KR102125752B1

KR102125752B1 - 가공할 작업편 표면에 하나 이상의 공구 유닛을 이용하여 리세스를 제공하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102125752B1
Application number: KR1020157009828A
Authority: KR
Inventors: 압돌레차 라지파트; 슈테판 슈타인메츠; 파트릭 크네히트
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2020-06-23
Also published as: US20150258614A1; JP2015531693A; CN104822962A; WO2014040597A1; DE102013216168A1; DE112013004511A5; US9687919B2; KR20150056837A; JP6320388B2

Abstract

본 발명은 가공할 작업편 표면에 하나 이상의 공구 유닛을 이용하여 리세스를 제공하기 위한 방법에 관한 것이다. 작업편 표면에 리세스를 제공하기 위해, 서로를 향한 2개의 작업편 표면이 동시에 공구 유닛에 의해 가공되는 것을 특징으로 한다.

Description

가공할 작업편 표면에 하나 이상의 공구 유닛을 이용하여 리세스를 제공하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND SYSTEM FOR INTRODUCING RECESSES IN WORKPIECE SURFACES TO BE MACHINED, WITH THE AID OF AT LEAST ONE TOOL}

본 발명은 가공할 작업편 표면에 하나 이상의 공구 유닛을 이용하여 리세스를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

독일 공개 공보 DE 10 2010 025 403 A1에는 지지 플레이트 상에서 프레스되는 라이닝 재료를 갖는 마찰 클러치용 마찰 라이닝 제조 방법이 공지되어 있다.

본 발명의 과제는 가공할 작업편 표면에 하나 이상의 공구 유닛을 이용하여 리세스를 제공하는 것을 단순화하는 것이다.

상기 과제는 가공할 작업편 표면에 하나 이상의 공구 유닛을 이용하여 리세스를 제공하기 위한 방법에서, 리세스를 작업편 표면에 제공하기 위해 2개의 서로를 향한 작업편 표면이 공구 유닛에 의해 동시에 가공됨으로써 해결된다. 리세스는 예를 들어 슬롯이다. 특히 바람직하게는 리세스는 평행하게 연장되어 평행하게 연장된 다른 슬롯 또는 종방향 슬롯과 교차하여 와플 패턴이 형성되는 슬롯 또는 종방향 슬롯이다. 바람직하게 작업편 표면은 특히 습식 다판식 마찰 라이닝의 표면 또는 마찰면이다. 그러나 본 발명에 따른 방법은 예를 들어 반도체 산업 분야와 같은 다른 분야에서 특히 칩의 개별화를 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 중요한 양태에 따르면, 서로를 향한 2개의 작업편 표면이 동시에, 바람직하게는 절삭 가공된다. 가공은 예를 들어 밀링(milling) 가공 및/또는 연마 가공을 포함한다.

상기 방법의 바람직한 실시예는, 공구 유닛의 서로 반대편을 향한 2개의 공구면을 이용하여, 서로를 향한 2개의 작업편 표면이 동시에 가공되는 것을 특징으로 한다. 이는, 서로를 향한 작업편 표면들이 단일 공구에 의해, 특히 밀링 세트 및/또는 연마 세트에 의해 동시에 절삭 가공될 수 있는 장점을 제공한다. 이 경우에, 공구는 서로 180도의 각도로 배열된 공구 주변의 2개의 상이한 위치에서 작업편과 접촉하게 된다.

상술된 과제는, 하나 이상의 공구 유닛을 이용하여, 특히 상술된 방법에 따라 가공할 작업편 표면에 리세스를 제공하기 위한 장치에서, 대안적으로 또는 추가로, 상기 장치가 서로를 향한 적어도 2개의 작업편 홀더를 갖는 2개의 교체 컬럼과, x-y 평면에서 교체 컬럼 사이를 관통하여 연장되는 기계 베드를 포함함으로써 달성된다. 교체 컬럼은 작업편을 수용하기 위해 사용되며, 이러한 목적으로 예를 들어 클램핑 플레이트를 구비한다. 서로를 향한 작업편 홀더와 기계 베드의 조합을 통해, 공구 유닛은 서로를 향한 2개의 작업편 표면들을 간단한 방식으로 동시에 가공하기 위해 교체 컬럼들 사이에서 관통하여 운동할 수 있다.

장치의 바람직한 실시예는, 교체 컬럼이 서로 반대편을 향한 2개의 작업편 홀더를 포함함으로써 달성된다. 이에 의해, 장착 및 탈착 장치가 간단하게 형성된다. 서로 반대편을 향한 작업편 홀더는, 서로를 향한 작업편 홀더에서 작업편의 가공 중에 특히 바람직하게 장착 및 탈착될 수 있다.

