KR102236663B1 - 공작물, 특히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 마무리 가공하기 위한 피니싱 장치 - Google Patents

공작물, 특히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 마무리 가공하기 위한 피니싱 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 공작물 홀더, 공작물 축을 중심으로 공작물(42)을 회전시키기 위한 회전 드라이브 그리고 상기 공작물 축에 동심인 메인 베어링을 가공하기 위한 하나 이상의 제1 피니싱 공구(44)와 추가 베어링을 가공하기 위한 하나 이상의 제2 피니싱 공구(46)를 포함하는, 공작물(42), 특히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 마무리 가공하기 위한 피니싱 장치(30)에 관한 것으로서, 이 경우 상기 피니싱 공구(44, 46)들은 작업 영역(38) 외부에 배치된 추가 영역(40) 내로 반입될 수 있도록 상기 공작물 홀더에 의해 정해진 작업 영역(38)을 경유하여 연장되는 이송축을 따라서 이동할 수 있다.

Description

공작물, 특히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 마무리 가공하기 위한 피니싱 장치{FINISHING DEVICE FOR FINISH MACHINING OF A WORKPIECE, IN PARTICULAR OF A CRANKSHAFT OR A CAMSHAFT}
본 발명은, 공작물 홀더(workpiece holder), 공작물 축을 중심으로 공작물을 회전시키기 위한 회전 드라이브(rotary drive) 그리고 상기 공작물 축에 동심인 메인 베어링(main bearing)을 가공하기 위한 하나 이상의 제1 피니싱 공구와 추가 베어링(additional bearing)을 가공하기 위한 하나 이상의 제2 피니싱 공구를 포함하는, 공작물, 특히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 마무리 가공하기 위한 피니싱 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 피니싱 장치는 독일 특허 DE 10 2007 059 926 A1호에 공지되어 있다. 이러한 피니싱 장치들은 베어링 면에 피니싱 방법에 있어서 특징적인 크로스 그라인딩 구조(cross-grinding structure)를 제공하기 위해 사용된다. 이러한 목적을 위해 피니싱 공구, 예컨대 피니싱 벨트 또는 피니싱 스톤은 마무리 가공될 공작물 표면에 가압된다. 이러한 경우 공작물의 회전 운동에 진동 운동이 부가되는데, 이러한 진동 운동은 공작물의 회전축에 평행하게 정렬되어 있다.
공작물 마무리 가공은 최소 표면 허용 오차를 갖는 공작물을 만들어 낸다. 이에 대한 전제조건은, 피니싱 공구들을 정확히 가공될 공작물에 상대적으로 정렬해야 한다는 것이다. 다수의 베어링을 구비하는 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트의 경우, 서로 인접한 베어링 면들의 마무리 가공을 정확히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트의 내측 마이크로미터(inside micrometer)에 상응하게 행할 수 있도록, 공작물의 축 방향으로 볼 때 서로 평행하게 배치된 피니싱 공구들이 그들의 간격 내에서 서로 상대적으로 정확히 조정되어야 한다.
앞서 설명한 요건들은, 공작물 홀더 내에 공작물을 정확하게 정렬하는 것과 공작물에 상대적으로 피니싱 공구들을 정확하게 정렬하는 것을 필요로 한다.
또한, 피니싱 공구들은 마모되기 때문에 정기적으로 교체해야 한다.
전술한 작업들은 아울러 피니싱 공구들에 대한 최적의 접근성을 필요로 하지만, 이러한 접근성은 공지된 피니싱 공구들에서 절대적으로 주어지는 것은 아니다. 예를 들어, 공작물 이송 시스템들 및/또는 스플래시 가드 장치들은 피니싱 공구들에 대한 자유로운 접근을 방해한다. 이러한 점은 유지 보수 및/또는 조정 작업이 더 어렵게 될 수 있다는 것을 의미한다.
이것을 근거로, 본 발명의 기본 과제는 전술한 단점들을 피할 수 있는 피니싱 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 도입부에 언급된 유형의 피니싱 장치에서 본 발명에 따라, 피니싱 공구들이 작업 영역 외부에 배치된 추가 영역 내로 반입될 수 있도록 공작물 홀더에 의해 정해진 작업 공간을 경유하여 연장되는 이송축을 따라 이동할 수 있음으로써 해결된다.
