KR20080022114A - A method for mechanical machining, in particular for drilling and turning light alloy wheels, and a mechanical machining installation operating according to this method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기계적인 가공을 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 독립 청구항의 전제부에 따른, 경합금 휘일들을 드릴 가공하고 선삭하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 주제는 상기 언급된 방법에 따라서 작용하는 기계 가공 설비에 관한 것이기도 하다. The present invention relates to a method for mechanical machining, and more particularly to a method for drilling and turning light alloy wheels, according to the preamble of the independent claim. The subject matter of the present invention also relates to a machining facility operating according to the above-mentioned method.
본 발명은 배타적인 것은 아니지만, 특히 알루미늄 합금과 같은 경합금의 차량 휘일(wheel)의 제조를 위해 제공된 기계 가공 작용의 특정한 기술 분야에 속한다. 본 발명은, 실질적으로 축 대칭적인 기하학적 형상(예를 들면, 휘일, 브레이크 디스크 등)을 특징으로 하는, 다른 유형의 기계적인 부품들의 기계적 가공에 마찬가지로 적용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.The invention is not exclusive, but belongs to a particular technical field of machining operations provided for the production of vehicle wheels of light alloys, in particular aluminum alloys. It is to be understood that the present invention can likewise be applied to the mechanical processing of other types of mechanical parts, characterized by substantially axially symmetrical geometries (eg wheels, brake discs, etc.).
이러한 특정의 분야에서, 반가공된(semi-finished) 휘일의 주조물은, 칩(chips)들의 제거, 주로 드릴 가공 및 선삭(turning)에 의한 기계 가공의 주기(cycle)를 겪게 되는데, 반가공된 부분은 우선 적절한 작업물 고정구에 적절하게 센터링(centering)되고 클램프된다. In this particular field, castings of semi-finished wheels undergo a cycle of machining by removal of chips, primarily by drilling and turning. The part is first properly centered and clamped to a suitable workpiece fixture.
통상적으로, 경합금 휘일의 제조를 위한 기계적인 가공의 산업 분야는 각각의 개별적인 휘일을 가공하기 위한 상당히 짧은 주기의 회수(times)들과 함께 많은 생산량을 특징으로 하여, 그것을 고도의 생산성을 필요로 하는 대량 생산 분야에 적용하게 한다. Typically, the industrial sector of mechanical processing for the production of light alloy wheels is characterized by high yields with fairly short cycles of time for processing each individual wheel, which requires high productivity. Applicable to mass production.
더욱이, 오늘날에 있어서, 시장의 발전과 세계화를 고려하여, 특히 생산량의 변화 및 부분의 특성들의 변화에 관련된, 시장에서 부과되는 요건들 및 수요에 즉각적으로 그리고 효과적으로 대응하고 기계 가공 및 공구 작용의 회수 및 비용을 최적화시키는 것과 동시에, 제조 라인에 공급된 각각의 개별 부분을 인식하고 그것에 가장 적절한 작업 주기를 적용할 수 있는 장치들을 가지고, 부분들(휘일들)이 (치수, 유형, 기하학적 형태등에 관하여) 거의 무작위적인 시퀀스로 기계 가공 센터들에 공급될 수 있는 제조 라인을 공급하는 것이 주 목적에 포함되도록 상당한 제조상의 융통성이 필요하다. Moreover, in today's world, taking into account the development and globalization of the market, it is possible to respond promptly and effectively to the requirements and demands imposed in the market, especially with regard to changes in production and changes in the characteristics of the sector, and to recover machining and tooling And devices that are capable of optimizing the cost and at the same time recognizing each individual part supplied to the manufacturing line and applying the most appropriate working cycle to it, the parts (wheels) having a (dimensional, type, geometric Substantial manufacturing flexibility is required to include a manufacturing line that can be supplied to machining centers in an almost random sequence.