장치의 다른 바람직한 실시예는, 작업편 홀더가 x-방향에 대해 수직으로 그리고 y-방향에 대해 평행하게 배열된 c1 및 c2-회전축을 중심으로 회전 가능함으로써 달성된다. c1 및 c2-회전축은 공동의 회전축을 규정할 수 있다. 규정된 회전각만큼 작업편 홀더가 회전함으로써, 작업편 표면 내로 종방향 슬롯의 다양한 패턴이 형성될 수 있다.

장치의 다른 바람직한 실시예는, 공구 유닛이 양 및 음의 x-방향으로 병진식으로 교체 컬럼들 사이에서 관통 운동 가능함으로써 달성된다. 공구 유닛은 교체 컬럼들 사이에서 관통 병진 운동의 구현을 위해, 예를 들어 x-방향으로 왕복 운동 가능한 스핀들 슬라이드를 포함한다. x-방향은 공구 유닛의 주 이송 운동을 나타낸다. 여기서, 서로를 향한 작업편 표면의 가공은 평면-주연-횡방향 가공 공정으로 표시될 수 있다. 이 경우에, 이는 바람직하게는 평면-주연-횡방향 연마 공정이다.

장치의 다른 바람직한 실시예는, 공구 유닛이 양 및 음의 y1-방향으로 병진식으로 교체 컬럼들 사이에서 왕복 운동 가능함으로써 달성된다. 교체 컬럼들 사이에서 병진 운동의 구현을 위해, 공구 유닛은 바람직하게는 제2 스핀들 슬라이드를 포함한다. 제2 스핀들 슬라이드를 이용하여 공구 유닛은 간단하게 교체 컬럼들 사이에 위치할 수 있다.

장치의 바람직한 다른 실시예는, 공구 유닛이 x-y 평면에 대해 수직으로 배열된 회전축을 중심으로 회전 가능함으로써 달성된다. 공구 유닛은 바람직하게는 스핀들 유닛으로서 구성된다. 스핀들 유닛은 소형 스핀들 모터, 또는 스핀들 구동 모터 및 기어를 구비한 스핀들을 포함할 수 있다. 스핀들을 통해, 바람직하게는 복수의 밀링 디스크 또는 연마 디스크를 포함하는 공구 세트가 구동된다. 밀링 디스크 또는 연마 디스크는 바람직하게는 그 사이에 놓인 스페이서 링에 의해 스핀들 유닛의 스핀들 샤프트 상에 장착된다. 공구 디스크, 특히 밀링 디스크 또는 연마 디스크의 기하학적 형상 및 배열을 통해, 형성되는 리세스, 특히 슬롯의 크기 및 갯수가 변경될 수 있다.

장치의 바람직한 다른 실시예는, 교체 컬럼이 x-y 평면에 대해 수직으로 배열되는 c3 및 c4-회전축을 중심으로 회전 가능함으로써 달성된다. 이를 통해, 작업편 홀더가 간단하게 가공 위치와 장착 및 탈착 위치 사이에서 회전될 수 있다. 가공 위치에서는 각각 2개의 작업편 홀더가 서로를 향해 위치한다. 장착 및 탈착 위치에서는 각각 2개의 작업편 홀더가 서로 반대편을 향한다. 특히 바람직하게는 동시에 각각 2개의 작업편 홀더가 서로를 향해 위치하고 2개의 작업편 홀더가 서로반대편을 향해 위치한다.

장치의 바람직한 다른 실시예는, 교체 컬럼이 y2 및 y3-방향으로 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀리 운동 가능함으로써 달성된다. 교체 컬럼들이 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀리 운동함으로써, 리세스, 특히 슬롯의 깊이가 간단하게 설정될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 공구 유닛 및/또는 교체 컬럼은 추가로 x-y 평면에 대해 수직으로 운동 가능할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 장치는 더 많은 적응성을 얻게된다.

본 발명의 다른 장점, 특징 및 상세성은 참조 부호를 갖는 도면에서 상이한 실시예가 상세하게 설명되는 이하의 구체적인 내용에 기재된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용하여 작업편 표면에 제공될 수 있는 와플 패턴의 개략도이다.

도 1에는 가공할 작업편 표면에 리세스를 제공하기 위한 장치(1)가 간단하게 도시된다. 장치(1)는 실제로 x-y 평면 내에서 연장되는 직육면체의 형상을 포함하는 기계 베드(5)를 포함한다. 기계 베드(5) 상에는 공구 유닛(10)이 운동 가능하게 배열된다.

