KR20170094248A

KR20170094248A - 중심 공작물 영역을 지지 및 측정하기 위한 측정 스테디 레스트, 이 측정 스테디 레스트를 갖는 연삭기, 및 중심 공작물 영역을 지지 및 측정하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20170094248A
Application number: KR1020177017407A
Authority: KR
Inventors: 에르빈 융커
Original assignee: 에르빈 융커 마쉬넨파브리크 게엠베하
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-08-17
Also published as: WO2016091864A1; EP3230008A1; RU2017123046A3; JP2017537805A; CN107000160B; JP6689275B2; US20170368657A1; RU2017123046A; RU2702186C2; KR102542333B1; US10537971B2; EP3230008B1; DE102014225295A1; BR112017011575A2; ES2702024T3; BR112017011575B1; CN107000160A

Abstract

본 발명은, 샤프트 파트, 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역, 특히 베어링 포인트를 지지하기 위한 장치, 및 샤프트 파트의 가공 전에 및/또는 가공 중에 공작물 영역의 측정을 직접 조종하기 위한, 스테디 레스트에 일체화된 측정 장치를 갖는 측정 스테디 레스트에 관한 것이다. 측정 스테디 레스트는 프리즘의 형태로 설계되는 것이 바람직하고, 측정 장치는 프리즘의 측부 플랭크들간에서 프리즘의 바닥에 배치된다. 본 발명은 또한, 이러한 측정 스테디 레스트를 포함하는 연삭기, 및 이러한 측정 스테디 레스트를 포함하는 연삭기 상의 중심 공작물 영역을 지지 및 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

중심 공작물 영역을 지지 및 측정하기 위한 측정 스테디 레스트, 이 측정 스테디 레스트를 갖는 연삭기, 및 중심 공작물 영역을 지지 및 측정하기 위한 방법{MEASURING STEADY REST FOR SUPPORTING AND MEASURING CENTRAL WORKPIECE REGIONS, GRINDING MACHINE WITH SUCH A MEASURING STEADY REST, AND METHOD FOR SUPPORTING AND MEASURING CENTRAL WORKPIECE REGIONS}

본 발명은, 샤프트 파트, 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역, 특히 베어링 포인트를 지지 및 측정하기 위한 측정 스테디 레스트; 이러한 측정 스테디 레스트를 갖고 특히 크랭크샤프트 상의 적어도 중심 공작물 영역을 연삭하기 위한 연삭기; 및 이러한 연삭기 상에 이러한 측정 스테디 레스트를 갖고 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역을 지지 및 측정하는 방법에 관한 것이다.

특히 크랭크샤프트 상의 중심 및/또는 편심 공작물 영역, 특히 베어링 포인트를 가공하는 동안 중심 공작물 영역을 지지하기 위한 스테디 레스트가 공지되어 있다. 이러한 스테디 레스트는, 가능한 한 연삭할 공작물을 변형시키지 않거나 최소한으로 해서 그라인딩력을 도입하는 방식으로 연삭 동안, 소위 비교적 연질의 공작물, 예를 들면 크랭크샤프트를 추가적으로 지지하는 역할을 한다. 그에 따라, 특히, 장척의 크랭크샤프트의 경우, 이러한 크랭크샤프트의 복수의 메인 베어링에서, 또는 다른 샤프트 파트와 함께, 그 길이 방향 연장에 걸쳐 가능한 한 복수의 포인트에서 가능한 한 연삭력이 분산되도록, 도입된 그라인딩력을 받기 위해 연삭 중에 이러한 스테디 레스트를 조정할 필요가 생긴다. 제조 프로세스의 효율성을 최적화하고자 하는 노력으로, 현재 가공할 중심 샤프트 섹션을 적어도 부분적으로 시간-병렬적으로 연삭하는 하나 이상의 연삭 디스크를 사용하는 것이 동반되고 있다. 따라서, 제한된 공간으로 인해, 복수의 스테디 레스트의 사용은, 공간면에서 연삭 디스크(들) 또는 스테디 레스트와 충돌하지 않고 또 다른 측정 장치의 설치를 어렵게 한다. 이와 관련해서 연삭 중에 측정이 취해져야 할 경우 제공된 하나의 솔루션은 연삭 프로세스를 중단한 다음 현재 달성된 직경을 측정하는 것이다. 이것은 실제 프로세스 중의 측정을 구성하는 게 아니다. 종종 OBOTECH Systems Inc사의 스테디 레스트가 크랭크샤프트를 연삭하기 위한 연삭기에서 사용된다. 이러한 공지된 스테디 레스트는 통상 3개의 죠를 갖고, 이 죠에는 베어링 포인트에 적용에서 통상 PCD(다결정 다이아몬드) 코팅 또는 CBN(입방정 질화붕소) 코팅을 갖는다. 3개의 죠를 갖고 있는 스테디 레스트는, 말하자면, 지지할 각 베어링 포인트가 "클램핑(clamping)"된다는 점에서 이점이 있다. 따라서, 공작물은 제 위치에 자체-센터링 방식으로 클램핑되고, 죠는 공작물 센터 방향으로, 즉 각각의 중심 공작물 섹션의 직경에 대해 중심으로 전진된다. 개별 스테디 레스트 죠들의 움직임은 영구적이며 기계적으로 커플링되어 비교적 복잡한 기계 시스템으로 되게 된다. 그러나, 이러한 스테디 레스트는, 가공할 베어링 포인트가 이미 비교적 잘 사전 가공되어 스테디 레스트가 신뢰성 있게 맞닿아 지지할 수 있는 경우에만 사용되는 것으로 이해된다. 따라서 상술한 이유로 인해 연삭 프로세스 동안 스테디 레스트를 추적하는 것은 제조 중에 부담이 되고 어렵다. 공지된 스테디 레스트의 3개의 죠의 영구적인 기계적 커플링은, 이송 동안 상대적으로 상당한 힘을 받을 필요가 있어, 지지할 베어링 포인트에 뚜렷한 궤적 자국이 남게 될 수 있다. 지지부가 선택적으로 사전에 PCD-코팅되는 소위 2점 스테디 레스트는 CNC축선에서 이송된다. 2개의 별개의 CNC 축을 사용하면 이러한 스테디 레스트의 구조가 복잡해지며 이에 따라 그 비용도 증가하게 된다. 이러한 공지된 2점 스테디 레스트의 2개의 지지 포인트 및/또는 지지 영역은 통상 서로 직각으로 배치되고, 이러한 하나의 스테디 레스트는 통상 연삭 디스크의 반대쪽에 배치되어 연삭력을 흡수할 수 있다.

US 6,257,972 B1에서와 같이, 2개의 지지 포인트가 포지티브 제어로 배치되는 스테디 레스트가 이미 공지되어 있다. 공지의 스테디 레스트의 2개의 지지 포인트는 반대의 제3 지지 포인트에 대향해 지지된다. 개별 스테디 레스트 지지 요소는 정지 수단에 의해 체결되거나 마무리 연삭되는 베어링에 설치된다. 스테디 레스트 위치의 연삭 동안 스테디 레스트의 추적은 의도되지 않으며 가능하지도 않다.

DE 10 2011 015 205 B3에는 또한, 서로에 대해 고정적으로 배치된 2개의 지지부를 갖는 2점 스테디 레스트가 개시되어 있다. 이러한 공지의 스테디 레스트는 공작물을 수평 및 수직으로 지지하는 데 사용되며, 공작물에 대해 조정 가능한 2개의 지지 부재가 서로 옆 방향으로 이격되어 배치되어 있다. 이러한 공지의 스테디 레스트는 적용이 제한될 뿐이며, 특히 오늘날의 많은 적용에서, 특히 달성 가능한 실제 실행 정확도와 관련해서 아무래도 사용이 적절하지 않게 된다. 이들 공지의 스테디 레스트는, 상대적으로 큰 공간 요건으로 인해, 새로운 공작물을 로딩 및 언로딩하기 위한 목적뿐만 아니라 측정 목적을 위해, 후퇴(retract)될 필요가 통상 있다. 통상 측정할 공작물 영역에 대해 피벗되는 별개의 측정 장치들은, 이동 부재가 필요해 측정 결과가 추가적으로 부정확하게 된다. 또한, 이러한 장치로는 실제 프로세스 중의 측정이 거의 불가능하다.

이것은, 측정/가공할 공작물 영역의 길이 방향에서 원통형에서의 편차가 존재하거나 또는 그러한 부정확성을 정확하게 측정하고자 할 경우 특히 문제가 되며, 이는, 이들 경우에, 길이 방향에서 서로 인접하는 복수의 평면에서 측정할 컴포넌트 또는 측정할 공작물 영역을 측정 장치가 측정해야 하기 때문이다. 샤프트 파트 및 특히 크랭크샤프트 상의 베어링 포인트의 연삭의 경우, 예를 들면 Marposs S.p.A.사 또는 JENOPTIK Industrial Metrology German GmbH사의 측정 장치가 종종 사용된다.