시장에서 부과된 이러한 대응 속도 및 융통성과 동시에 발생되는 다른 요건들은, 경제적이고 신속하게 그리고 효과적으로 생산 주기를 변경시킬 수 있도록 하는 것이며, 이것은 생산 라인에 그러한 수준으로 개입할 수 있는 숙련된 노동력을 이용하는 것이 보다 어려운 경우에서조차 그러하다. Another requirement that coincides with this response speed and flexibility imposed by the market is the ability to change production cycles economically, quickly and effectively, which means using skilled labor to intervene at that level in the production line. Even in more difficult cases.
이러한 것에 더하여, 오늘날에는 휘일의 균형을 맞추는 차후의 교정 작용에 대한 필요성을 제거할 수 없다면 감소시킬 목적으로, 경합금 휘일들의 제조에서 치수 및 형상의 보다 높은 레벨의 정확성을 획득하여야 하는 다른 요청이 있는데, 이 모두는 유독성이 있다는 점과 부수적으로 폐기하는 것이 곤란하다는 점이 잘 알려진 납(lead)과 같이, 전통적으로 균형화 작업에서 이용되는 재료의 이용을 극적으로 감소시킬 수 있게 한다. In addition to this, there is now another request to obtain a higher level of accuracy of dimensions and shapes in the manufacture of light alloy wheels for the purpose of reducing, if not possible, the need for subsequent corrective action to balance the wheels. All of this leads to a dramatic reduction in the use of materials traditionally used in balancing operations, such as lead, which is both well known to be toxic and difficult to incidentally dispose of.
따라서 본 발명의 주 목적은 상기에 언급된 요건들을 충족시키도록 설계된, 특히 경합금 휘일들을 드릴 가공하고 선삭하기 위한, 기계 가공을 위한 방법 및 설비를 이용할 수 있게 하는 것이다. The main object of the present invention is therefore to make available a method and apparatus for machining which are designed to meet the above mentioned requirements, in particular for drilling and turning light alloy wheels.
다음의 설명으로부터 명백해질 상기의 목적 및 다른 목적들은 첨부된 청구항에 따라서 수행되는 기계적인 가공을 위한 방법 및 설비에 의하여 본 발명에 따라 달성된다. The above and other objects, which will become apparent from the following description, are achieved according to the invention by a method and a plant for mechanical processing carried out in accordance with the appended claims.
본 발명의 특징들 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 설명된 구현예의 바람직한 실례에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred examples of the embodiments described as non-limiting examples with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 기계 가공 방법에서 주된 단계들에 대한 블록 다이아그램이다.1 is a block diagram of the main steps in a machining method according to the invention.
도 2 는 본 발명에 따른 방법의 기계 가공 단계에서 휘일의 축방향 부분의 개략적인 도면이다.2 is a schematic view of the axial part of the wheel in the machining step of the method according to the invention.
도 2a 는 화살표 A 로 표시된 도 2 에 대한 상세도의 확대도이다.FIG. 2A is an enlarged view of the detailed view of FIG. 2 indicated by arrow A. FIG.
도 3 은 도 2에서 안착 및 센터링 장치의 상부로부터 도시한 개략적인 평면 도이다.3 is a schematic plan view from the top of the seating and centering device in FIG. 2;
도 4 및 도 5 는 도 2 및 도 3 의 기계 가공 단계에서 휘일의 축방향 단면에 대한 개략적인 도면이다.4 and 5 are schematic views of the axial cross section of the wheel in the machining step of FIGS. 2 and 3;
도 6 은 본 발명에 기재된 기계 가공 방법의 다른 단계에서 휘일의 확대된 부분에 대한 부분적인 단면도이다.6 is a partial cross-sectional view of an enlarged portion of a wheel at another stage of the machining method described herein.
도 7 은 도 1 의 단계들에 따른 기계적인 가공 작용을 위한 설비에 대한 개략적인 도면이다. FIG. 7 is a schematic diagram of a plant for mechanical machining action according to the steps of FIG.
