그리고 어떻게 연마 공구를 교체하는지, 그리고 근로자가 개별 연마 단계를 얼마나 잘 적용하는지가 연마 결과에 영향을 미친다. 균일한 재성형 공구 또는 재성형 공구 부품이 일반적으로 연간 수백 점 (piece) 의 양으로 이용되는 제품의 다량 연속 제조를 위해 이용되는 시스템, 예컨대 콜드 몰더 (cold moulder) 에서, 그러한 재성형 공구의 성질이 다양한 근로자의 수작업에 의존한다는 것은 불리하다. 따라서, 연마 품질의 차가 재성형 공구의 작동 수명에 매우 큰 편차를 발생시킨다. 이 경우, 퍼짐 (scatter) 정도는 3 내지 5 의 인자로 퍼질 수 있다.

연마된 표면의 제어는 어렵다. 따라서, 표면의 광택 (gloss) 을 평가하는 것으로 충분하지 않다. 광택있는, 따라서 분명히 강한 표면을 갖는 재성형 공구는, 그 표면이 올바른 연마 단계를 통해 달성되지 않는다면, 빨리 망가질 수 있다.

표면의 최종 품질을 시험하는데에는 매우 큰 노력이 들기 때문에, 그러한 시험은 단지 드물게 행해진다. 프로세스 및 제품 문서화의 부족은 일정한 제조 품질의 보장을 방해하고, 특히 공인된 제조 프로세스 또는 시스템과 관련하여 현재의 문서화 요구에 매우 맞지 않다.

또한, 수작업의 많은 몫으로 인해, 재성형 공구의 수동 연마는 매우 비싸다. 또한, 행해지는 수동 운동과 압력은, 특히 일반적으로 이러한 육체적 작업 운동이 한 번에 전체 근무일동안 행해져야 하기 때문에, 근로자에게 작업 부담이 된다.

부가적으로, 근로자는 단지 제한 속도와 제한된 접촉 압력으로 연마 공구를 이동시킬 수 있다. 양호하고 빠른 연마 결과를 위해 요구되는 기계적 출력을 갖는 연마 프로세스를 제공하기 위해, 작업물의 회전은 일반적으로 비교적 빠르게 되도록 선택된다. 결과적으로, 연마 경로, 즉 작업물 표면을 가로지르는 연마 공구에 의해 규정되는 경로는 실질적으로 작업물의 회전에 접선방향으로, 즉 실질적으로 원형으로 이루어진다. 또한, 작업물의 이전 기계가공 단계에서 유래하는, 회전 트랙과 같은 전형적인 기계가공 트랙이 전형적으로 접선방향으로 이루어지고, 따라서 단지 오랜 연마 지속시간 (duration) 이나 불량한 최종 품질을 야기하는 수동 연마에 의해 어렵게 제거될 수 있다.

또한, 근로자의 비교적 큰 (전형적으로 수 ㎝ 범위의) 손 운동은, 작업물의 축선방향 중앙 영역이 단부 영역보다 실질적으로 더 연마되게 한다. 작은 작업물의 경우 특히 그러하다. 연마 프로세스의 이러한 축선방향 불규칙은 오랜 연마 지속시간을 야기하거나 또는 작업물의 축선방향 단부 영역에서의 연마가 불량해진다.

DE 199 47 006 A1 에는, 차량 브레이크 드럼의 최종 그라인딩을 행하는데 이용되는 그라인딩 블록 홀더가 기재되어 있다. 그라인딩 블록 홀더는, 여러 그라인딩 공구가 삽입되는 공구 홀더를 포함한다. 공구 홀더는 여러 자유도를 가지면서 이동할 수 있도록 볼트와 스프링으로 홀더에 고정된다. 공구 홀더가 작업물에 작용하는 힘은 위치결정 (positioning) 에 의해 설정된다.

US 2002/0031987 A1 에는, 디스크의 표면이 호닝에 의해 매끄럽게 되는 장치가 기재되어 있다. 호닝을 위해 이용되는 공구는 카르단 (cardan) 형 방식으로 현수되고, 이는 이 공구가 작업물에 대한 자신의 위치를 특정 제한 내에서 자유로이 조정할 수 있음을 의미한다.

본 발명은, 연마 프로세스를 적어도 일부 재현가능하도록 그리고 문서화에 적합하도록 만드는 목적에 기초한다.

도입부에서 언급한 바와 같은 연마 장치에 의하면, 이 목적은, 공구 홀더가 제 1 및 제 2 방향에 수직하게 되는 제 3 방향에서, 공구 홀더가 가요성이 되게 이루어짐으로써 해결된다.

따라서, 제 3 방향은 작업물 홀더에서 유지되는 작업물의 작업물 표면에 실질적으로 수직하다. 가장 간단한 경우, 작업물 홀더의 운동은 직접 작업물에 전달된다. 가요성 실시형태로 인해, 연마 공구는 어떤 힘으로 표면에 대해 가압될 수 있다. 이와 관련하여, 공구 홀더는 기계적으로 안내되고, 따라서 제 1 및 제 2 방향에서의 운동은 기계의 제어 하에서 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 제 3 방향에서의 위치결정이 덜 중요하다. 공구 홀더의 가요성 실시형태로 인해, 연마 공구가 작업물의 표면에 맞게 되고, 상대 운동으로 인해, 연마 공구가 연마를 위해 제 1 및 제 2 방향에서 작업물 표면을 가로질러 미끄러진다. 제 3 방향에서 공구 홀더의 위치의 변화는 접촉력의 약간의 증가 또는 감소를 야기하지만, 이는 일반적으로 연마 프로세스에 의해 여전히 허용될 수 있다. 연마를 위해 기계를 이용하면, 연마 프로세스를 문서화하고 재현할 수 있다. 작업물과 공구 사이의 상대 운동은 다른 방식으로 발생될 수 있다. 작업물은 연마 장치의 일부인 작업물 홀더에 배치될 수 있다. 또한, 작업물 홀더는 연마 장치와는 별도로 이루어질 수도 있으며, 따라서 연마를 위해, 공구 홀더가 연마 장치에 의해, 예컨대 바닥의 레일에 의해 작업물에 (또는 그 역으로) 접근할 수 있다. 작업물 홀더는 예컨대 연마 장치와는 별도로 배치되는 선반 또는 다른 기계 공구일 수 있다. 이는, 제조동안 작업물을 다루는 노력을 전체적으로 감소시킬 수 있다.

