KR101458560B1 - 다수의 크랭크축 베어링의 동시 연삭을 위한 연삭 센터 및 방법 - Google Patents

다수의 크랭크축 베어링의 동시 연삭을 위한 연삭 센터 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크랭크축(22)의 다수의 메인 베어링 및 로드 베어링 및/또는 중앙부의 동시 연삭을 위한 연삭 센터에 관한 것이다. 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14)은 Z 방향으로만 변위 가능하고 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)은 X 방향으로 약간만 변위 가능한 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)은 공통 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에 탑재된다. 최종 연삭 단계에서, 2개의 가공된 로드 베어링 사이의 치수 편차의 수정은 치수 또는 진원도 수정에 따라 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)의 별도의 제어를 통해 수행된다. 편차는 측정 디바이스에 의해 검출된다.

Description

다수의 크랭크축 베어링의 동시 연삭을 위한 연삭 센터 및 방법{GRINDING CENTER AND METHOD FOR THE SIMULTANEOUS GRINDING OF MULTIPLE CRANKSHAFT BEARINGS}
본 발명은 동시에 연삭되는 복수의 메인 및 로드(rod) 베어링을 가지는 크랭크축을 연삭하기 위한 연삭 센터에 관한 것이다.
이러한 형태의 연삭 센터는 여러 부분으로 된 크랭크축의 황삭(rough-grinding) 및/또는 정밀 연삭에 이용된다. 이 크랭크축은 자동차 산업에서, 각각의 경우에 2개의 로드 베어링이 크랭크축의 길이 방향 축선에 대해 동일한 각도 위치에 배치되는 4실린더 인라인 엔진(four-cylinder in-line engines)용인 경우가 많다. 상기 2개의 로드 베어링은 생산성을 높이기 위해 동시에(일제히) 연삭된다. 이러한 절차의 예는, EP 1 044 764 A2 및 EP 1 088 621 B1에서 기술된다.
크랭크축의 메인 베어링에 대해, 복수의 베어링의 동시 연삭은, 예를 들면 US 3 487 588로부터, 이미 상당히 오랫동안 공지되어 왔다. 이 경우에, 메인 베어링용 연삭 스핀들은 메인 베어링의 수와 동일한 수의 연삭 휠을 가진다. 연삭 휠은 공통 축선 상에 위치된다. 이와 관련한 더 근래의 개시는 DE 101 44 644 B4에 나타난다.
EP 1 044 764 A2에 따른 크랭크축용 연삭 센터의 경우에, 크랭크축의 2개의 로드 베어링의 동시 연삭을 위해, 전용 횡 슬라이드 상에, 연관된 연삭 스핀들을 통해 고정식으로 각각 탑재되는 황삭용 휠 및 정삭(finish-grinding)용 휠이 이용된다. 2개의 횡 슬라이드는 크랭크축의 길이 방향(Z 방향)으로 서로 독립하여 이동 가능하고 크랭크축(X 방향)의 방향으로 진행 가능하다. 횡 슬라이드 및 연삭 스핀들의 해당 제어를 통해, 하나의 클램핑 세트업에서 2개의 로드 베어링의 동시 가공이 가능하며, 여기에서 하나의 로드 베어링은 황삭되며 다른 로드 베어링은 정삭된다. 이 경우에, 연삭 작업은 연관된 측정 디바이스를 통해 연속해서 감시된다.
EP 1 088 621 B1은 크랭크축의 적어도 2개의 베어링의 동시 연삭을 위한 방법 및 장치를 기술하며, 이것에는 EP 1 044 764 A2에 나타난 연삭 센터와 상당한 구조적 및 작업적 중복이 있다. 양쪽 시스템은 사용되는 각각의 2개의 연삭 스핀들에 대해 전용 횡 슬라이드를 각각 사용한다는 점에 공통 특징이 있다. 각각의 상기 횡 슬라이드는 전체 연삭 작업 동안에 별개로 구동되어야 하고, 연삭 베어링의 진원도 및 치수와 관련하여, 측정 헤드를 통해 판정되는 실시간 데이터에 따라 항시 감시 및 수정되어야 한다. 2개의 베어링의 가공만을 위한 2개의 별도의 횡 슬라이드를 가지는 연삭 센터의 구조는 컴포넌트 및 연관된 제어 시스템에 대해 많은 공간과 상당한 초기 비용을 요구한다.
