KR20200138731A

KR20200138731A - 나선형 그루브를 포함하는 공작물을 제작하는 방법 및 연삭기

Info

Publication number: KR20200138731A
Application number: KR1020207027209A
Authority: KR
Inventors: 쟝-샤흘 마티
Original assignee: 롤로매틱 에스에이
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-12-10
Also published as: US20210122002A1; WO2019197931A1; SG11202007784VA; KR102502138B1; CN112105482A; EP3774177B1; JP7227270B2; TWI681835B; CN112105482B; ES2920674T9; US12017320B2; JP2021527573A; EP3774177A1; ES2920674T3; TW201943483A; PT3774177T; PL3774177T3

Abstract

본 발명은 원하는 나선형 그루브를 포함하는 공작물(1)을 가공하기 위한 방법 및 연삭기(4)에 관한 것이다.
이 방법은 원하는 나선형 그루브의 미리 결정된 나선형 패턴에 따라 그리고 연삭기의 연마 휠(2)에 의해 공작물의 표면(10)에 캘리브레이션 그루브(12)를 그라인딩하는 단계를 포함한다. 캘리브레이션 그루브(12)는 원하는 나선형 그루브의 미리 결정된 길이보다 작거나 같은 캘리브레이션 길이를 갖고, 원하는 나선형 그루브의 미리 결정된 깊이보다 작은 캘리브레이션 깊이(120)를 갖는다.
이 방법은 캘리브레이션 깊이를 측정함으로써 연마 휠(2)의 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 결정하는 단계; 및 결정된 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 사용하여 연마 휠(2)에 의해 원하는 나선형 그루브를 그라인딩하는 단계를 포함한다.

Description

나선형 그루브를 포함하는 공작물을 제작하는 방법 및 연삭기

본 발명은 공작물, 특히 일련의 동일한 공작물 중 첫 번째 공작물을 제조하는 방법 및 그 방법을 구현하기 위한 연삭기에 관한 것이다.

원통형 재료, 특히 금속 또는 세라믹의 원통형 모노블록(즉, 단일 블록), 원통형 복합 재료, 또는 (예를 들어, 솔더링 또는 브레이징에 의한) 구별되는 재료들의 원통형 회합(aggregation)을 기계가공함으로써 일련의 동일한 세장형 공작물을 신뢰성 있고 비용 효율적으로 제조할 필요가 있다. 이러한 세장형 공작물의 대부분은 밀링 및 드릴링 공구, 가령, 드릴(드릴 비트라고도 함), 엔드밀 및 임의의 종류의 로터리 커터와 같은 하나 이상의 나선형 그루브(예를 들어, 나선 또는 플루트)를 포함하는 공구이다.

하나 이상의 나선형 그루브를 갖는 공작물은 일반적으로 피가공 공작물을 보유하기 위한 수단, 회전 연마 휠 및 외주부를 가공하기 위해 그라인딩 휠과 공작물 사이에 상대적 위치를 제공하기 위한 수단을 포함하는 연삭기에 의해 가공된다.

시리즈 중 첫 번째 공작물을 제조하는 것뿐만 아니라 동일한 연삭기로 세장형 공작물을 반복적으로 제조함으로써 공작물에 이상(異狀), 예를 들어 원하는 모양에 대한 치수에 있어 결함에 이르는 변화가 초래될 수 있다. 이는 일반적으로 연삭기 구성요소 간의 모델화되지 않은 기계적 공차, 연삭기의 부정확한 측정 및 위치 지정 시스템 및 그라인딩 휠의 사용 및 마모에 기인한다.

일부 종래 기술의 기계 가공은 제조 동안 (예를 들어, 측정 과정 중에) 공작물을 지속적으로 모니터링함으로써 이 문제를 해결한다.

참조문헌 US4930265는 스레드의 직경 감소 및 성형을 제공하는 그라인딩 휠에 의한 스레드를 포함하는 공작물의 기계 가공을 개시한다. 공작물의 가공 직경은 측정 헤드에 의해 모니터링되어 외주면의 연마부의 직경이 미리 선택된 값에서 벗어나면 회전 공작물에 대한 그라인딩 휠의 위치를 변경한다.

일부 종래 기술의 기계 가공은 초기 캘리브레이션 프로세스에 의해 동일한 문제를 해결한 다음, 일반적으로 대응하는 리캘리브레이션 프로세스가 뒤따르며, 기준 피스는 기계 내부 측정 시스템을 캘리브레이션하기 위해 다른 방향을 따라 기계 가공된다.

참조문헌 US7103441은 기준 피스가 연삭기의 작업 스핀들 또는 공작물 캐리어에 고정되는 캘리브레이션 프로세스를 개시한다. 캘리브레이션 그라인딩은 기계의 각 좌표가 캘리브레이션되도록 이 좌표를 따른 위치 오차를 결정하기 위해 다른 좌표 방향으로부터 기준 피스의 표면에 적어도 2개의 테스트 섹션을 그라인딩하는 것을 포함한다.

참조문헌 US20060240744는 그라인딩 휠의 치수를 보정하기 위한 캘리브레이션 방법을 개시한다. 캘리브레이션 방법은 캘리브레팅 블레이드를 생성하기 위해 적어도 2개의 측면과 테스트 피스의 상단면을 그라인딩하는 단계, 캘리브레팅 블레이드의 치수를 측정하는 단계, 및 측정 결과를 이용하여 연삭기를 캘리브레이션하는 단계를 포함한다.