바람직하게는, 제 3 방향에서, 공구 홀더는 자신의 가장 작은 강성을 갖는다. 따라서, 공구 홀더는 제 1 방향과 제 2 방향에서 더 강성이다. 그러면, 연마 공구는 공구 홀더의 변형 위험없이 제 1 방향에서 어떤 힘으로 이동될 수 있다. 따라서, 미리 결정된 연마 경로를 따라 연마 공구를 안내할 수 있으므로, 연마 공구의 운동의 비교적 정확한 제어를 달성할 수 있다. 제 1 및 제 2 방향에서의 공구 홀더의 강성은 매우 커서, 제 1 및 제 2 방향에서 연마 공구가 요동 (vibrate) 이나 진동 (oscillate) 하지 않아야 한다. 제 3 방향에서, 공구 홀더가 가요성이 있도록 이루어지므로, 공구 홀더는 제 3 방향에서 본질적으로 더 작은 강성을 갖는다. 제 1 방향에서의 강성은 제 3 방향에서의 강성의 적어도 5 배이고, 즉 제 3 방향의 경우보다 제 1 방향에서 공구 홀더를 변형시키는데 적어도 5 배의 힘이 요구된다.

바람직하게는, 제 2 방향에서, 공구 홀더는 제 3 방향에서의 강성보다 적어도 5 배 더 큰 강성을 갖는다. 또한, 이는 연마 공구가 접선방향으로 변위되거나 또는 작업물에 대한 운동에 의해 요동하게 되는 것을 방지하는데 도움이 된다.

바람직하게는, 공구 홀더는 그의 최대 유효 직경의 적어도 10 배인 길이를 갖는다. 원형 단면의 경우, 유효 직경이 그 직경이 된다. 단면이 원형에서 벗어난다면, 유효 직경은 단면적의 제곱근이 된다. 비교적 기다란 공구 홀더를 이용하면, 2 개의 이점이 얻어진다. 첫째로, 그러한 기다란 공구 홀더를 사용하면, 작업물이 내부에 매우 적은 공간을 갖고 있더라도, 작업물을 연마하기 위해 작업물을 관통하는 것이 또한 가능하다. 두번째로, 이로 인해, 편안한 방식으로 제 3 방향에서 불량한 강성, 즉 가요 특성이 자동적으로 보장된다.

바람직하게는, 부가적인 진동 운동에 의해 작업물 홀더와 연마 공구 사이의 상대 운동을 무효로 하는 드라이브가 제공된다. 작업물 홀더와 연마 공구 사이의 상대 운동에 의해, 연마 경로가 규정될 수 있고, 이 연마 경로를 따라 작업물에 가로질러 연마 공구가 안내된다. 그리고, 연마 공구가 진동함에 따라, 연마 프로세스가 이루어진다. 가장 간단한 경우에, 연마 공구는 연마 경로 주위에서 사인형 운동을 행한다.

진동 운동이 20 ～ 100 ㎐ 의 진동수를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 작업물 홀더에 수용된 연마되는 작업물의 표면을 가로질러 비교적 높은 속도로 연마 공구를 이동시키는 것이 가능하다. 제 1 방향에서 진동 운동이 일어난다면, 언급한 진동수를 갖는 진동은, 제 1 방향에서의 운동의 영향이 제 2 방향에서의 운동의 영향과 적어도 동일하게 되도록 할 수 있다. 연마 경로가 상이한 각도로 거의 각 지점을 지나도록, 작업물의 표면에 걸쳐 연마 공구를 이동시키는 것도 또한 가능하다. 이로써, 우수한 연마 결과가 보장된다.

바람직하게는, 진동 운동은 0.05 ～ 5 ㎜ 의 진폭을 갖는다. 실험적으로, 진동 운동의 진폭은 진동 운동의 방향에서 연마 공구의 범위보다 더 작다. 따라서, 제 1 방향에서 행해지는 연마 작업의 매우 균일한 분포를 달성할 수 있다.

바람직하게는, 드라이브가 진동 진동수 및/또는 진동 진폭을 변화시키는 제어 장치에 연결된다. 변화는 랜덤 제너레이터 (random generator) 또는 프로그램에 의해 제어될 수 있다. 제어 장치를 수동으로 활성화시키는 것도 또한 가능하다. 진동 운동의 파라미터의 변화는 표면에 간섭 패턴이 형성되는 것을 방지하는데 기여하며, 그렇지 않으면 사인형 운동 동안 간섭 패턴이 형성된다. 진동 운동의 파라미터의 제어에 의해, 부가적으로 연마 프로세스에 영향을 미치는 것이 가능하다.

바람직하게는, 상기 제어 장치는 진동 운동보다 더 낮은 속도에서 제 2 방향에서의 상대 운동을 제어한다. 이는 적어도 연마 프로세스의 일부에 적용된다. 따라서, 제 1 방향으로 주된 성분을 갖는 연마 경로가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 연마 공구가 제 1 방향에서 이동될 수 있고, 작업물 홀더가 제 2 방향에서 이동될 수 있다. 이는, 다른 방향에서의 운동을 위해, 다른 드라이브가 이용될 수 있음을 의미한다. 운동 제어의 연결해제 (decoupling) 에 의하면, 미리 결정된 경로를 따라 연마 공구를 더 용이하게 안내할 수 있다.

바람직하게는, 작업물 홀더는 50 ～ 100 rpm 의 속도로 회전한다. 특히 회전대칭형 작업물의 경우, 그러한 실시형태가 유리하다. 작업물이 작업물 홀더에 의해 회전하게 되면, 회전축에 평행한 연마 공구의 단순한 선형 운동에 의해, 연마될 작업물의 모든 영역의 연마가 보장된다. 또한, 작업물의 전방측이 회전 운동에 의해 연마될 수 있다.

유리하게는, 다른 가요 특성을 갖는 여러 공구 홀더가 제공된다. 가요 특성, 즉 개별 공구 홀더의 강성에 의해, 연마 프로세스가 영향을 받을 수 있으므로, 희망하는 연마 프로세스에 적합한 공구 홀더가 선택될 수 있다.

