KR102224700B1

KR102224700B1 - 밸런싱 장치를 포함하는 가공 헤드

Info

Publication number: KR102224700B1
Application number: KR1020160128197A
Authority: KR
Inventors: 플레싱 매티아스
Original assignee: 리브에르-베르잔테크니크 게엠베하
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2021-03-08
Also published as: JP6818470B2; US20170095868A1; US10183350B2; CN106944679B; JP2017071048A; KR20170040765A; DE102015012818A1; EP3153277A1; CN106944679A; EP3153277B1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 구동 모터 스핀들과 하나 이상의 카운터 스핀들을 포함하는 기어 제조기의 가공 헤드에 관한 것으로, 하나 이상의 공구가 정렬된 공구 아버가 모터 스핀들과 카운터 스핀들 사이에 탑재되고, 하나 이상의 밸런싱 장치가 구동 모터 스핀들 내에 구비되고 하나 이상의 밸런싱 장치가 카운터 스핀들 내에 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

밸런싱 장치를 포함하는 가공 헤드{Machining Head Having a Balancing Device}

본 발명은 기어 제조기, 바람직하게는 기어 연삭기의 가공 헤드에 관한 것이다.

공구, 구체적으로 드레싱할 수 있는(dressable) 연삭 공구는 고품질 상품 생산을 위해 밸런싱이 맞아야 한다. 공구 아버에 하나 이상의 디스크형(disc-shaped) 공구 및/또는 하나 이상의 원통형 공구의 포함 여부에 따라 단면 밸런싱(one balancing plane) 또는 양면 밸런싱(two balancing planes)에서 균형을 잡아야 한다.

불균형은 회전체(rotating body)의 질량이 중심부(center)를 기준으로 불균형하게 분포된 경우 회전체와 함께 발생하는 회전력(rotary force)이다. 몸통이 회전축(axis of rotation)을 중심으로 회전하는 경우 항상 표면에서 작용하는 원심력(centrifugal force)이 발생한다. 질량이 회전체 내에 고르게 분포된 경우, 원심력은 서로를 상쇄하고 회전 시 몸체는 제자리에 있는다. 반대로 질량이 불규칙하게 분포된 경우, 추가 힘과 토크(torque)가 몸체에 작용하여 회전축에 대한 회전체가 각자 이동하게 된다. 상기 몸체가 고정되면, 베어링(bearing)에서 변형(strain)이 발생한다.

불균형에는 두 가지 유형 즉, 정적 불균형과 동적 불균형이 있는데, 서로 결합해서 발생할 수도 있다. 질량체가 질량 mi를 가진 작고 슬림한 디스크처럼 보이는 경우, 질량의 중심부는 동일한 ri 간격에 회전축과 방향이 같다. 이것은 회전체 질량의 중심부가 회전축에 있지 않고 관성(inertia)의 중심 관성 주축(central principal axis)이 회전축으로부터의 e 간격으로 평행한 정적 불균형이다. 따라서 원심력은 회전축에 수직으로 돌아가며 작용하고 더 이상 보상될 수 없다. 포인트 질량(point mass) mi와 회전축으로부터 ri 간격인 결과물로 정의되는 불균형 Ui가 생성된다. 이러한 정적 불균형은 예를 들어 연삭 휠(grinding wheel)을 위한 불균형 스케일(imbalance scale)을 이용하여 고정 상태에서 이미 측정될 수 있다.