공구 유닛(10)은 스핀들 유닛(12) 및 공구 세트(14)를 포함한다. 공구 세트(14)는 복수의 공구 디스크, 특히 밀링 디스크 또는 연마 디스크를 포함하는데, 이 디스크들은 이들 사이에 놓인 스페이서 링에 의해 스핀들 유닛(12)의 스핀들 축 상에 장착된다.

공구 유닛(10)은 제1 스핀들 슬라이드(15)를 이용하여, 양방향 화살표(16)에 의해 표시된 바와 같이 x-방향으로 병진식으로 왕복 운동 가능하다. 공구 유닛(10)은 제2 스핀들 슬라이드(18)를 이용하여, 양방향 화살표(19)에 의해 표시된 바와 같이 y1-방향으로 왕복 운동 가능하다. 또한, 공구 유닛(10)은 화살표(21)에 의해 표시된 바와 같이 회전축(20)을 중심으로 회전 가능하다. 회전축(20)은 x-y 평면에 수직이다.

도면 부호 25는 다른 공구 유닛 또는 공구 유닛(10)의 제2 위치를 표시한다. 공구 유닛(10)은 기계 베드(5) 상에서 x-방향(16)을 따라 2개의 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 운동 가능하다. 이때, x-방향은 공구 유닛(10 또는 25)의 주 운동 방향을 나타낸다.

교체 컬럼(30, 50)은 양방향 화살표(31, 51)로 표시된 바와 같이 y2 축 또는 y3 축을 따라, 또는 y2 방향 또는 y3 방향을 따라 병진식으로 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀리 운동 가능하다. 양방향 화살표(31, 51) 방향으로의 교체 컬럼(30, 50)의 운동은 공구 슬라이드(35, 55)를 통해 구현되며, 이에 의해 교체 컬럼(30, 50)이 기계 베드(5) 상에서 안내된다.

교체 컬럼(30, 50)이 회전축(33, 53)을 중심으로 회전 가능한 것이 다른 화살표(32, 52)에 의해 표시된다. 회전축(33, 53)은 서로에 대해 평행하게 그리고 x-y 평면에 대해 수직으로 배열된다. 회전축(33, 53)은 c4 축 또는 c3 축으로도 표시된다.

교체 컬럼(30)은 전체적으로 4개의 작업편(37)을 갖는 작업편 홀더(36)를 포함한다. 교체 컬럼(30)의 제2 작업편 홀더(38)는 마찬가지로 4개의 작업편을 포함한다. 2개의 작업편 홀더(36, 38)가 c1 축으로도 표시되는 회전축(40)을 중심으로 회전 가능한 것이 화살표(39)에 의해 표시된다. 회전축 또는 c1 축(40)이 y1-방향(19)에 대해 평행하게 배열된다.

교체 컬럼(50)은 전체적으로 4개의 작업편(57)을 갖는 작업편 홀더(56)를 포함한다. 교체 컬럼(50)의 제2 작업편 홀더(58)는 마찬가지로 4개의 작업편을 포함한다. 2개의 작업편 홀더(56, 58)가 c2 축으로도 표시되는 회전축(60)을 중심으로 회전 가능한 것이 화살표(59)에 의해 표시된다. 유사하게, 회전축(33, 53)이 c4 축 및 c3 축으로 표시된다. 바람직하게는 회전축 또는 c2 축(60)이 회전축 또는 c1 축(40)과 일치한다.

작업편 홀더(38, 56)가 서로에 대해 평행하게 연장되고 서로를 향해 대면하기 때문에, 이들 작업편 홀더는 공구 유닛(10) 또는 공구 유닛(25)과 동시에 가공될 수 있다. 작업편 홀더(36, 58)는 마찬가지로 서로에 대해 평행하게 배열되나 서로 반대편을 향해 놓인다. 이를 통해, 바람직하게는 클램핑 플레이트로서 구현된 작업편 홀더(36, 58)에는, 서로를 향한 작업편 홀더(38, 56)의 작업편이 동시에 가공되는 동안 작업편이 간단하게 장착 또는 탈착될 수 있다.

도 2에는 도 1에 도시된 장치(1)에 의해 간단하게 제조될 수 있는 와플 패턴(63)이 도시된다. 와플 패턴(63)은 교차되는 복수의 긴 리세스(64 내지 67)를 포함하며, 이는 슬롯, 종방향 슬롯 또는 그루브로도 표현된다.