본 발명에 따르면, 피니싱 공구들이 작업 영역 외부에 있는 추가 영역에 포지셔닝될 수 있음으로써, 결과적으로 상기 추가 영역에 포지셔닝된 피니싱 공구들에 매우 용이하게 접근할 수 있다는 사실에 의해 상기 피니싱 공구들의 접근성이 단순화된다. 이러한 점은 피니싱 공구들에 대한 유지 보수 작업 실시를 단순화한다.
작업 영역의 공작물 홀더를 작업 영역에서 추가 영역 내로 그리고 다시 추가 영역에서 작업 영역 내로 이동할 수 있도록 장착하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 추가 영역 내에 추가적인 공작물 홀더가 배치되는 것이 특히 바람직하다. 이는 설치 작업들이 추가 영역에서 수행될 수 있도록, 특정한 공작물을 위한 작업 영역에서 존재하는 작업 상황을 상기 추가 영역에서 재현하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 피니싱 공구들은 추가 영역에서 그들의 간격과 관련하여 서로 상대적으로 그리고/또는 그들의 자세와 관련하여 가공될 공작물에 상대적으로 조정된 다음, 작업 영역 내로 이동될 수 있다. 이러한 경우 용이하게 접근할 수 있는 추가 영역에서 수행되는 조정 작업들이 더 이상 접근이 열악한 작업 영역에서 수행되어서는 안 된다.
추가 공작물 홀더가 공작물과 상호 작용하는 그의 공작물 지지 표면들(특히 원추형 팁(conical tip)들)과 관련하여, 작업 영역의 공작물 홀더와 구조적으로 동일한 경우 특히 바람직하다.
공작물 또는 조정 샤프트가 추가 영역에 배치될 수 있고, 상기 추가 영역에서 추가 공작물 홀더의 주축대(headstock)와 심압대(tailstock) 사이에 수용될 수 있도록, 상기 추가 공작물 홀더가 주축대와 심압대를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
특히, 작업 영역의 공구 홀더의 주축대와 심압대가 서로 상대적으로 정렬되어 있고, 그리고 추가 공작물 홀더의 주축대와 심압대가 동일한 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 있거나 정렬 가능한 것이 바람직하다. 이는 피니싱 공구들의 설치 작업을 단순화한다.
특히 높은 가공 정밀도를 위해, 추가 공작물 홀더의 주축대와 심압대는 서로 완벽하게 동심이면서 평행한 그들의 회전축 정렬과 달리, 작업 영역의 공작물 홀더의 주축대와 심압대의 회전축과 동일하게 서로 상대적인 기울기와 오프셋을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 작업 영역의 공작물 홀더의 주축대와 심압대의 위치 및 자세 오류가 정확히 추가 공작물 홀더의 주축대와 심압대에 차용되어 상기 추가 공작물 홀더에 의해 재현되는 것을 의미한다.
작업 영역의 공작물 홀더의 주축대와 심압대의 위치 및 자세 오류를 검출하기 위하여, 상기 작업 영역의 공작물 홀더의 주축대와 심압대 사이에 평활 샤프트(smooth shaft)("정렬 샤프트")를 고정하고, 다이얼 게이지(dial gauge)에 의해, 바람직하게는 특히 서로 수직인 상이한 2개의 측정 평면 내부에서, 상기 매끈한 샤프트의 표면을 벗어나게 하는 것이 가능하다.
추가 공작물 홀더의 주축대 및/또는 심압대의 위치 및 자세를 적합하게 매칭시키기 위해서는, 상기 주축대 및/또는 심압대의 위치가 서로 수직인 2개 이상의, 바람직하게는 3개의 조정 축을 따라 조정 가능한 경우가 바람직하다.
이 경우에는 예를 들어 상기 조정 축들 중 하나의 조정 축이 주축대 또는 심압대의 개별 회전축에 상응한다. 다른 조정 축들은 높이 및/또는 측면 방향에서 주축대 또는 심압대의 위치를 적합하게 매칭시키는 것을 가능하게 한다.