DE 694 13 041 T2에는, 선형 크기를 제어하기 위한 Marposs S.p.A.사의 측정 센서가 또한 개시되어 있다. 이 측정 장치는 구멍의 내경 및 외경을 측정하는 데 사용할 수 있다. 이 목적을 위해 구형(spherical) 소자 형태의 가동 센서가 마련되며, 추가 요소에 의해 굴절이 구형 소자에 전해진다. 이 공지된 측정 장치에 있어서, 구형 소자는 소자가 비스듬한 방향으로 움직일 수 있는 맞닿음면과 접촉하고, 맞닿음면은 그 단면이 오목하고, 이 오목부는 구형 소자용 시트로서 기능하여 비스듬한 방향으로 안내한다.

또한 Marposs S.p.A.사에 의해 출원된 DE 33 36 072 C2에는, 선형 치수를 측정하기 위한 감지 장치가 기재되어 있다. 여기에서도, 측정할 정삭된 측정 공작물 영역의 길이 방향 축선에 수직인 일 평면에서 내부 치수뿐만 아니라 외부 치수를 측정하기 위한 공지의 감지 헤드로 측정이 행해진다. 그러나, 중심 공작물 섹션의 길이 방향에서 형상 편차 또는 프로파일링을 측정하는 것에 대한 기재는 없다.

또한, Jenoptik사의 "MOVOLINE In-Prozess-Messtechnik" 설명서에는, 원형도를 제어하기 위해 이러한 측정 장치를 선택적으로 사용하는 것뿐만 아니라, 측정된 공작물 파라미터에 의거하여 연삭 프로세스를 적응적으로 제어하기 위해 가공 중에 이들 치수를 연속적으로 측정하는 것을 포함하는, 피가공 공작물 영역을 측정하기 위한 프로세스 중의 측정 기술을 설명하고 있다(측정 시스템 DF500 또는 DF700, 15페이지 참조). 이 공지의 측정 시스템에서, 외경을 판정하기 위해 프로세스 중의 측정의 맥락에서 2개의 측정 헤드로 작업하는 것에 대한 설명도 있다. 형상 치수는 복잡한 연삭 또는 연삭 프로세스 단계 후에 측정되지만 적응적 제어에 사용되지 않는 경우에도, 이러한 측정 시스템은 역시 추가적인 공간을 필요로 하며, 크랭크샤프트 등의 매우 복잡한 컴포넌트를 위한 연삭기의 한정된 범위에만 있다.

또한, 이미 공지된 측정이 지지할 공작물에 대해 행해질 수 있는 스테디 레스트가 알려져 있다. DE 102 09 371 A1에서는, 측정 시스템이 스테디 레스트의 실제 지지 포인트로부터 떨어져 대향해 배치되는 고속 센터링 스테디 레스트가 개시되어 있고, 이 측정 시스템에 의해 지지된 공작물 영역을 간접적으로 측정할 수 있는 것이 의도되어 있다. 그러나, 이것은, 스테디 레스트가 공작물의 표면에 배치된 후의 센터링으로 인해, 각 스핀들 슬리브의 측정 시스템을 먼저 영도 또는 베이스 레벨로 고정할 필요가 있다.

또한, DE 690 883 T2에서는, 원격 측정을 갖는 스테디 레스트가 개시되어 있다. 공지된 스테디 레스트는 3개의 죠가 자기 센터링 작용을 갖게 해, 스테디 레스트의 각각의 죠는 링크를 통해 작업체에 연결되어, 그 길이 방향의 변위가 결과적으로 지지된 공작물 영역의 실제 측정 결과를 형성하게 한다. 이에 따라, 여기서도 역시, 이것은, 지지된 공작물 영역이 간접 측정되게 하며, 이 정확도는 많은 중간 이동 부재에 의해 제한되게 된다. 특히 오늘날 제조되는 많은 공작물에서 최고 정확도를 추구할 경우, 원격 측정을 갖는 이러한 공지의 스테디 레스트에 의한 프로세스 중의 측정의 사용에서는 우선 무엇보다도 한계가 있게 된다.

특히 크랭크샤프트의 연삭을 갖는 모든 공지의 추가적인 시스템, 즉 바람직하게는 연삭 전 또는 연삭 중에 측정하기 위한 시스템 등의 추가로 지지하기 위한 시스템, 즉 스테디 레스트는, 통상 추가적인 측정 장치를 요하거나 불연속적으로 측정을 행할 수 있다. 공지의 스테디 레스트에서, 실제 측정은 간접적으로만 실현될 수 있어, 측정 정확도의 손실을 내포한다.

본 발명은, 추가적인 설치 공간을 필요로 하지 않고 중심 공작물 영역이 정밀하게 측정될 수 있고, 신뢰성 있는 프로세스 중(즉, 측정을 행하기 위해 실제 연삭 프로세스를 중단할 필요가 없는)의 측정이 가능한, 중심 공작물 영역을 신뢰성 있고 동적으로 지지하는 스테디 레스트를 제공하는 과제를 다룬다. 또한, 이러한 스테디 레스트를 포함하는 연삭기, 및 이러한 스테디 레스트를 갖는 연삭기에서의 중심 샤프트 파트를 지지 및 측정하는 방법이 제공된다.

이 과제는 청구항 1에 따른 특징을 갖는 측정 스테디 레스트, 청구항 6에 따른 특징을 갖는 연삭기, 및 청구항 14에 따른 특징을 갖는 방법에 의해 해결된다. 이점이 있는 진전이 각각의 종속 청구항에서 정의된다.

이하, "중심 베어링 포인트"라는 용어의 사용은, 중심부일지라도 반드시 공작물 또는 샤프트 파트 상의 베어링 포인트일 필요는 없는 중심 공작물 영역을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 유사하게, "샤프트 파트"라는 용어는 중심 공작물 영역을 갖는 공작물을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 종래의 지지용 장치에 추가해서, 샤프트 파트, 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역, 특히 베어링 포인트에의 직접적인 전진 및 측정을 위한 장치가 내부에 일체화된 스테디 레스트가 제공된다. 이러한 스테디 레스트를 이하에서 측정 스테디 레스트라고 한다. 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트는, 공작물 영역을 직접적으로 및 바람직하게는 동시에 측정하는 일체형 측정 장치로, 샤프트 파트의 가공 전 및/또는 가공 동안, 샤프트 파트, 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역, 특히 베어링 포인트를 지지하는 장치를 갖는다. 여기에서 "직접 측정"이라는 용어는, 측정 스테디 레스트의 지지 영역에 위치된 측정 장치가 측정할 중심 공작물 영역의 표면과 직접 접촉한다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 측정 스테디 레스트는, 한편으로는 스테디 레스트에 의해 지지되는 가공할 공작물 영역을 측정하는 것이 측정 장치용 가공 툴에 어떠한 추가적인 공간도 요하지 않아, 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트를 사용함으로써 놀랍게도 기계에서 공간을 잃지 않고 가공하는 공작물 영역을 지지할 뿐만 아니라 심지어 측정하는 것도 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트에서 가능해진다. 다른 한편으로, 이것은, 가공할 샤프트 파트의 직접 측정을 통해 신뢰성 있는 높은 정확도를 달성하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 중심 및/또는 편심 공작물 영역 또는 심지어 샤프트 파트의 다른 영역의 가공 전에 및/또는 가공 중에 중심 공작물 영역을 지지 및 측정하기 위한 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트는, 측정 스테디 레스트가 연삭하기 위해 후퇴 위치로부터 벗어나 공작물 영역을 지지하기 위해 공작물 영역 상의 지지 위치로 가져올 수 있도록 구성된다. 측정 스테디 레스트는, 바람직하게는 공작물 영역에 대해 이송될 수 있고 공작물 영역을 지지하는 적어도 2개의 지지 파트들을 포함하고, 스테디 레스트에서 각각 서로 이격되어 둘레 영역에 배치된다. 지지 파트들은, 포크 방식으로 개방되고 스테디 레스트 암 상에 배치되는 프리즘의 각 측부 플랭크에서 서로에 대해 개방 각도를 형성한다. 지지 파트들은 서로 및 스테디 레스트 암에 대해 고정된 위치에, 그리고 측정 스테디 레스트의 지지 위치에서, 공작물 영역의 길이 방향 축선에 대해 중심 아래에 배치된다. 여기에서 이러한 배치는, 양 지지 파트 사이에 형성되는 각도 이등분선이 공작물 영역의 길이 방향 축선을 통과하는 수직선에 대해 일정한 예각을 갖도록 제공된다. 스테디 레스트 암은, CNC 제어 방식으로, 공작물 영역을 측정하기 위해 측정 장치가 그 길이 방향 축선에 대해 배치되는 각도 이등분선을 따라 공작물 영역에 대해 이송된다. 이것은, 측정 장치의 길이 방향 축선이 각도 이등분선, 즉 지지할 공작물 영역에 대한 스테디 레스트의 이송 축선(XL)과 정렬됨을 의미한다.