상기 종래 기술에서 나아가서, 본 발명은 구조적인 초기 비용 및 요구 공간이 상당히 줄어들고 메인 베어링 및 로드 베어링의 동시 고품질 연삭이 특히 빠르고 경제적인 방식으로 가능한 크랭크축의 연삭을 위한 연삭 센터를 제시하는 것을 목적으로 한다.
이 목적은 청구항 1에 따른 특징을 가지는 연삭 센터에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 연삭 센터의 경우에 적어도 2개의 베어링의 동시(등시(isochronous)) 연삭을 위해 2개의 스테이션이 결합하여 연삭 센터를 형성한다는 사실에 의해, 요구 공간 및 구조적인 초기 비용이 사전에 유리하게 저감된다. 제 1 스테이션에서, 메인 베어링과 함께, 저널측 및 플랜지측 크랭크축 단부의 중심으로 둘러싼 부분, 정확히는 (평평한) 면측 및/또는 직경도 연삭될 수 있다. 모든 메인 베어링이 제 1 스테이션에서 동시에 연삭될 수 있으므로, 제 2 스테이션에 반해, 이용할 수 있는 여유 시간이 있다.
2개의 스테이션이 연삭될 크랭크축의 공통 축선 방향으로 배치되면, 하나의 스테이션에서 다른 스테이션 내로의 크랭크축의 이동은 매우 간단하다고 판명된다. 또한, 공통 횡 슬라이드 상에 로드 베어링을 가공하기 위한 2개의 연삭 스핀들의 배치로부터는 많은 이점이 드러난다. 상기 추가적인 이점은, 특히 연삭 공정의 제어의 단순화와 컴포넌트의 수 및 요구 공간의 저감을 고려한 것이다.
본 발명에 따르면, 2개의 로드 베어링의 공동 연삭은, 진행률 및 연삭된 베어링의 정교한 구동을 감시/수정하는 것이 공통 로드 베어링 횡 슬라이드의 운동의 제어를 통해서 시발되도록 조절된다. 이 단계에서, 양쪽 로드 베어링의 메인 연삭재의 제거가 발생한다. 제 1 연삭 스핀들 및 제 2 연삭 스핀들은 원하는 치수에 대략적으로 이르렀을 때에만, 운동에 대해 다르게 제어된다. 또한, 연삭 휠의 진행 방향(X 방향)에 대해 로드 베어링 횡 슬라이드에 견고하게 접속되는 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들은 문제의 연삭 작업에 대한 요구된 최종 원하는 값이 달성되도록, 측정 디바이스를 통해 판정되는 치수 및 진원도 값에 따라 로드 베어링 횡 슬라이드의 제어 시스템을 통해 제어된다.
진원도 값은 각각의 로드 베어링에 대해 절대적으로 측정될 필요는 없다. 측정 후에, 상기 수정 값은 제어 시스템에 기록되고 추가 진원도의 측정이 일어날 때까지, 크랭크축의 특정 넘버에 대해 저장된다.
또한, 이 단계에서 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들의 진행은 로드 베어링 횡 슬라이드의 운동을 따르지만, X 방향으로의 추가 운동 컴포넌트도 상기 운동에 더해진다. 또한, 상기 추가 운동 컴포넌트는 2개의 동시 가공된 로드 베어링에서 일어나는 치수 및/또는 진원도 편차의 보정을 위한 것이다. 예를 들면, 이러한 편차는 2개의 연삭 휠의 다른 마모에 의해 야기될 수 있다. 상기 편차에 대한 더 실질적인 이유는, 연삭 동안에, 재료에의 응력의 발생으로 인해, 축이 비틀린다는 점이다. 본 발명에 따르면, 상기 편차는 2개의 로드 베어링의 치수 및 진원도의 연속 판정에 의해 검출되며, 이를 위해 각각의 로드 베어링에 해당 측정 디바이스가 설치된다.
최종 연삭 단계에서, 2개의 로드 베어링 사이에서 수정되어야 하는 차이는 작을 뿐이며, 그 차이는 백 혹은 천분의 일 밀리미터 범위 내에 놓이는 것이 경험적으로 나타난다. 따라서, 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들의 운동을 위해 작은 조정 범위만이 필요하다. 상기 범위는 유리하게 대략 +/-0.2㎜만을 포함할 필요가 있다.