추가 공작물 홀더를 단순화하기 위해서는 추가 공작물 홀더의 주축대가 회전 드라이브를 구비하지 않는 것이 바람직하다. 상기 회전 드라이브는, 추가 영역에서 공작물 가공이 아닌 유지 보수 작업 및/또는 조정 작업만 실시되는 경우에는 필요하지 않다.
피니싱 공구들의 취급을 단순화하기 위해, 이러한 피니싱 공구들이 이송축을 따라 이동 가능하게 구동되는 피니싱 공구 홀더에 지지되는 것이 제안된다. 이송축은 구조상 예를 들면 캐리지 가이드에 의해 형성되고, 캐리지는 이러한 캐리지 가이드에 의해 이동될 수 있다. 상기 캐리지는 피니싱 공구 홀더의 일부이거나, 또는 피니싱 공구 홀더를 형성한다. 특히, 이송축은 직선이며, 이에 따라 피니싱 공구들의 이송이 간략화된다.
전술한 조치들은 피니싱 장치의 작업 영역에 공작물 이송 시스템에 할당된 경우 특히 유리하다. 상기와 같은 공작물 이송 시스템은 미가공된 공작물의 공급과 마무리 가공된 공작물의 수송 공정을 단순화한다.
바람직하게는 추가 영역을 포함하여, 작업 영역 외부에 있는 영역이 냉각제 및/또는 윤활제로부터 보호되도록 피니싱 장치의 작업 영역에 스플래시 가드 장치가 할당된 경우에도 유리하다.
피니싱 공구들이 피니싱 벨트를 포함하거나 피니싱 벨트로서 형성된 경우 특별한 장점들이 주어진다. 피니싱 벨트들은, 피니싱 벨트 섹션을 공작물 쪽으로, 공작물과의 접촉 영역에서 그리고 가공될 공작물에서 멀리 분리되도록 안내하는 것과 관련하여 비교적 복잡한 처리를 필요로 한다. 이 목적을 위해 필요한 피니싱 벨트 가이드들은 본 발명에 따른 피니싱 장치에서 유지 보수 작업 시 접근이 특이 용이하다.
본 발명에 따른 피니싱 장치는 특히 메인 베어링들 및 커넥팅 로드 베어링(connecting rod bearing) 형태의 추가 베어링들을 구비하는 크랭크 샤프트 가공 그리고 메인 베어링들 및 캠 원주면 형태의 추가 베어링들을 구비하는 캠 샤프트 가공에 적합하다.
본 발명은 또한, 작업 영역의 공작물 홀더와 관련된 위치 및 자세 오류가 검출되고, 그리고 추가 공작물 홀더 또는 상기 추가 공작물 홀더와 관련된 위치 및 자세 오류가 상기 작업 영역의 공작물 홀더의 위치 및 자세 오류와 동일하도록 상기 추가 공작물 홀더 또는 상기 공작물 홀더의 부분들이 포지셔닝 및/또는 정렬되는 것을 특징으로 하는, 전술한 피니싱 장치를 설정하기 위한 방법과도 관련이 있다.
공작물 홀더의 위치 및 자세 오류는 서로 상대적인 공작물 홀더 주축대와 심압대의 서로 완벽하게 동심이면서 평행한 중심축 정렬에 대한 편차에 상응한다. 작업 영역의 공작물 홀더의 중심축들은 회전축이다. 추가 영역의 추가 공작물 홀더의 중심축은 회전축 또는 설치 공작물 또는 공작물을 고정하기 위해 회전 방향으로 고정된 지지축이다.
더 나아가 본 발명은 피니싱 공구들이 추가 영역 내로 이동되고, 이러한 추가 영역 내에서 특히 설치 공작물에 의해 (이에 대안적으로는 공작물에 의해) 정렬된 다음, 정렬된 상태에서 상기 작업 영역 내로 이동되며, 그리고 상기 작업 영역 내에서 공작물의 마무리 가공에 사용되는 것을 특징으로 하는, 전술한 피니싱 장치를 작동하기 위한 방법과도 관련이 있다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은 후속하는 설명과 바람직한 실시예들의 도면으로부터 드러난다.