우선 도 1을 참조하면, 도시된 블록 다이아그램은 본 발명에 따라서 수행되는 경합금 휘일의 기계적인 가공, 특히 드릴링 및 선삭을 위한 방법에서의 주된 단계들의 시퀀스를 나타낸다.Referring first to FIG. 1, the block diagram depicted represents a sequence of major steps in the method for mechanical machining, in particular drilling and turning, of light alloy wheels performed according to the invention.
발명의 상세한 설명에서, 전체적으로 도면 번호 1 로 표시되고 도면에서 개략적으로 도시된, 반 가공된 휘일의 기계적인 가공을 참조하게 될 것이며, 상기 휘일은 주조 공정에 의해서 획득된 것으로서, 기계적인 가공 라인(line)에 공급되어 그곳에서 본 발명이 제시하는 방법의 주제인, 드릴링, 선삭 및 표면 피니싱(surface finishing)의 주된 기계 가공 작업들이 수행된다. In the description of the invention, reference will be made to the mechanical processing of semi-finished wheels, generally designated by
도면 번호 10 으로 표시된 본 발명의 방법의 제 1 단계에서, 휘일(1)에 대하여 인식 과정을 겪는 준비가 이루어지는데, 여기에서는 검출 수단(예를 들면 텔레비전 카메라 또는 그와 유사한 것을 가지는 비젼 수단)의 이용을 통하여, 또는 감지 수단(feeler means)을 이용하여, 예를 들면 높이 및/또는 의미 있는 직경들과 같은 휘일의 기하학적 형상에 대한 일부 주요한 특성들이 인식되고, 추가적으로 또는 대안으로서, 주조 과정에서 획득된 기하학적 형태나 또는 스타일에 대한 일부 파라미터들이 인식된다. 일단 이러한 특징들이 검출되면, 이들은 처리 유니트에 의해서 적절한 데이터뱅크(databank)내에 저장된 파라미터들과 비교되는데, 데이터뱅크 안에는 휘일 각각의 개별적이고 상세한 유형에 관하여 대응하는 기계 가공(machiing) 및 공구 이용(tooling)의 회수 및 주기들에 대한 정보가 미리 입력되어 있다. 자동 인식 단계에 의하여, 반 가공된 휘일들의 일회분(batches) 또는 단일 부분들이 실질적으로 무작위의 시퀀스로 기계 가공 라인으로 공급될 수 있게 되는 결과를 가져오는데, 이는 일단 모든 정보가 수신되면, 휘일이 적절하게 인식되는 경우에 기계 가공의 센터(machining center)가 특정한 유형의 휘일을 기계 가공하기 위해 자동적으로 제공될 수 있기 때문이다. 이것은 기계 가공 라인을 특별히 융통성이 있게 하여, 전체적으로 높은 생산성을 달성한다. In a first step of the method of the invention, denoted by
도면 번호 20 으로 표시된 방법의 제 2 단계에서, 밸브 구멍의 차후 형성을 위해서 휘일(1)의 제 1 의 최초 배향을 위한 준비가 이루어지는데, 밸브 구멍의 위치는 휘일의 기하학적 형태와 상호 관련되고, 특히 중앙의 허브(3)로부터 반경 방향으로 연장된 휘일의 전방 부분(2)의 형태와 상호 관련된다 (따라서 밸브 구멍의 위치는 허브로부터 반경 방향으로 연장된 스포크(spokes)의 크기와 수에 따른다). In a second step of the method indicated by
도면 번호 30 으로 표시된 기계 가공 방법의 차후 단계에서, 휘일(1)은 적절한 수단에 의하여 수행되는 안착 및 센터링 작용을 겪게됨으로써, 센터링(centering)이 이루어진 휘일은 다음에 제공된 기계 가공 단계에서, 특히 차후의 드릴링 단계에서 잠금 상태가 될 수 있다. In a subsequent step of the machining method, denoted by