청구항 2에 따르면, 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들은 로드 베어링 횡 슬라이드 상에서 축선 방향으로 서로에 대해 조정 가능하다. 이것은 연삭될 로드 베어링 쌍 사이에 상이한 축선 거리에 적응 가능케 하고, 또한 상이한 형태의 크랭크축에 조정을 가능케 한다. 축선 조정성은 머신의 제어 시스템 내에 적절하게 통합되어 자동으로 이루어진다. 일반적으로, 어쨋든 간에 반경 방향으로 조정 가능하게 배치되는 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들은, 다른 방식으로 된 구조가 상정될 수 있지만, 또한 축방향으로 조정 가능하게 설계되고, 여기서 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들은 로드 베어링 횡 슬라이드에 축방향으로 고정되는 반면, 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들은 로드 베어링 횡 슬라이드 상에서 축선 조정에 이용된다.
본 발명의 실시예에서, 청구항 3에 따르면, NC 축선으로서의 치수 및 진원도 수정 축선에서의 하나의 (제 2) 연삭 스핀들의 운동에 대한 구동의 구성이 바람직하며, 이는 이러한 축선이 CNC 머신 제어 시스템 내에 용이하게 통합될 수 있기 때문이다.
제 1 스테이션에서의 가공도 크랭크축의 평면의 연삭을 포함하는 청구항 4에 따른 연삭 셀의 구성의 경우에도 이점이 주어진다. 이에 의해, 2쌍의 로드 베어링이 해당 시간 T2에 가공되도록, 시간 T1이 이용 및 적응될 수 있다.
청구항 5 및 6을 참조하면, 크랭크축의 베어링 지점의 평면은, 메인 베어링 연삭 스핀들 상에서 메인 베어링 횡 슬라이드가 Z 방향으로 오프셋되거나 메인 베어링 연삭 휠이 축방향으로 오프셋 되는 것 중 어느 하나에 의해 연삭될 수 있다. 그러나, 청구항 7을 참조하면, 메인 베어링 연삭 휠과 관련하여, 크랭크축을 축선 방향으로 오프셋하는 것도 가능하다.
청구항 8에 따른 메인 및 로드 베어링에 대한 가공 시간 T1 및 T2가 서로 좌표화되면, 2개의 스테이션의 로딩 또는 언로딩이 동시에 수행될 수 있고, 따라서 대기 시간이 없어지므로, 특히 연삭 센터의 경제적인 작업이 이루어진다.
청구항 9에 따르면, 바람직하게 로드 베어링의 연삭에 진자 스트로크 운동이 이용되고, 따라서 크랭크축의 탑재 및 로드 베어링의 가공을 위한 구동이 간단해진다. 이런 맥락에서, 제 1 스테이션에서 연삭되는 메인 베어링은 제 2 스테이션에서의 크랭크축 탑재에 쉽게 이용될 수 있으므로, 로드 베어링의 가공에 높은 정도의 정밀도가 달성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배치와 단지 하나의 횡 슬라이드 상에서의 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들의 구동으로 인해, 단일의 진행 슬라이드만이 존재하게 된다. 따라서, 2개의 연삭 휠의 주된 운동은, 즉 진자 스트로크 운동 및 이송 움직임은 단일 진행 슬라이드에 의해 일어난다. 이로 인해, 주된 가공 작업 부분 동안에 하나의 진행 슬라이드만이 감시 및 제어되어야 하므로, 종래와 관련해 제어가 상당히 단순해진다. 최종 연삭 단계에서 2개의 연삭 스핀들의 운동의 상이한 제어는, 2개의 로드 베어링 사이의 임의의 편차가 검출 및 보상되는 것을 보장하여, 최종적으로 2개의 로드 베어링이 원하는 치수로 연삭된다.
청구항 10에 따른 특별히 설계된 메인 베어링 및 로드 베어링 주축대 또는 해당 심압대를 통한 크랭크축의 클램핑 및 회전 구동은 연삭 센터의 특히 유연한 사용을 가능케 한다. 크랭크축의 메인 베어링 길이 방향 축선 또는 로드 베어링 길이 방향 축선에 대한 회전 옵션을 가지는 클램핑은 로드 베어링 연삭을 위한 노멀 연삭(normal grinding) 또는 진자 스트로크 연삭 사이에서 선택을 가능케 한다.
청구항 11에 따른 가공 작업에서의 베어링의 치수 및 진원도의 연속 측정은 연삭 결과의 거의 즉각적인 검출 및 매우 정확한 수정을 가능케 한다.
물론, 본 발명에 따른 연삭 센터로, 4실린더 크랭크축 외에, 2개의 로드 베어링 각각이 크랭크축 상에서 동일한 각도 위치로 맞춰진다면, 다른 크랭크축도 연삭될 수 있다. 따라서, 적어도 2개의 메인 베어링 및 2개의 캠(cam)이 동일한 각도 위치에 각각 배치되면, 캠샤프트(camshaft)의 가공도 가능하다.