도 1은 기존에 공지된 피니싱 장치의 정면도이고;
도 2는 도 1에 따른 피니싱 장치의 평면도이며;
도 3은 작업 영역 내에 배치된 피니싱 공구들을 포함하는, 본 발명에 따른 피니싱 장치의 실시 형태의 사시도이고;
도 4는 도 3에 상응하는 도면으로서, 이 경우 피니싱 공구들은 추가 영역 내에 배치되어 있으며;
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 피니싱 장치의 정면도이고;
도 6은 도 3 및 도 4에 따른 피니싱 장치의 사시도이며(보호 후드 미포함);
도 7은 작업 영역 공작물 홀더 및 추가 영역 공작물 홀더를 포함하는, 도 3 및 도 4에 따른 피니싱 장치의 부분들의 정면도이고;
도 8은 도 7에 따른 추가 영역 공작물 홀더의 정면도를 확대한 도면이며;
도 9는 도 7 및 도 8에 따른 추가 영역 공작물 홀더의 측면도이고;
도 10은 예를 들어 도시된 2개의 피니싱 공구를 조정 샤프트의 중심축을 따라 추가 영역에 배열하고 포지셔닝하기 위한 상기 조정 샤프트의 실시 형태의 평면도이며, 그리고
도 11은 상기 공작물의 중심축을 따라 서로 상대적으로 포지셔닝된 도 10에 따른 피니싱 공구들을 포함하는 조정 샤프트에 대응하는, 작업 영역에 배열하기 위한 공작물의 실시 형태의 평면도이다.
도 1 및 도 2에는 기존에 공지된 피니싱 장치가 도시되어 있으며, 이들 도면에서 상기 피니싱 장치는 전체적으로 도면 부호 10으로 표기되었다. 상기 피니싱 장치(10)는 설치면(12) 상에 설치되는 공작 기계 형태로 형성되어 있다. 피니싱 장치(10)는 기저부(14) 및 내부 공간을 제한하기 위한 보호 후드(16)를 포함한다. 상기 공작 기계의 내부 공간에는 다수의 피니싱 공구(18)와 공작물(20)이 배치되어 있다.
피니싱 장치(10)는 하우징 벽 형태의 스플래시 가드(22) 및 공작물 이송 시스템(24)을 포함하며, 이러한 공작물 이송 시스템에 의해서는 공작물(20)이 피니싱 장치(10)의 정면에서 내부 공간으로 운반된 다음 이러한 내부 공간에서 다시 외부로 수송될 수 있다.
피니싱 장치(10)의 내부 공간에 접근하기 위해, 보호 후드(16)의 부분인 슬라이딩 부재(26)들이 제공되어 있으며, 그리고 이러한 슬라이딩 부재들은 이동될 수 있으므로 상기 피니싱 장치(10)의 정면에 액세스 개구가 생성된다.
공작물 로트(workpiece lot)를 제작하기 위한 준비 과정에서는, 피니싱 공구의 위치 및 정렬과 관련하여 상기 피니싱 공구(18)들을 공작물(20)의 구조에 적합하게 매칭시키는 것이 필요하다. 이에 필요한 조정 작업들은 무엇보다도 스플래시 가드(22)와 공작물 이송 시스템(24)에 의해 어려워진다. 조작자(28)의 경우에는, 인접한 피니싱 공구들에 의해 가려진 피니싱 공구들을 조정하는 것이 특히 어렵다. 이와 관련하여서는, 도 1 및 도 2에 예시적으로 도시된 2개의 피니싱 공구(18)가 대체로 더 큰 피니싱 공구 그룹의 부분인 것을 알 수 있다. 예를 들어 4기통 직렬 엔진용 크랭크 샤프트 가공에는 총 9개의 피니싱 공구가 사용되는데, 이들 피니싱 공구는 서로 타이트하게 인접한 방식으로 배치되어 있다. 이 경우 5개의 피니싱 공구는 크랭크 샤프트의 메인 베어링 가공에 사용되고, 그리고 4개의 피니싱 공구는 크랭크 샤프트의 커넥팅 로드 베어링 가공에 사용된다.
