CN110935956A - 用于研磨齿轮对的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于研磨齿轮对的装置和方法。一种研磨方法，包括：a)规定来自一定数量的结构等同齿轮对中的第一齿轮对的一对两个齿轮的目标修正，b)对所述第一齿轮对的所述两个齿轮实施第一研磨规程，c)对所述第一齿轮对的所述两个齿轮实施测量规程，以获取两个齿轮的齿腹上的多个测量值，d)根据所述测量值确定所述第一齿轮对的实际修正，e)确定所述实际修正相对于所述目标修正的偏差，f)基于所述偏差确定校正值，g)基于所述校正值限定经调整的研磨规程，和h)对所述第一齿轮对的所述两个齿轮实施进一步经调整的研磨规程，或i)对来自所述数量的结构等同齿轮对中的第二齿轮对的两个齿轮实施经调整的研磨规程。本发明还涉及一种装置。
Description
技术领域
本发明的主题是一种装置和一种方法。特别地，本发明涉及用于研磨轮组对的装置和方法。
背景技术
研磨方法经常用于锥齿轮制造范围内的硬精加工。研磨是用于锥齿轮对(锥齿轮单元)或准双曲面齿轮对(准双曲面齿轮单元)的齿面的硬精加工(硬化之后的精加工)的方法。与齿轮切削磨削(其中磨粒永久地结合到磨削工具的基体中并且因此以几何方式确定切削路径)相比，研磨使用松散颗粒进行操作，所述松散颗粒与合适的载液形成悬浮液(称为研磨液或研磨剂)。引入研磨剂的目的是研磨到轮组对的齿轮之间的啮合区域中，其方式为使得在两个齿轮之间-在特定转矩负载的规定下-导致磨料去除。同时，研磨确保了轮组对的齿轮的跑合。
在锥齿轮和准双曲面齿轮上实施研磨方法需要具有对应轴布置的特殊机器结构，其中这种研磨机具有能够移动的至少五个轴(例如，三个线性轴和两个旋转轴)。另外，研磨机可以具有轴向角度调节。
图1中以极为简化的形式示出了示例性研磨机10的顶视图。研磨机10包括例如用于接纳冠齿轮T的第一主轴11，其中冠齿轮T安装成使其在夹紧状态下可围绕冠齿轮轴TA旋转。另外，存在第二主轴12，其被设计成接纳小齿轮R。第二主轴12使得小齿轮R能够围绕小齿轮轴RA旋转。
通过图1中的示例示出的研磨机10具有总共五个轴，以实现小齿轮R与冠齿轮T之间的研磨(用于使研磨区域移位)所需的啮合旋转和移动。总共地，在所示的研磨机10中提供以下五个轴：用于啮合旋转的两个旋转轴TA、RA和三个线性轴LA1、LA2、LA3。轴也可以不同地布置。
图1的研磨机10能够实现平行于冠齿轮轴TA的相对移动和平行于小齿轮轴RA的相对移动。另外，冠齿轮轴TA与小齿轮轴RA之间的距离通常可以调节(例如，通过使用LA3线性轴)。对应的线性位移也用于调整待研磨的轮组对的安装尺寸。
在冠齿轮T已紧固在第一主轴11上并且待与其配对的小齿轮R已紧固在这种研磨机10中的第二主轴12上之后，如图1中示意性示出，小齿轮R通常被驱动而冠齿轮T在与小齿轮R啮合时随着运转或相应地被制动。当两个齿轮T和R因此执行连续啮合旋转时，研磨剂(例如，具有碳化硅的油)用作磨料。在研磨过程中执行所提及的移动，以将研磨作用扩展到齿轮T和R两者的齿腹表面上。
研磨机的生产者提供机器，这些机器通过不同地设计的相对移动基本上彼此不同。一些研磨机可以执行三个线性移动，其中两个水平移动LA1、LA2是必须的，因为否则小齿轮R的位移在冠齿轮T不相应地随着移动的情况下将非常快地导致齿腹游隙的消耗和导致卡住。准双曲面齿轮单元的研磨需要竖向轴LA3来设定轴向偏移，当然所述竖向轴也可以用于研磨期间的磨损模式位移。
从公开的专利申请EP2875893A1中已知一种装置，所述装置被设计为试验机和研磨机。该装置包括三个线性轴LA1、LA2、LA3，它们一起形成笛卡尔坐标系。另外，该装置包括两个主轴组，每个主轴组具有一个主轴旋转轴。