연마 공구마다 다른 코딩 (coding) 이 제공되며, 각 코딩은 적어도 하나의 미리 결정된 공구 홀더에만 끼워맞춰지는 것이 바람직하다. 연마 단계를 진행함에 따라, 더 미세한 연마 공구를 사용해야 한다. 더 미세한 연마 공구의 경우, 더 작은 접촉 압력을 이용하는 것이 또한 편리하다. 다른 강성을 갖는 공구 홀더의 이용이 접촉 압력에 영향을 미칠 수 있다면, 공구 홀더의 운동의 제어가 더 간단해진다. 기본적으로, 공구 홀더를 연마 프로세스의 모든 단계에서 동일한 방식으로 이동시킬 수 있고, 따라서 공구 홀더 및 연마 공구의 교체 이외에, 연마 장치에 어떠한 변화도 가할 필요가 없다. 코딩에 의해, 특정 연마 공구가 너무 큰 힘으로 작용되지 않는 것이 보장될 수 있다. 연마 공구의 각 미세도에 대해 공구 홀더가 제공되는 것이 편리하다.

연마 공구가 중간 홀더에 의해 공구 홀더에 고정되는 것이 바람직하다. 이로써 핸들링이 간단해진다.

공구 홀더가 적어도 2 개의 운동 축을 갖는 핸들링 오토맷에 배치되는 것이 바람직하다. 핸들링 오토맷은 예컨대 전통적인 산업 로봇일 수 있다. 그러한 산업 로봇은 종종 심지어 6 개의 운동 축, 즉 3 개의 병진운동 축 및 3 개의 회전운동 축을 갖는다.

드라이브 및/또는 공구 홀더 및/또는 핸들링 오토맷에는 운동 및/또는 파워 센서가 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 센서로 인해, 연마 장치가 작업물에 대한 연마 공구의 운동 및/또는 연마 공구와 작업물 사이의 힘을 측정하는 것이 가능하다. 이런 식으로, 예컨대 연마 공구의 마모가 모니터링되고 보정될 수 있다.

작업물 홀더 및 공구 홀더가 서로에 대해 변화가능한 각도를 갖는 것이 바람직하다. 특히 작업물과 연마 공구 사이의 부가적인 진동 운동과 관련하여, 이로써 작업물을 가로지르는 연마 공구의 운동 경로를 설정할 수 있고, 이 운동 경로는 실제로 연마되는 표면의 각 점에서 비교적 많은 방향을 갖는다. 이로써 연마 결과가 개선된다.

작업물에서의 연마 공구의 접촉 압력이, 특히 작업물에서의 연마 공구의 위치에 의존하여, 제어될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 실시형태의 경우, 각 연마 프로세스는 최고의 결과가 얻어지는 접촉 압력으로 각 지점에 작용할 수 있다. 예컨대 여러 윤곽 (contour) 을 갖는 작업물을 연마해야 한다면, 내부 반경에 의해 형성되는 윤곽은 외부 반경 또는 원통형 표면의 직선부에 의해 형성되는 윤곽과 다른 접촉 압력을 요구할 수 있다. 또한, 제어가능한 접촉 압력에 의하면, 연마 프로세스를 다른 재료나 표면에 맞도록 수정할 수 있다.

연마 장치가 압력 유체, 특히 압력 공기에 의해 작동되는 접촉 압력 장치를 포함하고, 그 접촉 압력 장치는 접촉 압력에 영향을 미치는 것이 바람직하다. 이 접촉 압력 장치는 핸들링 오토맷에 일체로 될 수 있다. 그러나, 접촉 압력 장치는 핸들링 오토맷과 공구 홀더 사이에 위치될 수도 있다. 압력 유체의 사용은 특히 간단한 측정 (measure) 이다. 압력 유체의 압력이, 접촉 압력 장치가 연마 공구에 작용하는 힘을 결정한다. 기체 압력 유체는, 특정 한도까지 압축가능하므로, 여기서 부가적인 가요성이 생성되고, 연마 프로세스에 더 이로운 영향을 미친다는 부가적인 이점을 갖는다. 어쨌든, 압력 공기가 대부분의 제조 설비에서 이용가능하다.

압력 유체의 압력이 제어 장치에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 압력을 변화시킴으로써, 제어 장치는 작업물에서의 연마 공구의 희망하는 접촉 압력을 간단한 방식으로 조정한다.

또한, 본 발명은, 작업물 표면의 연마 방법으로서, 예비기계가공으로 작업물 표면에 미시적인 리세스를 형성하고, 연마로, 상기 리세스들 사이에 돌출한 표면의 일부를 변화시키는 작업물 표면의 연마 방법에 관한 것이다. 그러한 실시형태의 경우, 윤활제가 표면에 잘 분배될 수 있다. 예비기계가공 동안 형성되는 리세스의 깊이는 예컨대 1 ～ 10 ㎛, 바람직하게는 3 ～ 5 ㎛ 일 수 있다. 나머지 표면이 연마되므로, 우수한 특성을 갖는 작업물 표면이 획득된다. 이와 관련하여, 단지 리세스들 사이에서 돌출한 표면의 부분을 연마하는 것으로 충분하다. 리세스가 기계가공되지 않고 남을 수 있는 이유는, 리세스가 윤활제의 분배를 막지 않기 때문이다.

이하에서, 도면과 관련된 바람직한 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명한다.

도 1 은, 연마 장치의 개략도이다.
도 2 는, 작업물에 있어서 연마 공구를 갖는 공구 홀더의 제 1 실시형태를 보여준다.
도 3 은, 공구 홀더의 제 2 실시형태를 보여준다.
도 4 는, 종래 기술에 따른 연마 트랙을 갖는 작업물 표면의 개략도이다.
도 5 는, 본 발명의 따른 연마 트랙을 보여준다.
도 6 은, 도 5 의 구획을 보여준다.
도 7 은, 3 개의 다른 기계가공 상태의 표면 조직의 개략도이다.

작동 상태에서, 도 1 에 도시된 연마 장치 (1) 는 작업물 (2), 및 공구 홀더 (3) 에 배치된 연마 공구 (4) (도 2) 를 포함한다.

