KR20140063567A

KR20140063567A - 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계 및 방법

Info

Publication number: KR20140063567A
Application number: KR1020147001174A
Authority: KR
Inventors: 가르세스 호르헤 이바라; 아리스티사발 이본 이리바르렌
Original assignee: 에체-따르 에세.아.
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2014-05-27
Also published as: US20150078852A1; CA2839497C; CN103781577B; EP2722119B1; CA2839497A1; KR101812694B1; CN103781577A; BR112013032505B1; RU2560478C2; RU2014101242A; MX335975B; MX2013014767A; SI2722119T1; WO2012172125A1; EP2722119A1; ES2555104T3; BR112013032505A2; US9539654B2

Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 동시에 가공하도록 구성된 제1 가공 모듈(1)과, 적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 동시에 가공하도록 구성된 제2 가공 모듈(2)과, 크랭크 샤프트를 가공하기 위하여 적어도 4개의 크랭크 샤프트 고정 위치(31, 32, 33, 34)를 갖는 지지 구조체(3)를 포함하는 기계에 관한 것이다. 상기 지지 구조체(3)는 가공 모듈 사이에 위치한다. 고정 위치(31, 32, 33, 34)는 고정 위치의 두 개의 칼럼(35, 36)에 배치되고, 칼럼 각각은 상이한 높이에 위치된 적어도 두 개의 고정 위치(31, 32, 33, 34)를 포함하고, 상기 지지 구조체(3)는 적어도 180도의 회전을 수행하기 위해 회전식으로 배치된다.

Description

크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계 및 방법{MACHINE AND METHOD FOR MACHINING ENDS OF CRANKSHAFTS}

본 발명은 공작 공구의 기술 분야에 포함되며, 보다 구체적으로는 크랭크 샤프트 예를 들어, 자동차용 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 기계에 관한 것이다.

자동차용, 예를 들어, 승용차용 크랭크 샤프트의 단부는 일반적으로 해당 작업을 수행하기 위해 특별하게 설계된 기계에서 가공된다. 예를 들어, 크랭크 샤프트는 두 개의 가공 모듈(각 가공 모듈은 일반적으로 각각의 크랭크 샤프트를 위한 공구 예를 들면, 다중-스핀들 헤드를 사용하여 복수의 크랭크 샤프트를 동시에 가공하도록 구성될 수 있음) 사이에 위치된 워크스테이션에 배치될 수 있고, 제1 가공 모듈이 크랭크 샤프트 중 한 단부(또는 여러 크랭크 샤프트들 중 한 단부)를 가공하고 다른 가공 모듈은 동시에 크랭크 샤프트 중 다른 단부(또는, 크랭크 샤프트들 중 다른 단부)를 가공한다.

높은 생산 속도와 기계의 효율적인 사용을 달성하기 위해서는, 높은 성능과 함께 작업 간의 최소 정지 시간(downtime)을 갖는 가공이 바람직하다. WO-A-2009/103825는 크랭크 샤프트를 가공하기 위하여 기계에서 작업 사이의 정지 시간의 감소를 어떻게 성취하는지의 예를 기술한다.

WO-A-2009/103825에서 기술된 바와 같이, 크랭크 샤프트는 두 개의 상이한 단부를 갖는 것이 일반적이고, 크랭크 샤프트의 제1 단부를 이후에는 "플랜지 단부(flange end)"라 칭하고, 제2 단부를 "포스트 단부(post end)"라 칭한다. 양 단부는 상이한 가공 작업을 필요로 하며, 따라서 상기 단부 중 하나를 가공하기 위해서는 마주하는 단부를 가공하는 것보다 더 많은 시간을 필요로 하는 것이 일반적이며, 플랜지 단부에 있어서는 WO-A-2009/103825에서 설명된 바와 같이, 포스트 단부보다 상당히 큰 가공 시간을 필요로 하는 것이 일반적이다. 본 명세서에서, 용어 "플랜지 단부(flange end)"와 "포스트 단부(post end)"는 그들이 크랭크 샤프트의 특정 디자인을 지칭하는 것처럼 제한적인 방식 해석되어서는 안 되며, 상이한 가공 작업을 필요로 하는 크랭크 샤프트의 두 단부 사이를 구별하기 위한 일반적인 방식으로 사용된다고 해석되어야 한다.