从专利EP2079556B1中已知另一种研磨机和用于监测受控研磨的方法。
两个齿轮的同时加工提高了方法的生产率。然而，研磨显示出去除效果对齿轮在硬化之后的起始几何结构的显著依赖性。
在齿轮的铣削和磨削中，可以确定待由计算机产生的微几何结构，并相应地例如以闭环方式控制铣削和磨削方法。相比之下，迄今为止，在研磨中仅仅可以在有限的程度上准确预测齿轮的齿腹的去除效果和微几何结构。
这是因为，除其他方面之外，在研磨中存在整个系列的变量(例如，齿腹的表面硬度、齿腹在硬化之后的当前拓扑、研磨剂的颗粒的浓度、尺寸和质量、研磨剂的润滑效果等)，所述变量对去除率有直接或间接影响。另外，需要考虑的是，由于动态影响，去除率在点到点之间变化。此外，小齿轮上的材料去除大于冠齿轮上的材料去除，因为小齿轮具有更少的齿。
存在用于计算磨料磨削规程(如在齿轮切削研磨期间发生)的方法，但迄今为止不可能进行规程的精确计算或技术模拟，特别是因为存在必须被考虑在内的许多非线性关系。
因此，机器操作者的经验直到今天在齿轮切削研磨中也起到了很大的作用。
发明内容
本发明的目的在于使齿轮对的齿轮切削研磨更有效并且能够以更受控的方式使用齿轮切削研磨。
本发明提供了一种研磨方法和相应装置。
在实施例的至少一部分中，本发明基于新颖的闭环方法，其中包括小齿轮和冠齿轮的第一齿轮对在第一道次中研磨。该第一道次用于实现齿轮对的修正(ease-off)，所述修正对应于目标修正或在公差内逼近目标修正。在研磨之后测量齿轮对的齿腹，以便能够通过计算机和/或解析地确定实际修正。实际修正与目标修正的可能偏差用于执行研磨规程的校正或补偿以便进一步研磨第一齿轮对，或者用于执行先前用于研磨的研磨规程的校正或补偿，以便研磨另一个齿轮对。只有在第一齿轮对在实施第一研磨规程之后具有足够大的过大尺寸的情况下才对第一齿轮对实施进一步研磨。在没有足够的过大尺寸的情况下，再次研磨第一齿轮对是不合理的。
在实施例的至少一部分中，本发明基于一种闭环方法，其可以被认为是在特定范围内的自优化系统。然而，自优化的原理在研磨中具有一定的限制，因为研磨仅能够实现小的材料去除，并且因为研磨总是建立在经验确定的值和/或基于模拟的值上。另外，研磨始终涉及两个齿轮的配对。然而，因为本发明基于目标修正的规定以及与实际修正的比较，所以闭环方法的优点也可以在此变得有用。
本发明的方法是闭环方法，其中以这样的方式控制和/或影响所述方法：使得沿期望目标修正的方向的收敛在至少一个齿轮对的研磨期间或在一组结构等同对的多个齿轮对的研磨期间快速发生。
设计等同的锥齿轮和准双曲面齿轮对在此称为结构等同齿轮对。这意味着这些是理论上完全相同的齿轮对。然而，由于在齿轮对的制造和处理期间发生变化，因此齿轮对实际上并不完全相同。这些是例如制造批量或大量生产的齿轮对。
在实施例的至少一部分中，目标修正可用于限定一组结构等同齿轮对。如果该组中的齿轮对-分别作为一对进行观察-具有完全相同或几乎完全相同的磨损模式，则它们被认为是结构等同的。
实施例的至少一部分涉及锥齿轮对和准双曲面齿轮对的研磨。特别地，这些实施例涉及结构等同锥齿轮对和结构等同准双曲面齿轮对的研磨。
在实施例的至少一部分中，本发明基于一种闭环方法，其中通过使用去除变量(例如，呈去除系数的形式)有意地控制第一研磨规程。去除变量限定研磨的去除行为。通过使用本发明的方法，针对研磨后的第一齿轮对，已经可以实现在公差内逼近目标修正的修正。在某些情况下，在实施第一研磨规程之后，有必要实施第二经调整的研磨规程以实现目标修正。