또한, 본 발명은 청구항 12에 따른 크랭크축의 메인 및 로드 베어링 및/또는 중앙부를 연삭하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법의 세부는 종속 청구항에서 기술된다.
본 발명에 따른 연삭 센터 및 방법은 도면에 도시되는 예시적인 실시예를 참조하여 더 상세하게 후술된다.
본 발명은 구조적인 초기 비용 및 요구 공간이 상당히 줄어들고 메인 베어링 및 로드 베어링의 동시 고품질 연삭이 특히 빠르고 경제적인 방식으로 가능한 크랭크축의 연삭을 위한 연삭 센터를 제시할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른, 연삭 셀로서 설계된 연삭 센터의 개략적인 상면도.
도 2는 연삭 셀 중, 크랭크축의 메인 베어링을 연삭하는 역할을 하는 제 1 스테이션의 개략적인 상면도.
도 3은 연삭 셀 중, 로드 베어링을 연삭하는데 사용되는 제 2 스테이션의 개략적인 상면도.
도 4는 연삭 셀의 제 1 스테이션에서 크랭크축의 클램핑을 나타내는 도면.
도 5는 연삭 셀의 제 2 스테이션에서 크랭크축의 클램핑의 세부를 나타내는 도면.
도 6은 가공되는 베어링의 치수 및 진원도에 대한 측정 디바이스의 제 2 스테이션에서의 배치를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 도 1에서의 C-C 단면에 대한 연삭 셀의 단면도.
도 1은 연삭 셀(1)로서 설계된 연삭 센터를 도시한 상면도이다. 상기 연삭 셀은 연삭에 의해 크랭크축(22)을 가공하는 2개의 스테이션(3, 4)이 배치되는 공통 머신 베드(2)를 가진다. 스테이션(3, 4)은, 각각의 경우에 크랭크축(22)에 대한 유지 디바이스 및 구동부가 있는 공통 연삭 테이블(5)을 가진다. 통상적으로, 연삭 셀은 머신 후드(machine hood)와, 크랭크축(22)의 공급 및 제거와 크랭크축(22)의 제 1 스테이션(3)으로부터 제 2 스테이션(4) 내로의 수송을 위한 로딩 및 언로딩 디바이스를 가진다. 그러나, 도 1에는 이를 도시 생략하며, 따라서 입력 키보드를 가지는 CNC 제어 디바이스와 유압 및/또는 공압 공급 디바이스 모두 도시 생략된다.
도 2에 개별적으로 도시된 연삭 셀(1)의 제 1 스테이션(3)은 크랭크축(22)의 메인 베어링(23)을 연삭하는 역할을 한다. 따라서, 설명의 이유로, 제 1 스테이션(3)의 가장 중요한 기능부는 "메인 베어링"이라는 부가적 지시로 제시된다. 메인 베어링(23)(도 4)은 메인 베어링 연삭 스핀들(9) 상에 배치된 복수의 메인 베어링 연삭 휠(10)에 의해 연삭된다. 메인 베어링 연삭 스핀들(9) 부분은, 크랭크축 길이 방향 축선(29)에 해당하는 Z 방향, 및 크랭크축 길이 방향 축선(29)에 수직인 방향으로 진행 가능케 하는 X 방향으로 CNC 제어 하에서 이동 가능케 하는 메인 베어링 횡 슬라이드(6)에 고정된다. 메인 베어링 횡 슬라이드(6)가 Z 방향으로 이동되는 안내 트랙 또는 슬라이딩 레일은 덮개(16)에 의해 덮이므로 볼 수 없다. 가공될 크랭크축(22)은, 도 4에 더 명확히 도시된 바와 같이 메인 베어링 피가공재 주축대(7)와 메인 베어링 심압대(8) 사이에 클램핑되고, 도 2로부터의 도시에 따라 메인 베어링 피가공재 주축대(7)에 의해 회전되게 세트된다. 제 1 스테이션(3)에서, 크랭크축(22)의 적어도 2개의 메인 베어링(23)은 동시에 황삭 또는 정삭되며, 이를 위해 시간 T1이 요구된다.
도 3에 개별적으로 나타낸 연삭 셀(1)의 제 2 스테이션(4)은 크랭크축(22)의 로드 베어링(24~27)을 가공하는데 사용되며, 여기에서 각각의 경우에 크랭크축 길이 방향 축선(29)에 대해 동일한 각도 위치에 있는 2개의 로드 베어링(24~27)이 동시에 연삭된다. 모든 4개의 로드 베어링(24~27)을 연삭하는데 요구된 시간은 T2이다. 설명의 이유로, 제 2 연삭 스테이션(4)의 가장 중요한 기능부는 "로드 베어링"이라는 부가적 지시로 제시된다.