공작 기계 형태로 된 본 발명에 따른 피니싱 장치는 도 3 내지 도 5에 도시되어 있으며, 이들 도면에서 상기 피니싱 장치는 전체적으로 도면 부호 30으로 표기되었다. 상기 피니싱 장치(30)는 설치면(32) 상에 설치되고, 기저부(34)와 공작 기계의 내부 공간을 제한하기 위한 보호 후드(36)를 포함한다.
상기 피니싱 장치(30)의 내부 공간은 작업 영역(38)과 이러한 작업 영역(38) 외부에 배치된 추가 영역(40)을 포함한다. 상기 작업 영역(38)은 공작물(42), 특히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 마무리 가공하기 위해 사용된다. 이러한 목적을 위하여 피니싱 공구(44, 46)들이 제공되어 있고, 이들 피니싱 공구는 서로 인접하게 배치되어 공작물(42)의 서로 인접한 공작물 표면들을 가공한다. 개관을 용이하게 하기 위해, 도면에는 2개의 피니싱 공구만 도시되어 있는데, 즉 공작물(42)의 메인 베어링을 가공하기 위한 제1 피니싱 공구(44)와 공작물(42)의 커넥팅 로드 베어링을 가공하기 위한 제2 피니싱 공구(46)가 도시되어 있다.
상기 피니싱 공구(44, 46)들은 각각 이동이 가능하게 캐리지 상에 지지되어 있으며, 이때 상기 캐리지는 캐리지 가이드(50)를 따라서 이동할 수 있다. 상기 캐리지 가이드(50)는 직선이다. 캐리지 가이드(50)의 전체 길이는 작업 영역(38)과 추가 영역(40) 각각의 단일 길이의 합과 일치한다.
피니싱 장치(30)는 작업 영역(38)에 할당된, 벽 형태의 스플래시 가드(52)를 구비하는데, 이때 상기 벽은 보호 후드(36)의 부분이다. 피니싱 장치(30)는 또한, 공작물 이송 시스템(54)을 구비하며, 이러한 공작물 이송 시스템은 작업 영역(38)에서 출발하여, 보호 후드(36)에 상대적으로 전방 방향으로 돌출하기 때문에 스플래시 가드(52)와 마찬가지로 피니싱 장치(30)의 작업 영역(38)에 대한 접근을 어렵게 한다.
추가 영역(40)은 조작자(58)가 디딜 수 있는 디딤판(tread)을 갖는, 바닥측에 배치된 받침대(pedestal)(56)를 포함한다.
추가 영역(40)에는 또한 하나 이상의 도어(60)가 할당되어 있으며, 이러한 도어는 바람직하게 조작자(58)가 추가 영역(40)에 출입할 수 있을 정도의 크기이다. 예를 들어 도어(60)에 의해 개방될 수 있는 개구는 1.60m, 바람직하게는 2m의 최소 높이를 갖는다. 도어(60)에 의해 개방될 수 있는 개구의 최소 너비는 예를 들면 0.8m, 바람직하게는 1.2m에 이른다.
피니싱 공구(44, 46)들의 설치 및/또는 유지 보수를 위하여, 이들 피니싱 공구는 작업 영역(38)(도 3 참조)에서 추가 영역(40)도 4, 도 5 및 도 6 참조) 내로 이동된다. 이를 위해서는 (개관 상의 이유로 도면에 도시되지 않은) 모터 드라이브가 제공되며, 이러한 모터 드라이브는 예를 들면 스레드 스핀들(threaded spindle)을 통해 캐리지(48)에 할당된 스핀들 너트(spindle nut)를 구동시킴으로써 캐리지 가이드(50)를 따라서 캐리지(48)를 이동시킨다. 피니싱 공구(44, 46)들은 또한 공압식 또는 유압식 실린더들의 도움으로 작업 영역과 추가 영역(40) 사이에서 운반될 수 있다.