동적 불균형은 회전체 질량의 중심부가 확실히 회전축에 있지만 관성의 주축과 평행하지 않고 회전축에 대한 특정 각도에 있다. 이것은 각 디스크 질량의 중심부가 회전축에 있지 않기 때문이다. 그러므로 그 자체를 감안하면 이렇게 작은 디스크에 불균형을 발생시키는 원심력이 있다. 결국 불균형 힘은 확실히 0이 된다. 즉, 횡방향으로 아무 힘도 발생하지 않는다. 그러나 불균형 힘이 작용(application)의 평행 선에 있기 때문에 회전체에 작용하는 모멘트 하중(moment load)이 일어나서 회전하는 동안 이른바 벤딩 모멘트(bending moment)가 발생한다. 결과적으로 불균일하고 흔들거리는 회전 이동이 발생한다. 동적 불균형은 오직 회전하는 회전체로만 측정할 수 있다. 기술 회전체(technical rotational body)에는 전형적으로 일반적인 동적 불균형이 존재하는데, 즉, 정적 불균형과 동적 불균형의 결합체다.

공구 홀더(tool holder) 내 불균형은 설계, 도면, 자재, 생산 또는 설치에 결함이 있는 경우 발생한다. 지정된 결함에 따라, 더 나아가 다른 자재 밀도 또는 연삭 공구에 의해 다르게 높은 냉각수의 비율 때문에 드레싱 가능한(dressable)한 연삭 공구와 함께 불균형이 발생할 수 있다. 불균형이 큰 공구는 다수의 가공과 관련하여 부정적인 효과를 가진다. 특히 공구 홀더에서의 진동, 공구 홀더에서의 움직임, 도달할 수 있는 커팅 속도의 제약, 생산 정확도의 감소 또는 균일하지 않은 칼날 마모로 인한 공구의 빈번한 고장시간 때문에 가공된 워크피스(workpiece)의 표면 생산 품질이 저하된다.

이러한 부정적인 효과를 방지하기 위해 기술적으로 가능하고 경제적으로 의미 있는 균형 품질에 따라 공구 홀더의 균형을 맞추거나 더 바람직하게는 공구 홀더와 고정구(clamped tool)의 균형을 맞추는 것을 권장한다. 밸런싱을 하는 동안, 공구 홀더의 불규칙한 질량 분포는 질량을 더하거나 제거하거나 옮기는 식으로 보상된다. 밸런싱의 목적은 지지력(bearing force), 베어링 진동 그리고 파장 변형(wave deformation)을 허용치(acceptable value)로 한정하는 것이다.

불균형을 보상하기 위해, 우선 측정 절차를 활용하여 분석적으로 판단되어야 한다. 진동 센서를 통해 발생하는 원심력을 측정하여 불균형 및 필요한 불균형 보상을 계산한다. 그리고 데이터를 이용하여 공구 시스템에서 필요한 적응이 실시된다. 그러한 공구가 분리된 밸런싱 머신(separate balancing machine) 및/또는 제조기(manufacturing machine)에서 균형을 잡는다. 또한 제조기에 드레싱 되는(dressed) 공구는 드레싱 과정(dressing process) 때문에 균형 상태를 전환한다. 그러므로 이러한 경우 계속해서 상기 공구가 제조기에서 균형을 유지하는 것이 항상 유리하다.

EP 1 870 198 A1은 공구 아버 내 연삭 공구 밑에 직접 정렬된 연삭 휠을 밸런싱하기 위한 밸런싱 시스템(balancing system)을 보여준다. 상기 공구의 균형 상태는 상응하는 센서 시스템을 통해 감지되고 프로세싱 유닛(processing unit)에 의해 평가된다. 따라서 조절 신호(control signal)는 밸런싱 웨이트(balancing weight)를 조절하기 위한 평가 결과로서 밸런싱 유닛(balancing unit)으로 출력된다.

본 실시예는 공구 보어(tool bore) 크기가 충분하고 공구 아버가 밸렁싱 헤드를 수용하기에 충분한 공간을 제공하기 때문에 선행기술에 따라 넓은 공구와 그리고 직경이 큰 워엄(large worm diameters)에 적합하다. 이용 가능한 공간이 더 작으면 활용되는 밸런싱 웨이트는 더 작아지고 보상될 수 있는 불균형의 최대치가 감소한다. 그러나 특히 불균형이 큰 경우 보통 고속 회전 공구(fast-turning tool)로 수정되어야 한다.