그러한 경우, 작업물 (2) 은 회진대칭형으로 되고, 따라서 로터리 척 (rotary chuck) (5) 형태의 작업물 홀더 내에 유지될 수 있다. 로터리 척 (5) 이 회전하면, 작업물 (2) 이 회전 운동하게 된다.

공구 홀더 (3) 는 핸들링 오토맷 (handling automat) (7), 즉 산업 로봇의 아암 (6) 에 배치된다. 핸들링 오토맷 (7) 은 총 6 개의 운동 축을 갖고, 즉 아암 (6) 의 윗면 (top) 에 배치된 진동 드라이브 (8) 를 3 개의 병진 방향으로 운동시킬 수 있고 또한 3 개의 회전 축선을 중심으로 선회시킬 수 있다. 공구 홀더 (3) 는 진동 드라이브 (8) 에 연결된다.

진동 드라이브 (8) 는, 예컨대 모터의 회전을 선형의 진동 운동으로 변환시키는 전통적인 이센터 (eccenter) 드라이브를 포함할 수 있다. 이하에서, 이 운동의 방향을 "제 1 방향 (9)" 이라고 칭한다.

핸들링 오토맷 (7) 의 아암 (6) 은, 공구 홀더 (3) 및 연마 공구 (4) 를 작업물 (2) 에 대해 실질적으로 임의의 랜덤 (random) 위치 및 배향으로 가져올 수 있다. 로터리 척 (5) 이 회전하면, 작업물 (2) 의 표면이 제 2 방향 (10) (도 2) 으로 운동한다. 따라서, 제 1 방향 (9) 의 운동이 핸들링 오토맷 (7) 에 의해 제어되고, 또한 이 운동은 진동 드라이브 (8) 에 의해 제어되는 진동 운동을 오버라이드 (override) 한다. 제 2 방향 (10) 으로의 운동은 로터리 척 (5) 에 의해 생성된다. 제 1 방향 (9) 및 제 2 방향 (10) 으로 운동을 중첩시키면, 실질적으로 작업물 (2) 의 내측 (11a) 및 외측 (11b) 상의 임의의 지점에 도달될 수 있다. 도 2 에서, 국부적으로 공구 홀더 (3) 에 대해 제 2 방향을 나타내도록 화살표를 추가하였다.

스크린 (15) 이 설치된 키보드 (14) 에 의해 작동될 수 있는 제어 유닛 (13) 이 핸들링 오토맷 (7) 의 운동 및 로터리 척 (5) 의 운동을 모두 제어한다. 또한, 부가적으로, 제어 유닛 (13) 은 진동 드라이브 (8) 를 제어할 수 있고, 즉 그의 진동수 및/또는 진폭을 변화시킬 수 있다. 이러한 진동수 및/또는 진폭의 변화는 랜덤 제너레이터에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 변화를 프로그램 제어 하에 두는 것도 또한 가능하다.

보호 캡 (16) 이 측방향으로 변위될 수 있으므로, 작업자가 작업물 (2) 및 공구 홀더 (3) 에 접근할 수 있다. 그러나, 자동으로 수행되는 연마 프로세스 동안, 보호 캡 (16) 은 회전하는 작업물 (2) 및 핸들링 오토맷 위로 밀린다.

타월 홀더 (17a) 가 종이 타월을 유지하며, 이 종이 타월에는, 연마 프로세스의 각 파트 후에 작업물 (2) 을 세척하기 위한 알코올 또는 다른 세척제가 통상적으로 흡수되어 있다. 핸들링 오토맷 뒤에는, 사용한 타월을 처리하기 위한 휴지통 (17b) 이 제공되어 있다.

보호 캡 (16) 에는, 보호 캡 (16) 의 개방 동안 제어 유닛이 로터리 척 (3) 이나 핸들링 오토맷 (7) 을 작동시키지 못 하게 하는 안전 스위치 (도시 생략) 가 제공된다. 그러나, 연마 장치 (1) 에서 수동 연마가 또한 가능하도록, 작업 필드 (27) 가 제공되고, 이를 통해 근로자가 로터리 척을 작동시키고 제어할 수 있다. 따라서, 기계에 의해 제어되는 유닛에 의해 근로자가 다치지 않는 것이 보장된다.

이제, 도 2 는 작업물 (2) 과 공구 홀더 (3) 의 상호작용을 확대하여 보여준다. 공구 홀더 (3) 는 단면 (19) 을 갖는 봉 (18) 의 형태를 갖는다. 여기서, 단면 (19) 은 타원형이고, 즉 제 1 방향 (9) 및 제 2 방향 (12) 에 수직한 제 3 방향 (20) 에서보다 제 2 방향 (12) 에서 더 크다. 봉 (18) 의 길이는 단면 (19) 의 유효 직경의 적어도 10 배에 달한다. 원형 단면 (19) 의 경우, 유효 직경은 공칭 직경이 된다. 단면 (19) 의 형상이 원형에서 벗어난다면, 유효 단면은 단면 표면의 루트 (root) 이다.

공구 홀더 (3) 의 윗면에 위치된 연마 공구 (4) 는 호닝 스톤 (honing stone) 의 형태를 가질 수 있다. 공구 홀더 (3) 는 미리 결정된 방식으로 축선 방향에서 핸들링 오토맷 (7) 에 의해 안내된다. 제 1 방향 (9) 에서 진동 운동에 의해서, 핸들링 오토맷 (7) 에 의해 야기되는 운동이 오버라이드된다. 이 운동의 진동수는 20 ～ 100 ㎐ 이다. 이 운동의 진폭은 0.05 ～ 5 ㎜ 이다. 로터리 척의 회전 속도는 50 ～ 1000 rpm 이다. 진폭은 제 1 방향 (9) 에서의 연마 공구 (4) 의 길이보다 더 작게 되도록 선택된다. 이로써, 제 1 방향에서 매우 균일한 분포의 연마 작업을 수행할 수 있게 된다.