자체적으로 또한 저절로, 그러한 프리즘 형태의 스테디 레스트는 자기 센터링되지 않는 "단점"을 갖는다. 이것은, 스테디 레스트가 지지할 중심 공작물 영역의 직경에 자동적으로 적응되지 않음을 의미한다. 이러한 단점은 이제, 공작물 영역의 가장 가능한 정확한 직경을 생성할 수 있도록, 스테디 레스트의 배치시에 중심 공작물 영역의 직경을 측정함으로써 보상된다. 따라서 스테디 레스트에의 측정 장치의 일체화는, 가공 프로세스의 정확성에 대해 마련되는 요구 사항들 중 통상 매우 단순하고 아마도 전체가 아닌 요구 사항들을 보완함과 함께, 동시에 별개의 구분되는 측정 장치를 위한 머신에서의 설치 공간도 절약할 수 있다. 바람직하게는, 측정 스테디 레스트는 XL 이송 축선 상의 후퇴 위치와 지지 위치 사이에서 이동될 수 있다. 측정 스테디 레스트는, 그 스테디 레스트 암이 나사형 스핀들에서 작동하는 하나의 서보 모터만으로 이동될 수 있도록 구성된다. 스테디 레스트의 XL 이송 축선은 본 발명에 따라 각도 이등분선과 일치하고 별개의 CNC 제어 이송 축선을 구성한다.

지지 파트를 통한 가장 최적의 가능한 적용을 보장하기 위해, 연삭할 공작물의 미정삭 윤곽에 대해서도, 지지 파트는, 공작물 영역의 지지할 윤곽의 의도된 사용 및 질적인 구성에 의존하여, 평면, 볼록 만곡되거나, 센터 홈에 의해 적어도 2개의 지지 섹션으로 분할되도록, 구성된다. 더 바람직하게는, 지지 파트에는, CBN 또는 PCD 표면이 마련된다. 이는, 공작물이 회전할 때 공작물 영역의 지지할 표면 상에 지지 부재의 특히 낮은 마모 슬라이딩을 보장한다. 직경은 중심 공작물 영역의 길이 방향 축선 방향에서, 특히 연삭하거나 지지할 공작물 영역의 미정삭 윤곽에서 변할 수 있기 때문에, 지지 파트가 프리즘의 측부 플랭크에 장착되게 마련하는 것이 더 바람직하다.

공작물 영역의 길이 방향 축선에 수직으로 연장되는 축선을 중심으로 자유롭게 피벗할 수 있다. 따라서, 지지 파트가 측정 스테디 레스트의 프리즘의 각 측부 플랭크에 고정적으로 부착된 경우보다 표면 윤곽의 불규칙성을 상쇄할 수 있다.

바람직하게는 스테디 레스트의 프리즘의 지지 파트들간에 배치되는 측정 장치는, 스테디 레스트 암의 XL축을 따른 CNC 제어 이송에 대한 각도 이등분선 상에서 가동 또는 변위 가능하도록 배치되는 프로브 핀을 포함하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 측정 장치는 스테디 레스트 암의 CNC 제어 이송과 독립적으로 가동될 수 있다. 이것은, 미정삭 측정과 중간 측정과 최종 측정 모두에 대해 지지할 공작물 영역에의 스테디 레스트의 배치시 상이한 측정 작업들에 적응될 수 있게 한다. 중간 측정(물론 가공할 중심 공작물 영역의 미정삭 측정의 경우에서도 마찬가지임)에서 특정 잔존 윤곽 부정확성은, 스테디 레스트에 대한 아직 미마무리 연삭 윤곽에서 지지한다는 별개의 문제와 관련해 추가적인 측정 장치에 의해 보상될 수 있다. 프로브 핀을 측정 장치의 길이 방향 축선 방향으로 이동시키는 것은, 프로브 핀이 측정 스테디 레스트의 X축에서 이동하고 이에 따라 각도 이등분선과 정렬되어 배치됨을 의미한다. 따라서, 측정 스테디 레스트는, 실질적으로 연삭 디스크와 대향해서 샤프트 파트에 대해 중심 아래에 배치된다. 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트는 유리하게, 다소의 종래의 스테디 레스트의 형태로 공작물 영역에 대한 지지를 보장하지만 동시에 지지 및 연삭할 중심 공작물 포인트에서 설치 공간을 요하는 추가적인 측정 장치 없이, 공작물을, 즉 지지 포인트에서 측정할 수 있게 하는 매우 콤팩트한 장치이다. 즉, 놀랍게도, 스테디 레스트에 일체화된 측정 장치는, 스테디 레스트가 종래에 흡수해야 하는 몇몇 작업에서의 비교적 큰 지지력에도 불구하고, 여전히 그 측정 작업을 매우 신뢰성 있고 매우 정확하게 행할 수 있음이 밝혀졌다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 특징을 갖는 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트 및 제어 장치를 포함하고, 공작물, 특히 크랭크샤프트 상의 중심 및/또는 편심 공작물 영역, 특히 베어링 포인트를 연삭하기 위한 연삭기가 제공되고, 제어 장치에 의해, 측정 스테디 레스트는, 연삭 디스크에 의해 행해지는 연삭 전에 및/또는 연삭 중에 또는 공작물 영역의 완료 연삭 후에, 중심 공작물 영역에 대해 위치될 수 있고, CNC 제어에 의해 중심 공작물 영역의 최종 치수에까지 이송될 수 있다. 측정 스테디 레스트는 지지 프리즘으로서 구성되어, 지지할 중심 공작물 영역에 대해 CNC 제어 이송 이동이 또한, 지지 프리즘의 개방 각도의 각도 이등분선을 따라 발생한다. 측정 장치는, 길이 방향 축선이 각도 이등분선과 정렬되어 각도 이등분선 상에 배치된다. 연삭 디스크에 대한 CNC 제어(X축) 및 측정 스테디 레스트의 CNC 제어(XL축)를 갖는 연삭기를 구성하면, 프로세스 최적화된 방식으로 연삭 디스크 및 측정 스테디 레스트의 각각의 위치를 고려하여 연삭 디스크의 이송을 제어하고 측정 스테디 레스트를 이송할 수 있게 한다. 특히, 중심 공작물 영역이 측정될 때, 측정 장치로부터의 측정 결과에 따라 연삭 디스크 및 측정 스테디 레스트의 정확한 위치가 서로 조정될 수 있는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 측정 장치는, 베어링 포인트 또는 공작물 영역에의 측정 스테디 레스트의 이송 위치에 대한 공작물 영역의 직경의 측정 신호를 제어 장치에 전송하고, 이 측정 신호에 의거하여, 측정 스테디 레스트의 이송 위치가 제어된다. 또한, 제어 장치는 측정 신호에 의거하여 연삭 디스크의 X축 이송 위치를 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 연삭 디스크의 이송과 측정 스테디 레스트의 이송 사이의 조정에 의해, 가공되는 공작물 영역에 대해 항상 측정 스테디 레스트의 최적의 배치 힘을 갖게 할 수 있다. 여기에서, 최적 조정은, 공작물 상의 스테디 레스트의 힘뿐만 아니라 연삭 디스크에 의해 공작물에 도입된 힘이, 예를 들면, 선택적으로 약간 과압으로 조정되어, 중심 공작물 영역의 길이 방향 축선에 정렬된 최적의 원통도가 연삭 후 및 측정 프로세스 후 또는 그 결과에 생성될 수 있도록 조정될 수 있음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

바람직하게는, 측정 장치는, 측정 스테디 레스트의 이송 이동에 대해 각도 이 등분선을 따라 변경될 수 있다. 더 바람직하게는, 연삭 디스크의 CNC 제어 이송이 측정 스테디 레스트와 함께 동기되어 달성된다. 연삭 디스크 및 측정 스테디 레스트의 동기 이송에서, 최적의 고정밀 가공 결과를 위해, 측정 스테디 레스트의 측정 장치의 측정 결과가 제어 장치에 전송되어 적절하게 평가될 필요가 있다.

그러나, 바람직하게는, 측정 스테디 레스트가 제어 장치에 의해 연삭 디스크의 X축 이송 위치에 대해 추적될 수도 있다. 측정 스테디 레스트가 연삭 디스크의 X축 위치에 대해 추적되면, 측정 스테디 레스트는, 말하자면 연삭 디스크의 달성되는 이송 위치에 응해서 각각의 지지 위치가 지지되고 측정되어야 할 공작물 영역에 있게 된다. 연삭 중에 가해지는 결과적인 힘이 지지 파트에서 위치 고정되게 공작물 영역을 지지 프리즘에 가압하도록, 각도 이등분선이 수직선에 대한 각도를 형성할 때 특히 유리하다.

측정 스테디 레스트가 연삭 디스크의 X축 이송 위치에 대해 추적된다면, 바람직하게는, 지지 위치는 지지 프리즘이 마무리 연삭되는 공작물 영역에 대해 종료 위치에서 맞닿는 이송의 종료 위치이다.