예비적인 안착 단계에서, 모두 도면 번호 4 로 표시된, 평면도상의 둥근 부채꼴 부분의 형태를 가지는 6 개의 요소들을 포함하는 안착 장치를 이용하는 준비가 이루어지는데, 이들은 서로 동일 평면상에 있고 각도상으로 규칙적인 피치(pitch)로 이격되어 있다. 상기 부채꼴 부분들은 R 로 표시된 반경 방향을 따라서 개별의 슬라이드(5)상에서 안내되는데, 이들은 반경 방향(R)에 대하여 수직으로 연장되는 공통의 중앙 축(Z)에서 교차한다. 각각의 부채꼴 부분(4)은, 부채꼴 부분(4)을 향하는 위치에 배치된 휘일의 전방 부분(2)의 표면의 대응 부분들과 안착 접촉될 수 있는 표면(4a)을 가진다. 부채꼴 부분(4)상에 휘일이 표면 접촉되기 때문에, 실질적으로 고리형으로 전개된 표면 부위에서 안착이 얻어진다. 안착된 표면은 거친 주조 표면이고 특히 이전에 수행된 열처리에 기인한 왜곡을 받기 때문에, 부채꼴 부분(4)의 고리형 표면상의 안착은 이러한 왜곡이 평균적으로 될 수 있게 하여, 차후의 센터링 작업을 위한 기초로서 이용되는 중간 안착 평면을 결정한다. 개별의 반경 방향(R)을 따라서 움직일 수 있게 안내되는 부채꼴 부분(4)들의 제공 때문에, 미리 정해진 범위의 값으로 변화되는, 상이한 직경들을 가진 휘일들에 대한 적절한 표면 안착을 보장할 수 있다. 예를 들어, 안착용 부채꼴 부분(4)이 안내되는데, 그 작업은 수치 제어하에 있게 된다. 일반적으로, 상이한 유형 및 크기를 가진 휘일들이 상이한 공구 이용에 대한 필요성 없이 같은 안착 장치상에 수용될 수 있기 때문에 작업 융통성이 크게 되는 결과를 가져온다. In a preliminary seating step, preparations are made using a seating device comprising six elements, all in the form of rounded flat parts on the top view, all indicated by the
도 3 에 있어서, 실선과 점선들은 상이한 직경을 가진 한쌍의 휘일들에 대한 가장 적절한 안착을 제공하는 부채꼴 부분(4)의 2 개의 별개의 위치 선정 구성을 나타내도록 이용된다. In Fig. 3, the solid and dashed lines are used to represent two separate positioning arrangements of the
제 1 그룹의 3 개의 부채꼴 부분(4)(명확성을 위해서, 도 3 에서는 4'로 표시됨)은, 휘일의 중심이 잡히는 위치에 도달하기 위하여, 대응하는 반경 방향(R)을 따라서 휘일과의 측방향 접촉이 있을 때까지, 특히 휘일의 전방 부분(2)으로부터 원주상으로 돌출한 휘일 가장자리(2a)와 측방향 접촉이 있을 때까지, 움직일 수 있다. 3 개의 나머지 부채꼴 부분(4)들은 예를 들면 안착 기능만을 제공하며, 그 어떤 경우에도 휘일 가장자리(2a)로부터 거리를 두고 있는 반경상의 위치들에 도달할 수 있다. 안착 이후에, 휘일을 센터링시키는 단계는 상이한 방법들을 이용하여 위에서 설명되었던 것의 대안으로서 수행될 수 있다. 예를 들면, 센터링 수단은 3 개 요소의 자체 센터링 유형 또는 전자 감지기들이 이용될 수 있는데, 이들은 도면에서 X 로 표시된 휘일의 주된 기하학적 축에 근접하여 위치된 휘일 표면의 개별 지점들과 접촉하게 된다. 센터링은 외측 표면(도 4에서 직경(D1))에서 수행될 수 있거나, 또는 중심 허브(3)(도 4에서 직경(D2))에서 연장된 중심 부분 또는 코어(5)에서 수행될 수 있거나, 또는 주조 과정에서 얻은 것으로서 휘일을 차량에 연결하도록 의도된 다듬지 않은(rough) 구멍(6)(도 6에서 직경(D3))상에서 수행될 수 있다. 대안으로서, 센터링 직경(D4)이 표면 링(surface ring, 7)상에서 형성될 수 있는데, 이러한 표면 링은 특히 주조 과정을 위해 제공되어 그로부터 얻어진 것으로서 기계 가공에 의해 차후에 제거되도록 의도된 것이다 (도 5). The three
직경(D4)은 미리 정해진 범위의 값들 내에서 유형 또는 치수들이 상이한 일 정 범위의 휘일들을 위한 표준 직경으로서 선택될 수 있으며, 따라서 센터링은 실질적으로 기계 가공되는 유형 및 크기와 독립적이다. The diameter D4 can be selected as a standard diameter for a range of wheels that differ in type or dimensions within a predetermined range of values, so the centering is substantially independent of the type and size being machined.