상세히 도시하지 않은 방식으로, 핸들링 오토맷 (7), 핸들링 오토맷 (7) 의 아암 (6) 및/또는 공구 홀더 (3) 에, 가속 및/또는 파워 센서가 설치될 수 있고, 이로써, 제어 장치 (13) 가 3 개 이하의 축에서의 연마 공구 (4) 의 운동 및/또는 연마 공구 (4) 와 작업물 (2) 사이의 파워를 측정할 수 있다. 따라서, 예컨대 연마 공구 (4) 의 접촉 압력 또는 마모를 모니터링하고 보정할 수 있다.

도 3 은 공구 홀더 (3) 의 수정된 실시형태를 보여준다. 이 공구 홀더 (3) 는, 제 2 방향에서 스트럿 (21) 에 의해 서로 연결된 2 개의 봉 (18a, 18b) 을 포함한다.

일 단부에는, 중간 홀더 (22) 를 통해 공구 홀더에 고정된 연마 공구 (4) 가 있다. 타 단부에는, 끼워맞춤부 (23) 가 있으며, 이로써 공구 홀더 (3) 가 진동 드라이브 (8) 에 연결된다.

유리하게는, 공구 홀더 (3) 는 카본 또는 유리섬유 강화 플라스틱이나 경금속, 예컨대 티타늄으로 이루어질 수 있다. 공구 홀더 (3) 의 봉(들) (18, 18a, 18b) 은, 예컨대 튜브의 형태, 공통 슬리브 내 여러 개의 더 얇은 봉의 형태, 또는 격자 구조로서 이루어질 수 있다. 연마 공구 (4) 는 예컨대 접착제, 나사 또는 래치 연결에 의해 공구 홀더 (3) 에 연결될 수 있다.

도 2 및 도 3 에 나타낸 공구 홀더의 디자인에 의하면, 공구 홀더 (3) 는 제 1 방향 (9) 에서 가장 큰 강성을 갖게 된다. 이 방향에서, 공구 홀더 (3) 는 실질적으로 가요성이 없다.

제 2 방향 (12) 에서, 공구 홀더 (3) 는 약간 더 작은 강성을 갖는다. 그러나, 제 3 방향 (20) 에서, 공구 홀더 (3) 는 가요성이 있도록 이루어지고, 즉 비교적 낮은 강성을 갖는다. 제 2 방향 (12) 에서의 강성은 제 3 방향 (20) 에서의 강성의 적어도 5 배이다. 제 2 방향 (12) 과 제 3 방향 (20) 에서 동일한 힘이 작용하게 되면, 공구 홀더 (3) 는 제 3 방향 (20) 에서 적어도 5 배 변형된다.

이러한 연마 공구 (4) 의 가요성 거동에 의해, 핸들링 오토맷 (7) 의 제어가 특정 공차로 이루어질 수 있다. 도 1 과 관련하여, 핸들링 오토맷 (7) 은, 예컨대 공구 홀더 (3) 와 진동 드라이브 (8) 의 접촉점이 항상 작업물 (2) 의 내측 (11) 아래로 수 ㎜ 에 있도록 공구 홀더 (3) 를 안내한다. 따라서, 공구 홀더 (3) 는 제 3 방향 (20) 으로 변형된다. 그러면, 연마 공구 (4) 는 어떤 힘으로 작업물 (2) 의 내측 (11) 에 놓여진다.

대안적으로는, 작업물 기하학적 형상을 입력한 후, 제어 유닛 (13) 이, 작업물 (2) 과 연마 공구 (4) 사이의 제 3 방향 (20) 에서의 거리를 연마 프로세스 동안 대략 일정하게 유지하기 위해, 공구 홀더 (3) 의 프로그램으로 제어되는 운동을 수행할 수 있다. 단순한 작업물 기하학적 형상의 경우, 입력은 개별 파라미터, 예컨대 작업물과 연마 공구의 축선방향 치수로 구성될 수 있다. 복잡한 작업물 기하학적 형상은, 예컨대 디자인 프로그램으로부터 직접 채택되거나, 컴퓨터 보조 방식으로 작업자에 의해 입력되거나, 또는 시스템에 의해 자동으로 측정될 수 있다.

연마 공구 (4) 가 마모되거나 또는 다른 연마 공구를 사용해야 한다면, 보통 핸들링 오토맷 (7) 의 운동 제어의 변화가 요구되지 않을 것이다. 연마 공구 (4) 에 작용하는 힘에는 작은 변화가 일어날 것이다. 그러나, 이러한 변화는 여전히 허용되는 범위 내에 있다.

연마 공구 (4) 가 작업물 (2) 의 내측 (11) 을 가로질러 안내되는 경우, 종래 기술에 따른 프로세스 (도 4) 에 의하면, 실질적으로 제 2 방향으로 연장된 물결형 연마 트랙 (24) 이 형성된다. 동일한 방향 (10) 으로 연장된 결함 (25) 이 존재한다면, 이 결함 (25), 예컨대 선삭 트랙 (turning track) 은 실질적으로 연마에 의해 제거될 수 없다.

도 5 는 본 발명에 따른 연마 트랙 (26) 을 보여준다. 이들 연마 트랙이 제 1 방향 (9) 에서 다른 파장, 진폭 및 위치를 가짐을 볼 수 있다. 그러한 연마 트랙이 결함 (25) 을 만나면, 결함 (25) 에 대해 비교적 큰 각도를 갖는 더 많은 개수의 연마 트랙 (26) 이 존재하므로, 이 결함 (25) 은 더 빠르게 그리고 더 믿을 수 있게 제거될 것이다. 이를 확대하여 도 6 에 나타내었다.

통상적으로, 작업물 (2) 을 완전히 연마하기 위해 여러 연마 프로세스를 수행해야 하는데, 각 연마 프로세스는 이전 단계보다 더 미세한 연마 공구 (4) 의 사용을 포함한다. 본 경우에, 이러한 선택은 여전히 작업자에 의해 이루어진다. 또한, 작업자는 연마 공구 (4) 를 이용한 연마 프로세스로 이미 원하는 효과를 얻었는지 또는 계속해야 하는지 여부를 체크할 수 있다.