WO-A-2009/103825에서의 해결책은 두 개의 워크스테이션을 사용하는 것을 기초로 하고, 그 중 하나에서 크랭크 샤프트는 다른 하나의 크랭크 샤프트에 대해 반대로(즉, 180도로 "회전") 배치된다. 기술된 실시예에서, 상기 워크스테이션들은 두 개의 가공 모듈 베드플레이트(bedplate) 또는 가이드 사이에 위치되고, 그 위에서는 각각의 가공 모듈이 움직인다. 따라서 제1 가공 모듈은 제1 워크스테이션의 크랭크 샤프트의 플랜지 단부를 가공할 수 있고, 그리고 제2 워크스테이션 내의 크랭크 샤프트의 포스트 단부를 가공하기 위해 제2 워크스테이션에 대하여 측방향으로 이동하게 된다. 반대 방식으로, 제2 가공 모듈은 제1 워크스테이션 내의 크랭크 샤프트의 포스트 단부를 가공함에 의해 시작될 수 있고, 그리고 상기 제2 워크스테이션에 위치된 크랭크 샤프트의 플랜지 단부를 가공하기 위해 제2 워크스테이션으로 이동하게 된다. 따라서, 플랜지 단부를 가공하기 위한 시간이 시간 X를 필요로 하고, 포스트 단부를 가공하기 위한 시간이 시간 Y(이것은 시간 X보다 상당히 작은 예를 들면, 시간 X의 1/4이 될 수 있는 많은 시간이 될 수 있다)를 필요로 하면, 제1 가공 모듈은 대략 X + Y 시간(이동 시간 등은 계산하지 않음) 후에 양 워크스테이션에서 가공 작업을 마칠 수 있고, 제2 가공 모듈은 Y + X 시간 후에 양 워크스테이션에서 가공 작업을 마칠 수 있다. 다시 말해, 사이클 시간이 대략 X + Y 가 될 수 있고(이동, 적재 및 하역 등으로 인한 지연된 시간은 계산하지 않음), 이 시간 중에 양 가공 모듈은 그들 중 어느 것도 그 가공 작업을 완료하기 위해 다른 모듈을 위한 상당한 시간을 기다리지 않는, 완전한 성능이 될 수 있다. 따라서, 더욱 짧은 사이클 시간과 기계의 양호한 이용이 이루어진다.

그럼에도 불구하고, 그리고, WO-A-2009/103825에서 기술된 기계 및 방법이 많은 측면에서 만족스러운 작업을 할 수 있는 사실에도 불구하고, 그들은 여러 제한 사항을 가질 수 있다. 예를 들어, 이것은 두 개의 워크스테이션에서, 그리고 동일한 적재 및 하역 포인트 또는 스테이션에서 적재 및 하역을 수행하기 어려울 수 있다. 다른 가능한 제한사항은 가공 모듈 중 하나에서 고장이 발생한 경우에, 기계는 크랭크 샤프트의 양단부를 가공하는 것을 허용하지 않는다는 것이다. 또 다른 가능한 제한사항은 추가적인 가공 모듈 또는 공구 헤드의 변경 없이는, 공구-헤드와 크랭크 샤프트 사이에서 결정된 작업 각도를 요구하는(예를 들어, 키웨이(keyway) 또는 경량화를 위한 구멍을 가공하는 것), 어떤 가공 작업을 수행하기가 어렵다는 것이다.

본 발명의 제1 양태는 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계에 관한 것으로서,

적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 동시에 가공하도록 구성된 제1 가공 모듈(즉, 제1 모듈은 예를 들어, 두 개 이상의 크랭크 샤프트 또는 더 구체적으로는, 상기 크랭크 샤프트의 각각의 단부를 동시에 가공하기 위한 각각의 공구를 갖는 두 개의 스핀들 또는 다중-스핀들 헤드를 포함할 수 있음);

적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 동시에 가공하도록 구성된 제2 가공 모듈(즉, 제2 모듈은 예를 들어, 두 개 이상의 크랭크 샤프트 또는 더 구체적으로는, 상기 크랭크 샤프트의 각각의 단부를 동시에 가공하기 위한 각각의 공구를 갖는 두 개의 스핀들 또는 다중-스핀들 헤드를 또한 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 가공 모듈은 동일하고 서로 마주하게 배치될 수 있음); 및