또한, 연삭될 크랭크축(22)은 제 2 스테이션(4)에서 중심으로 클랭핑되며, 즉 양측 상의 클램핑 디바이스의 공통 길이 방향 축선은 크랭크축의 메인 베어링(23)에 의해 규정되는 크랭크축(22)의 길이 방향 축선(29)과 일치한다. 도 3 내지 도 5로부터 알 수 있듯이, 크랭크축(22)은 제 1 스테이션(3)에서 연삭된 크랭크축의 외측 메인 베어링(23)을 통해 제 2 스테이션(4)에서 클램핑된다. 이에 의해, 크랭크축(22)의 메인 베어링(23)에 대한 로드 베어링(24~27)의 정확한 관계가 구축된다.
도 3에 따르면, 각각의 로드 베어링 피가공재 주축대(12, 13)는 클램핑을 목적으로, 크랭크축(22)의 양측에 설치된다. 상기 로드 베어링 피가공재 주축대(12, 13)의 척(31)에는 지지 셸(supporting shell)(32)이 설치되고(도 5 참조) 완전히 동기식으로 회전하는 각각의 C1 및 C2 축선에 의해 구동된다. 그러나, 제 2 스테이션(4)에서, 크랭크축(22)은 토(toe) 사이에도 수용될 수 있고, 그 후 적어도 한쪽만은 로드 베어링 피가공재 주축대(12)에 의해 구동되는데, 이 피가공재 주축대의 척에는 클램핑 조(33)가 부유식(floating manner)으로 탑재되어서 보상식 반경 방향 무간극(play-free) 회전 구동이 이루어진다. 이어서, 크랭크축(22)은 그 중심에 의해 중심 지점에 정렬된다.
제 2 스테이션(4)에서의 크랭크축(22)의 수납부의 형상은 특정의 개별 경우에 따라 다양하게 최적화될 수 있다.
양쪽 스테이션(3, 4)에서, 크랭크축(22)은 하나 이상의 자기 센터링 방진구(self-centering steady rest)에 의해 지지될 수 있다.
서로 수직인 축선 Z2 및 X2의 방향으로 이동 가능한, 즉 크랭크축 길이 방향 축선(29)에 평행하게 또한 그에 수직하게 이동 가능한 로드 베어링 횡 슬라이드(11)가 제 2 스테이션에 설치된다. 로드 베어링 횡 슬라이드(11)는 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14) 및 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)을 지지한다. 상기 연삭 스핀들 중, 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14)은 크랭크축 길이 방향 축선(29)에 수직한 방향으로 로드 베어링 횡 슬라이드(11)에 고정식으로 접속된다. 그에 반해, 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)은 크랭크축 길이 방향 축선(29)에 수직한 방향으로 로드 베어링 횡 슬라이드(11)에 이동 가능하게 배치된다. 상기 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들의 운동은 연삭 작업 동안의 공정 중의 측정으로부터 얻어지는 치수 에러 또는 진원도 에러에 따라 제어된다. 이를 위해, 쌍으로 연삭되는 로드 베어링(24, 27 및 25, 26)의 직경은 측정 디바이스(20)의 공정 중(in-process) 측정 헤드(19)에 의해 연삭 작업 동안에 연속적으로 측정된다.
각각의 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)은, 서로로부터의 축선 거리가 쌍으로 연삭될 로드 베어링(24~27) 사이의 거리에 대응해야 하는 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)을 지탱한다. 이를 위해, 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)은, 서로에 대해 그들의 축선 방향으로, 즉 그들의 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)의 회전 축선의 방향으로, 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에서 이동 가능해야 한다. 로드 베어링 연삭 스핀들과 연삭 휠 사이의 축선 거리는, 다른 형태의 크랭크축이 연삭되거나, 특정 크랭크축의 경우에 변화된 거리를 가지는 한 쌍의 로드 베어링이 연삭될 때마다 조정되어야 한다. 이에 관한 한, 거리의 변화는 연삭 작업의 전체 제어 시스템 내에 통합되어야 한다. 이 경우에, 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14) 또는 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)은 그것의 길이 방향 축선의 방향으로 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에서 조절 가능하게 배치될 수 있다.