요약하면, 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트를 포함하는 본 발명에 따른 연삭기는, 종래 기술에서 일반적인 바와 같이, 스테디 레스트와 독립적인 추가적인 측정 장치의 마련에 의한 제한된 이용 가능한 공간이 더 제한되는 문제를 극복하고, 심지어, 측정 스테디 레스트에 일체화된 측정 장치는 종래 기술에서 공지된 장치에 비해 공간 면에서 상당한 이점을 제공할 뿐만 아니라, 미마무리 윤곽 및 마무리 연삭 윤곽에 더해 중간 윤곽에 대해, 동시에, 가공된 중앙 공작물 영역에 대한 각각의 현재 직경 데이터의 직접 측정을 갖고 달성 가능한 최적의 가공 결과에 대해 측정 스테디 레스트가 사용될 가능성을 있게 한다는 점에 유의한다. 본 발명의 제3 태양에 따르면, 제어 장치에 의해 이송 축선이 CNC 제어되는 연삭 디스크에 의해 중심 및/또는 편심 공작물 영역의 가공 전에 및/또는 가공 중에 샤프트 파트, 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역, 특히 베어링 포인트를 지지 및 측정하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법에서, 스테디 레스트 암의 CNC축선에 의해 청구항 6 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 연삭기 상의 스테디 레스트 암에 배치되는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 측정 스테디 레스트에서, 측정 장치는 측정할 중심 공작물 영역과 접촉하게 가져오고, 측정 스테디 레스트 내에 일체화된 측정 장치에 의해 아직 미가공된, 부분적으로 가공된, 또는 정삭된 중식 공작물 영역이 측정된다.

바람직하게는, 이 방법에서, 이 중심 공작물 영역이 샤프트 파트의 중심 길이 방향 축선에 대해 정의된 합량만큼 과압을 받고, 그 후 측정 스테디 레스트가 현재 직경에 대해 중심 공작물 영역을 지지하도록, 측정 스테디 레스트는, 그 지지 파트들이 프리즘 내에서 지지할 중심 공작물 영역에 배치되게 위치된다. 소위 공작물 영역의 과압은, 굽힘 영도 라인으로부터 약간 편향된다는 의미에서, 스테디 레스트가 가공할 샤프트 파트에 반응적 지지력을 가할 뿐만 아니라, 컴포넌트의 길이 방향 축선의 의도적 변형을 야기하는 데 부가적으로 능동적 가압력이 달성됨을 의미한다.

또한, 바람직하게는, 공작물 영역의 측정 후에, 측정 스테디 레스트는, 측정 스테디 레스트가 현재의 직경에 대한 중심 공작물 영역을 즉 과압 없이 지지하도록, CNC 이송 축선(XL 이송 축선)에 대해 작은 양만큼 후퇴되게 마련된다.

측정 스테디 레스트가 공작물 영역에 과압을 가하는 지의 여부는, 측정 장치가 공작물 영역의 미정삭 윤곽 또는 중간 윤곽에서 측정한 측정치에만 의존한다. 더 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 측정 스테디 레스트는, 중심 공작물 영역의 현재 직경에 대해 최종 치수에 이르기까지 측정 장치에 의해 제공되는 측정 신호에 의거하여, 제어 장치에 의해 추적된다. 이것은, 프로세스 중의 측정인 현재 직경의 연속 측정이다.

그러나, 측정은 베어링 포인트의 연삭 동안 연삭 이송이 정지되고 베어링 포인트에서 직경이 측정되도록 실행될 수도 있다. 이어서, 베어링 포인트는, 일체형 측정 장치에 의해 판정되는, 최종 치수까지 서로 다른 치수로 연삭된다. 바람직하게는, 또한, 간헐적 연삭 이송과 함께 현재 연삭되는 베어링 포인트로부터 연삭 디스크의 작은 양의 리프팅을 갖고, 측정이 행해질 수 있다.

가공의 정확성을 향상시키기 위해, 연삭 디스크의 실제 이송 값에 대한 추가적인 원형도 보정이, 오버레이되는 방식으로, 제어 장치에 의해 상기 연삭 디스크의 CNC 제어 X축에서 나타날 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 가공 결과에서의 원형도를 더 향상시킬 수 있으며, 결과적으로 실현된 프로세스 중의 측정을 통해, 각 가공 프로세스는 측정 스테디 레스트에 일체화된 측정 장치로 최적으로 모니터링 및 제어될 수 있다.

바람직하게는, 제1 버전에서, 즉 측정 스테디 레스트가 중심 공작물 영역을 지지하지 않고 측정 장치가 중심 공작물 영역의 직경의 측정 신호를 측정하는 범위까지, 비회전 샤프트 파트를 갖는 측정 스테디 레스트는 스테디 레스트 암의 CNC축선 상에서, 가공할 중심 공작물 영역을 향해 이동된다. 측정의 측정 신호가 제어 장치에 전송된다. 따라서, 이 제1 버전에서는, 스테디 레스트가 공작물 영역과 전혀 접촉하지 않고, 특히 중심 공작물 영역의 미정삭 윤곽의 직경의 제1 값을 얻도록, 측정 스테디 레스트 내의 측정 장치가 사용된다.

제2 변형예에 따르면, 바람직하게는, 공작물 영역이 지지되고 즉 측정 스테디 레스트가 공작물 영역과 접촉하고, 측정 장치의 측정 신호가 더 이상 변화하지 않는 범위까지, 회전 샤프트 파트를 갖는 측정 스테디 레스트는, 스테디 레스트 암의 CNC축선 상에서, 가공할 공작물 영역을 향해 적당한 이송을 갖고 이동된다. 이어서, 측정 신호가 제어 장치에 전송된다. 즉, 측정 장치의 측정 신호가 더 이상 변하지 않을 경우에만, 측정 신호가 제어 장치에 전송된다. 이 버전에서는, 측정 장치가 측정 스테디 레스트에 일체화되어 측정 장치의 측정 신호가 즉시 측정 스테디 레스트의 이송 제어에 사용된다는 이점을 명확하게 알 수 있다. 최종적으로, 바람직하게는, 제3 버전에 따르면, 회전 샤프트 파트를 갖는 측정 스테디 레스트는, 스테디 레스트 암의 CNC축선 상에서, 가공할 중심 공작물 영역의 미리 정해진 낮은 허용 오차 한계 범위까지 이송된다. 이 배치 위치가 달성될 경우에만, 측정 장치는 중심 공작물 영역의 직경을 측정하고, 이 직경에 대응하는 측정 신호를 제어 장치에 전송한다.

마지막으로, 바람직하게는, 청구항 19 및 20에 따른 단계들이 차례대로 행해지는 방법이 제공된다. 특정 적용의 경우, 이들 각각의 단계의 순차적 수행은 특히 유리하게 작용할 수 있는 데, 특히 가공할 공작물 영역이 비교적 거친 미정삭 윤곽을 가질 경우이다. 측정값이 측정 장치로부터 기계 컨트롤에 전송된 후, 스테디 레스트는 정확한 베어링 직경에 대해 베어링 포인트에 이송될 수 있다.

지지 프리즘에서 측정할 직경의 보다 양호한 배치를 얻기 위해, 다른 바람직한 실시예에서, 스테디 레스트는 공작물을 지지 프리즘 내로 추가로 능동적으로 가압하는 피벗 레버를 구비하는 것이 제공된다.

이하, 본 발명의 다른 이점, 구성, 및 세부를 실시예를 참조해서 다음 도면을 통해 설명한다.

도 1은 예시의 측정 장치 없이 2점 스테디 레스트가 배치되는 연삭기의 기본 설계를 나타내는 도면.
도 2는 후퇴 위치(실선) 및 지지 위치(점선)에서의 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트로 크랭크샤프트가 연삭되는 확대 상세도.
도 3은 도 2에 따른 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트의 3차원 뷰를 나타내는 도면.
도 4는 후퇴된 연삭 디스크 및 측정 스테디 레스트를 조정하기 위한 연결된 제어 회로를 갖고 가공할 공작물에 대향하는 위치에서의 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트의 기본 측면도.
도 5는, 측정 장치가 공작물 영역에 접근하였지만 측정 스테디 레스트의 지지 파트가 아직 공작물 영역에 접근하지 않은 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트의 기본 상세도.
도 6은 도 5의 상세도이며, 단 측정 스테디 레스트의 지지 파트가 공작물 영역의 미정삭 윤곽에 접근한 상태를 나타내는 도면.
도 7은, 심압대와 주축대 사이에 클램핑되고 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트로 그 각각의 메인 베어링에서 지지되는 크랭크샤프트를 나타내는 도면.
도 8은, 도 7에 따른 크랭크샤프트로서, 측정 스테디 레스트로 지지하기 위한 각각의 메인 베어링이 화살표로 명확히 표시된 도면.

도 1은 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트 형태의 2점 스테디 레스트를 갖는 연삭기의 기본 설계의 측면도를 나타내고, 여기에서 측정 장치는 묘사의 단순화를 위해 표시되지 않는다. 기계 베드(1)는, 중심 길이 방향 축선(5)을 갖는 가공할 공작물(6)에 대해 이송하는 연삭 스핀들 헤드(3) 상에 장착된 연삭 디스크(4)의 CNC 제어 이동을 위한 크로스 슬라이드(2)를 지지한다. 공작물(6)은, 중심 길이 방향 축선(5)이 가공할 공작물 영역(9)을 나타내는 샤프트 파트를 나타낸다. 연삭 디스크(4)는 피연삭 샤프트 파트(6)와 맞물림 해제된 후퇴 위치에서 실선으로 나타나 있고, 연삭 디스크의 회전 방향이 곡선 화살표(4.1) 형태로 내부에 나타나 있다. 점선 표시에서, 연삭 디스크(4)는 연삭할 피연삭 샤프트 파트(6)와 맞물려 나타나 있다.