캐리지 가이드(50)는 피니싱 장치(30)의 내부 공간의 상부 영역에 배치되어 있고, 예를 들면 3개의 지지 칼럼(support column)(62, 64 및 66) 상에 지지되어 있다. 바람직하게는 각 하나의 칼럼(62 또는 66)이 하나의 영역(38 및 40)에 할당되어 있으며, 이 경우 중앙 칼럼(64)은 작업 영역(38)과 추가 영역(40)의 전환 영역에 배치되어 있다.
캐리지 가이드(50)는 이송축(68)을 규정하는데, 캐리지(48)는 이러한 이송축을 따라서 작업 영역(38)과 추가 영역(40) 사이에서 이동 가능하다.
후속해서는 도 7 내지 도 9를 참고로 공작물(42)을 고정하기 위한 공작물 홀더가 설명된다. 작업 영역에 할당된 공작물 홀더(70)는 회전 드라이브로서 사용되는 주축대(74) 및 심압대(76)를 포함한다. 공작물(42)의 마무리 가공 동안 이러한 공작물은 공작물 축(78)을 중심으로 회전한다. 이러한 회전 운동에는 진동식 왕복 운동이 부가된다. 이러한 목적을 위해 진동 드라이브(80)가 제공되고, 이러한 진동 드라이브는 주축대(74), 공작물(42) 및 심압대(76)의 결합체를 원래 공지된 방식으로 공작물 축(78)에 평행한 방향으로 왕복 이동시킨다.
추가 영역(40)의 공작물 홀더(72)도 마찬가지로 주축대(82)와 심압대(84)를 구비하며, 그 결과 공작물(42)과 일치하는 조정 샤프트(104)(도 10 참조)가 추가 공작물 홀더(72) 내에 배치될 수 있다. 바람직하게 상기 추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82)는, 주축대(82)와 심압대(84) 사이에 수용된 조정 샤프트(104)가 회전 가능하게 지지되도록, 그러나 회전 방향으로 활성 구동되지 않도록 형성되어 있다. 특히 바람직한 실시 형태에서 조정 샤프트(104)는 단지 주축대(82)와 심압대(84)의 끝 부분(tip) 사이에 수용되고, 동시에 회전 방향으로 고정된다.
추가 공작물 홀더(72)는 프레임(86) 상에 장착되어 있으며, 그 결과 추가 공작물 홀더(72) 내에 공작물(42) 배치 시 공작물(42)의 공작물 축(78)이 적어도 기본적으로 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)에 또는 공작물 홀더(70) 내에 지지되어 있는 공작물(42)의 공작물 축(78)과 동일 평면에 놓인다. 다른 말로 하면: 추가 영역(40)의 공작물 홀더(72)는 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)의 공작물 지지면들을 재현한다.
추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82) 및/또는 심압대(84)는 피니싱 장치(30)의 이송축(68)에 평행하게 이동할 수 있고 지지 레일(88)에 지지되어 있다. 이송축(68)에 평행하게 정렬된 조정 축(92)을 따라서 심압대(84)를 조정하기 위하여 수동 조작 가능한 조정 휠(90)이 제공되어 있다. 주축대(82)는 조정 축(92)을 따라서 조정하기 위해 장공형 스크류 조인트(94)에 의해 지지 레일(88) 상에 고정되어 있다.
수직 조정 축(96)을 따라서 그리고/또는 수평 조정 축(98)을 따라서 주축대(82) 및/또는 심압대(84)를 포지셔닝하기 위하여, 상응하는 조정 장치들이 제공될 수 있다. 가장 간단한 경우 조정은 원하는 크기로 연삭된 스페이서 플레이트(100)를 사용하여 수직 조정 축(96)을 따라서 또는 연삭된 스페이서 플레이트(102)(도 9 참조)를 사용하여 수평 방향으로 이루어진다.