본 발명의 목적은 각각의 공작물이 원하는 나선형 그루브를 갖는 세장형 공작물을 보다 신뢰할 수 있고 비용 효율적으로 제조하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1의 방법, 청구항 13의 연삭기 및 청구항 15의 연삭기용 프로그램에 의해 달성된다.

이 방안은 이 공작물 표면에 원하는 나선형 그루브를 그라인딩함으로써 동일한 공작물 뿐만 아니라 일련의 다른 공작물도 가공하도록 연삭기가 캘리브레이션되게 한다. 공작물이 (예를 들어, 주어진 공차 내에서) 다른 일련의 공작물과 동일하므로, 원재료의 낭비가 없다.

이 방안은 또한 캘리브레이션 절차가 한 공작물을 가공하는 데 필수불가결한 부분이므로 기계를 캘리브레이션하는 데 필요한 시간을 줄인다.

더욱이, 이 방안은 연삭기의 보다 정확한 캘리브레이션을 제공한다. 실제로 연마 휠 치수는 원하는 나선형 그루브를 그라인딩하기 위한 동일한 그라인딩 조건에서 결정된다. 이를 통해 휠의 현재 치수뿐만 아니라 연삭기의 부품에 의해 생성된 위치에 따른 부정확성이 고려될 수 있다.

일 실시예에서, 연마 휠의 치수는 직경 또는 반경이다. 이 방안은 특히 사용(예를 들어, 마모)으로 인해 변화된 연마 휠의 치수를 결정 및/또는 정기적으로 업데이트할 수 있다.

본 발명의 내용에 포함됨.

예로서 제공되고 도면으로 예시된 실시예에 대한 설명의 도움으로 본 발명을 더 잘 이해할 것이다.
도 1은 연삭기의 회전 연마 휠에 의한 공작물의 그라인딩을 나타내는 도면으로, 연마 휠의 일부 세부 사항이 강조되어 표시된다.
도 2a-b는 한 쌍의 나선형 그루브를 갖는 예시적인 공작물의 길이방향 및 횡단면도를 도시한다.
도 3a-b는 도 1의 공작물 상에 캘리브레이션 그루브의 경사 및 횡단면도를 도시한다.
도 4는 터치 프로브를 사용하여 공작물 상에 캘리브레이션 그루브의 깊이 측정을 개략적으로 도시한다.
도 5a-b는 도 3a-b에 도시된 공작물의 표면에 가공된 나선형 그루브의 경사 및 횡단면을 도시한다.
도 6a-b는 추가 캘리브레이션 그루브가 있는 도 3a-b에 예시된 공작물의 경사 및 횡단면도를 도시한다.

원통형 재료(원재료 또는 반제품)를 가공하여 일련의 동일한 세장형 공작물을 신뢰성 있고 비용 효율적으로 제조할 필요가 있다. 특히, 드릴, 엔드밀 및 임의의 유형의 회전 커터와 같은 밀링 및/또는 드릴링 공구의 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 제조가 필요하다.

이러한 공구는 적어도 하나의 나선형 그루브(플루트 또는 컷팅 그루브이라고도 함)를 포함하는 세장형 공작물이다. 나선형 그루브는 일반적으로 드릴의 경우 공작물의 길이방향 축 주위에 하나 이상의 완전한 회전을 포함할 수 있으며, 심지어 일부 엔드밀 및 회전 커터에서와 같이 완전한 회전보다 적은 회전(즉, 완전한 1 회전의 분수 또는 일부)을 포함할 수 있다.

하나 이상의 나선형 그루브가 있는 공작물은 일반적으로 피가공 공작물(즉, 피가공 원통형 재료)을 보유하기 위한 수단, 회전 연마 휠(즉, 그라인딩 휠 또는 숫돌이라고 하는 원형 연마석) 및 그 주변부를 가공하기 위해 공작물의 표면에 대해 그라인딩 휠을 상대적으로 위치시키는 수단을 포함하는 연삭기에 의해 가공된다.

동일한 세장형 공작물의 반복적인 제조는 CNC 연삭기, 즉 미리 프로그램된 기계 제어 명령어 시퀀스를 실행할 수 있는 컴퓨터 수치 제어(즉, 프로세서 기반의 컨트롤러)가 제공되는 연삭기에 의해 유리하게 실현될 수 있다. 기계 제어 명령어 시퀀스는 특히 컴퓨터 수치 제어(즉, 프로세서)에 의해 판독 가능한 명령어 세트를 포함하는 소프트웨어에 의해 사전 프로그램될 수 있다. 따라서, 원하는 공작물의 주어진 수치 모델에 따라 각 공작물을 가공하도록 그라인딩 작업을 사전에 프로그래밍할 수 있다.

도 2a, b는 소정의 제 1 및 제 2 나선형 그루브(11,11')(예를 들어, 플루트(11, 11'))를 갖는 예시적인 공작물을 도시한다.

원하는 나선형 그루브(11)는 미리 결정된 길이(111), 미리 결정된 깊이(110) 및 미리 결정된 나선형 패턴(112, 113, 114)을 특징으로 한다.

미리 결정된 길이(111)는:

-그루브의 대향 말단들 간의 축방향 거리(즉, 공작물의 길이방향 축(116)을 따른 거리); 또는

-공작물의 프리 팁(14)으로부터 그루브의 더 먼 지점의 축방향 거리(즉, 연삭기에 의해 보유되지 않는 공작물의 팁)일 수 있다.

미리 결정된 깊이(110)는 공간 방향(118)(이후 측정 방향)을 따른 나선형 그루브의 가장 깊은 표면일 수 있다. 측정 방향(118)은 공작물의 길이방향 축(116)을 포함하는 동일한 가상면의 임의의 라인일 수 있으며, 상기 라인은 공작물(1)의 길이방향 축(116)을 교차한다.