在研磨之后测量齿轮对的齿腹，以便通过计算机和/或解析地确定实际修正。实际修正与目标修正的可能偏差然后用于对齿轮对的进一步研磨或对另一个齿轮对的研磨进行校正或补偿。因此，可以以这样的方式控制研磨：使得将实际修正尽可能地保持在由目标修正所限定的目标区带中。
在实施例的至少一部分中，在被设计用于研磨多个结构等同齿轮对中的至少一个齿轮对的迭代方法的范围内，使用第一齿轮对的目标修正和实际修正以能够在该第一齿轮对的研磨方法(如果该对在第一研磨规程之后具有足够大的过大尺寸以实施第二经调整的研磨规程)或在第二齿轮对的研磨方法中进行校正性和目标性的干预。这种干预导致方法的快速收敛。
本发明的方法基于在两个齿轮彼此配对时对它们的干预的限定。如所描述的那样，在修正的基础上描述了这种干预。此外，本发明基于通过研磨规程对齿腹进行精加工，所述研磨规程以一种闭环方法连续校正。在这种闭环研磨方法中，不使用精加工工具，而是在使用研磨剂的情况下使两个齿轮在彼此上滚动以实现目标修正。
实施例的至少一部分建立在先前凭经验和/或通过模拟确定的去除行为或相应地去除率或去除功(work)上。可以凭经验确定去除行为，例如，因为在多个轮组对上实施并分析研磨方法。例如，如果重复实施该研磨方法，则可以针对点集中的多个点获取速度和制动转矩，其中在实施该研磨方法时改变轮组的两个齿轮的相对位置并且还获取相应点的相对位置。这意味着针对改变相对位置，获取并存储速度和制动转矩。
在所有实施例中，可以以去除变量的形式(例如，以去除系数的形式)确定并存储去除行为或相应地去除率或去除功。
在确定去除行为时，例如，也可以获取相应点的制动转矩，因为该转矩对去除功或去除率具有显著影响。
在确定去除行为时，例如，也可以获取相应点的速度，因为该速度对去除功或去除率具有显著影响。
在实施例的至少一部分中，使用去除变量(例如，以去除系数的形式)，以能够以NC控制的方式实施对应的研磨规程。
在实施例的至少一部分中，使用去除变量(例如，以去除系数的形式)，以能够以软件控制的方式模拟对应的研磨规程(例如，在研磨规程的逆模拟的范围内)。
在实施例的至少一部分中，在研磨之前提供拓扑数据(这些数据可以从数据库加载、由软件提供、或者它们可以由测量装置-例如，通过坐标测量装置测量)。另外，在研磨之后确定拓扑数据(这些数据可以通过测量装置测量)。这些拓扑数据彼此相关，即，这些拓扑数据相对于彼此相对定位，从而能够通过计算机和/或解析地确定点集中的多个点的目标修正和实际修正之间的差异(在此称为偏差)。
在所提及的使拓扑数据彼此相关的情况下，实施例的至少一部分基于也被并入的在研磨期间不会改变的点。在这种情况下，这些可以是例如点集中的(固定)点，所述点位于对应齿轮的这样的区域中，所述区域在研磨期间未被相对齿轮到达。在这些能够的实施例中使用在研磨期间未发生去除的这些(固定)点，以能够将研磨之前的拓扑数据置于与研磨之后的拓扑数据的明确关系。例如，可以在第一测量网格的点处提供研磨之前的拓扑数据，并且可以在第二测量网格的点处提供研磨之后的拓扑数据。现在可以将第一测量网格置于与第二测量网格的明确空间关系，因为两个测量网格都包括在研磨期间没有改变的(固定)点。因此，两个齿轮在研磨之前的实际几何结构(也称为起始几何结构或起始拓扑)可以明确地与两个齿轮在研磨之后的几何结构相关，并且可以计算研磨之前的修正和研磨之后的修正。
在此类实施例中，可以例如从数据库或(设计)软件中导入起始几何结构或起始拓扑。然而，它也可以被测量(例如，通过测量装置)。
实施例的至少一部分使得能够针对多个结构等同锥齿轮或准双曲面齿轮对规定目标修正并且实施监测的NC控制的研磨方法，例如，以从第一对或例如从第二对已经产生实际修正，其对应于目标修正或在可被视为目标区带的公差范围内。