크랭크 샤프트를 지지하기 위한 지지 구조체로서, 적어도 4개의 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 적어도 4개의 크랭크 샤프트 고정 위치를 포함하고, 제1 가공 모듈이 상기 복수의 크랭크 샤프트의 제1 단부를 가공하고 동시에 제2 가공 모듈이 상기 복수의 크랭크 샤프트의 제2 단부를 가공하도록(이것은 양 모듈이 항시 동일한 크랭크 샤프트에서 작업하는 것을 의미하는 것이 아니며, WO-A-2009/103825에서 기술된 기계에서 행해지는 것과 다소 유사한 방식으로, 그들 중 하나는 포스트 단부에서 작업할 수 있고 다른 하나는 플랜지 단부에서 작업할 수 있으며, 하나는 다른 것이 종료되기 전에 종료되어서 다른 크랭크 샤프트를 가공하기 시작할 수 있다는 것을 의미함), 상기 제1 가공 모듈과 제2 가공 모듈 사이에 위치하는, 지지 구조체를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 적어도 4 개의 고정 위치는 고정 위치의 두 개의 칼럼에 배치되고, 칼럼 각각은 상이한 높이에 위치된 적어도 두 개의 고정 위치를 포함하고, 이들 고정 위치는 두 개의 칼럼에서 피가공 크랭크 샤프트를 위치시키기 위한 것이며, 또한 칼럼 각각은 상이한 위치에 배치된 적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 포함한다. 따라서, 각각의 가공 모듈은 상기 칼럼 중 제1 칼럼에서 각각의 크랭크 샤프트의 단부를 먼저 가공하고, 그리고 나서 다른 칼럼의 각각의 크랭크 샤프트의 단부를 가공한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 지지 구조체는 적어도 180도의 회전을 수행할 수 있게 회전식으로 배치된다.

따라서 여러 효과가 얻어질 수 있다.

하나의 효과는, 상기 가공 모듈 중 하나가 작동을 중지하는 경우, 다른 모듈이 각각의 크랭크 샤프트의 양 단부를 가공할 수 있고, 하나의 단부를 먼저 가공하고, 다음에 지지 구조체가 180도 회전한 후에 크랭크 샤프트의 다른 단부도 가공하는 것이다.

다른 장점은 180도 미만의 회전, 예를 들면, 20도 내지 70도(예를 들면, 30도, 45도, 또는 60도) 또는 (대략적으로) 90도로 회전함에 의해, 불가능하였던 또는 어려웠던 가공 작업이 본래 위치에서 수행될 수 있다는 것이다. 이것은 추가적인 가공 헤드를 구비할 필요 및/또는 공구-헤드의 변경 없이, 특별하거나 복잡한 가공 작업을 수행할 가능성을 증가시킨다.

다른 장점은, WO-A-2009/103825에서 기술된 것과 같은 기계와 비교할 때, 모든 크랭크 샤프트가 지지 구조체를 180도 회전시킴에 의해 단일의 적재 및 하역 스테이션에서 지지 구조체에 적재되고 지지 구조체로부터 하역될 수 있고, 이것에 의해 크랭크 샤프트의 두 개의 칼럼 모두가 적재 및 하역 스테이션 또는 위치에 선택적으로 놓일 수 있게 된다. 이것은 여러 경우에 장점이 될 수 있다.

지지 구조체는, 지지 구조체가 예를 들어 제1 작업 위치 즉, "비-회전된" 위치에 있을 때에, 고정 위치의 칼럼 중 하나에 배치되는 피가공 크랭크 샤프트는 플랜지 단부가 제1 가공 모듈을 향하게 하고 포스트 단부가 제2 가공 모듈을 향하게 해서 배치되고, 이와 함께 다른 칼럼에서도 마찬가지로, 그 다른 칼럼에 배치되는 피가공 크랭크 샤프트는 포스트 단부가 제1 가공 모듈을 향하게 하고 플랜지 단부가 제2 가공 모듈을 향하게 해서 배치되도록, 구성될 수 있다. 다시 말해, 상기 칼럼 중 하나의 크랭크 샤프트를 다른 칼럼의 크랭크 샤프트와 반대로 배치하는 것이 가능하고, 따라서, 사이클 시간의 최적화 및 가공 기계의 이용이 성취되며, WO-A-2009/103825에서 발생된 것과 유사한 방식으로, 사이클 시간은(적재/하역 및 이동 시간을 위해 필요한 추가적인 시간을 계산하지 않음) 플랜지 단부를 가공하는 데 필요한 시간과 포스트 단부를 가공하는 데 필요한 시간을 더한 것에 실질적으로 도달할 수 있다. 이 시간은 두 개의 플랜지 단부를 연속하여 가공하는 데 필요하였던 시간보다 실질적으로 작게 될 수 있다.