나선형 패턴은 나선형 그루브의 기하학적 특징을 설명하며 다음 파라미터를 포함할 수 있다:

-나선 각도(112), 즉, 나선형 그루브의 각 나선의 방향 라인(117)(이후 나선 방향)과 공작물의 길이방향 축(116) 사이의 각도; 및/또는

-리드 각도(113)(피치라고도 함), 즉, 길이방향 축(116)을 중심으로 공작물의 1회 완전한 회전(즉, 360°) 동안 나선형 그루브의 축방향 전진; 및/또는;

-횡단면 템플레이트(114), 즉, 공작물의 길이방향 축(116)에 수직인 평면 상에 돌출된 그루브의 형상; 및/또는

-나선형 그루브의 회전 수; 또는

가령, 공작물의 길이방향 축(116)에 수직인 평면 상에 이들 단부를 돌출시킴으로써. 공작물의 길이방향 축(116)에 대해 나선형 그루브의 반대편 및 가장 먼 단부에 의해 형성된 완전한 회전의 일부 또는 상대 각도.

미리 결정된 깊이(110) 및/또는 나선형 패턴에 따라, 원하는 나선형 그루브가 이에따라 공작물의 길이방향 축(116)을 중심으로 적어도 완전한 회전을 포함하거나 완전한 회전 미만(즉, 완전한 회전의 분수 또는 일부)을 포함할 수 있다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 원하는 나선형 그루브는 연삭기(4)의 회전 연마 휠(2)을 공작물의 길이방향 축(116)에 수직으로 기울어진 축(29)(이후 그라인딩 병진이동 축)을 따라 위치시키는 한편; 회전축(30)(이후 그라인딩 회전축)을 따라 연마 휠과 공작물 사이의 병진 및 회전 이동을 제공함으로써 공작물(1)상에 효율적으로 피가공될 수 있으며, 이는 원하는 나선형 그루브의 미리 결정된 길이(111), 미리 결정된 깊이(110) 및 미리 결정된 나선형 패턴(112, 113, 114)에 따른다.

유리하게는, 그라인딩 회전축은 공작물의 길이방향 축(116), 즉 (미가공된) 원통형 재료의 대칭축과 실질적으로 일치한다.

그러나, 주어진 모델에 기초한 자동 기계 가공은 예를 들어 이상(異狀), 예를 들어 원하는 공작물의 형상과 관련된 치수에 있어 결함에 이르기까지 (공차 내에 허용되는) 변화가 있는 공작물로 이어질 수 있다.

사실, 가장 초기에 가공된 공작물은 원하는 공작물의 수치 모델에 의해 주어진 사양(예를 들어, 공차) 내에 있는 경우는 거의 없다. 이는 일반적으로 연삭기의 부정확한 정적 및/또는 동적 모델을 기반으로 한 가공 지침의 생성에서 발생한다.

일부 선행 기술의 기계 가공 방법 및 그라인딩 시스템은 제조 동안 공작물의 원형부를 (예를 들어, 측정 과정 중에) 지속적으로 모니터링함으로써 이 문제를 해결했다.

그러나, 이러한 접근 방식은 각각의 제조된 공작물에 시스템적으로 적용되기 때문에 시간 소모적일뿐만 아니라 제공된 원통형 재료의 직경을 줄여 시간과 재료의 추가 낭비를 초래한다.

다른 종래 기술의 기계 가공 방법 및 그라인딩 시스템은 캘리브레이션 프로세스를 통해 동일한 문제를 해결했으며, 여기서 기준 피스는 일련의 공작물 가공하는 데 사용되는 연삭기의 모델을 수정할 수 있도록 서로 다른 방향을 따라 가공된다. .

이러한 접근 방식은 일련의 동일한 공작물을 생산하는 동안 기계 모델을 수정하기 위해 할당된 시간 낭비를 제한할 수 있지만, 타겟 피스의 사용으로 시간 및 재료의 불필요한 낭비가 초래된다.

출원인은 부정합이 주로 연삭기의 교정되지 않은 위치 의존적인 부정확성 및 그라인딩 휠의 부정확한 마모 의존적 치수를 사용하여 가공되는 공작물에서 발생한다는 점을 주목한다. 그라인딩 휠(2)의 치수는 특히 다음과 같다(도 1 참조):

- 연마 휠(2)의 연삭면(21)의 곡률(24)(에 대응하는 원(26))의 반경(25);

- 연마 휠의 반경(22), 즉, 그라인딩 휠이 회전하는 회전축(20)(이후 휠 회전축)에 대한 연삭면(21)의 가장 먼 원위 지점 사이의 거리;

- 연마 휠의 직경(23), 즉, 휠 회전축(20)을 가로지르는 연삭면(21)의 가장 먼 원위 지점 사이의 거리; 및

- 특히 회전축(20)에 수직이고 (휠 회전축(20)에 대해) 연삭면(21)의 가장 먼 축 부분(211)을 따라 뻗어 있는 라인(27)의 휠 회전축(20)을 따라 연마 휠의 축 위치(이후 휠 축 위치).