연삭 스핀들 헤드(3)는, 공지된 방식으로 크로스 슬라이드 구조로 구현되며, 이에 의해 공작물(6)의 연삭할 중심 공작물 영역(9)의 길이 방향 중심 축선(5), 즉 그 회전 축선에 평행하고 이 중심 길이 방향 축선(5)에 수직으로 연삭 디스크(4)가 되어, 연삭 스핀들 헤드가 이송될 수 있다. 이 이송은 X축에서 행해진다. 공작물 주축대(도시 생략)는 연삭 테이블(25) 상에서 기계 베드(1)의 연삭기의 전방 영역에 장착되고, 또한 공작물에 대한 공작물 드라이브(8)(곡선 화살표로 도시), 심압대(28)(도 7 참조), 및 베어링 포인트에 공작물을 지지하며 직접 측정하기 위한 본 발명에 따른 측정 스테디 레스트(7)를 포함한다. 여기에서 직접 측정은, 측정 스테디 레스트(7)에 일체화된 측정 장치(30)(도 2 참조)가 그 프로브 핀이 측정할 공작물 영역(9)의 표면과 직접 접촉하게 가져가지고, 공작물 영역(9)의 표면에서의 해당 측정 신호를 직접 흡수함을 의미하는 것으로 이해된다. 도 1은, 공작물이 지지되어 있지 않은 공작물(6)에 대한 위치에서의 측정 스테디 레스트를 나타낸다. 통상, 지지 및 측정을 위한 측정 스테디 레스트는, 도 1의 파선으로 나타낸 바와 같은 연삭 디스크가 공작물과 맞물리게 되면 공작물(6)과 접촉하게 된다. 2점 지지를 구현하기 위한 지지 파츠를 갖는 측정 스테디 레스트가 지지 및 측정을 위해 중심 아래의 공작물 영역에 접근할 경우, 연삭 디스크는 공작물을 회전 방향(4.1)을 통해 위치 고정되게 스테디 레스트의 프리즘에 가압한다. 측정 스테디 레스트의 실제 프리즘형 구성이 배치되는 스테디 레스트 암(19)을 갖는 측정 스테디 레스트(7)는 CNC 제어 이송 축선 상에서 이동한다. 이 CNC 제어 이송 축선은 도 1에서 XL이 부여되어 있다.

또한, 도 2는 도 1에 따른 연삭기의 확대 상세도를 나타내고, 회전 방향(4.1)을 갖는 연삭 디스크(4)는, 크랭크샤프트의 메인 베어링 형태의 공작물(6)과의 맞물림 위치(파선)에서의 연삭을 위해, 후퇴 위치(실선)로부터 이송된다. 공작물(6)의 중심 베어링 저널의 중심 길이 방향 축선(5)은 연삭 디스크(4)의 회전 축선과 평행하게 연장된다. 측정 스테디 레스트(7)는 연삭 테이블(25)에 가져와 있다. 측정 스테디 레스트(7)는, 스테디 레스트 암(19) 상에, 지지 파트(11)가 측부 플랭크(22)(도 3 참조)에 장착되는 프리즘으로서 구성되는 리세스를 갖는다. 베어링 포인트(9)에 접촉하는 지지 파트(11)에 의해 형성되는 지지 라인(20)(측정 스테디 레스트(7)의 점선 참조)이 공작물 중심 아래이고 우측 지지 파트(11)가 도면에서 7°의 각도(α)로 나타나게 배치되도록, 측정 스테디 레스트(7)가 연삭 테이블(25) 상에 배치된다. 이것은, 일 평면에 놓이는 공작물의 중심 길이 방향 축선(5) 및 연삭 디스크 회전 축선에 대해, 피지지 공작물(6)과의 맞물림 위치에서 측정 스테디 레스트(7)의 지지 프리즘이 중심 아래에 전체적으로 배치됨을 의미한다. 지지할 공작물 영역(9)이 결코 정확히 100% 둥글지 않기 때문에, 7°의 각도(α)는 연삭 중에 이점이 있는 것으로 입증되었다. 연삭할 공작물 영역(9)의 직접적인 지지의 이러한 중심 아래(sub-centric) 위치 결정에 의해, 연삭되는 동안 연삭될 베어링 포인트에서 연속적으로 이 베어링 포인트에서의 원형 결함이 생성되지 않으며, 이는, 연삭 디스크의 맞물림에 대한 지지를 갖는 경우, 즉 2개의 지지 파트 사이의 각도 이등분선에 대해 연삭 디스크의 회전 축선 및 공작물의 중심 길이 방향 축선(5)에 의해 형성되는 것과 동일한 평면에 베어링 포인트의 지지가 놓이는 종래 기술에서의 경우와 마찬가지이다.

측정 스테디 레스트(7)는 그 후퇴 위치(실선)와 그 맞물림 위치(파선) 사이에서 CNC 제어 이송 축선(XL 축선)에서 이동된다. 지지 파트(11)가 프리즘(10)의 측부 플랭크(22) 상에 배치되는 스테디 레스트 암(19)의 이동은, 프리즘의 베이스의 영역 내에, 프리즘(10)의 측부 플랭크(20) 사이에 구성되는 각도 이등분선을 따라 이동될 수 있는 프로브 핀(32)을 갖는 측정 장치(30)를 포함하고, 그 길이 방향 축선(31)은 측정 스테디 레스트 또는 그 스테디 레스트 암(19)의 이동과 관련된다. 프로브 핀(32)은, 측정할 공작물 영역(9)의 표면에 직접 맞닿도록 마련되어, 측정 장치(30)는 측정할 공작물 영역의 직경을 측정할 수 있고 프리즘이 공작물 영역에 맞닿았을 경우 및 프리즘이 공작물 영역(9)에 대해 아직 맞닿지 않았을 경우 모두의 해당 측정 신호를 판정한다. 측정 프리즘의 다른 변형예 및 사용예는, 2점 스테디 레스트의 해당 높은 지지력을 흡수할 수 있도록 프리즘이 충분히 안정되고 견고해야 할 필요가 있다. 이에 반해, 그럼에도 불구하고 상당한 지지력에 의해 측정 장치가 부정적인 영향을 받지 않고 상당히 민감한 측정 장치(30)가 측정 스테디 레스트의 영역에 직접 배치되거나 그에 일체화될 수 있음이 놀랍게도 나타났다. 측정 스테디 레스트의 프리즘의 베이스 영역에 배치하면 민감한 측정 장치를 확실하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 연삭될 또는 연삭된 공작물 영역의 직경 값을 직접 측정할 수 있으므로, 이러한 측정 스테디 레스트는 신뢰성 있는 지지를 가능하게 하고 또한, 프로세스 중의 측정을 가능하게 한다. 더욱이, 2점 스테디 레스트는 놀랍게도 이러한 프리즘 배치로 부분적으로 1㎛보다 상당히 작은 원형 결함을 갖는 베어링 포인트가 연삭될 수 있음을 또한 보장한다. 이러한 낮은 원형도 결함은 또한, 특히 측정 스테디 레스트가 한편으로 높은 강성을 갖고, 다른 한편으로 CNC 제어 이송 축선, 즉 XL 축선에서의 이동의 이점을 갖기 때문에, 달성될 수 있다. 따라서, 즉, 스테디 레스트 암(19)은, 지지할 공작물 영역(9)에 대해 정의된 이동 경로 상에서 정의된 조건 하에서 프리즘(10) 또는 프리즘형 지지부 및 실제 지지 파트를 갖고 이송될 수 있다. 정확히 각도 이등분선을 따라 지지되는 공작물 영역에 대한 스테디 레스트의 이송(나사형 스핀들(13)에 의해 실현됨)은, 공작물 영역(9)의 중심이 연삭 디스크(4)의 이송 축선 방향에서 정의된 방식으로 유지됨을 보장한다. 각도 이등분선 상의 CNC 제어 XL축을 따른 지지 프리즘(10)의 이동은, 지지 프리즘(10)에서 후퇴 위치로부터 지지 위치로 이송하기 위해 제공되는 나사형 스핀들(13), 바람직하게는 순환 볼 스핀들의 형태로 하우징 내에 배치되는 커플링(도시 생략)을 통해 동작하는 서보 모터(12)에 의해 보장된다. 측정 스테디 레스트는 도브테일 가이드(14)를 갖는 홀더에 의해 연삭 테이블(25)에 체결된다. 프리즘(10)의 측부 플랭크(20) 상에 배치된 지지 파트(11)는, 측정 스테디 레스트(7)의 지지 위치에서 직접적으로 공작물(6)의 공작물 영역(9)과 접촉하는 CBN-코팅 또는 PCD-코팅된 플레이트로서 구성된다. 이것은, 공작물(6)의 공작물 영역(9)이 이론적으로 이들 지지 파트(11) 상에 선 접촉하여 슬라이딩함을 의미한다. 지지 파트에 대한 전술한 재료의 이점은 내마모성이 높다는 것이다.