도면 번호 4b 는 잠금 브래킷(locking braket)을 나타내는데, 이것은 개별의 부채꼴 부분(4)과 일체형이고 일단 중심 위치에 도달하면 부분을 잠그기 위해서 설치된 것이다. 일단 센터링이 수행되어 휘일(1)이 센터링 위치에 잠겼다면, 방법은 드릴링의 기계적인 기계 가공 단계(40)를 제공하는데, 여기에서 휘일을 차량에 고정시키기 위한 구멍(6)들이 휘일의 허브(3)에서 획득된다.
이러한 단계에서, 휘일의 최대 외측 직경(De)에 근접한 휘일 직경(D1)에 위치한 (그리고 서로로부터 120°의 각도로 배치된) 3 개의 표면(8)(도 6)을 밀링 가공(milling)함으로써 기계 가공이 이루어지는 것이 유리하다. 특히, 3 개 표면(8)들 각각은, 차후의 기계 가공 작업을 위하여 작업-유지 장치에서 휘일을 안착시키기 위한 표면 부분(8a) 및 센터링 수단과 접촉되도록 의도된 표면 부분(8b)을 가진다. 또한 도 6 에 도시된 바와 같이 전방 표면 구획부(8c)의 국부화된 기계 가공을 위한 준비가 이루어질 수 있다. 이들 표면(8)들은 휘일을 차량에 부착하기 위한 구멍을 드릴 가공하는 것과 같은 때에 기계 가공되기 때문에, 이들은 전기한 단계(30)에서 획득된 센터링의 정확성과 상호 관련된 높은 치수 정확성을 특징으로 한다. 더욱이, 위에서 설명된 안착 및 센터링의 예비적인 단계 때문에, 표면(8a)(그리고 만약 제공되었다면 표면(8c))들은 휘일의 중간 안착 평면에 평행하고, 선삭의 단계에서 표면을 이용하는 것은 매우 정확한 휘일의 균형을 얻을 수 있게 한다. In this step, by milling three surfaces 8 (FIG. 6) located at the wheel diameter D1 close to the maximum outer diameter De of the wheel (and arranged at an angle of 120 ° from each other). It is advantageous for the machining to take place. In particular, each of the three
본 발명의 다른 단계(50)에서, 휘일(1)상에 선삭(turning)이 수행되는 것이 이루어지는데, 특히 휘일을 타이어와 맞추도록 배치된 실린더형 벽(9)에 대한 선삭이 수행된다. In another
이러한 단계에서, 높은 센터링 정확도를 보장하고 결과적으로 감지될 수 있는 휘일의 낮은 불균형을 보장하기 위하여, 센터링 수단은 고정 접촉 표면(8)과 접촉하게 된다. In this step, the centering means comes into contact with the
각각 드릴링 가공 및 선삭인, 기계 가공 단계(40,50)는 위에서 설명된 것에 대하여 반대의 순서로 배치될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. It should be understood that the machining steps 40, 50, which are drilling and turning, respectively, may be arranged in the reverse order to that described above.