4실린더 인라인 엔진용 크랭크축(22)의 특별한 특징은 도 5로부터 특히 명확하게 알 수 있으며, 여기에서 2개의 외측 로드 베어링(24, 27)은 크랭크축(22)의 회전 축선 및 길이 방향 축선(29)에 대해 공통 각도 위치를 가지면, 2개의 내측 로드 베어링(25, 26)도 마찬가지지만, 2개의 로드 베어링 쌍(24와 27, 및 25와 26)의 각도 위치는 상이하다.
이 특성은 본 발명에 따른 연삭 센터의 경제적인 작업에 이용된다. 이는 2개의 로드 베어링 연삭휠(17, 18)로, 2개의 로드 베어링(24, 27 및 25, 26)이 그 자체로 동시에 각각 연삭되며, 여기에서 "동시에"라는 단어는 연삭 기술에서 보여지듯이 "일제히" 또는 "등시에"라는 표현으로도 나타난다. 따라서, 각각의 경우에, 연삭 작업은 대략 동시에 진행되지만, 정확히 동시에 종료되야만 하는 것은 아님을 의미한다. 제 2 로드 베어링은 종종 제 1 로드 베어링이 정삭된 직후에도 정삭되며, 이는, 예를 들면 0.02㎜의 잔여 오버사이즈가 여전히 제거되어야 하기 때문이다.
도 6은 측정 헤드(19)에 의해, 제 2 스테이션(4)에서 로드 베어링의 진원도 및 치수의 연속 측정을 위한 측정 디바이스(20)의 배치를 나타낸다. 연삭 작업 동안에, 측정 헤드(19)는 감시될 로드 베어링(24-27)과 접촉하고, 로드 베어링(24-27)의 치수 및/또는 진원도와 관련하여, CNC 제어 시스템에 의해 평가되고 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 및/또는 치수 또는 진원도 수정 축선(44)의 구동을 위한 제어 명령을 발생시키는데 이용되는 신호를 연속해서 만든다. 도 6에서 파선에 의해 도시된 측정 디바이스(20)의 위치는, 예를 들면 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)에 의한 평삭 작업 및/또는 부품 취급 동안에, 측정 디바이스(20)가 취하는 후퇴 위치에 해당한다.
도 7은 도 1의 단면 C-C에 따른 연삭 셀(1)의 제 1 스테이션(3)의 개략적인 측면도를 도시한다.
제 2 스테이션(4)에서 로드 베어링 연삭의 초기에, 2개의 로드 베어링 연삭 휠(17, 18) 사이의 상호 축선 거리는, 예를 들면 로드 베어링(24, 27) 사이의 거리로 조정된다. 이어서, 상기 로드 베어링(24, 27)의 연삭은 CNC 제어식 진자 스트로크 운동(pendulum stroke movement)으로 시작된다. 이를 위해, 우선 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)은 함께 크랭크축 길이 방향 축선(29)에 수직으로 움직이며, 공정 중에 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)은 로드 베어링 횡 슬라이드(11)와 관련하여 움직이지 않게 된다. 이것은 거친 연삭(coarse-grinding) 또는 황삭 단계에 적용된다. 그러나, 연삭 작업 동안에 각각의 로드 베어링(24, 27) 상에서 정밀하게 도달한 직경이 측정되고 진원도가 판정된다. 정밀 연삭 단계에서 최종 치수에 접근함에 따라, 제 2 연삭 스핀들(15)의 운동은 로드 베어링 횡 슬라이드(11)의 운동으로부터 분리된다. 로드 베어링 횡 슬라이드(11)는 로드 베어링(24)의 측정에 따라 치수 또는 진원도 수정 축선(44)의 방향으로 이동하고, 로드 베어링(24)의 최종 치수 및 요구되는 진원도가 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14)에 의해 최종적으로 달성된다. 로드 베어링(27)에서의 측정치가 로드 베어링(24)의 측정치로부터 편차가 생기면, 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)은 로드 베어링(27)에서의 별도의 측정에 따라 로드 베어링 횡 슬라이드(11)에 관련하여 수정 운동을 동시에 실행한다. 상기 편차는 양쪽 로드 베어링(24, 27)에서 연속 측정으로부터 드러난다. 머신 제어 시스템의 컴퓨터는 측정 결과를 분석하고 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)의 구동에 대해 해당 수정 및 제어 신호를 형성한다.