이러한 유형의 와플 패턴은 마찰 라이닝을 통해 냉각 오일 유동을 가능케 하기 위해, 예를 들어 자동차 클러치의 습식 다판에 사용된다. 냉각 오일 유동은 마찰 라이닝의 작동 중에 열 방출을 개선한다. 이러한 와플 패턴은 반도체 디스크의 개별화를 통해 개별 소자 또는 회로를 제조하기 위해 반도체 산업에서도 사용된다.

도 1에 도시된 장치(1)는 이륜차 분야의 클러치, 유압 브레이크 및 습식 더블 클러치의 사용을 위한 습식 라이닝의 산업적 제조를 위해 특히 바람직하게 사용된다. 상기 장치(1)를 이용하여 도 2에 도시된 바와 같은 와플 패턴은 페이퍼 마찰 라이닝에서 바람직하게 생성된다.

본 발명에 따른 장치(1)는 특히 바람직하게 단일 공구 유닛에 의해 동시에 8개의 작업편의 가공을 가능케 한다. 또한, 교체 컬럼(30, 50)은 공구 유닛(10)을 통한 8개의 작업편의 가공 중에 장착 및 탈착될 수 있다. 이에 의해, 와플 패턴의 제조 시에 사이클 시간이 확실히 감소될 수 있다.

작업편 홀더(36, 38 및 56, 58)는 예를 들어 클램핑 플레이트로 구현된다. 각각 4개의 작업편이 자기식으로 또는 공압식으로 클램핑 플레이트에 클램핑될 수 있다.

작업편 홀더(36, 38 및 56, 58)는 서로 독립적으로 회전축(40, 60)을 중심으로 회전할 수 있다. 2개의 특정 각도 위치 사이에서 작업편 홀더 또는 클램핑 플레이트의 회전을 통해 교차되는 슬롯이 임의의 교차각으로 작업편 내로 제공된다.

새로운 작업편의 가공 시에, 공구 유닛(10)은 먼저 양의 x-방향으로, 즉, 도 1에서 우측으로 운동함으로써, 서로를 향한 클램핑 플레이트(38, 56) 상에 클램핑된 전체 8개의 작업편에 평행 슬롯의 제1 그룹이 동시에 연마 또는 밀링된다. 공구 유닛(10)이 완전히 통과한 후에, 작업편을 갖는 작업편 홀더(38, 56) 또는 클램핑 플레이트가 회전축(40, 60)을 중심으로 특정 각도로 회전된다. 음의 x-방향으로, 즉, 도 1에서 우측으로부터 좌측으로 공구 유닛의 복귀 운동 시에, 와플 패턴은 모든 8개의 작업편 내로 동시에 완성 가공된다.

연마 또는 밀링에 병행해서, 각각의 8개의 새로운 작업편은 서로 반대편을 향한 작업편 홀더(36, 58) 상에 클램핑될 수 있다. 이를 통해, 작업편 교체 시간은 부분적으로 또는 전체적으로 단축될 수 있다. 공구 유닛(10)의 완전한 복귀 운동 후에, 2개의 교체 컬럼(30, 50)이 회전축(33, 53)을 중심으로 180도 만큼 회전된다. 이를 통해, 완성 가공된 작업편은 탈착 위치에, 새롭게 클램핑된 작업편은 가공 위치에 제공된다.

2개의 상이한 공구 유닛(10, 25)의 사용을 통해, 다양한 분배 패턴이 2개의 방향으로 간단히 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 와플 패턴의 경우, 수평 길이 방향 슬롯(64, 65)은 수직 길이 방향 슬롯(66, 67)보다 서로에 대해 약간 더 멀리 이격된다. 따라서, 이러한 와플 패턴은 단일 공구 유닛(10)에 의해 형성될 수 없다. 수평 길이 방향 슬롯(64, 65)은 예를 들어 공구 유닛(10)에 의해 형성된다. 수직 길이 방향 슬롯(66, 67)은 예를 들어 공구 유닛(25)에 의해 형성된다.

1: 장치
5: 기계 베드
10: 공구 유닛
12: 스핀들 유닛
14: 공구 세트
15: 제1 스핀들 슬라이드
16: 양방향 화살표
18: 제2 스핀들 슬라이드
19: 양방향 화살표
20: 회전축
21: 화살표
25: 공구 유닛
30: 교체 컬럼
31: 양방향 화살표
32: 화살표
33: 회전축
35: 작업편 슬라이드
36: 작업편 홀더
37: 작업편
38: 작업편 홀더
39: 화살표
40: 회전축
50: 교체 컬럼
51: 양방향 화살표
52: 화살표
53: 회전축
55: 작업편 슬라이드
56: 작업편 홀더
57: 작업편
58: 작업편 홀더
59: 화살표
60: 회전축
63: 와플 패턴
64: 리세스
65: 리세스
66: 리세스
67: 리세스