기계는 또한 제1 가이드 및 제2 가이드를 포함할 수 있고, 제1 가공 모듈은 상기 제1 가이드에 의해 안내되어 측방향으로 이동하도록 배치되고 제2 가공 모듈은 상기 제2 가이드에 의해 안내되어 측방향으로 이동하도록 배치되어, 지지 구조체를 회전시킬 필요 없이, 상기 제1 가공 모듈 및 상기 제2 가공 모듈 중 각각은 상기 칼럼 중 제1 칼럼에서 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 작업 위치와, 상기 칼럼 중 다른 칼럼에서 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 다른 작업 위치 사이에서 측방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 작업 모듈이 상기 칼럼 중 하나에 배치된 크랭크 샤프트의 플랜지 단부를 가공하는 것이 끝나면, 이것은 상기 다른 칼럼에 위치된 크랭크 샤프트의 포스트 단부를 가공하기 위해서, 다른 칼럼을 향해, 또는 그 반대로, 측방향으로 이동될 수 있다. 따라서 짧은 사이클 시간이 성취될 수 있다. 용어 "안내"는 일반적으로, 측방향 이동에서 대응하는 가공 모듈을 안내하는 임의의 구조를 포함하는 것으로서 이해되어야 한다.

가공 모듈 또는 이들과 통합되는 적어도 공구 또는 공구-헤드는 삼차원으로, 즉, 측방향으로(예를 들어, 축 X를 따라) 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 전방 또는 후방으로도(예를 들어, 축 Z를 따라) 이동할 수 있고, 높이 방향으로도(예를 들어, 축 Y를 따라) 이동할 수 있다.

각 가공 모듈은 수직으로 분포되어 있는, 즉 대응하는 칼럼에서 상이한 높이에 위치되어 있는 복수의 크랭크 샤프트를 동시에 가공할 수 있게 수직으로 분포된 복수의 공구(또는 스핀들, 또는 스핀들 헤드)를 포함할 수 있다.

지지 구조체는 제1 작업 위치와 제2 작업 위치를 선택적으로 취하도록 구성될 수 있으며, 상기 제2 작업 위치는 상기 제1 작업 위치에 대하여 대략 90도의 각도로 회전된다.

대안적으로 또는 부가적으로, 지지 구조체는 제1 작업 위치(또는 상기 제1 작업 위치)와 제3 작업 위치를 선택적으로 취하도록 구성될 수 있으며, 상기 제3 작업 위치는 상기 제1 작업 위치에 대하여 20도 내지 70도의 각도로 회전된다.

따라서, 지지 구조체를 회전시킴으로써, 상이한 작업 각도에서의 가공이 성취될 수 있고, 이것은 가공의 융통성을 증가시키고 부가적인 가공 모듈의 공구-헤드의 변경 및/또는 사용을 위한 필요를 감소시킨다. 기계는 프로그램된 작업 순서에 따라, 예를 들어, 포스트 단부 내의 키웨이 및/또는 조명 구멍의 가공을 수행하기 위해, 상이한 작업 위치들 사이에서 지지 구조체를 회전시키도록 프로그램된 제어 유닛을 포함한다.