물론, 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)은 로드 베어링 횡 슬라이드(11)와 관련하여 X축 방향으로 작은 범위만 이동 가능할 필요가 있다. 실제에서 유리한 조정 거리는, 예를 들면 +/- 0.2㎜ 범위일 수 있다. 연삭 센터는 연삭 시간 T1이 연삭 시간 T2와 동일하도록 조정될 수 있다. 이어서, 2개의 메인 베어링(23)은 로드 베어링의 한 쌍(24, 27 또는 25, 26)과 대략 동시에 연삭된다.
다음으로, 로드 베어링 횡 슬라이드(11)는 복귀하고, 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)의 서로의 거리는 중앙의 로드 베어링(25, 26)의 거리로 조정되고, 연삭 사이클이 재시작된다.
1 : 연삭 셀 2 : 머신 베드
3 : 제 1 스테이션 4 : 제 2 스테이션
5 : 연삭 테이블 6 : 메인 베어링 횡 슬라이드
7 : 메인 베어링 피가공재 주축대 8 : 메인 베어링 심압대
9 : 메인 베어링 연삭 스핀들 10 : 메인 베어링 연삭 휠
11 : 로드 베어링 횡 슬라이드 12 : 로드 베어링 피가공재 주축대
13 : 로드 베어링 피가공재 주축대 14 : 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들
15 : 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들 16 : 커버
17 : 제 1 로드 베어링 연삭 휠 18 : 제 2 로드 베어링 연삭 휠
19 : 측정 헤드 20 : 측정 디바이스
22 : 크랭크축 23 : 메인 베어링
24 : 로드 베어링 25 : 로드 베어링
26 : 로드 베어링 27 : 로드 베어링
28 : 평면 29 : 메인 베어링 길이 방향 축선
30 : 로드 베어링 길이 방향 축선 31 : 척
32 : 지지 셀 33 : 클램핑 조
34 : (센터) 지점 41 : Z축
42 : X축 43 : 회전 축선
44 : 치수 및 진원도 수정 축선

Claims (17)

  1. 크랭크축(22)의 메인 베어링(23) 및 로드 베어링(24~27)을 동시 연삭하기 위한 연삭 센터로서,
    메인 베어링 연삭 휠(10)의 수(數)에 대응하는 수의 메인 베어링(23)이 시간(T1) 내에 동시에 연삭되도록, 상기 수의 메인 베어링 연삭 휠(10)이, 메인 베어링 횡 슬라이드(6) 상에 배치되는 메인 베어링 연삭 스핀들(9) 상에 축방향으로 배치되는 제 1 스테이션, 및
    2개의 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)이 시간(T1)과 동시에 시간(T2) 내에 크랭크축(22)의 2개의 로드 베어링(24, 27 또는 25, 26)을 동시에 연삭하고 상기 로드 베어링 연삭 휠의 각각의 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)에 의해 상기 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에 지지되어, 이송 방향(X축)의 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14)이 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에 위치 고정식으로 배치되고 상기 이송 방향(X축)의 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)이 상기 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14)에 대해 치수 또는 진원도 수정 축선(44)의 방향으로만 약간 조정 가능한 제 2 스테이션(4)을 가지는 연삭 센터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에 위치된 상기 2개의 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)은 축선 방향(Z2축)으로 서로에 대해 조정 가능한 연삭 센터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 스테이션(4)의 상기 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)의 구동은, 상기 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)이 치수 및/또는 진원도 수정을 위해 작은 범위에서 유효한 NC 축선에 의해 상기 로드 베어링 횡 슬라이드(11)의 운동에 독립하여 크랭크축(22)으로 진행될 수 있도록 구성되는 연삭 센터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션(3)의 상기 메인 베어링 연삭 스핀들(9)의 상기 메인 베어링 연삭 휠(10)은 상기 메인 베어링(23)의 연삭을 위해 반경 방향으로 진행되고 크랭크축(22)의 평면(28)의 연삭을 위해 축방향으로 오프셋(offset)되는 연삭 센터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 베어링 연삭 휠(10)은 상기 메인 베어링 횡 슬라이드(6)에 의해 축방향으로 오프셋되는 연삭 센터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 베어링 연삭 휠(10)은 상기 메인 베어링 연삭 스핀들(9) 상에서 축방향으로 오프셋 가능한 방식으로 배치됨으로써, 축방향으로 오프셋되는 연삭 센터.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 메인 베어링 연삭 휠(10)에 의해 상기 크랭크축(22)의 평면(28)의 연삭을 위해, 상기 크랭크축(22)이 크랭크축의 길이 방향에서 축방향으로 오프셋되는 구성을 가지는 연삭 센터.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시간 T1은 시간 T2와 동일한 연삭 센터.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로드 베어링 횡 슬라이드(11)는 상기 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)의 진자 스트로크 운동(pendulum stroke movement)이 만들어질 수 있도록 설계되는 연삭 센터.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스테이션(3, 4) 각각은 워크 주축대(7, 12, 13) 및 심압대(8)를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 스테이션(3, 4)의 상기 각각의 워크 주축대(7, 12, 13) 및 심압대(8)는, 메인 베어링 길이 방향 축선 및 적어도 하나의 로드 베어링 길이 방향 축선(29, 30)을 가지는 상기 크랭크축(22)이 작업 동안에 상기 메인 베어링 길이 방향 축선(29)을 중심으로 회전하도록 설계되는 연삭 센터.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    측정 디바이스(20)는 연속하는 치수 및/또는 진원도 측정을 위해 설치되고 진행 방향 축선(X축) 또는 치수 및 진원도 수정 축선(44)에서 상기 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15)의 운동을 제어하는 신호를 발생하는 연삭 센터.