추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82) 및/또는 심압대(84)의 위치 및 자세를 결정하기 위하여, (도면에는 도시되지 않은) 원통형의 평활 정렬 샤프트가 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)에서 주축대(74)와 심압대(76)의 끝 부분 사이에 클램핑된다. 이어서 회전 방향으로 고정된 상기 정렬 샤프트가 자신의 길이를 따라서 다이얼 게이지에 의해, 바람직하게는 서로 수직인 2개의 측정 평면 내부에서 실행된다. 이러한 방식으로 위치 및 자세 오류가 검출된다. 상기와 같은 위치 및 자세 오류는 서로 상대적인 주축대(74)와 심압대(76)의 서로 완벽하게 동심이면서 평행한 회전축 정렬에 대한 편차이다.
그 다음 상기 정렬 샤프트는 추가 영역(40)의 공작물 홀더(72)에서 주축대(82)와 심압대(84)의 팁 부분 사이에 수용되고, 마찬가지로 그곳에서 전술한 바와 같이 다이얼 게이지에 의해 실행된다. 이러한 방식으로 검출된, 추가 영역(40)과 관련된 위치 및 자세 오류는 작업 영역(38)과 관련된 위치 및 자세 오류와 비교된다.
후속해서 추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82) 및/또는 심압대(84)의 위치들은 추가 영역(40)과 관련된 위치 및 자세 오류가 작업 영역(38)과 관련된 위치 및 자세 오류와 일치할 때까지 조정 축(92, 96 및/또는 98)을 따라서 조정된다.
아래에는 예시적으로 작업 영역(38)에서 공작물(42) 마무리 가공을 준비하기 위해, 추가 영역(40)에서 실시될 수 있는 조정 작업이 설명된다.
추가 영역(40)에는 조정 공작물(104)이 포지셔닝될 수 있는데, 이러한 조정 공작물은 자신의 축(106)을 따라서 다수의 축방향 스톱(axial stop)(108, 110)을 구비한다(도 10 참조). 이들 축방향 스톱(108, 110)은 그들의 간격과 관련하여, 특히 크랭크 샤프트 형태로 형성되어 있고 메인 베어링(112) 및 커넥팅 로드 베어링(114)을 포함하는 공작물(42)의 가공될 표면 섹션의 상응하는 간격에 맞게 매칭된다(도 11 참조).
도 10에 도시된 실시예에는, 각각 공작물(42)의 메인 베어링(112)을 가공하기 위해 형성된 2개의 피니싱 공구(46)가 그들의 간격(116) 범위 내에서 서로 상대적으로 포지셔닝되어 있다. 이 경우에는 각각 하나의 피니싱 공구(46)가 하나의 스톱(108, 110)에 도달한다. 이어서 피니싱 공구(46)들이 축 방향으로 서로 상대적으로 정렬된 상태에서 캐리지(48)에 고정된다. 그 다음 피니싱 공구(46)들이 캐리지(48)에 의해 추가 영역(40)에서 작업 영역(38) 내로 이동되면, 상기 피니싱 공구(46)들이 이미 가공될 공작물(42)의 구조에 적용된 서로 상대적인 간격을 가지며, 그 결과 이와 관련하여 이루어지는 작업 영역(38) 내에서의 정렬 작업이 더 이상 이루어질 필요가 없다.
조정 샤프트(104)는 바람직하게 피니싱 공구(44, 46)들에 관련된 (프레싱 쉘 pressing shell)들을 프레싱 쉘 캐리어(특히 프레싱 암(pressing arm))에 상대적으로 정렬하는데 사용되며, 이때 상기 프레싱 쉘들은 피니싱 벨트를 공작물(42)의 가공될 표면에 가압한다. 이를 위해서는 프레싱 암에 프레싱 쉘을 고정하기 위하여 조정 장치가 제공되는 경우가 바람직하다. 예를 들어 기울기 조절 가능한 스크류 조인트가 프레싱 쉘을 프레싱 암에 고정하기 위해 제공되며, 이 경우 상기 기울기 조절 가능한 스크류 조인트는 조정 장치를 형성한다. 상기와 같은 기울기 조절 가능한 스크류 조인트는 바람직하게 구형 와셔들과 볼 소켓들을 포함하고, 이들 구형 와셔와 볼 소켓은 기울기가 서로 상대적으로 조절될 수 있음으로써, 결과적으로 구형 와셔와 볼 소켓을 관통하는 볼트의 축도 마찬가지로 기울기 조절이 가능하며, 이렇게 함으로써 프레싱 암에 상대적으로 프레싱 쉘의 기울기를 규정할 수 있다. 이러한 방식으로 공작물(42)에 대한 인터페이스에서 합산되는 전체 시스템의 제조 및 조립 오류가 보정될 수 있다.