특정 환경 하에서, 더 미세한 연마 공구는 더 작은 접촉 압력을 요구한다. 더 간단한 방식으로 이를 보장하기 위해, 각 연마 공구 (4) 는 자신의 공구 홀더 (3) 를 갖는다. 물론, 하나의 공구 홀더 (3) 에 일군의 연마 공구 (4) 가 제공될 수도 있다. 그리고, 공구 홀더 (3) 및 연마 공구 (4) 는 서로 끼워맞춰지도록 코딩된다. 이러한 코딩은, 특정 품질의 연마 공구 (4) 가 하나의 특정 공구 홀더 (3) 의 고정 기하학적 형상에만 끼워맞춰지는 고정 기하학적 형상을 갖는다는 점에서, 간단히 이루어질 수 있다. 그러면, 연마 공구 (4) 가 대체되어야 한다면, 전체 공구 홀더 (3) 가 핸들링 오토맷에서 탈착되고, 새로운 공구 홀더가 설치된다. 그러나, 작업자는, 연마 프로세스 후, 스크린 (15) 이 다음 연마 프로세스동안 사용하기에 적당한 연마 공구 (4) 를 보여준다는 점에서 지지될 수 있다.

위에서 언급한 것처럼, 작업물에 미치는 연마 공구의 접촉 압력이 제어될 수 있다. 이를 위해, 압력 유체, 예컨대 압력 공기로 작동될 수 있는 접촉 압력 장치 (28) 가 제공되는 것이 편리하다. 압력 유체의 압력은 제어 장치 (13) 에 의해 제어될 수 있다. 이를 위해, 제어 장치 (13) 는 상세히 도시되지 않은 압력 또는 파워 센서에 연결될 수 있다. 도 2 에서는, 봉 (18) 에 작용하는 접촉 압력 장치가 도시되어 있다. 그러나, 이러한 위치선정은 단지 일례를 보여주는 것이다. 또한, 접촉 압력 장치는 그 밖의 위치에, 예컨대 핸들링 오토맷 (7) 또는 진동 드라이브 (8) 내에 배치될 수 있다. 위에서 언급한 압력 또는 파워 센서에 의해, 접촉 압력을 제어하는 것도 또한 가능하다.

연마 공구 (4) 의 진동 속도, 즉 제 1 방향 (9) 에서의 운동을, 제 2 방향 (12) 에서 연마되는 표면의 운동보다 더 빠르게 되도록 선택하는 것이 편리할 수 있다. 속도 관계를 변화시킴으로써, 다른 각도를 설정할 수 있고, 이러한 각도를 가지면서 연마 공구 (4) 가 연마되는 표면을 가로질러 안내된다. 제 1 방향 (9) 에서의 운동이 제 2 방향 (12) 에서 연마되는 표면의 운동보다 더 크다면, 연마 트랙의 대부분이 회전대칭형 작업물과 관련하여 가장 빈번하게 나타나는 기계가공 트랙 (machining track) 을 가로질러 주로 연장되며, 이는 이 트랙이 더 빠르게 제거됨을 의미한다.

핸들링 오토맷 (7) 에 의해, 도 6 에 나타낸 것처럼, 진동 운동의 각 스트로크 동안 연마 공구 (4) 의 운동의 다른 각도를 달성하기 위해, 공구 홀더 (3) 와 작업물 (2) 사이의 각도 정렬도 또한 변화될 수 있다. 따라서, 회전비대칭형 작업물 및 작업물의 전방측 (11c) 을 연마하는 것도 또한 가능하다.

진동수, 진폭 및 축선방향 공구 위치의 변화를 미리 산출하기 위해, 제어 유닛 (13) 또는 다른 컴퓨터를 이용할 수 있다. 이를 위해, 예컨대 가장 큰 가능한 각도 변화를 갖는 연마 트랙 (26) 이 연마되는 작업물 표면 (11) 의 각 지점을 가로지르는 것을 보장하기 위해, 예컨대 이미 공지된 최적화 방법을 이용할 수 있다. 예컨대, 작업물 표면 (11) 의 어느 영역에 선삭 트랙 (25) 이 전형적으로 존재하는지와 같은, 이전의 기계가공 이력이 알려져 있다면 그 이력을 고려하여 산출을 행할 수 있다. 예컨대, 연마 작업의 축선방향 분포는 그에 따라 제어될 수 있다. 더욱이, 연마 공구의 진동 운동의 진동수 및 진폭은 예컨대 작업물 (2) 의 회전 축선으로부터 연마 공구 (4) 의 반경방향 거리에 의존하여 그리고/또는 사용되는 연마 공구 (4) 미세도 (fineness) 에 의존하여 일어날 수 있으므로, 상대 속도 (즉, 피크 또는 유효값) 가 미리 언급한 제한 내로 유지된다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 장치 (1) 는 냉간 유동을 위한 재성형 공구 (2) 의 연마에 매우 적합하다. 특히 이 분야에서, 수동 연마가 모든 곳에서 이용되는데, 지금까지 경험에 따르면, 인간의 경험과 판단 능력을 기계로 대체하는 것이 불가능하기 때문이다. 재성형 공구 (2) 를 연마하기 전에, 통상적으로 표면은 하드 (hard) 선삭, 그라인딩, 밀링 또는 이로전 (erosion) 과 같은 기계가공 프로세스에 의해 고정밀도로 최종 크기로 성형된다. 그러므로, 연마 프로세스는 표면 (11) 의 기하학적 형상을 변화시키면 안 되고, 표면 (11) 의 미세조직 및 거칠기 품질을 개선해야 한다. 이것이 다른 금속 제품, 예컨대 상품 (commodities), 워터 아마추어 (water armatures), 플라스틱 몰드, 또는 경면 (mirror surface) 을 갖는 제품의 표면을 연마하는 것과 다르고, 이들은 일반적으로 광학적으로 인식가능한 패턴 또는 에러를 회피한다는 하나의 목적으로 연마된다. 그러므로, 그러한 작업물은 매우 미세하게 연마되어야 하고 또한 장파 또는 거시적인 형상 에러가 없어야 한다. 그러나, 재성형 공구 (2) 로, 연마 프로세스는 예비기계가공된 표면 (11) 에 대해 일어날 수 있고, 따라서 연마 공구 (4) 의 비교적 가요성인 위치결정으로 이루어질 수 있다.