이 지지 구조체는 수직 축에 대하여 회전하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제2 양태는 상술한 바와 같은 기계로 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은

지지 구조체의 고정 위치에 피가공 크랭크 샤프트를 놓는 단계와,

상기 크랭크 샤프트의 제1 부분의 플랜지 단부와 상기 크랭크 샤프트의 제2 부분의 포스트 단부를 제1 가공 모듈로 가공하는 단계와,

상기 크랭크 샤프트의 상기 제2 부분의 플랜지 단부와 상기 크랭크 샤프트의 상기 제1 부분의 포스트 단부를 제2 가공 모듈로 가공하는 단계와,

상기 지지 구조체로부터 가공된 크랭크 샤프트를 하역하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법은 또한 크랭크 샤프트의 상기 제1 부분의 지지 구조체로부터의 하역과 상기 크랭크 샤프트의 제2 부분의 지지 구조체로부터의 하역 사이에서 180도의 회전을 수행하는 단계도 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 하나 그리고 동일한 워크스테이션이 모든 크랭크 샤프트를 하역하는 데 사용될 수 있고, 동일한 워크스테이션이 피가공 크랭크 샤프트의 적재에 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 방법은, 지지 구조체를 가지고, 제1 가공 단계와 제2 가공 단계 사이에서 90도보다 작은 적어도 한 번의 회전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 회전은 예를 들어 90도일 수 있다. 상기 제1 가공 단계는 메인 가공 단계일 수 있고, 상기 제2 가공 단계는 예를 들어 크랭크 샤프트의 포스트 단부에 키웨이를 가공하는 것에 대응할 수 있다. 이 경우, 90도의 회전은 적당하게 여러 번 수행될 수 있다.

이 회전은 또한 20도 내지 70도 사이의 회전일 수 있다. 상기 제1 가공 단계는 메인 가공 단계일 수 있고, 상기 제2 가공 단계는 예를 들어, 경량화를 위한 구멍 가공에 대응할 수 있다. 이 경우, 20도 내지 70도, 예를 들어, 50도 또는 60도의 회전이 적당할 수 있다.

설명을 보완하고, 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 특징을 더욱 잘 이해할 수 있게 할 목적으로, 한 세트의 도면이 명세서의 일체 부분으로서 첨부되며, 도면은 예시적이며 비한정적인 특성으로 도시된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 기계의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 4는 도 1에서 표시된 단면 "IV"에서 취한 정면도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 기계로 용이하게 수행될 수 있는 가공 작업을 필요로 하는 크랭크 샤프트의 예를 도시한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 기계의 가능한 실시예를 도시하는 것으로, 이 기계는, 컴퓨터(200)(도 1 내지 3에 개략적으로 도시됨)를 포함하는 제어 시스템에 의해 제어되고, 각기 구동 수단(41, 45)에 의해 구동되는 제1 가이드(4)와 제2 가이드(5)를 따라 측방향으로 이동하도록 배치된, 제1 가공 모듈(1)과 제2 가공 모듈(2)을 갖는다. 이 가이드들은 종래와 같이, 가이드 레일 등을 포함할 수 있다. 이들 부재들은 종래기술에 공지되어 있어, 더 설명이 필요하지 않다.

한편, 기계는, 종래의 것일 수 있고 컴퓨터(200)에 의해 제어될 수 있는 구동 수단(38)에 의해 구동되는, 수직 축에 대하여 회전하는 타워 형태인 지지 구조체(3)를 포함한다. 도 1 내지 도 3에서는, 크랭크 샤프트(100)가 두 개의 칼럼에 어떻게 위치하는지를 상부로부터 관찰할 수 있다(각 칼럼의 상부 크랭크 샤프트만이 보임). 각각의 칼럼은 상이한 높이에 위치된 두 개의 크랭크 샤프트를 포함할 수 있다.

도 1의 단면 "IV"를 따라 취한 정면도인 도 4에서는, 지지 구조체(3)가 상기 두 개의 칼럼(35, 36)에 분포된 4개의 고정 위치(31, 32, 33, 34)를 한정하는 고정 수단(이것은 종래의 것으로 구성할 수 있음)을 어떻게 포함하는지를, 즉 제1 칼럼(35)이 서로 중첩하고 있는 두 개의 크랭크 샤프트를 고정하기 위한 고정 위치(31, 32)를 포함하는 것과, 제2 칼럼(36)이 서로 중첩하고 있는 두 개의 크랭크 샤프트를 고정하기 위해 구성된 고정 위치(33, 34)를 포함하는 것을 관찰할 수 있다. 이 경우에, 각각의 가공 모듈(1, 2)은, 하나의 공구가 상기 고정 위치 중 하나에 위치된 크랭크 샤프트에서 작동하고 다른 공구가 다른 크랭크 샤프트에서 작동하게 되도록, 상이한 높이에 위치되며 두 개의 공구를 구동시키도록 구성된 적어도 하나의 스핀들을 포함한다. 공구 수납부(60)가 또한 도 4에서 개략적으로 관찰될 수 있고, 이 공구 수납부는 수행될 특정 작업에 따라, 예를 들면, 피가공 크랭크 샤프트의 형태에 따라, 가공 모듈에 연결될 수 있는 공구(6)를 포함한다.