게다가 충돌하기 쉬운 워크피스가 가공되는 경우, 반드시 직경이 매우 작은 연삭 워엄 또는 직경이 매우 작은 연삭 휠이 있는 연삭 휠 또는 그 둘의 결합체를 활용해야 한다. 이러한 시스템은 연삭 공구를 수용하기 위한 공구 아버가 밸런싱 헤드를 수용하기 위한 특정 최소치 직경을 가지고 있어야 하기 때문에 일반적으로 여기에서 그 한계에 부딪힌다.

EP 1 870 198 A1

본 발명의 목적은 기어를 만들어 내기 위한 가공 헤드의 혁신적인 구성을 제공하는 것으로 상기 가공 헤드는 작은 치수 공구를 위한 밸런싱 시스템 또는 기어 가공(gear machining)을 위한 공구 아버 또는 이러한 방식의 특히 충돌하기 쉬운 워크피스 가공을 포함한다. 오히려 공구의 직경이 너무 커서 워크피스에 있는 기어 또는 추가 기어들에 인접한 공구와 직경 사이에 뜻하지 않는 충돌이 일어나는 경우 이렇게 직경이 작은 공구를 선택한다.

본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징을 포함하는 가공 헤드를 통해 달성한다. 또한, 가공 헤드의 유리한 실시예는 주요 청구항 다음에 나오는 종속항의 발명을 통해 제시된다.

본 발명에 따라 제시되는 기어 제조기를 위한 가공 헤드는 공구 아버를 수용하기 위한 하나 이상의 구동 모터 스핀들(driven motor spindle)을 포함한다. 수용된 공구의 불균형을 수정하는 밸런싱 장치는 본 발명에 따라 구동 모터 스핀들 내부에 구성된다. 공구 아버는 양면에서 수용되는데, 즉, 한 쪽은 모터 스핀들을 통해, 다른 한 면은 반대쪽에 있는 카운터 스핀들에 통해 수용된다. 카운터 스핀들 또한 내부에 하나 이상의 통합된 밸런싱 장치(integrated balancing device)를 포함한다. 모터 스핀들과 카운터 스핀들의 밸런싱 장치는 밸런싱 웨이트 또는 불균형을 보상하기 위해 위치 조절이 가능한 밸런싱 헤드를 바람직하게 포함한다. 즉, 모터 스핀들과 카운터 스핀들에 분배된 부품은 불균형 보상을 위한 보편적인 양면 밸런싱 시스템(two-plane balancing system)을 형성할 수 있다.

모터 스핀들 또는 카운터 스핀들에 밸런싱 장치를 구성하는 것은 다른 공구 아버의 수용 또는 직경이 다른 공구의 독립적인 사용을 허용한다. 그렇게 함으로써 특히 연삭 휠 또는 연삭 워엄과 같이 직경이 매우 작은 공구를 특히 충돌하기 쉬운 워크피스에 대한 기어를 제조하는 데 사용할 수 있다. 이러한 관점에서 최소 직경 공구 보어는 있어야 할 필요로 하는 밸런싱 역량에 의존한다. 요구된 역량이 클수록 밸런싱 시스템을 위한 마운팅 보어(mounting bore)는 더 커져야 한다. 이러한 관점에서 예를 들어 50mm 이하인 공구 보어 직경은 선행기술에 따라 종래의 밸런싱 시스템을 공구 아버에 구성하는 데 더 이상 적합하지 않다.