도 3은 측정 스테디 레스트의 비교적 콤팩트한 조립체의 3차원 도시를 나타낸다. 측정 스테디 레스트는 클램핑 나사(15)에 의해 연삭 테이블(25)(도시 생략)에 체결된다. 스테디 레스트 암(19)은, 가이드 캐리지(26)에 의해 가이드 레일(27)을 따라 측정할 공작물 영역(9)을 향해 측정 스테디 레스트의 XL 이송 축선을 따라 변위될 수 있다. 도 3은 본 실시예에 따라, 지지 파트(11)가 각각 장착되는 측부 플랭크(22)를 갖는 프리즘(10)으로서 구성되는 실제 측정 스테디 레스트를 나타내며, 측정 스테디 레스트는 V자 형상을 갖도록 구성되고, 측정 장치(30)는 도 10의 하부 영역 또는 베이스에 나타나 있다. 도 3의 기본적인 도시는, 지지 프리즘의 베이스의 측정 장치(30)의 배치가 민감한 측정 장치(30)에 대해 상대적으로 보호된 위치를 구성하는 것을 나타낸다.

본 실시예에서, 지지 파트(11)는 상세히 나타나 있다. 지지 파트(11)는 프리즘(10)의 측부 플랭크(22)의 표면을 넘어, 즉 프리즘의 내부 방향으로 연장되어, 지지 파트(11)는, 지지 라인(20) 상의 선 접촉에 의해 지지될 또는 현재 연삭되고 있는 공작물(6)에 대한 배치에 대한 대응하는 지지 접촉을 보장할 수 있음을 쉽게 알 수 있다. 지지 파트(11)는 진자 축선(21) 또는 피벗 축선을 중심으로 각각의 지지 파트(11)의 진자 운동을 보장하는 피봇 핀에 해제 가능하게 체결된다. 지지 파트(11)의 이러한 요동 수용의 이점은, 정확하지 않게 또는 의도적으로 원통형이 아니도록 선택적으로 구성되는 지지할 공작물 영역(9)이, 지지할 이 베어링 포인트 상에서, 즉 그 표면에 대해 각각의 지지 파트(11)의 일정하고, 신뢰성 있고, 정확하게 정의된 배치를 보장한다는 것이다. 이러한 지지 파트(11)의 요동 베어링은, 지지 파트(11)의 하나 이상의 에지가, 말하자면 정확한 원통형으로부터 베어링 면에서의 특정 편차가 발생할 경우 지지할 공작물 표면에 파고들어가는 것을 방지한다. 지지 파트는, 판 형상의 지지 파트(11) 측에 배치되고 소위 중심 홈(23)에 의해 서로 분리된 2개의 지지 영역을 갖는다. 이러한 구성의 이점은, 중심 홈(23)이 각각의 지지 파트(11)에 대해, 2개의 별개의 지지 영역 또는 지지 섹션(24)을 생성해서, 신뢰성 있는 지지를 보장하면서 동시에 짧은 선 접촉만 형성해서, 스테디 레스트를 공작물 영역(9)의 이미-연삭된 영역에 배치하는 충격이 더 저감된다는 것이다.

도 4는, 연삭 디스크(4)가 후퇴된 상태에서, 공작물(6)의 중심 공작물 영역(9)에 대향해 배치되어 지지하는 측정 스테디 레스트를 나타내고, 동시에 측정 장치(30)는 프로브 핀(32)으로 공작물(6)의 표면을 측정하도록 검사하고, 이 프로브 핀은 스프링이 장착되는 것이 이점이 있다. 연삭 디스크(4)의 이송 축선은 이중 화살표에 의해 표시된 X축에 의해 표시되는 한편, 측정 스테디 레스트의 CNC 이송 축선은 XL로 표시된 이중 화살표로 표시된다.

도 4는 측정 컴퓨터(18) 및 제어 장치(17)를 도시하며, 이들에 의해 제어 회로가 형성되어, 측정 스테디 레스트 조정이 가능해진다. 측정 스테디 레스트의 이송 축선(XL) 및 연삭 디스크의 이송 축선(X)은 모두 CNC 제어된다. 이와 같이 하면 이들 2개의 CNC 이송 축선을 상호 의존적으로 움직이게 할 수 있는 것이 보장된다. 이러한 상호 의존성은 정확하게 규정하고 의도된 상호 의존성으로 움직일 수 있게 한다. 즉, 가공 결과의 정확성이 여전히 더 향상되어야 할 경우, 이것은, 예를 들면 연삭 디스크(4)의 이송에 대한 측정 스테디 레스트의 추적의 정확성을 더 향상시키기 위해 공작물 영역(6)의 중심 공작물 영역(9)에서의 지지와 동시에 실현되는 추가적 측정을 통해 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연삭기에서 실현되는 본 발명의 방법에 따른 측정 스테디 레스트(7)는, 지지 전에 중심 공작물 영역(9)의 미정삭 직경을 측정하고, 연삭 동안 측정하고, 또한 정삭 베어링 직경을 측정할 수 있게 한다.

도 5는 공작물(6)의 공작물 영역(9)의 표면에 대해 후퇴되는 지지 프리즘의 위치를 나타내며, 단 측정 장치(30)의 프로브 핀(32)은 공작물(6)의 측정할 면과 접촉하고 있다. 이미 도시된 바와 같이, 측정 스테디 레스트는 측정 장치(30)의 길이 방향 축선(31)이 프로브 핀(32)과 정렬되는 공작물(6)의 중심 길이 방향 축선(5)을 통과하는 각도 이등분선을 따라 이송 축선(XL)을 따라 이동된다. 도 5에 나타난 측정 스테디 레스트의 위치는, 그러한 중심 베어링 포인트의 단순화된 측정 솔루션, 즉 프리즘의 지지 파트가 공작물의 측정할 직경에 맞닿지 않고 측정 장치(30)의 프로브 핀(32)이 공작물(6)의 표면에 맞닿는 것을 나타낸다. 이것은 바람직하게는 이 중심 베어링 포인트에서 공작물의 미정삭 직경을 수반한다. 공작물(6)에서의 측정 스테디 레스트의 지지 파트의 맞닿음 및 지지 전의 이러한 측정은, 공작물 영역의 미정삭 파트 직경을 보다 빠르게 측정할 수 있다는 이점을 가지지만, 샤프트의 편향 및 선택적으로 기계로부터의 열 전도로부터 발생하는 공작물(6)의 부정확성들이 의도적으로 수집되지 않는다. 지지 직전에 미정삭 직경을 측정하는 것은, 지지의 후속 단계에서, 연삭할 공작물 영역(9)에 대한 측정 스테디 레스트(7)의 해당 배치력 및 지지력이 최적으로 조정될 수 있다는 점에서 이점을 갖고, 측정 스테디 레스트(7)는 연삭 프로세스에 대해 최적으로 추적될 수 있다.

그러나, 측정 장치(30)의 지시된 위치 및 도 5에 따른 측정 스테디 레스트의 실제 위치에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 프로브 핀(32)을 갖는 측정 장치(30)가 공작물(6)의 표면을 향해 이동된 후, 실제의 스테디 레스트, 즉 지지 파트(11)를 갖는 프리즘이 측정 장치(30)에 의해 판정된 측정값이 더 이상 변하지 않을 때까지 베어링 포인트에 대해 측정 스테디 레스트의 XL축을 따라 이송될 수 있다. 이것은, 프리즘(10)의 2개의 지지 파트(11)가 공작물(6)과 맞닿는다면 보장된다. 이는, 다시 베어링 포인트의 정확한 직경을 측정할 수 있게 한다. 이 향상된 방법에 따르면, 측정 스테디 레스트(7)의 이송 축선(XL)을 정확한 목표 값으로 다시 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 솔루션으로, 기계의 열 전도 및 기계 중량의 결과로서의 공작물의 편향으로부터의 에러를 제거하거나 적어도 부분적으로 보상할 수 있다. 도 5에 도시된 변형예에서, 지지할 표면을 향해 측정 스테디 레스트(7)가 점진적으로 접근함에 따라, 베어링 직경의 실제 값을 측정하기 위해 어느 경우에나 공작물 영역(9)에 과압 없이 작업이 행해진다.