원하는 나선형 그루브를 포함하는 공작물을 가공하기 위한 제안된 방법은 도 1-3에 도시된 바와 같이 다음에 의존한다:

- 원하는 나선형 그루브(11)의 소정의 나선형 패턴(112, 113, 114)에 따라 그리고 연삭기(4)의 연마 휠(2)에 의해 공작물(1)의 표면(10)에 캘리브레이션 그루브(12)를 그라인딩하는 단계;

- 캘리브레이션 그루브의 치수(120)를 측정하여 연마 휠(2)의 치수(22, 23, 24, 25)(이후 연마 휠 치수)를 결정하는 단계; 및

동일한 연마 휠(2)을 사용하여 원하는 나선형 그루브(11)를 그라인딩하는 단계.

캘리브레이션 그루브(12)는 원하는 나선형 그루브(11)의 미리 정해진 길이(111)보다 작거나 같은 길이(121)(이후 캘리브레이션 길이)를 갖는다. 캘리브레이션 그루브(12)는 원하는 나선형 그루브(11)의 미리 정해진 깊이(110)보다 작은 깊이(120)(이후 캘리브레이션 깊이)를 갖는다. 이 구성은 캘리브레이션 그루브의 위치에서 원하는 나선형 그루브를 가공함으로써 나중에 캘리브레이션 그루브를 광학적으로 제거(즉, 소거)할 수 있게 한다.

연마 휠 치수는 유리하게는 그루브의 표면, 특히 캘리브레이션 그루브의 캘리브레이션 깊이(120)를 측정함으로써 결정된다.

유리하게는, 제안된 방법은 결정된 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 사용하여 연마 휠(2)에 의해 다른 공작물(또는 복수의 다른 공작물)의 표면 상에 원하는 나선형 그루브(11)를 그라인딩하는 단계를 더 포함한다.

제안된 방법은 사람의 개입없이 연삭기에 의해 제안된 공작물 가공을 실행하기 위해, 연삭기에서 유리하게 자동으로 구현될 수 있다.

특히, 제안된 방법은 연삭기가 사람의 도움없이 (적어도) 다음 단계를 실행하도록 구성되도록 연삭기에서 구현될 수 있다:

- 공작물에 대한 캘리브레이션 그루브(12)의 연삭;

- 캘리브레이션 그루브의 치수(120) 측정;

- 연마 휠(2)의 치수(22, 23, 24, 25) 결정; 및

- 동일한 연마 휠(2)과 결정된 치수를 사용하여 원하는 나선형 그루브(11)을 그라인딩; 및, 결국

- 다른 공작물에서 원하는 나선형 그루브의 그라인딩.

이 방안은 일련의 동일한 공작물, 특히 제 1 공작물의 하나의 공작물을 제작하기 위한 방법 및 연삭기를 제공하며, 이 공작물의 표면에 원하는 나선형 그루브를 그라인딩함으로써 동일한 공작물뿐만 아니라 일련의 다른 연속 공작물을 기계 가공하는 연삭기가 캘리브레이션될 수 있다. 공작물이 (예를 들어, 주어진 공차 내에서) 다른 시리즈와 동일하기 때문에, 시간과 원재료의 낭비가 없다. 또한, 제안된 방법은 결정된 치수를 사용하여 연속된 공작물뿐만 아니라 공작물을 가공하는 데 필요한 시간을 더욱 줄이기 위해 연삭기에서 자동으로 구현될 수 있다.

이 방안은 또한 캘리브레이션 절차가 하나의 공작물 가공의 일부이기 때문에 기계를 캘리브레이션하는 데 필요한 총 시간을 줄인다.

더욱이, 이 방안은 연삭기의 보다 정확한 캘리브레이션을 제공한다. 실제로, 연마 휠 치수는 원하는 나선형 그루브를 그라인딩하기 위한 동일한 그라인딩 조건하에서 결정된다. 이를 통해 연마 휠의 현재 치수가 아니라 연삭기의 위치에 따른 연삭기의 부정확성이 고려될 수 있다.

따라서 제안된 방법은 각각의 공작물이 원하는 나선형 그루브를 갖는 일련의 동일한 세장형 공작물을 보다 안정적이고 비용 효율적으로 제조할 수 있게 한다.

도 3a-b는 본 발명에 따른 도 1의 공작물(1)에 가공된 캘리브레이션 그루브의 세부 사항을 도시한다.

캘리브레이션 그루브(12)는 공작물(1)(예를 들어, 피가공 원통형 재료)을 가공함으로써, 특히:

- 그라인딩 회전축(30)에 대해 미리 정의된 상대 방향을 따라 지향되는 휠 회전축(20) 주위로 연마 휠을 회전시키고,

- 연마 휠과 공작물 사이의 상대적 위치를 제공하여 그 표면을 그라인딩함으로써 얻어진다.

캘리브레이션 그루브의 캘리브레이션 길이(121)에 따라, 캘리브레이션 그루브의 그라인딩은 또한:

- 그라인딩 회전축(30)을 중심으로 연마 휠과 공작물 사이에 상대 회전(41)을 제공하고,

- 그라인딩 회전축(30)을 따라 연마 휠과 공작물 사이에 상대 이동(42)을 제공하는 것을 포함할 수 있다

미리 정의된 상대 방향은 원하는 나선형 그루브의 소정의 나선형 패턴(112, 113, 114)에 따라 결정된다.

도 1의 예시된 실시예에서, 휠 회전축(20)은 공작물의 길이방향 축(그라인딩 회전축)상의 돌출부가 나선 방향(117)에 수직이되도록 지향되어 원하는 나선형 그루브의 나선 각도(112)에 대응하는 나선 각도(122)를 갖는 캘리브레이션 그루브를 그라인딩한다. 캘리브레이션 그루브가 적어도 완전한 회전을 포함하는 경우, 그라인딩된 캘리브레이션 그루브는 원하는 나선형 그루브의 리드 각도(113)에 대응하는 리드 각도를 갖는다.