도 7을 참조하면, 도면 번호 100 은 이전에 설명된 바와 같은 본 발명에 기재된 방법에 따른 기계적인 가공을 위한 설비를 전체적으로 단지 개략적으로 나타낸다. Referring to FIG. 7,
설비(100)는 입구 스테이션(101a)과 출구 스테이션(101b) 사이에 연장된, 반 가공된 휘일(1)의 운반 및 이송을 위한 라인(line, 101)을 포함한다. The
스테이션(101a)을 따라서 더욱, 설비는 기계 가공 방법의 단계(10) 및 단계(20)에 따른 휘일의 인식 및 배향을 위해 배치된 작업 부위(102)를 포함한다. Further along the station 101a, the installation includes a
도면 번호(103)는 드릴 가공을 위한 기계 가공 센터를 나타내는데, 여기에서 휘일(1)은 센터링의 단계(30) 및 드릴 가공의 단계(40)를 겪게 된다. 드릴 가공 센터(103)로부터 더 따라가면, 선삭을 위한 기계 가공 센터(104)가 제공되는데, 그에 대하여 휘일(1)은 선삭에 대응하는 단계(50)가 수행되도록 이송되고, 선삭의 끝에서 휘일들은 배출 스테이션(101b)으로 이동한다.
따라서 본 발명은 제안된 목적을 달성하여, 공지의 해법들과 비교하여 나타낸 장점들을 제공한다. The present invention thus achieves the proposed object and provides the advantages presented in comparison with known solutions.
공급되는 부품들의 일회분(batch)의 크기 및 휘일들의 유형과는 독립적으로, 반 가공된 휘일들이 무작위적인 시퀀스로 기계적인 가공 라인에 공급될 수 있다는 사실 때문에, 본 발명에 따른 방법으로 획득될 수 있는 주목할만한 융통성에 주된 장점이 있다. Independent of the size of the batch of parts to be fed and the type of wheels, due to the fact that semi-machined wheels can be supplied to the mechanical processing line in a random sequence, it can be obtained by the method according to the invention. There is a major advantage to noteworthy flexibility.
다른 장점은 본 발명에 기재된 방법으로써 획득되는 센터링의 정확성인데, 이것은 차후의 휠 균형 작용에 대한 필요성을 결과적으로 상당히 감소시키는 것과 함께, 기계 가공 작용 이후에 휘일에서 특히 작은 정도의 휘일 불균형만이 얻어질 수 있게 한다.Another advantage is the accuracy of the centering obtained by the method described in the present invention, which results in significantly reducing the need for subsequent wheel balancing action, with only a particularly small degree of wheel imbalance in the wheel after the machining action. To lose.
또 다른 장점은 본 발명에 기재된 방법 및 설비가 기계 가공 센터들을 재정비하는데 숙련된 인원에 의한 개입을 필요로 하지 않도록 설계되었다는 것이다. Another advantage is that the methods and facilities described herein are designed so that they do not require intervention by skilled personnel to refurbish machining centers.
다른 장점은 자동 공구 매가진이 장비된 기계들과 함께 본 발명에 의해 개시된 방법을 이용하여, 예정된 유지 관리 및 고장의 경우를 제외하고 설비를 정지시키지 않으면서 중단없이 작업할 수 있다는 점이다. Another advantage is that, with machines equipped with automatic tool magazines, the method disclosed by the present invention enables working without interruption without stopping the facility except in the event of scheduled maintenance and failures.
본 발명은 자동차의 휘일과 같은 부분에 대한 기계적인 가공에서 이용될 수 있다. The invention can be used in mechanical machining of parts such as wheels of automobiles.
Claims (16)
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KR1020077030015A KR20080022114A (en) | 2007-12-21 | 2005-06-22 | A method for mechanical machining, in particular for drilling and turning light alloy wheels, and a mechanical machining installation operating according to this method |
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KR1020077030015A KR20080022114A (en) | 2007-12-21 | 2005-06-22 | A method for mechanical machining, in particular for drilling and turning light alloy wheels, and a mechanical machining installation operating according to this method |
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2005
- 2005-06-22 KR KR1020077030015A patent/KR20080022114A/en not_active Application Discontinuation
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