기계가공되지 않은 작업물 (2) 을 예비기계가공한 후, 기계가공 트랙 (25) 이 표면 (11) 에 남는데, 연마의 목적은 표면 (11) 의 미세조직을 손상시키지 않으면서 이 기계가공 트랙 (25) 을 제거하는 것이다. 특히, 표면 (11) 바로 아래의 금속 격자 구조가 예컨대 피로로 인해 손상되는 것은 회피되어야 한다. 본 발명에 따른 장치 (1) 로 연마할 때, 돌출형 기계가공 거칠기 및 트랙은 조심스러운 방식으로 결국 제거되어서, 표면 (11) 의 상층은 점점 매끄러워지는 반면, 표면 바로 아래층의 조직은 유지된다. 더 큰 구조, 예컨대 단차 (step) 는 연마 프로세스 후에도 남지만, 매끄러운 형태로 남는다. 그러나, 그러한 구조는 냉간 유동을 위한 재성형 공구의 품질이나 수명에 단지 적은 영향만 미친다.

또한, 본 발명에 따른 장치 (1) 는, 균일하게 분포된 미시적 커팅이 나타나도록 작업물의 표면을 기계가공하기에 매우 적합하다. 예컨대, 단지 1 ㎛ 이하의 재료 층이 전체 작업물 표면에 걸쳐 컷오프 (cut off) 될 수 있고, 커팅 및 표면 (11) 에서의 커팅의 분포는 완전히 그리고 정확히 제어될 수 있다. 놀라운 방식으로, 이로써 완전히 새로운 기계가공 프로세스가 가능하고 따라서 완전히 새로운 표면 구조를 제조할 수 있다.

작업물 표면, 예컨대 기계 부품의 슬라이딩 표면에 예컨대 호닝에 의해 리세스 또는 그루브를 형성하는 것은 이미 공지되어 있고, 상기 리세스는 오일 또는 다른 윤활제의 수용 및 분배에 적합하다. 이는 기계의 작동 동안 슬라이딩 표면에서의 윤활제의 분배를 단순화한다. 따라서, 믿을 수 있는 윤활로 인해, 슬라이딩 표면의 수명이 길어진다. 그러나, 그러한 리세스를 형성하기 위한 지금까지 공지된 방법은 단점을 갖고 있다. 첫째로, 리세스의 깊이와 폭은 기계가공 공구, 예컨대 호닝 스톤의 선택에 의해 실질적으로 제어된다. 따라서, 이들 파리미터의 단지 비교적 대략적인 제어만이 가능하다. 둘째로, 리세스가 제공되는 작업물 표면의 셰어 (share) 가, 기계가공 지속시간을 변화시킴으로써 제어된다. 리세스의 높은 표면 셰어를 달성하기 위해, 기계가공 공구는 작업물 표면을 가로질러 여러 번 안내되어야 한다. 이와 관련하여, 기계가공 공구는 리세스의 폭에 대해 단지 대략적으로 위치될 수 있다. 이는 작업물 표면에서의 리세스의 분포가 불규칙하게 될 위험을 증가시키고, 슬라이딩 표면의 강성 및 윤활 특성이 영향을 받을 수 있음을 의미한다.

작업물 표면을 연마하는 본 발명에 따른 방법에 의하면, 작업물 표면에 비교적 깊은 (그러나, 여전히 미시적인) 리세스를 제공하는 것이 가능하고, 리세스를 위해 사용되는 표면의 상대적인 셰어 및 표면에 걸친 리세스의 분포가 정확히 제어될 수 있다. 이는 예비기계가공 동안 표면에 미시적인 리세스가 형성된다는 점과, 리세스들 사이에 돌출한 표면의 일부가 연마에 의해 변화된다는 점에서 달성된다.

도 7 은, 본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에 따라 기계가공된 작업물의 작업물 표면 (29) 의 개략적인 구획 a, b 및 c 를 보여준다. 일례로, 구획 a, b 및 c 는 원통형 공칭 표면 (34) 을 따라 작업물 표면 (29) 을 보여준다. 이와 관련하여, 공칭 표면 (34) 에 수직한 방향 및 공칭 표면 (34) 의 곡률이 과도한 비율로 도시되어 있다. 작업물 표면은 예컨대 롤러 베어링, 볼 베어링 또는 슬라이드 베어링의 롤 또는 볼, 베어링 셸과 같은 베어링을 위한 베어링 또는 슬라이딩 표면으로서 제공될 수 있다.

또한, 재성형 공구, 예컨대 판금 단조 프레스용 딥드로잉 공구 또는 와이어, 봉 또는 파이프 드로잉용 리듀싱 (reducing) 공구의 재성형 표면은, 유리하게는 본 발명에 따른 방법에 의해 기계가공될 수 있다.

이미 예비기계가공 동안, 작업물 표면 (29) 은 대응 공차의 관찰 하에서 작업물의 기계적 기능에 요구되는 형상이 되었다. 그와 동시에 또는 그 후에, 리세스 (30) 를 갖는 다소 규칙적인 물결 구조가 작업물 표면 (29) 에 성형되었다. 리세스 (30) 는 예컨대 하드 선삭, 밀링 또는 그라인딩에 의해 형성될 수 있다. 유리하게는, 리세스 (30) 는 1 ～ 10 ㎛, 유리하게는 3 ～ 5 ㎛ 의 깊이, 및 10 ～ 500 ㎛, 바람직하게는 100 ～ 250 ㎛ 의 폭 또는 파장을 갖는다. 구획 a 는 이러한 기계가공 상태의 작업물 표면 (29) 을 보여준다. 리세스 (30) 들 사이에는, 피크 또는 리지 (31) 가 돌출해 있다. 피크 또는 리지 (31) 는 공칭 표면 (34) 위로 일부 돌출해 있다.