바람직하게는, 그라인딩 회전축(30)은 미리 결정된 나선형 패턴에 따라 공작물의 표면(10)상의 캘리브레이션 그루브 및 원하는 나선형 그루브의 가공을 단순화하기 위해 공작물의 길이방향 축(116)에 실질적으로 일치한다.

일단 캘리브레이션 그루브가 공작물의 표면에 그라인딩되면, 캘리브레이션 그루브의 치수가 측정될 수 있다. 측정은 연마 휠의 원하는 연마 휠 치수를 결정하기 위해 특히 연삭기를 장착한 접촉식 또는 비접촉식 측정 기기에 의해 수행될 수 있다.

예시된 실시예에서, 연마 휠의 원하는 치수는 연마 휠의 직경(23) 및/또는 반경(33)이다.

이 방안은 특히 연마 휠의 사용(예를 들어, 마모)으로 인한 변화를 다루기 위해 현재 공작물과 연이은 공작물을 가공하는 데 사용되는 연마 휠의 직경(23) 및/또는 반경(33)에 해당하는 값을 초기에 결정하고 뿐만 아니라 정기적으로 업데이트할 수 있다.

연마 휠의 직경(23) 및 반경(33)은 캘리브레이션 그루브의 캘리브레이션 깊이(120)를 측정함으로써 결정될 수 있다. 예시된 실시예에서, 캘리브레이션 깊이(120)는 측정 방향(118)에 따라 캘리브레이션 그루브의 가장 깊은 표면의 상대 위치를 고려하여 측정된다.

연마 휠의 직경(23) 및 반경(33)은 휠 회전축(20) 및 그라인딩 회전축(30)의 상대 위치를 아는 것에 의해 직접 결정될 수 있다.

대안으로 또는 보완으로, 직경(23) 및 반경(33)은 측정된 캘리브레이션 깊이(120)와 이 추정된 값에 따라 추정되는 예상되는 캘리브레이션 깊이 간의 차를 결정함으로써 그 추정된 값을 보정함으로써 간접적으로 결정될 수 있다.

따라서, 캘리브레이션 그루브가 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 완전한 1/2 회전을 포함하는 경우, 캘리브레이션 깊이(120)는 동일한 측정 방향(118)을 따라 반대 방향에서 캘리브레이션 그루브 표면의 한 쌍의 가장 깊은 지점 사이의 최단 반경 거리를 결정함으로써 측정될 수 있다.

이 반경방향 거리는 공작물의 길이방향 축(116)에 수직인 가상의 평면 상에 캘리브레이션 그루브의 에지를 돌출시킴으로써 만들어진 가상의 내부 원(13)의 직경에 대응한다.

내부 원의 직경은:

- 측정 기기에 의해 선택된 측정 방향(118)을 따라 제 1 깊은 지점을 측정하는 단계;

- 이 길이방향 축(116)을 중심으로 공작물을 약 180° 회전시키는 단계; 및

- 동일한 측정 기기에 의해 동일한 측정 방향(118)을 따라 제 2 깊은 지점을 측정하는 단계에 의해 결정될 수 있다.

공작물이 연삭기의 연마 휠에 의해 공작물 표면에서 피가공되는 제 2 소정 길이, 제 2 소정 깊이 및 제 2 소정 나선형 패턴을 갖는 원하는 제 2 나선형 그루브(11')를 포함하는 경우, 제 2 깊은 지점은 연마 휠에 의해 동일한 공작물의 표면에 그라인딩되는 제 2 캘리브레이션 그루브의 깊은 지점일 수 있다. 제 2 캘리브레이션 그루브에는:

- 제 2 미리 결정된 깊이보다 작은, 바람직하게는 (제 1 캘리브레이션 그루브의) 캘리브레이션 깊이(120)와 동일한 깊이; 및

- 제 2 소정 길이보다 작거나 같은 길이가 있다.

연마 휠 치수의 원하는 치수가 결정되면, 결정된 연마 휠 치수는 동일한 연마 휠(2)에 의해 동일한 공작물의 동일한 표면(10)에 원하는 나선형 그루브(11)를 그라인딩하는데 사용될 수 있다.

따라서, 원하는 나선형 그루브(11)는 미리 정해진 길이(111), 미리 정해진 깊이(110) 및 미리 정해진 나선형 패턴(112, 113, 114)에 따라 캘리브레이션 그루브가 있는 동일한 공작물의 표면(10), 특히 캘리브레이션 그루브의 표면에서 그라인딩된다.

원하는 나선형 그루브(11)의 그라인딩은 특히:

- 휠 회전축(20), 바람직하게는 캘리브레이션 그루브를 그라인딩시키는데 사용되는 동일한 미리 정의된 상대 방향을 따라 지향된 휠 회전축(20)을 중심으로 연마 휠을 회전시키는 단계;

- 특히 캘리브레이션 그루브에 대해 연마 휠과 공작물 사이에 상대 위치를 제공하는 단계;

- 그라인딩 회전축(30)을 따라 공작물과 연마 휠 사이의 상대 병진이동을 제공하는 단계; 및

- 그라인딩 회전축(30)을 중심으로 연마 휠과 공작물 사이에 상대 회전이동을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

공작물 표면상의 원하는 나선형 그루브의 그라인딩은:

- 캘리브레이션 그루브의 캘리브레이션 길이(121)는 원하는 나선형 그루브(11)의 미리 결정된 길이(111)보다 작거나 같고;

- 캘리브레이션 그루브의 캘리브레이션 깊이(120)는 원하는 나선형 그루브(11)의 미리 결정된 깊이(110)보다 작으며;

- 캘리브레이션 그루브(12)는 원하는 나선형 그루브(11)의 동일한 미리 결정된 나선형 패턴(112, 113, 114)에 따라 그리고 동일한 연마 휠(2)에 의해 표면(10)상에서 그라인딩됨으로써 캘리브레이션 그루브를 제거하게 (즉, 공작물 표면에서 사라지게) 한다.