특히 직경이 작은 다른 공구 아버를 사용하여 밸런싱 장치를 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들 내에 구성하는 것이 가능할 뿐만 아니라 공구 아버에 또는 그 주변에 밸런싱 장치를 정렬하는 것 때문에 발생할 수 있는 프로젝팅 단부(projecting edge)도 빠진다. 구성된 밸런싱 장치는 V 방향으로, 즉 공구의 회전축을 따라 공구 또는 공구 아버의 가능한 전환로(shift path)에 특히 영향을 주지 않는다. 무엇보다 여기에서 공구의 다른 위치가 V축 방향으로 전환하여 워크피스와 연결되므로 이것은 기어 제조 가공 또는 기어 연삭 가공에 유리하다. 마찬가지로 다수의 동일한 공구 또는 전환 이동을 통해 교대로 워크피스와 연결될 수 있는 연삭 휠 또는 연삭 워엄과 같은 공구 아버에 있는 다수의 다른 공구를 정렬하는 것이 가능하다. 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들 내 밸런싱 장치의 완벽한 구성은 최대 전환 이동(maximum shift movement)에 영향을 주지 않는다.

모터 스핀들 및/또는 카운터 스핀들의 밸런싱 장치는 이상적으로 완벽하게 또는 거의 완벽하게 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들의 하우징 내에 포함된다. 예를 들어 모터 스핀들의 밸런싱 장치는 회전자(rotor) 내에 정렬될 수 있고 반면 카운터 스핀들의 밸런싱 장치는 거기에서 지지받고 회전할 수 있는 스핀들 샤프트(spindle shaft) 내에 있다.

모터 스핀들 및/또는 카운터 스핀들의 밸런싱 장치는 각각 하나 이상의 밸런싱 웨이트를 포함할 수 있는데, 예를 들면 각 스핀들의 방사 방향으로 밸런싱 웨이트를 조절할 수 있으므로 측정된 진동에 따라 밸런싱 웨이트의 방사 위치 변경(radial displacement)을 통해 보상할 수 있다. 마찬가지로 한 실시예는 다수의 방사적으로 정렬된 액체 양이 다른 챔버(chamber)를 가지는 것이 가능하다. 스핀들의 균형 상태는 액체 챔버의 충진 레벨(filling level)의 조절된 차이에 따라 다를 수 있다.

밸런싱 장치의 대체 실시예는 밸런싱 장치/밸런싱 면에 대한 하나 이상의 밸런스 웨이트를 기초로 할 수 있으며 전자기계적으로 중간축(middle axis)을 중심으로 하나 이상의 모터를 통해 조절 가능하다. 그렇게 해서 양면 밸런싱 면에 있는 밸런싱이 실시될 수 있다.

특히 전방 스핀들 베어링 뒤 또는 밑에 있는 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들 내에 밸런싱 장치를 정렬하는 것이 바람직하다. 전방 스핀들 베어링은 공구 아버에 공간적으로 더 가깝게 정렬된 베어링과 상응한다.

어떠한 불규칙을 감지하기 위해 하나 이상의 진동 센서, 바람직하게 하나 이상의 가속도 센서(acceleration sensor)가 제공되며, 각각 밸런싱 면에 대해 진동 센서 하나, 모터 스핀들에 하나, 그리고 카운터 스핀들에 추가 진동 센서를 제공하는 것이 이상적이다. 진동 센서는 바람직하게는 기어 제조 가공 중의 진동의 기록을 수행하고 이상적으로 공구 아버, 수용된 공구 그리고 스핀들의 전체 시스템의 진동 기록을 수행한다. 진동 센서는 조절부와 바람직하게 통신할 수 있다. 조절부는 진동 신호로부터 밸런싱 시스템 설정을 위한 조절 펄스(control pulse)를 결정한다. 상기 조절 펄스는 접촉하지 않고 신호 전송기(signal transmitter)를 통해 밸런싱 장치로 전송된다.

하나 이상의 신호 전송기를 제공하여 불규칙 신호가 조절부 내에서 수정치(correction value)로 전환된 후에 조절부에서 결정된 수정 신호(correction signal)를 밸런싱 장치로 다시 전송할 수 있다. 예를 들어 신호 전송기는 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들의 후방 단부(rear end) 즉, 공구 아버의 반대편 단부에 정렬될 수 있다.