  12. 제 1 및 제 2 스테이션(3, 4)을 가지는 연삭 센터에서 크랭크축(22)의 메인 베어링(23) 및 로드 베어링(24~27) 및/또는 중앙부를 동시 연삭하는 방법으로서,
    a. 상기 제 1 스테이션(3)에서, 상기 크랭크축(22)의 메인 베어링(23) 및/또는 중앙부를 메인 베어링 연삭 스핀들(9)의 공통축 상에 위치되는 세트를 이루는 메인 베어링 연삭 휠(10)로 연삭하는 단계;
    b. 상기 크랭크축(22)을 상기 제 2 스테이션(4) 내로 옮기는 단계;
    c. 상기 제 2 스테이션(4)에서, 상기 제 1 스테이션(3)에서의 메인 베어링(23)과 동시에, 상기 크랭크축(22)의 회전 축선에 대해 동일한 각도 위치를 가지는 2개의 로드 베어링(24, 27 또는 25, 26)을 각각의 경우에 2개의 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)에 의해 동시 연삭하는 단계;
    d. 상기 2개의 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)의 각각의 진행 운동을 개별적으로 컴퓨터 제어하는 단계 - 상기 제 2 로드 베어링 연삭 휠(18)의 진행 운동은 상기 제 1 로드 베어링 연삭 휠(17)의 진행 운동으로부터의 편차에 따라서만 발생함 -;
    e. 상기 연삭 센터에서, 2개의 크랭크축을 항상 동시에 가공하는 단계 - 상기 제 1 스테이션(3)에서의 연삭 시간 T1은 상기 제 2 스테이션(4)에서의 연삭 시간 T2와 대략 동일함 - 를 포함하는 연삭 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 2개의 로드 베어링 연삭 휠(17, 18)은 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에 배치되는 로드 베어링 연삭 스핀들(14, 15) 상에 위치되며, 여기서 진행 방향(X축)으로 상기 제 1 로드 베어링 연삭 휠(17)을 가지는 상기 제 1 로드 베어링 연삭 스핀들(14)은 상기 로드 베어링 횡 슬라이드(11) 상에 위치 고정식으로 배치되어 상기 로드 베어링 횡 슬라이드에 의해 진행되고, 상기 제 2 로드 베어링 연삭 휠(18)을 가지는 상기 제 2 로드 베어링 연삭 스핀들(15)은 치수 및/또는 진원도 수정을 위해, 작은 범위에서 유효한 NC 축선에 의해 로드 베어링 횡 슬라이드(11)의 운동에 독립하여, 크랭크축(22)으로 진행될 수 있는 연삭 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 메인 베어링 연삭 스핀들(9)의 상기 메인 베어링 연삭 휠(10)은 상기 메인 베어링(23)의 연삭을 위해 반경 방향으로 진행되고 상기 크랭크축(22)의 평면(28)의 연삭을 위해 축방향으로 오프셋되는 연삭 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 메인 베어링 연삭 휠(10)은 축방향으로 오프셋되는 메인 베어링 횡 슬라이드(6)에 의해, 축방향으로 오프셋되는 연삭 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 메인 베어링 연삭 휠(10)은 상기 메인 베어링 연삭 스핀들(9) 상에서 축방향으로 오프셋됨으로써, 축방향으로 오프셋되는 연삭 방법.
  17. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 크랭크축(22)의 평면(28)은 축방향으로 오프셋되는 상기 크랭크축(22)에 의해, 상기 메인 베어링 연삭 휠(10)에 의해 연삭되는 연삭 방법.
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