在实施例的至少一部分中，使用研磨规程，其序列被完全限定。该研磨规程的限定包括建立多个相对位置，相对于另一齿轮移动一个齿轮，以及保持(如果提供了保持)在各个相对位置。此外，确定哪个齿轮的齿腹与相对齿轮的齿腹接触以及哪个齿轮被驱动并且哪个齿轮被制动。即，在该研磨规程中，限定相对位置(称为相对定位)、这些位置之间的路径和转矩负载。研磨规程因此可以被一次又一次地再现并且以这种方式能够实现结果的直接可比性。
在基于使用可再现地实施的研磨规程的实施例中，例如，校正或补偿可以应用于一个齿轮相对于另一个齿轮的线性移动，和/或校正或补偿可以应用于保持在各个相对位置的保持持续时间。校正或补偿还可以另外地或替代地应用于转矩负载。
本发明还提供了优选实施例。
附图说明
下文基于示例性实施例且参考附图描述本发明的其他细节和优点。
图1示出了常规研磨装置的示意性顶视图，所述常规研磨装置被设计成使小齿轮和冠齿轮啮合并使它们在彼此上滚动；
图2示出了本发明的闭环装置的示意性侧视图，所述闭环装置包括研磨装置和测量装置；
图3A示出了包括软件作为中心元件的实施例的示意图；
图3B示出了包括多个软件部件或模块的实施例的示意图；
图4A以流程图的形式示出了方法的一个实施例的若干步骤的示意图；
图4B示出了图4B的方法的其他步骤的示意图。
具体实施方式
术语与本说明书结合使用，这些术语也用于相关出版物和专利中。然而，应注意，这些术语的使用仅用于更好地理解。发明构思和用于保护的权利要求的保护范围并不限于通过术语的具体选择进行的解译。本发明可容易地转移到其他术语系统和/或技术领域。在其他技术领域中相应地应用术语。
研磨在此是指两个传动元件(例如，冠齿轮Tn和小齿轮Rn，其中n是大于或等于1的整数)的相互啮合旋转，其中接触发生在传动元件Tn和Rn的齿腹之间的啮合区域中，并且其中，引入研磨剂，使得在传动元件Tn和Rn上发生相互的材料去除。用于引入研磨剂的装置未在图中示出，因为此类解决方案是本领域技术人员公知的。这样的锥齿轮齿的研磨也被认为是已知的。
本发明涉及一种闭环方法，其用于基于先前限定的目标修正来研磨一个或多于一个齿轮对。在这种情况下，目标修正用作准目标规定或目标区带。
齿轮对的修正由齿轮和相对齿轮的齿腹拓扑的相互作用和/或滚动产生。修正被定义为在齿轮与相对齿轮以预定的恒定传动比(例如，使用以下齿数Z1＝18，Z2＝45，结果传动比＝45/18＝2.5)滚过时它们之间的距离函数的全局最小值。修正也可以被认为是齿轮对的齿腹的齿腹距离的表示。通常针对齿轮对的两个齿轮Tn、Rn的齿腹上的多个点确定修正。
在所有实施例中，可以在软件辅助设计方法(例如，使用来自Klingelnberg GmbH的KIMoSTM软件)的范围内计算/建立齿轮对的目标修正，例如，在磨损模式开发期间。
在所有实施例中，可以通过多个参数建立齿轮对的目标修正。这些参数包括例如螺旋角差、侧角差、纵向和/或竖向鼓形以及扭转。
可以由NC控制器通过闭环方法在研磨装置100中有意地控制研磨，这在此描述且要求保护。
在锥齿轮对的锥齿轮小齿轮和冠齿轮的齿的滚动期间，在研磨时在齿竖向方向上发生滑动。在准双曲面齿轮对的齿轮中，沿齿纵向方向的滑动叠加在沿齿竖向方向的滑动上。可以根据这些滑动移动计算点集中的接触点的局部相对速度。这意味着如果齿轮的几何结构以及围绕旋转轴TA和RA的旋转速度已知(这是在NC控制的研磨装置100中的情况)，则可以通过计算机确定作用在接触点处的相对速度。该相对速度是可以结合到局部去除率的确定中的一个变量。