Claims

가공할 작업편 표면에 하나 이상의 공구 유닛(10, 25)을 이용하여 리세스(64 내지 67)를 제공하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
작업편 표면에 리세스를 제공하기 위해, 서로를 향한 2개의 작업편 표면이 공구 유닛(10, 25)에 의해 동시에 가공되는 것과,
서로를 향한 2개의 작업편 홀더(38, 56)를 구비한 2개의 교체 컬럼(30, 50)과, x-y 평면 내에서 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 연장되는 기계 베드(5)를 사용함에 있어서, 상기 교체 컬럼(30, 50)은 서로 반대편을 향한 2개의 작업편 홀더(36, 58)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 방법.
제1항에 있어서, 공구 유닛(10, 25)의 서로 반대편을 향한 2개의 공구 표면에 의해 서로를 향한 2개의 작업편 표면이 동시에 가공되는 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 방법에 따라, 하나 이상의 공구 유닛(10, 25)을 이용하여, 가공할 작업편 표면에 리세스(64 내지 67)를 제공하기 위한 장치에 있어서,
상기 장치(1)는 서로를 향한 2개의 작업편 홀더(38, 56)를 구비한 2개의 교체 컬럼(30, 50)과, x-y 평면 내에서 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 연장되는 기계 베드(5)를 포함하고,
교체 컬럼(30, 50)은 서로 반대편을 향한 2개의 작업편 홀더(36, 58)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 따른 방법에 따라, 하나 이상의 공구 유닛(10, 25)을 이용하여, 가공할 작업편 표면에 리세스(64 내지 67)를 제공하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치(1)는 서로를 향한 2개의 작업편 홀더(38, 56)를 구비한 2개의 교체 컬럼(30, 50)과, x-y 평면 내에서 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 연장되는 기계 베드(5)를 포함하고,
작업편 홀더(36, 38, 56, 58)는 x-방향에 대해 수직으로 그리고 y-방향에 대해 평행하게 배열된 c1 및 c2 회전축(40, 60)을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 장치.
제1항 또는 제2항에 따른 방법에 따라, 하나 이상의 공구 유닛(10, 25)을 이용하여, 가공할 작업편 표면에 리세스(64 내지 67)를 제공하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치(1)는 서로를 향한 2개의 작업편 홀더(38, 56)를 구비한 2개의 교체 컬럼(30, 50)과, x-y 평면 내에서 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 연장되는 기계 베드(5)를 포함하고,
공구 유닛(10, 25)은 양 및 음의 x-방향(16)으로 병진식으로 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 운동 가능한 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 장치.
제1항 또는 제2항에 따른 방법에 따라, 하나 이상의 공구 유닛(10, 25)을 이용하여, 가공할 작업편 표면에 리세스(64 내지 67)를 제공하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치(1)는 서로를 향한 2개의 작업편 홀더(38, 56)를 구비한 2개의 교체 컬럼(30, 50)과, x-y 평면 내에서 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 연장되는 기계 베드(5)를 포함하고,
공구 유닛(10, 25)은 양 및 음의 y1-방향(19)으로 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 병진식으로 왕복 운동 가능한 것을 특징으로 하는 리세스 제공 장치.
제1항 또는 제2항에 따른 방법에 따라, 하나 이상의 공구 유닛(10, 25)을 이용하여, 가공할 작업편 표면에 리세스(64 내지 67)를 제공하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치(1)는 서로를 향한 2개의 작업편 홀더(38, 56)를 구비한 2개의 교체 컬럼(30, 50)과, x-y 평면 내에서 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 연장되는 기계 베드(5)를 포함하고,
공구 유닛(10)은 x-y 평면에 대해 수직으로 배열된 회전축(20)을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 장치.
제1항 또는 제2항에 따른 방법에 따라, 하나 이상의 공구 유닛(10, 25)을 이용하여, 가공할 작업편 표면에 리세스(64 내지 67)를 제공하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치(1)는 서로를 향한 2개의 작업편 홀더(38, 56)를 구비한 2개의 교체 컬럼(30, 50)과, x-y 평면 내에서 교체 컬럼(30, 50)들 사이에서 관통 연장되는 기계 베드(5)를 포함하고,
교체 컬럼(30, 50)은 x-y 평면에 대해 수직으로 배열된 c3 및 c4 회전축(33, 53)을 중심으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 장치.
제3항에 있어서, 교체 컬럼(30, 50)은 y2 및 y3-방향(31, 51)으로 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀리 운동 가능한 것을 특징으로 하는, 리세스 제공 장치.