특히 가공헤드는 카운터 스핀들과 모터 스핀들 사이의 간격을 다양하게 설정할 수 있도록 설계될 수 있다. 그렇게 해서 가공헤드는 공구 길이가 달라도 이용 가능하여 공구 길이 또는 공구 아버 길이에 따라 다양하게 조절 가능하다. 밸런싱 장치가 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들 내에 포함되고 공구 아버 자체에 또는 그 내부에 붙지 않으므로 우선 이렇게 유연한 구성이 가능하다.

가공헤드 크기는 특히 매우 작은 연삭 휠 또는 작은 연삭 워엄에 맞다. 그렇게 작은 직경의 공구는 빠른 속도로 회전 시 작동하기에 바람직하다. 따라서 모터 스핀들은 8000 r.p.m 이상의 스핀들 속도에 맞게 설계되는 것이 바람직하다.

가공 헤드와 더불어 마찬가지로 본 발명은 본 발명 또는 본 발명의 이로운 실시예를 따라 하나 이상의 가공헤드를 활용하는 연삭 기어링을 위한 기어 제조기를 특징으로 한다. 기어 제조기는 결과적으로 본 발명에 따라 가공헤드와 동일한 이점과 특성을 특징으로 하기 때문에 여기에서 반복되는 발명의 설명은 생략한다.

기어 제조기는 가공 헤드의 하나 이상의 진동 센서와 신호 전송기 또는 그에 상응하는 평가 전자기기(evaluation electronics)와 통신상으로 접속될 수 있는 하나 이상의 조절부를 포함한다. 특히 상기 조절부는 진동 센서로부터 하나 이상의 진동 파라미터(vibration parameter)를 수신하고 수신된 진동 파라미터에 따라 모터 스핀들 및/또는 카운터 스핀들의 하나 이상의 밸런싱 장치에 대한 상응하는 조절값(adjustment value)을 발생시키는 데 적합하다. 마찬가지로 조절 파라미터는 진동 센서를 통해 감지되는 불균형을 보상하기 위해 모터 스핀들의 현재 스핀들 속도 및/또는 모터 스핀들/카운터 스핀들의 현재 각도 위치에 따라 발생되는 것이 이상적이다.

도 1은 종래 기술에 따른 가공 헤드;
도 2a는 본 발명에 따른 가공 헤드의 횡단면
도 2b는 작은 크기 연삭 공구를 가진 도 2a에 도시된 가공 헤드
도 3a은 대체 연삭 공구를 가진 본 발명에 따른 가공 헤드의 추가 도면
도 3b는 대체 공구 구성을 가진 본 발명에 따른 가공 헤드의 추가 도면
도 3c는 다른 연삭 휠을 가진 다중 하중의 공구 아버를 가진 발명에 따른 가공 헤드의 도면
도 4는 기어 제조기 내 가능한 프로젝팅 단부(projecting edge)를 설명하는 본 발명에 따른 가공 헤드의 추가 도면

시작하기 위해 선행기술의 종래 실시예를 도 1과 함께 다시 살펴볼 것이다. 도 1은 밸런싱 장치를 통해 연삭 워엄을 수용하기 위한 선행기술에 따른 기계의 연삭 헤드(grinding head)(10)를 보여준다. 해당 실시예에서는 연삭 워엄(70)의 경우, NC축(B1 축)으로 설계된 모터 스핀들(40)을 통해 공구의 구동이 발생한다. 상기 공구(70)는 공구 장착 인터페이스(tool mount interface)(50)를 통해 모터 스핀들(40)과 카운터 스핀들(30) 사이에 고정된다.