도 6은, 측정 스테디 레스트(7)의 프리즘(10)의 지지 파트(11) 및 또한 프로브 핀(32)을 갖는 측정 장치(30)가 공작물(6)의 공작물 영역(9)의 미정삭 윤곽(9.1)에 맞닿는 측정 스테디 레스트의 위치를 나타낸다. 이것은 다시, 측정 스테디 레스트(7)가 중심 공작물 영역(9)의 중심 길이 방향 축선(5)을 통과하는 각도 이등분선을 따르고, 측정 장치(30)의 프로브 핀(32)의 상대 이동은 길이 방향 축선(31)에 대해 각도 이등분선과 정렬된다. 원칙적으로, 프리즘형의 스테디 레스트는, 자체 선터링하지 않는 점, 즉 베어링 포인트의 직경에 자동으로 적응하지 않는 점에서 "단점"을 갖는다. 가능한 가장 정확한 베어링 직경을 마련하는 것은, 스테디 레스트가 그에 위치되었을 경우 베어링 직경을 측정하는 것을 요한다. 그를 위해 이제 도 6에 도시된 위치가 사용된다. 측정 스테디 레스트(7)는 먼저 중심 공작물 영역(9), 즉 이론적인 치수에 대한 베어링 포인트에 배치된다. 2개의 지지 파트(11)가 공작물(6)의 공작물 영역(9)의 미정삭 윤곽(9.1)의 표면에 확실하게 맞닿는 것을 보장하기 위해, 이 영역이 정의된 양만큼 "과압"되어 가공 및 지지되는 이 공작물 영역(9)에의 힘으로 스테디 레스트가 위치되고, 이에 의해 이 적은 양만큼 측정 스테디 레스트의 프리즘(10)의 이송 방향으로 공작물이 측정 스테디 레스트를 통해 편향된다. 이에 의해, 측정 스테디 레스트(7)의 프리즘(10)의 2개의 지지 파트 및 측정 장치(30)의 프로브 핀(32)은, 공작물 영역(9)에 프로세스 안정되게 맞닿아, 이 공작물 영역(9)의 정확한 직경을 측정할 수 있게 된다. 중심 공작물 영역(9)의 직경이 정확하게 측정된 후, 측정 스테디 레스트(7)는 이송 축선(XL)을 따라 다시 약간 후퇴되며, 즉 중심 공작물 영역(9)의 현재 공작물 직경으로 이송된다. 측정 스테디 레스트의 이러한 정확한 이송이 실현될 수 있도록, 이송 축선(XL)은 CNC 제어 축선으로서 구성된다.

공작물 영역(9)에서의 공작물(6)의 실제 직경(미정삭 파트 직경)이 정확하게 판정된 후에, 측정 스테디 레스트(7)는 정확하게 미리 정해진 원하는 지지 위치로 이송된다. 이는 CNC 제어 XL축에서의 이송을 통해 달성되며, 여기서 측정 스테디 레스트(7) 및 연삭 디스크의 CNC 제어 축선은 각각 베어링 제어 회로로 마련된다. 측정 스테디 레스트는 최종 치수(9.1)까지 추적된다. 복수의 메인 베어링 포인트, 즉 중심 공작물 영역이 예를 들면 크랭크샤프트와 마찬가지로 존재한다면, 각각의 개별 측정 스테디 레스트는 베어링 직경의 측정에 따라 대응하게 적응될 수 있다. 이러한 접근법, 즉 미정삭 파트 베어링 직경을 측정하는 이 방법으로, 클램핑된 공작물의 사전 가공으로부터의 원형 오차 및 무게에 기인한 편향으로부터의 편차를 보상할 수 있다.

도 5 및 도 6에 따른 도시는 기본적으로 세 가지 상이한 변형을 허용하며, 이는 이하 특정 예를 참조해서 설명될 것이다. 예를 들면, 연삭할 베어링 직경을 직경 100mm로 한다. 미정삭 파트 측정 또는 사전 가공으로부터의 측정은 예를 들면 0.5mm이어야 한다. 허용 오차로서 ±0.1mm를 취한다. 따라서, 상한 허용 오차 측정값은 100.6mm이고 하한 허용 오차 측정값은 100.4mm이다. 프로세스 개시시에, 측정 스테디 레스트가 측정 및 지지할 미최종 치수의 베어링 포인트에 위치될 경우, 그 직경은 아직 알지 못함에 유의해야 한다. 따라서, 이론적인 값을 기준으로 이송이 수행될 경우, 일부 중심 베어링 포인트에 대해 과압이 발생할 수 있는 한편, 다른 모든 베어링 포인트에 대해서는 측정 스테디 레스트의 지지 접촉이 전혀 발생하지 않다. 어떤 경우에도, 복수의 중심 베어링 포인트의 존재시 베어링 포인트의 수에 따라 존재하는 측정 스테디 레스트의 사용으로, 각각의 스테디 레스트는, 측정 직경에서 지지할 베어링 포인트를 향한 제1 접근에서 부정확하게 움직이게 됨을 유의한다. 원형도가 오차로서 허용되고 또한 기계에서의 편향 및 열 전도가 고려되지 않지만 해당 미정삭 직경이 기준값으로서 측정되는 제1 변형예에 따르면, 도 5는 즉 측정 장치(30)가 측정 스테디 레스트에 의한 어떠한 지지 없이 미정삭 직경(9.1)을 측정함을 나타낸다. 따라서, 적절한 기준 직경이 얻어질 수 있다.

제2 변형예에 따르면, 이에 의거하여 측정 장치(30)의 배치 프로브 핀(32)과 함께 측정 스테디 레스트(7)가 천천히 이송되고, 즉 지지 파트(11)가 공작물 영역(9)에서 공작물(6)의 미정삭 윤곽(9.1)에 맞닿고 측정값이 더 이상 변하지 않을 때까지 이송된다. 이 위치는 도 6에 나타나 있다.

마지막으로, 측정 스테디 레스트(7)가 측정에 대한 허용 오차에 의거하여 즉시 최소 치수까지 즉시 이동되는, 지지 없는 사전 측정이 없는 제3 변형예가 있다. 이는, 일부 개소에서 약간의 과압이 있을 수 있는 경우, 각 측정 스테디 레스트(7)가 적어도 각각의 지지 포인트에서 지지 작용을 함을 보장한다. 이는, 과압이, 정확히 최소 측정(즉, 낮은 허용 오차 측정)이 관찰되는 중심 공작물 영역에만 존재하지 않음을 의미한다. 지지할 다른 모든 중심 공작물 영역에서, 최소 치수를 초과하는 실제 치수에 대응하는 다소의 강한 과압이 존재한다.

마지막으로, 도 7은, 각각 측정 스테디 레스트(7)가 위치된 공작물 주축대(29)와 심압대(28) 사이에 클램핑되는 공작물(중심 공작물 영역(9)을 갖는 크랭크샤프트의 형태)(6)을 나타낸다. 말하자면, 측정 스테디 레스트(7)는 모두 5개의 베어링 포인트에 위치된다. 크랭크샤프트 또는 다른 공작물의 구성에 의존하여, 그와 다른 수의 측정 스테디 레스트(7)가 선택적으로 요구된다. 그러나, 적절하게 보다 안정된 공작물 또는 보다 안정된 크랭크샤프트를 갖고, 가능한 측정 스테디 레스트(1, 3, 5)만이 도 7의 왼쪽에서 오른쪽으로 카운팅되어 사용됨이 이해된다. 공지된 방식으로, 공작물은, 각각의 경우에 공작물 주축대 측 및 심압대 측에서 장착 팁 상에 수용되고, C축으로 양측에서 반경 방향으로 당겨 구동된다.

마지막으로, 도 8은 크랭크샤프트(6)를 도시하며, 여기에서 메인 베어링(33)은 단지 화살표로 표시된다. 좌측으로부터 시작해서, 스테디 레스트가, 즉 메인 베어링(2 내지 6) 상에 제공되며, 여기서 미정삭 파트 직경에 대해 이송이 수행될 수 있다. 통상 미정삭 파트 직경 및 존재할 수 있는 임의의 사전 가공으로부터의 직경은 상이하다고 상정되며, 이것은, 이들을 정확히 동일한 목표 치수로 정삭할 수 없기 때문이다. 각각의 베어링 포인트는 통상 다른 것들과 실제 크기가 다르며 이 실제 크기가 허용 가능한 제조 허용 오차 내에 있다고 상정되므로, 이에 따라 이는, 고정밀 베어링 포인트를 제조하기 위해 각 베어링 포인트의 전술한 측정 및 각 중심 공작물 영역에 대한 지지가 각각의 측정 스테디 레스트(7)에 의해 행해져야만 함을 의미한다.