도 1로 돌아가서, 이 도면은 제1 작업 위치에 있는 기계를 도시하며, 여기서 크랭크 샤프트는, 가공 모듈이 가이드를 따라 측방향으로 이동할 때, 이들이 칼럼(35, 36) 중 하나에 위치된 크랭크 샤프트와 선택적으로 작동하거나 또는 칼럼 중 다른 하나에 위치된 크랭크 샤프트와 선택적으로 작동하도록, 가이드(4, 5)에 대하여 실질적으로 수직으로 연장하는 방향으로 배향된다. 이러한 작동 위치에서, 대부분의 가공 작업이 수행될 수 있다.

개략적으로 기술한 바와 같이, 칼럼 중 하나에 있는 크랭크 샤프트(100)는 플랜지 단부(101)가 제1 가공 모듈(1)을 향하고 포스트 단부(102)가 제2 가공 모듈(2)을 향하게 배치되고, 반면, 다른 칼럼에 있는 크랭크 샤프트는 플랜지 단부(101)가 제2 가공 모듈(2)을 향하고 포스트 단부(102)가 제1 가공 모듈(1)을 향하게 배치된다.

따라서, 작동시에, 도 1에서 관찰된 위치로부터 시작하여, 제1 가공 모듈(1)은 크랭크 샤프트의 칼럼 중 하나의 플랜지 단부(101)를 가공하기 시작할 수 있고, 제2 가공 모듈(2)은 동일한 크랭크 샤프트의 포스트 단부(102)를 가공하기 시작할 수 있다. 포스트 단부(102)의 가공이 플랜지 단부(101)의 가공보다 시간이 덜 들기 때문에, 제2 가공 모듈(2)은 제1 가공 모듈(1)이 플랜지 단부(101)의 가공을 끝마치기 전에, 포스트 단부(102)의 가공을 끝마친다. 제2 가공 모듈(2)이 크랭크 샤프트의 포스트 단부(102)를 가공하자마자, 모듈은 크랭크 샤프트의 다른 칼럼과 마주하게 놓이도록 측방향으로 이동하고, 거기서 거기에 고정된 크랭크 샤프트의 플랜지 단부(101)를 가공하기 시작한다. 제1 가공 모듈이 제1 칼럼의 크랭크 샤프트의 플랜지 단부(101)의 가공을 끝마치면, 모듈은 또한 제2 칼럼으로 이동하여 크랭크 샤프트의 포스트 단부를 가공하기 시작한다. 양 가공 모듈이 플랜지와 포스트를 모두 가공하면, 작업은 동시에 끝마치게 된다. 이어서, 적재 및 하역 위치(7)에서, 남아 있는 가공된 크랭크 샤프트를 하역하고 새로운 피가공 크랭크 샤프트를 적재하기 위해, 지지 구조체(3)가 180도로 회전을 수행할 수 있도록, 칼럼 중 하나의 가공된 크랭크 샤프트는 하역될 수 있고, 새로운 피가공 크랭크 샤프트가 적재될 수 있다.

논리적으로, 이것은 기계가 작동하는 방법의 일례에 불과하다.

많은 가공 작업이 도 1에서 도시된 제1 작업 위치에서 수행될 수 있지만, 가공 모듈에서 공구-헤드 변경을 수행하지 않거나(이것은 사이클 시간을 느리게 할 수 있음), 부가적인 가공 모듈을 사용하지 않고는, 이 위치에서는 수행하기가 어려운 다른 작업이 있을 수 있다.