분리 진동 센서(separate vibration sensor)(65)는 각 스핀들, 모터 스핀들(40), 그리고 카운터 스핀들(30)에 구성되어 이를 통해 각 진동면(vibration plane)에 대한 신호가 기록된다. 기록된 진동 신호는 각도 위치 및 모터 스핀들의 속도와 관련된 데이터와 함께 제어부(NC)에서 평가되어 수정 값으로 전환되고 이어서 데이터 인터페이스(data interface)(60)를 통해 설정값으로서 공구 아버(75) 내 정렬된 양면 밸런싱 헤드(two-plane balancing head)(81, 82)로 전송된다.

본 실시예는 공구 보어의 크기가 밸런싱 장치(81, 82)를 포함하는 공구 아버를 수용하기에 충분하기 때문에 선행기술에 따라 넓은 공구(70)와 직경이 큰 워엄에(large worm diameter) 적합하다. 그러나 충돌하기 쉬운 워크피스가 가공되는 경우, 더 작은 직경의 연삭 워엄, 직경이 더 작은 연삭 휠 또는 둘의 결합체를 사용하도록 한다. 그런데 연삭 공구를 수용하기 위한 공구 아버(75)가 밸런싱 헤드(81, 82)를 수용하기 위해 필요한 최소 직경보다 더 작기 때문에 여기에서 시스템의 한계에 부딪힌다.

본 발명에 따른 가공 헤드는 도 2a에 도시된다. 연삭 휠(70)은 공구 아버(75)에 장착되고 마찬가지로 구동 모터(41)를 포함하는 모터 스핀들(40)과 카운터 스핀들(30) 사이에 있는 인터페이스를 통해 고정된다. 공구 길이 또는 아버(75)를 수용하는 공구의 길이에 따라 카운터 스핀들(30)은 그 위치에 상응하게 설정되어 V1 방향으로 이동하거나 위치가 변경된다. 공구 중심각(tool pivot angle)의 적응(adaptation)은 A1 축을 통해 발생한다. 따라서 공구 위치는 기어링의 나사각에 적용되고 추가적으로 워엄형(worm-type) 공구의 리이드 각(lead angle)에 적용된다. 기어 제조 가공 시, 공구와 워크피스(C1 축) 사이의 이상적인 위치 의존율(ideal positional dependency) 또는 가공된 잇흠(tooth space)은 품질과 관련하여 매우 중요하다. 이러한 이유로 NC축을 통해 서로에 대한 위치 방향으로 축 이동이 발생한다. 공구는 V1 축을 통해 워크피스 쪽으로 접선하며 이동할 수 있다(옮겨질 수 있다). 따라서 공구는 그 전체 너비 이상으로 활용될 수 있다. 단, 프로젝팅 컨투어(projecting contour)는 없다.

밸런싱 장치의 밸런싱 헤드(31, 32)는 모터 스핀들(40)의 하우징 그리고 카운터 스핀들(30)의 하우징 내에 있다. 특히 모터 스핀들(40)의 회전자(42) 그리고 카운터 스핀들(30)의 회전 가능한 샤프트(34) 내에 위치한다. 회전자(42)와 샤프트(34)는 각각 스핀들 베어링(23, 24)을 통해 각 하우징에서 지지된다. 모터 스핀들(40)과 카운터 스핀들(30)에 할당된 하나 이상의 진동 센서를 통해 진동 신호는 기록되어 기어제조기의 제어부로 전송된다. 그리고 나서 기록된 진동 신호는 제어부(NC)에서 각도 위치 및 모터 스핀들(40)의 속도와 관련된 데이터와 함께 평가되고 수정값으로 전환된 다음에 모터 스핀들(40)과 카운터 스핀들(30)에 정렬된 양면 밸런싱 헤드(31, 32)에 대한 데이터 인터페이스를 통해 설정값으로서 전송된다.