다음으로, 작업물 표면 (29) 이 연마되고, 이는 리세스 (30) 들 사이에서 돌출해 있는 피크 또는 리지 (31) 가 변화됨을 의미한다. 이 기계가공 상태가 구획 b 에 도시되어 있다. 피크 또는 리지 (31) 는 일부 편평하게 되고, 따라서 공칭 표면 (34) 을 따라 연장되고 작업물 표면 (29) 의 대략 3 분의 1 을 구성하는 매끄러운 슬라이딩 표면 (32) 이 형성되는 반면, 나머지 부분에는 리세스 (30) 가 제공된다. 리세스의 베이스 (35) 는 연마에 의해 변화없이 남아 있다. 그와 함께, 슬라이딩 표면 (32) 은 작업물의 기능 표면, 예컨대 베어링 표면 또는 재성형 표면을 형성한다. 작업 동안, 기능 표면에는 리세스 (30) 로부터 윤활제가 공급되므로, 수력학의 윤활제 필름이 기능 표면에 발생한다. 커팅을 변화시킴으로써, 슬라이딩 표면 (32) 과 리세스 (30) 사이의 표면 관계가 제어될 수 있고, 이는 작업물 표면 (29) 의 강성 및 윤활 특성에 영향을 줄 수 있다. 작업물 표면 (29) 의 작은 커팅 및 그에 따른 낮은 슬라이드 표면 셰어, 예컨대 20 % 의 경우, 표면 (29) 의 윤활제를 채택하고 분배하는 능력이 증가되는 반면, 작업물 표면 (29) 의 많은 커팅 및 그에 따른 높은 슬라이드 표면 셰어, 예컨대 80 % 의 경우 기능 표면의 높은 강성을 보장한다.

구획 c 는, 비교적 부드러운 연마 공구를 이용한 다른 연마 프로세스 후의 작업물 표면 (29) 의 기계가공 상태를 보여준다. 이 프로세스 동안, 슬라이딩 표면 (32) 의 에지 (33) 가 약간 둥글게 되었다. 둥글게 된 에지 (33) 는 에지 (33) 가 윤활제 필름을 찢을 위험을 감소시키고, 따라서 윤활제 필름을 유지하는데 기여한다.

리세스 (30) 가 제공된 작업물 표면 (29) 을 연마할 때, 최종 공구 또는 최종 기계 부품의 표면 (29) 의 윤활 특성에 있어, 연마에 의해 리세스 (30) 가 완전히 제거되지 않는 것, 그리고 연마 동안 깎이는 재료가 리세스 (30) 내로 말려들어가지 않는 것이 특히 중요하다. 더욱이, 그러한 재성형 공구 또는 그러한 기계 부품의 강성에 있어, 조심스럽게 제어되는, 적절하고 균일한 방식으로 슬라이딩 표면 (32) 이 연마되어서, 첫째로 전체 슬라이딩 표면 (32) 이 균일하고, 둘째로 슬라이딩 표면 (32) 바로 아래에 존재하는 금속 격자 구조가 피로에 의해 손상되지 않는 것이 특히 필수적이다. 이는 단지, 예컨대 본 발명에 따른 연마 장치에 의해 제공되는 제어되는 조심스러운 연마 프로세스에 의해 보장될 수 있다.

Claims (21)

1. 연마 공구 (4) 가 배치된 공구 홀더 (3) 를 갖고, 상기 공구 홀더는 작업물 홀더 (2) 와 상호작용하고, 연마될 작업물 표면을 가진 작업물이 상기 작업물 홀더 (2) 에서 유지되고, 상기 작업물 홀더 (2) 와 상기 공구 홀더 (3) 는 제 1 방향 및 제 1 방향 (9) 과는 다른 제 2 방향 (10, 12) 에서 서로에 대해 이동가능한 연마 장치 (1) 에 있어서, 제 1 방향 (9) 과 제 2 방향 (10, 12) 에 수직하고 작업물 표면에 수직한 제 3 방향 (20) 에서, 봉 (18) 의 형태를 갖는 상기 공구 홀더 (3) 는 가요성이 있도록 이루어지고, 제 3 방향 (20) 에서, 상기 공구 홀더 (3) 는 가장 작은 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 제 2 방향 (10, 12) 에서, 상기 공구 홀더 (3) 는 제 3 방향 (20) 에서의 강성보다 적어도 5 배 더 큰 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공구 홀더 (3) 는 단면의 유효 직경의 적어도 10 배의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 부가적인 진동 운동에 의해 상기 작업물 홀더 (5) 와 상기 연마 공구 (4) 사이에 상대 운동을 오버라이드 (override) 하는 드라이브 (8) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 진동 운동은 20 ～ 100 ㎐ 의 진동수를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 진동 운동은 0.05 ～ 5 ㎜ 의 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 드라이브 (8) 는 진동 진동수 및 진동 진폭 중 하나 이상을 변화시키는 제어 장치 (13) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어 장치 (13) 는 제 1 방향에서의 연마 공구(4)의 진동 운동보다 더 작은 속도에서 제 2 방향 (10, 12) 에서 작업물 홀더 (5) 와 연마 공구(4) 사이의 상대 운동을 제어하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연마 공구 (4) 는 제 1 방향 (9) 에서 이동가능하고, 상기 작업물 홀더 (5) 는 제 2 방향 (10, 12) 에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작업물 홀더 (2) 는 50 ～ 1000 rpm 의 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상이한 가요 특성을 갖는 여러 개의 공구 홀더 (3) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 연마 공구 (4) 마다 다른 코딩 (coding) 이 제공되고, 각 코딩은 적어도 하나의 미리 결정된 공구 홀더 (3) 에만 끼워맞춰지는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 연마 공구 (4) 는 중간 홀더 (22) 에 의해 공구 홀더 (3) 에 고정되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
14. 제 4 항에 있어서, 상기 공구 홀더 (3) 는 적어도 2 개의 운동 축을 갖는 핸들링 오토맷 (7) 에 배치되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 드라이브 (8), 상기 공구 홀더 (3) 및 상기 핸들링 오토맷 (7) 중 하나 이상에는 운동 및 파워 센서 중 하나 이상이 제공되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작업물 홀더 (5) 및 상기 공구 홀더 (3) 는 서로에 대해 변화가능한 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 작업물 (2) 에서의 연마 공구 (4) 의 접촉 압력이, 작업물 (2) 에서의 연마 공구 (4) 의 위치에 의존하여, 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 연마 장치는 압력 유체에 의해 작동되는 접촉 압력 장치 (28) 를 포함하고, 상기 접촉 압력 장치 (28) 는 접촉 압력에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 압력 유체의 압력은 제어 장치 (13) 에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
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