또한, 조정 샤프트(104) 대신 전술한 정렬 작업(피니싱 공구의 간격 조정, 프레싱 쉘들의 정렬)을 실시하기 위해 공작물(42)을 사용하는 것도 생각할 수 있다.

Claims (14)

  1. 공작물 홀더(70);
    상기 공작물 홀더의 공작물 축(78)을 중심으로 공작물(42)을 회전시키기 위한 회전 드라이브(rotary drive);
    상기 공작물 축(78)에 동심인 메인 베어링(main bearing)을 가공하기 위한 하나 이상의 제1 피니싱 공구(44);
    추가 베어링(additional bearing)을 가공하기 위한 하나 이상의 제2 피니싱 공구(46);
    상기 제1 및 제2 피니싱 공구(44, 46)들이 작업 영역(38) 외부에 배치된 추가 영역(40) 내로 반입될 수 있도록 상기 공작물 홀더(70)에 의해 정해진 작업 영역(38)을 경유하여 연장되는 이송축(68);
    상기 추가 영역(40) 내에 배치되는 추가 공작물 홀더(72); 및
    상기 이송축(68)을 따라서 이동 가능하게 구동되며, 상기 제1 및 제2 피니싱 공구(44, 46)들을 지지하는 피니싱 공구 홀더를 포함하며,
    상기 이송축(68)을 따라서 이동할 수 있고, 상기 공작물(42)을 마무리 가공하는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공작물(42)은 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 포함하는 피니싱 장치(30).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 공작물 홀더(72)가 공작물(42)과 상호 작용하는 공작물 지지면과 관련하여 상기 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)와 구조적으로 동일한 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 공작물 홀더(72)가 주축대(82) 및 심압대(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)의 주축대(74)와 심압대(76)가 서로 상대적으로 정렬되어 있고,
    상기 추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82)와 심압대(84)가 동일한 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 있거나 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82)와 심압대(84)가 서로 완벽하게 동심이면서 평행한 그들의 회전축 정렬과 달리,
    상기 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)의 주축대(74)와 심압대(76)의 회전축이 서로 상대적인 오프셋(offset)과 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82) 및 심압대(84) 중 적어도 어느 하나의 위치가 서로 수직인 조정축(92, 96, 98)을 따라서 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 추가 공작물 홀더(72)의 주축대(82)가 회전 드라이브를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 영역(38)에 공작물 이송 시스템(54)이 할당되어 있는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 영역(38)에 스플래시 가드 장치(52)가 할당되어 있는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 피니싱 공구(44, 46)들이 피니싱 벨트를 포함하거나 이러한 피니싱 벨트로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 피니싱 장치(30).
  13. 제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 피니싱 장치(30)의 설정 방법으로서,
    상기 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)와 관련된 위치 및 자세 오류가 검출되는 단계; 및
    상기 추가 공작물 홀더(72)와 관련된 위치 및 자세 오류가 상기 작업 영역(38)의 공작물 홀더(70)의 위치 및 자세 오류와 동일하도록 상기 추가 공작물 홀더(72) 또는 상기 추가 공작물 홀더의 부분들이 정렬되는 단계를 포함하는, 피니싱 장치(30)의 설정 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 피니싱 장치(30)의 작동 방법으로서,
    상기 제1 및 제2 피니싱 공구(44, 46)들이 추가 영역(40) 내로 이동되는 단계;
    상기 추가 영역에서 조정 공작물(104)에 의해 정렬되는 단계;
    상기 조정 공작물(104)에 의해 정렬된 상태에서 상기 작업 영역(38) 내로 이동되는 단계; 및
    상기 피니싱 장치(30)가 상기 작업 영역에서 공작물(42)의 마무리 가공에 사용되는 단계를 포함하는, 피니싱 장치(30)의 작동 방법.
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