여기에서 사용된 공구 아버(75)에 대해, 공구 아버(75) 내 밸런싱 유닛(balancing unit)의 정렬은 여기에서 사용된 공구 아버 직경 때문에 문제가 되지 않는다. 반면 도 2b에 따른 공구 아버(75)의 사용과 관련해서는 상황이 다르다. 도 2b, 3a, 3b, 3c 그리고 4는 도 2a의 본 발명에 따르지만 다른 연삭 절차를 위해 다른 공구 아버(75)를 사용하는 가공 헤드를 도시한다.

외부 직경이 작은 연삭 워엄(71)은 도 2b에 도시된 상대적으로 더 작은 직경의 공구 아버(75)에 위치한다. 이러한 연삭 워엄(71)은 워엄 직경(71)이 워크피스에서의 충돌 컨투어(collision contour) 때문에 감소되어야 하는 경우에 사용된다. 그래서 상기 워크피스는 프로젝팅 컨투어에도 불구하고 접지를 발생시킬 수 있다. 이러한 직경 또는 훨씬 더 작은 직경의 공구 아버를 통해서는 무엇보다 충분한 밸런싱 역량이 여전히 제공되어야만 하는 경우 상응하는 밸런싱 유닛(balancing unit)에 대한 상기 아버(75) 내에 공간이 더 이상 없다. 도 3a에는 매우 작은 직경의 연삭 휠의 활용이 매우 작은 직경의 워크 피스, 특히 프로젝팅 컨투어를 포함하는 워크피스(90)의 기어 제조를 위해 빈번하게 사용되는 것과 같이 도시되어 있다. 마찬가지로 도 3b에 도시된 연삭 워엄(73)과 연삭 휠(72)의 결합 공구(combination tool)는 프로젝팅 컨투어를 가진 매우 작은 직경의 워크피스를 포함하는 워크피스(90) 가공을 수행한다. 이러한 경우 연삭 워엄(73)을 가지고 황삭 가공(rough machining)이 실시됨에 따라 연삭 휠(72)을 통해 각 잇흠의 개별 가공보다 상당히 더 빠르게 진행된다. 그 때 기어링에 대해 요구되는 품질, 무엇보다 잇줄(tooth trace)의 표면 거칠기(surface roughness)는 피니싱 휠(finishing wheel)(72) 또는 피니싱 휠 패키지를 통해 가공해 낸다.

도 3c에는 네 개의 분리된 연삭 휠(72)을 포함하는 공구 아버가 두 개의 기어링 시스템(two-gearing systems)과 함께 빈번하게 사용되는 것과 같이 도시되어 있다. 하나의 휠 쌍(one wheel pair)(72)은 각각 기어링 가공에 사용된다. 보통 황삭 휠(roughing wheel) 또는 피니싱 휠이다. 그러나 동일하게 휠 패키지, 이른바 다중 휠(multiple wheels) 사용은 가능하다.

도 4는 기타 기계 공구에 대한 기어 제조기의 특별한 특징을 나타낸다. 기어제조기와 워엄형 공구(worm-type tool)(71)를 통해 전체 공구(71)는 그 너비 이상으로 사용된다. 일단 워크피스가 가공되면 공구(71)는 전형적으로 V1 방향으로 특정 값에 따라 위치가 변경된다/옮겨진다. 이런 절차를 통해 공구(71)의 균일한 마모 또는 건조(dry generating) 시 균일한 공구 히팅(a uniform tool heating)이 가능해진다.