예를 들어, 일부 크랭크 샤프트에 있어서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 포스트 단부(102)에 키웨이(103)를 가공할 필요가 있을 수 있다. 이 작업은 매우 정교함을 필요로 한다. 제1 가공 모듈 및 제2 가공 모듈에서 부가적인 가공 모듈 및 공구-헤드 변경의 필요 없이 이러한 키웨이를 제조하기 위해서는, 도 1에 도시된 제1 작업 위치에 대하여 크랭크 샤프트의 배향을 변경시킬 필요가 있거나 또는 변경시키는 것이 실제적일 수 있다. 이것을 위해, 지지 구조체는 도 2에 도시된 제2 작업 위치에 도달하기 위해, 상기 제1 작업 위치에 대하여 90도로 회전될 수 있고, 여기서 키웨이는 제1 가공 모듈과 제2 가공 모듈로 가공될 수 있다(도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 하나의 모듈은 칼럼 중 하나에 있는 크랭크 샤프트에 대해서 작동하고, 다른 하나의 모듈은 칼럼 중 다른 하나에 있는 크랭크 샤프트에 대해서 작동함).

반면에, 일부 크랭크 샤프트에 있어서는, 크랭크 샤프트의 경량화를 위해서 크랭크 핀 영역에 구멍(104)을 형성하는 것이 필요하거나 또는 바람직할 수 있다. 이 작업은 또한 제1 작업 위치에서 수행하기가 어려울 수 있다. 본 발명의 기계에 의하면, 제1 작업 위치에서 예를 들어 50도 내지 70도의 회전이 수행될 수 있어, 도 3에 도시된 제3 작업 위치에 도달될 수 있다. 이 위치에서, 크랭크 샤프트의 칼럼 중 하나에 있어서는 제1 가공 모듈(1)을 이용하여 구멍(104)을 형성하고 다른 칼럼의 크랭크 샤프트에는 제2 가공 모듈을 이용하여 구멍(104)을 형성할 수 있다.

이들은 본 발명에 따른 기계로 실행될 수 있는 작업의 예에 불과하다.

이 명세서에서, 용어 "포함" 과 그 변형(예를 들어, "포함하는" 등)은 배타적으로 해석되어서는 안 되는데, 다시 말하자면 상기 용어들이 다른 부재, 단계 등을 포함하여 기술되는 가능성을 배제하지 않는다.

한편, 본 발명은 설명된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니고, 오히려, 예를 들어, 청구범위로부터 유추되는 것 내에서 본 기술에 통상의 지식을 가진 자에 의해 수행될 수 있는 변형(예를 들어, 재료, 치수, 구성 요소, 구성 등의 선택과 관련한 변형)을 포함한다.

1, 2: 가공 모듈지지 구조
3: 지지 구조체
4, 5: 가공 모듈의 측방향 이동을 위한 가이드
6: 공작 기계
31, 32, 33, 34: 크랭크 샤프트 고정 위치
35, 36: 크랭크 샤프트 고정 위치의 칼럼
38: 지지 구조체의 구동 수단
60: 공구 수납부
41, 51: 가공 모듈의 측방향 이동을 위한 구동 수단
100: 크랭크 샤프트
101: 플랜지 단부
102: 포스트 단부
103: 키웨이
104: 경량화 구멍
200: 제어 컴퓨터