도 5a-b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 원하는 나선형 그루브를 그라인딩함으로써 공작물의 가공된 표면(10)으로부터 캘리브레이션 그루브(12)(도 5a-b의 대시선)를 형성하는 전체 표면이 제거된다.

결정된 연마 휠 치수는 또한 동일한 연마 휠(2)(도 6b 참조)에 의해 동일한 공작물(1)의 표면(10)상에 다른 (특히 제 2) 원하는 나선형 그루브(11')를 그라인딩하는데 사용될 수 있다.

이 다른 원하는 나선형 그루브(11')의 기하학적 특징(특히 길이, 깊이 및 나선형 패턴)은 원하는 나선형 그루브(11)의 기하학적 특징에 대해 같거나 동일하거나 구별될 수 있다.

유리하게는, 공작물의 표면상의 이 다른 원하는 나선형 그루브(11')의 그라인딩은 공작물의 내부 원을 결정하는데 사용되는 제 2 캘리브레이션 그루브의 제거(즉, 공작물의 표면에서 사라짐)를 유도한다.

그런 후, 결정된 연마 휠 치수는 동일한 연마 휠(2)을 사용하여 다른 공작물의 표면에서 원하는 나선형 그루브를 그라인딩하는 데 사용될 수 있다.

실제로, 제안된 방안은 재료의 낭비없이 연속적인 공작물, 특히 동일한 일련의 동일한 공작물을 가공하기 위해 결정된 연마 휠 치수를 사용할 수 있게 한다.

제안된 방안은 또한 추가 캘리브레이션 그루브의 그라인딩에 의한 다른 연마 휠 치수의 결정을 포함할 수 있다.

도 6a-b에 예시된 바와 같이, 제안된 방안은:

- 동일한 연마 휠로 공작물(1)의 표면(10)에 추가 캘리브레이션 그루브(15)을 그라인딩하고;

- 상기 추가 캘리브레이션 그루브(15)의 치수를 측정함으로써 연마 휠(2)의 다른 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 또 다른 연마 휠 치수는 연마 휠의 휠 축 위치(27)이다.

따라서, 추가 캘리브레이션 그루브(15)는 공작물 표면의 원위부, 특히 공작물(1)의 팁(14)에서 그라인딩될 수 있다.

원위부는 적어도 캘리브레이션 그루브(12), 원하는 나선형 그루브(11) 또는 추가의 원하는 나선형 그루브(11')의 그라인딩으로 추가 캘리브레이션 그루브(15)가 제거되도록 선택된다.

대안으로 또는 보완으로, 공작물이 챔퍼의 그라인딩을 포함하는 경우, 이 챔퍼의 그라인딩으로 가공된 공작물의 표면에서 추가 캘리브레이션 그루브(15)가 제거하도록 원위부가 선택될 수 있다.

따라서, 휠 축 방향 위치 결정(27)은 그라인딩면(21)의 가장 먼 축 부분(211)에 의해 그라인딩되는 추가 캘리브레이션 그루브(15)의 표면(151)의 위치를 측정함으로써 결정될 수 있다.

추가 캘리브레이션 그루브(15)는 캘리브레이션 그루브(12)의 그라인딩 전후에 그라인딩될 수 있다.

제안된 방안은 또한 바람직하게는 사람의 도움없이 제안된 방법을 수행하기 위한 연삭기를 포함한다.

연삭기(4)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.

연삭기(4)는 공작물(1), 특히 공작물의 말단을 보유하도록 구성되는 한편, 연삭기(4)에 연마 휠(2)이 회전 장착되어 휠 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된다.

연삭기(4)는 연마 휠과 보유된 공작물 사이의 이동을 제공하여 그들 사이에 원하는 상대 위치를 허용하도록 유리하게 구성된다.

공작물의 표면에서 원하는 나선형 그루브의 연삭을 허용하기 위해, 연삭기(4)는 적어도:

- 그라인딩 회전축(30) 주위 및 그라인딩 회전축(30)을 따라 각각 연마 휠과 보유된 공작물 사이의 상대적인 회전이동과 상대적 병진이동; 및

- 그라인딩 병진이동 축(29)을 따라 연마 휠과 보유된 공작물 사이의 상대 이동을 제공하도록 구성된다.

유리하게는, 연삭기(4)는 길이방향 축(116), 즉 피가공 원통형 재료의 대칭 축이 그라인딩 회전축(30)에 일치하도록 공작물을 보유하게 구성된다.

도 1의 예시적인 실시예에서, 연삭기(4)에는 상기 연삭기(4)의 베이스에 대해 그라인딩 회전축(30) 중심으로 공작물의 회전을 제공하면서 공작물(1)의 말단을 보유하는 스핀들(3)이 제공된다.

이 예시적인 실시예에서, 연삭기(4)는 또한 연마 휠을 실질적으로 임의의 위치로 이동시킬뿐만 아니라 공작물(1)의 표면(10)에 대해 그리고 특히 베이스와 관련하여 실질적으로 임의의 방향을 따라 휠 회전축(20)을 지향시키도록 구성된다. 상대 이동은 병진이동 및 회전이동을 위한 다중 자유도를 제공하는 관절형 암 또는 배지타입 구조에 의해 제공될 수 있다.