1 기계 베드 2 크로스 슬라이드
3 연삭 스핀들 헤드 4 연삭 디스크
4.1 연삭 디스크의 회전 방향
5 공작물 영역의 중심 길이 방향 축선 6 공작물/샤프트 파트
7 측정 스테디 레스트 8 공작물 드라이브
9 공작물 영역 9.1 미정삭 윤곽
9.2 정삭 윤곽
10 프리즘/프리즘형 지지체/지지 프리즘
11 보조 파트 12 서보모터
13 나사형 스핀들 14 도브테일 가이드
15 클램핑 나사 16 하우징
17 제어 장치 18 측정 컴퓨터
19 스테디 레스트 암 20 지지 라인
21 진자 축선 22 프리즘의 측부 플랭크
23 센터 홈 24 지지 섹션
25 연삭 테이블 26 가이드 캐리지
27 가이드 레일 28 심압대
29 공작물 주축대 30 측정 장치
31 측정 장치의 길이 방향 축선 32 프로브 핀
XL 측정 스테디 레스트의 이송 축선 X 이송 축선
33 메인 베어링

Claims

샤프트 파트(6), 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역(9), 특히 베어링 포인트를 지지 및 측정하기 위한 측정 스테디 레스트(7)로서, 중심 및/또는 편심 공작물 영역(9)의 가공 전에 및/또는 가공 중에 상기 중심 공작물 영역(9)에 대한 직접적인 전진 및 측정을 위한 일체형 측정 장치(30)를 포함하고; 연삭하기 위해 후퇴 위치로부터 옮겨져서 상기 중심 공작물 영역(9)을 지지하기 위해 상기 중심 공작물 영역(9)에 대한 지지 위치로 될 수 있고; 상기 중심 공작물 영역(9)에 대해 이송되고, 서로 이격되는 각각의 둘레 영역들에서 상기 중심 공작물 영역(9)을 지지할 수 있는 적어도 2개의 지지 파트(11)들을 갖는 측정 스테디 레스트에 있어서,
상기 지지 파트(11)들은, 서로에 대한 및 스테디 레스트 암(19)에 대한 고정된 위치에서 및 상기 중심 공작물 영역(9)의 길이 방향 축선(5)의 중심 아래의 지지 위치에 있어서, 상기 스테디 레스트 암(19)에서 포크형으로 개방되는 프리즘(10)의 각 측부 플랭크(22)에 서로 개방 각도를 형성하도록 배치되고, 양 지지 파트(11) 사이에 형성되는 각도 이등분선은 상기 중심 공작물 영역(9)의 길이 방향 축선(5)을 통과하는 수직 연장선에 대해 일정한 예각을 나타내고, 상기 스테디 레스트 암(19)의 중심 공작물 영역(9)에의 CNC 제어 이송은, 상기 측정 장치(30)가 그 길이 방향 축선(31)에 대해 배치되는 당해 각도 이등분선을 따라 발생하는 것을 특징으로 하는, 측정 스테디 레스트.
제1항에 있어서,
상기 스테디 레스트 암(19)은, 나사형(threaded) 스핀들(13) 상에서 동작하는 하나의 서보 모터(12)만으로 상기 후퇴 위치와 상기 지지 위치 사이에서 가동되는 측정 스테디 레스트(7).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정 장치(30)는, 상기 스테디 레스트 암(19)의 CNC 제어 이송과 독립적으로 가동되는 측정 스테디 레스트(7).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 장치(30)는, CNC 제어 이송에 대한 각도 이등분선 상에서의 측정값을 기록하는 측정 장치(30)의 길이 방향 축선(31)에서, 측정할 중심 공작물 영역(9)과의 접촉에 대응되게 가동되도록 배치되는 프로브 핀(32)을 갖는 측정 스테디 레스트(7).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 특징을 갖는 측정 스테디 레스트(7) 및 제어 장치를 포함하고, 공작물(6), 특히 크랭크샤프트 상의 중심 및/또는 편심 공작물 영역(9), 특히 베어링 포인트를 연삭하기 위한 연삭기로서,
상기 제어 장치에 의해, 상기 측정 스테디 레스트(7)는, 연삭 디스크(4)에 의해 행해지는 연삭 전에 및/또는 연삭 중에 또는 상기 중심 공작물 영역(9)의 연삭 후에, 상기 중심 공작물 영역에 대해 위치될 수 있으며 상기 연삭 디스크(4)는 CNC 제어에 의해 상기 중심 공작물 영역(9)의 최종 치수에까지 이송될 수 있고; 여기에서 상기 측정 스테디 레스트(7)는 지지 프리즘(10)으로서 구성되고, 지지할 중심 공작물 영역(9)에 대한 CNC 제어 이송 이동이 또한, 상기 길이 방향 축선(31)에 대한 각도 이등분선에 정렬되는 측정 장치(30)가 배치되는 지지 프리즘(10)의 개방 각도의 각도 이등분선을 따라 발생하는 연삭기.
제5항에 있어서,
상기 측정 스테디 레스트(7)의 베어링 포인트에의 이송 위치에 대한 중심 공작물 영역(9)의 직경의 측정 신호를 상기 제어 장치에 전송하는 측정 장치를 포함하고, 이 측정 신호에 의거하여, 상기 측정 스테디 레스트(7)의 이송 위치가 제어되는 연삭기.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 측정 신호에 의거하여 상기 연삭 디스크(4)의 X축 위치를 제어하는 연삭기.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 장치(30)는 상기 측정 스테디 레스트(7)의 이송 이동에 대해 각도 이 등분선을 따라 실시되는 연삭기.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연삭 디스크(4)의 CNC 제어 이송은 상기 측정 스테디 레스트(7)와 동기되어 행해지는 연삭기.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 스테디 레스트(7)는 상기 제어 장치에 의해 상기 연삭 디스크(4)의 X축 위치에 대해 추적될 수 있는 연삭기.
제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각도 이등분선은, 상기 연삭 중에 가해지는 결과적인 힘이 상기 공작물 영역(9)을 상기 지지 파트(11)에서 위치 고정되게 상기 지지 프리즘(10) 내로 가압하는 바와 같은, 수직에 대한 각도를 형성하는 연삭기.
제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 위치는 상기 이송의 종료 위치이고, 상기 지지 프리즘(10)은 상기 종료 위치에서 상기 마무리 연삭되는 중심 공작물 영역(9)에 맞닿는 연삭기.
제어 장치에 의해 CNC 제어되는 이송 축선을 갖는 연삭 디스크에 의해, 중심 및/또는 편심 공작물 영역의 가공 전에 및/또는 가공 중에 샤프트 파트, 특히 크랭크샤프트 상의 중심 공작물 영역(9), 특히 베어링 포인트를 지지 및 측정하기 위한 방법으로서,
스테디 레스트 암(19)의 CNC축선에 의해 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 연삭기 상의 스테디 레스트 암(19)에 배치되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 측정 스테디 레스트(7)에서, 측정 장치(30)가 측정할 중심 공작물 영역과 접촉하게 되고, 아직 미가공된, 부분적으로 가공된, 또는 마무리 가공된 중심 공작물 영역이 측정되는 방법.
제13항에 있어서,
상기 중심 공작물 영역(9)이 상기 샤프트 파트(6)의 중심 길이 방향 축선(5)에 대해 정의된 합량만큼 과압을 받도록, 상기 측정 스테디 레스트(7)는 지지 파트들이 상기 프리즘 내에서 지지할 중심 공작물 영역(9)에 배치되게 위치되고, 그 후 상기 측정 스테디 레스트(7)가 중심 공작물 영역(9)을 그 현재 직경에서 지지하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 중심 공작물 영역의 측정 후에, 상기 측정 스테디 레스트(7)는, 상기 측정 스테디 레스트(7)가 중심 공작물 영역(9)을 그 현재 직경에서 과압 없이 지지하도록, 상기 CNC축선 상에서 작은 합량만큼 후퇴되는 방법.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 스테디 레스트(7)는, 상기 중심 공작물 영역(9)의 현재 직경에 대해 최종 치수에 이르기까지 상기 측정 장치에 의해 제공되는 측정 신호에 의거하여, 제어 장치에 의해 추적되는 방법.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연삭 디스크(4)의 실제 이송 값에 대한 추가적인 원형도 보정이, 오버레이되는 방식으로 상기 제어 장치에 의해 상기 연삭 디스크(4)의 CNC 제어 X축에서 나타나게 되는 방법.
제13항에 있어서,
상기 측정 스테디 레스트(7)가 상기 중심 공작물 영역을 지지하지 않고 상기 측정 장치(30)가 상기 중심 공작물 영역(9)의 직경의 측정 신호를 측정하는 범위까지, 비회전 샤프트 파트(6)를 갖는 측정 스테디 레스트(7)는 상기 스테디 레스트 암(19)의 CNC축선 상에서, 가공할 중심 공작물 영역(9)을 향해 이동되고, 상기 측정 신호가 상기 제어 장치에 전송되는 방법.
제13항에 있어서,
상기 중심 공작물 영역(9)이 지지되고 상기 측정 장치(30)의 측정 신호가 더 이상 변화하지 않는 범위까지, 회전 샤프트 파트(6)를 갖는 측정 스테디 레스트(7)는, 상기 스테디 레스트 암(19)의 CNC축선 상에서, 가공할 중심 공작물 영역(9)을 향해 적당한 이송량으로 이동되고, 이후 상기 측정 신호가 상기 제어 장치에 전송되는 방법.
제13항에 있어서,
회전 샤프트 파트(6)를 갖는 측정 스테디 레스트(7)는, 상기 스테디 레스트 암(19)의 CNC축선 상에서, 미리 정해진 낮은 허용 오차 한계 범위까지 가공할 중심 공작물 영역(9)을 향해 이송되고, 이 배치 위치가 달성될 경우에만, 상기 측정 장치(30)는 상기 중심 공작물 영역(9)의 직경을 측정하고, 이 직경에 대응하는 측정 신호를 상기 제어 장치에 전송하는 방법.
제13항, 제18항, 또는 제19항에 있어서,
제18항 및 제19항에 따른 단계들이 차례대로 행해지는 방법.