Claims

크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계로서,
적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 동시에 가공하도록 구성된 제1 가공 모듈(1)과,
적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 동시에 가공하도록 구성된 제2 가공 모듈(2)과,
크랭크 샤프트를 지지하기 위한 지지 구조체(3)로서, 적어도 4개의 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 적어도 4개의 크랭크 샤프트 고정 위치(31, 32, 33, 34)를 포함하고, 제1 가공 모듈이 상기 복수의 크랭크 샤프트의 제1 단부를 가공하고 동시에 제2 가공 모듈이 상기 복수의 크랭크 샤프트의 제2 단부를 가공하도록, 상기 제1 가공 모듈과 제2 가공 모듈 사이에 위치하는, 지지 구조체(3)를 포함하는,
크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계에 있어서,
상기 적어도 4 개의 고정 위치(31, 32, 33, 34)는 고정 위치의 두 개의 칼럼(35, 36)에 배치되고, 칼럼 각각은 상이한 높이에 위치된 적어도 두 개의 고정 위치(31, 32, 33, 34)를 포함하고, 이들 고정 위치는 두 개의 칼럼에서 피가공 크랭크 샤프트를 위치시키기 위한 것이고, 또한 칼럼 각각은 상이한 위치에 배치된 적어도 두 개의 크랭크 샤프트를 포함하고,
상기 지지 구조체(3)는 적어도 180도의 회전을 수행하기 위해, 회전식으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제1항에 있어서,
상기 지지 구조체는,
고정 위치의 칼럼 중 하나에 배치되는 피가공 크랭크 샤프트는 플랜지 단부(101)가 제1 가공 모듈(1)을 향하게 하고 포스트 단부(102)가 제2 가공 모듈(2)을 향하게 해서 배치되고, 이와 함께 다른 칼럼에서도 마찬가지로, 그 다른 칼럼에 배치되는 피가공 크랭크 샤프트는 포스트 단부(102)가 제1 가공 모듈(1)을 향하게 하고 플랜지 단부(101)가 제2 가공 모듈(2)을 향하게 해서 배치되도록 구성되는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 가이드(4) 및 제2 가이드(5)를 더 포함하며, 상기 제1 가공 모듈(1) 및 상기 제2 가공 모듈(2) 중 각각의 모듈은 상기 칼럼(35, 36) 중 제1 칼럼에서 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 작업 위치와, 상기 칼럼(36, 35) 중 다른 칼럼에서 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 다른 작업 위치 사이에서 측방향으로 이동될 수 있도록, 상기 제1 가공 모듈(1)은 상기 제1 가이드(4)에 의해 안내되어 측방향으로 이동하도록 배치되고 제2 가공 모듈(2)은 상기 제2 가이드(5)에 의해 안내되어 측방향으로 이동하도록 배치되는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각의 가공 모듈은 수직으로 분포되어 있는 복수의 크랭크 샤프트를 동시에 가공할 수 있게 수직으로 분포된 복수의 공구(6)를 포함하는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 구조체(3)는 제1 작업 위치(도 1)와 제2 작업 위치를 선택적으로 취하도록 구성되고, 상기 제2 작업 위치(도 2)는 상기 제1 작업 위치에 대하여 대략 90도의 각도로 회전되는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 구조체(3)는 제1 작업 위치(도 1)와 제3 작업 위치(도 3)를 선택적으로 취하도록 구성되고, 상기 제3 작업 위치는 상기 제1 작업 위치에 대하여 20도 내지 70도의 각도로 회전되는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제5항에 있어서,
상기 지지 구조체(3)는 제3 작업 위치(도 3)를 취하도록 구성되고, 상기 제3 작업 위치는 상기 제1 작업 위치에 대하여 20도 내지 70도의 각도로 회전되는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 구조체(3)는 수직 축에 대하여 회전하도록 구성되는, 크랭크 샤프트의 단면을 가공하기 위한 기계.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 기계로 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 방법으로서,
지지 구조체(3)의 고정 위치(31, 32, 33, 34)에 피가공 크랭크 샤프트(100)를 놓는 단계와,
상기 크랭크 샤프트의 제1 부분의 플랜지 단부(101)와 상기 크랭크 샤프트의 제2 부분의 포스트 단부(102)를 제1 가공 모듈(1)로 가공하는 단계와,
상기 크랭크 샤프트의 상기 제2 부분의 플랜지 단부(101)와 상기 크랭크 샤프트의 상기 제1 부분의 포스트 단부(102)를 제2 가공 모듈(2)로 가공하는 단계와,
상기 지지 구조체(3)로부터 가공된 크랭크 샤프트(100)를 하역하는 단계를 포함하는, 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 방법.
제9항에 있어서,
크랭크 샤프트의 상기 제1 부분의 지지 구조체(3)로부터의 하역과 상기 크랭크 샤프트의 제2 부분의 지지 구조체로부터의 하역 사이에서 180도의 회전을 수행하는 단계를 더 포함하는, 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,
지지 구조체(3)를 가지고, 제1 가공 단계와 제2 가공 단계 사이에서 90도보다 작은 적어도 한 번의 회전을 수행하는 단계를 더 포함하는, 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 방법.
제11항에 있어서,
상기 회전은 90도 회전인, 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 방법.
제11항에 있어서,
상기 회전은 20도 내지 70도 회전인, 크랭크 샤프트를 가공하기 위한 방법.