연삭기는 또한 측정 기기(5)를 사용하여 캘리브레이션 그루브의 치수, 특히 캘리브레이션 깊이(120)를 측정함으로써 연마 휠(2)의 연마 휠 치수를 결정하도록 구성된다.

보완으로, 연삭기는 또한 추가 캘리브레이션 그루브(15)의 치수를 측정함으로써 연마 휠(2)의 다른 연마 휠 치수를 결정하도록 구성된다. 치수는 유리하게는 연마면(21)의 가장 먼 축 부분(211)에 의해 그라인딩되는 추가 캘리브레이션 그루브(15)의 표면(151) 위치이다. 유리하게, 측정 기기(5)에 의해 측정이 달성된다.

측정 기기(5)는 접촉식 또는 비접촉 기기일 수 있다. 바람직하게는, 측정 기기(5)는 연삭기에 의해 연결 및/또는 제어되는 데이터이며, 더욱 바람직하게는 연삭기의 베이스 장비의 일부이다.

이러한 배열은 연삭기로부터 공작물을 제거할 필요없이 공작물, 특히 캘리브레이션 그루브의 치수를 측정할 수 있게 한다. 이는 원하는 나선형 그루브를 그라인딩하기 위해 기계에서 공작물의 동일하지 않은 위치 재선정으로 인한 그라인딩 부정확성을 방지한다.

상술한 바와 같이, 연삭기는 사람의 도움없이 제안된 방법, 특히(적어도):

- 공작물에 대한 캘리브레이션 그루브(12)의 그라인딩;

- 캘리브레이션 그루브의 치수(120)의 측정;

- 연마 휠(2)의 치수(22, 23, 24, 25)의 결정;

- 동일한 연마 휠(2)을 사용하고 결정된 치수를 사용하여 원하는 나선형 그루브(11)의 그라인딩, 및 보다 유리하게는

- 결정된 치수를 사용하여 일련의 동일한 공작물의 연속 공작물에 원하는 나선형 그루브를 그라인딩하는 단계를 실행하도록 유리하게 구성된다.

제안된 방안은 또한 프로세서(예를 들어, 연삭기의 컴퓨터 수치 제어)에 의해 제어되는 연삭기에 제안된 방법을 수행하고 측정 기기(5) 및 회전 연마 휠(6)을 갖는 (연삭기의 실행 가능 명령어 세트를 갖는) 소프트웨어와 관련이 있고, 연삭기는 (특히 프로세서를 통해) 공작물(1)을 보유할 수 있을뿐만 아니라:

바람직하게는 공작물(1)의 길이방향 축(116)과 일치하는 회전축(30)을 중심으로 공작물(1)과 연마 휠(6) 사이의 상대 회전이동; 및/또는

상기 회전축(30)을 따라 공작물(1)과 연마 휠(6) 사이의 상대 병진이동; 및/또는

공작물(1)과 연마 휠(6) 사이의 상대 이동을 제공할 수 있다.

제안된 방안에 따라, 동일한 세장형 공작물의 반복적인 제조는 연삭기(4)가 제안된 방법의 단계를 수행하도록 연삭기(4)을 제어하는 프로세서에서 실행될 때 구성된 명령어 세트를 포함하는 프로그램에 의해 실현될 수 있다.

일련의 명령어는 제안된 방법의 단계를 자동으로, 즉 인간의 도움없이 수행하게 연삭기(4)를 제어하도록 유리하게 구성될 수 있다.

소프트웨어는 프로세서에 의해 판독될 수 있도록 프로세서에 연결되거나 연결될 수 있는 비일시적 저장 매체에 유리하게 수록된다.

1: 공작물
10: 공작물의 표면
11, 11': 나선형 그루브
110: 깊이
111: 길이
112: 나선 각도
113: 리드 각도
114: 횡단면 템플레이트
115: 외주
116: 길이방향 축
117: 접선
118: 측정 방향
12: 캘리브레이션 그루브
120: 깊이
121: 길이
122: 나선 각도
124: 횡단면 템플레이트
127: 접선
13: 내부 원
14: 프리 팁(free tip)
15: 축방향 캘리브레이션 그루브
151: 캘리브레이션 표면
2: 그라인딩 휠
20: 회전축
21: 그라인딩 면
22: 반경
23: 직경
230, 231: 그라인딩 면의 원위 지점
24: 그라인딩면의 곡률
25: 곡률 반경
26: 곡률의 원
27: 축방향 위치
28: 그라인딩 반경면
29: 병진이동 축
3: 회전 스핀들
30: 회전축
4: 연삭기
41: 회전이동
42: 병진이동
5: 접촉식 프로브