일부 사례에서 특별히 수정된 공구(71)는 워크피스(90)가 워크피스(90)에서 특정 기하학적 조건에 맞추기 위해 가공되는 동안 연삭 중에 대각선으로 이동한다. 특히 주변 공구 위치에서 주요 베어링과 카운터 스핀들(30)이 기어링의 나사각에 따라 추가적인 프로젝팅 컨투어로서 고려되어야 한다는 점에서 그런 상황이 도출된다. 두 위치(91)는 가능한 프로젝팅 컨투어가 면제되는 위치를 나타낸다. 그러므로 공구 아버의 안정성을 이유로 그러나 너무 길지 않게 특히 가는 공구(thin tool)(71, 72) 또는 가는 공구 아버(think toll arbor)(75)를 통한 충분한 안정성 확보가 필요하다. 아버 내 제어부와 밸런싱 유닛 간에 정보 데이터 교환을 위한 전송 유닛(transmission unit)은 선행기술에 따라 기계 내에 있는 것으로 알려진 것으로 여기에서 작은 공구와 워크피스 직경에 매우 지장을 주며 상응하는 구조 공간이 회전 전송(rotational transmission)을 위한 공구 아버를 중심으로 방사적으로 제공되어야 하기 때문에 허용되는 이동 범위를 한정한다.

Claims

하나 이상의 구동 모터 스핀들과
하나 이상의 카운터 스핀들을 포함하되,
하나 이상의 공구가 정렬된 공구 아버가 모터 스핀들과 카운터 스핀들 사이에 설치되는 기어 제조기의 가공 헤드에 있어서,
상기 가공 헤드는,
하나 이상의 밸런싱 장치가 구동 모터 스핀들 내부에 구비되고,
하나 이상의 밸런싱 장치가 카운터 스핀들 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
상기 구동 모터 스핀들 내부에 장착된 밸런싱 장치와 카운터 스핀들 내부에 장착된 밸런싱 장치는,
각각 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들의 하우징 내부에 구비되거나, 모터 스핀들의 회전자 또는 카운터 스핀들의 샤프트에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
상기 구동 모터 스핀들의 밸런싱 장치와 상기 카운터 스핀들의 밸런싱 장치 중 적어도 어느 하나는,
양면 밸런싱 장치인 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
상기 구동 모터 스핀들 내부에 장착된 밸런싱 장치와 카운터 스핀들 내부에 장착된 밸런싱 장치는,
각각 상기 구동 모터 스핀들 또는 상기 카운터 스핀들의 전방 스핀들 베어링의 뒤에 또는 아래에, 정렬되는 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
기어 제조 가공 동안의 진동을 기록하기 위해,
하나 이상의 진동 센서가 구동 모터 스핀들과 카운터 스핀들 중 적어도 어느 하나의 내에 구비되며,
하나 또는 복수의 진동센서가 기어 제조기의 제어부에 통신 가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제5항에 있어서,
상기 밸런싱 장치를 조정하기 위한 신호 전송기가 구비되며,
상기 신호 전송기는 모터 스핀들 또는 카운터 스핀들의 후방 단부에 정렬되는 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
카운터 스핀들과 모터 스핀들 사이의 간격은,
공구 길이 또는 공구 아버에 따라 다양하게 조정 가능한 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
공구는 상기 공구 아버에 수용 가능한 작은 직경을 가지며,
상기 공구는 작은 연삭 휠, 작은 연삭 워엄 또는 하나 이상의 연삭 워엄과 하나 이상의 연삭 휠 조합체 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
상기 구동 모터 스핀들은 8000 r.p.m 이상의 스핀들 속도로 작동 가능한 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항에 있어서,
상기 밸런싱 장치의 어떤 부품도 상기 공구 아버의 내부 또는 공구 아버에는 정렬되지 않는 것을 특징으로 하는 가공 헤드.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 가공 헤드를 포함하는, 기어장치 연마를 위한 기어 제조기.
제11항에 있어서,
상기 기어 제조기는 제어부를 포함하고,
상기 제어부를 통해 가공 헤드의 신호 전송기 또는 복수의 신호 전송기로부터 진동 파라미터를 수신하고,
연삭 공구의 불균형을 보상하기 위해, 수신된 진동 파라미터, 현재 스핀들 속도, 모터 스핀들의 각도 위치 중 적어도 어느 하나에 따라, 하나 이상의 밸런싱 장치에 대해 조정값을 발생시키는 것을 특징으로 하는 기어 제조기.