Claims

공작물(1)을 보유하기 위해 배치되고 회전 연마 휠(6)을 구비하는 연삭기(4)에 의해 공작물(1)을 가공하는 방법으로서,
상기 공작물(1)은 연삭기(4)의 연마 휠(2)에 의해 미리 결정된 길이(111), 미리 결정된 깊이(110) 및 미리 결정된 나선형 패턴(112, 113, 114)이 공작물(1)의 표면(10)에 가공되는 원하는 나선형 그루브(11)를 포함하고,
상기 방법은:
상기 미리 결정된 나선형 패턴(112, 113, 114)에 따라 그리고 연마 휠(2)에 의해 표면(10)에 캘리브레이션 그루브(12)를 그라인딩하는 단계;
캘리브레이션 깊이(120)를 측정하여 연마 휠(2)의 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 결정하는 단계; 및
상기 연마 휠(2)에 의해 상기 표면(10) 상에 원하는 나선형 그루브(11)를 그라인딩하기 위해 상기 결정된 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 사용하는 단계를 포함하고,
상기 캘리브레이션 그루브(12)는 원하는 나선형 그루브(11)의 미리 결정된 길이(111)보다 작거나 같은 캘리브레이션 길이(121)와 원하는 나선형 그루브(11)의 미리 결정된 깊이(120)보다 작은 캘리브레이션 깊이(120)를 갖는 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항에 있어서,
연마 휠 치수는 연마 휠(2)의 직경(23) 또는 반경(22)인 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
미리 결정된 나선형 패턴은 나선 각도(112) 또는 리드 각도(113)인 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
캘리브레이션 깊이(120)는 연삭기(4)로부터 공작물을 제거하지 않고, 특히 연삭기(4)의 접촉식 또는 비접촉식 프로브(5)에 의해 측정되는 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
나선형 그루브(11)의 가공은:
제 1 회전축(30), 바람직하게는 공작물(1)의 길이방향 축(116)과 일치하는 제 1 회전축(30)을 중심으로 공작물 및 연마 휠 중 하나를 다른 하나에 대해 회전시키는 단계;
제 1 회전축(30)을 따라 공작물 및 연마 휠 중 하나를 다른 하나에 대해 병진이동시키는 단계; 및
그라인딩 회전축(30)에 대해 미리 정의된 상대 방향을 따라 지향되는 제 2 회전축(20)을 중심으로 연마 휠을 회전시키는 단계를 포함하는 공작물을 가공하는 방법.
제 5 항에 있어서,
캘리브레이션 그루브(12)의 가공은:
캘리브레이션 그루브를 그라인딩시키는데 사용되는 상기 미리 정의된 상대 방향을 따라 지향되는 제 2 회전축(20)을 중심으로 연마 휠을 회전시키는 단계를 포함하는 공작물을 가공하는 방법.
제 6 항에 있어서,
캘리브레이션 그루브(12)의 가공은 또한:
제 1 회전축을 중심으로 공작물과 연마 휠 중 하나를 다른 하나에 대해 회전이동시키는 단계; 및
제 1 회전축을 따라 공작물과 연마 휠 중 하나를 다른 하나에 대해 병진이동시키는 단계를 포함하는 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
캘리브레이션 깊이(120)는 공작물의 길이방향 축(116) 중심으로 캘리브레이션 그루브 표면의 가장 깊은 지점 쌍 사이의 최단 반경거리를 결정함으로써 측정되는 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
연마 휠(2)을 통해 공작물(1)의 표면(10)에 다른 원하는 나선형 그루브(11')를 그라인딩하기 위해 결정된 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 사용하는 단계를 더 포함하는 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
연마 휠(2)을 통해 다른 공작물의 표면에 원하는 나선형 그루브(11)을 그라인딩하기 위해 결정된 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 사용하는 단계를 더 포함하는 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
공작물 표면의 원위부(14)에 추가 캘리브레이션 그루브(15)을 그라인딩하는 단계; 및
상기 추가 캘리브레이션 그루브(15)의 표면(151)의 상대적 위치를 측정함으로써 연마 휠(2)의 다른 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 결정하는 단계를 더 포함하고,
바람직하기로 상기 다른 연마 휠 치수는 연마 휠(2)의 회전축(20)에 대한 연마 휠(2)의 반경방향 확장 벽(28)의 상대적 위치(27)인 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
공작물은 밀링 및/또는 드릴링 공구, 바람직하게는 드릴(1), 엔드밀 또는 회전 커터인 공작물을 가공하는 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 공작물(1)을 가공하는 방법을 수행하기 위한 연삭기(4)로서,
상기 연삭기(4)는 측정 기기(5)와 회전 연마 휠(6)을 포함하고,
상기 연삭기(4)는 공작물(1)을 보유하며:
바람직하게는 공작물(1)의 길이방향 축(116)과 일치하는 회전축(30)을 중심으로 공작물(1)과 연마 휠(6) 사이의 상대 회전;
상기 회전축(30)을 따라 공작물(1)과 연마 휠(6) 사이의 상대적 병진이동; 및/또는
공작물(1)과 연마 휠(6) 사이의 상대 이동을 제공하도록 구성되고,
상기 연삭기는 또한:
연마 휠(2)을 사용하여 캘리브레이션 그루브(12)를 그라인딩하고;
측정 기기(5)에 의해 캘리브레이션 깊이(120)를 측정함으로써 연마 휠(2)의 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)를 결정하며;
연마 휠(2) 및 상기 결정된 연마 휠 치수(22, 23, 24, 25)에 의해 원하는 나선형 그루브(11)을 그라인딩하도록 구성되는 연삭기.
제 13 항에 있어서,
공작물을 보유하도록 배열된 스핀들(3)을 포함하고,
상기 스핀들(3)은:
공작물(1)과 연마 휠(6) 사이에 상대적 회전 이동을 제공하기 위해 공작물(1)을 상기 회전축(30) 주위로 회전시키고/시키거나,
공작물(1)과 연마 휠(6) 사이에 상기 상대적 병진 이동을 제공하기 위해 상기 회전축(30)을 따라 공작물(1)을 병진 이동시키도록 구성되는 연삭기.
연삭기(4)를 제어하는 프로세서 상에 실행시, 상기 연삭기(4)가 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계를 수행하도록 구성된 명령어 세트를 포함하는 프로그램.