然而，接触齿腹的相对速度仅描述了研磨的一个方面。另外，例如，还确定并考虑研磨剂的颗粒的研磨效果。在这种情况下，两个齿轮Tn、Rn的齿腹必须同时被认为是研磨过程中的工件和工具。需要考虑的是，在研磨中存在各种去除机制(例如，切削去除行为和犁沟去除行为)，这些机制在此叠置。取决于占主导的去除机制，因此可以预期不同的去除外观和去除率，即，在研磨方法的范围内的不同去除率。
在这种情况下，存在整个系列的变量(例如，齿腹的表面硬度、齿腹在硬化之后的当前拓扑、研磨剂的颗粒的浓度、尺寸和质量、研磨剂的润滑效果等)，所述变量对去除率有直接或间接影响。另外，由于动态影响，去除率在点到点之间变化。
本发明基于一种方法，其在此称为迭代闭环方法。在该迭代方法中，在方法序列的范围内借助于先前限定的第一研磨规程研磨第一轮组。然后测量该轮组以通过计算机和/或解析地确定实际修正。如果该实际修正不对应于期望的目标修正，或者如果实际修正在目标修正的公差窗口之外，则因此确定校正或补偿值KW以用于随后进一步研磨第一轮组或用于随后研磨另一个轮组。在所有实施例中，这些校正或补偿值可用于例如调整第一研磨规程(经调整的第一研磨规程在此称为经调整的研磨规程或称为第二研磨规程)。
研磨规程的调整可以在每个轮组的研磨之前迭代地进行，或者可以不时地进行调整。在本发明的方法的稳定状态下，例如在每第10个轮组对之后调整研磨规程就足够了。
在方法的范围内，例如，可以使用在开头结合图1描述的装置10。图2示出了该装置10(在此作为示例示出的机器壳体13的内部)以及测量装置20。装置10与测量装置20一起形成整体构型，其被称为闭环装置100。这意味着两个装置10、20以这样的方式彼此通信连接：使得例如在测量装置20中确定的测量值MW可以传递到装置10。通信连接在此具有附图标记14，并用双箭头表示。另外，图2中示出了控制柜40，其可以包含例如装置10的NC控制器NC。例如为了实现本发明的方法而设计的软件SW(和/或软件或软件模块SW1、SW2)可以在控制柜40中或在装置100的另一个位置处提供。在所有实施例中，软件SW优选地结合到两个装置10、20之间的通信中。
箭头15指示齿轮对从装置10转移出而到测量装置20。在所有实施例中，该转移15可以手动、半自动或完全自动地进行。
在所有实施例中，研磨装置10可以包括数据接口或用户接口SN，这使得其能够限定去除变量，特别是研磨系数αL。
在所有实施例中，可以实现以下方法之一：
-研磨设置和/或校正的计算在外部计算机上进行，其中必须将研磨系数αL提供给该计算机；
-在研磨装置10上执行计算，其中必须将研磨系数αL提供给研磨装置10；
-在测量装置20上执行校正的计算，其中必须将测量系数αL提供给测量装置20。
例如，可以从以下出版物推断出关于去除变量的模拟和确定的细节：“准双曲面齿轮研磨的实验研究和模拟(Experimental studies and simulation of hypoid gearlapping)”，B.Schlecht，F.Rudolph，关于齿轮生产的国际会议，2017年，2017年9月13-14日，嘉兴贝慕尼黑。
研磨装置10和测量装置20可以彼此耦接，如双箭头14所指示。术语耦接用于指示机器10和测量装置20至少关于通信耦接(即，用于数据交换)。该通信耦接(也称为联网)推定机器10和测量装置20理解相同或兼容的通信协议，并且两者都遵循关于数据交换的某些约定。对于数据交换，例如，可以使用软件或软件模块SW2，如下文将描述的。
术语耦接还可以意味着机器10和测量装置20不仅联网，而且还彼此机械地连接或完全整合。在所有实施例中，测量装置20可以整合到机器10中或直接连接到机器。
在所有实施例中，机器10和测量装置20可以形成闭合的处理和通信回路(称为闭环)。
在所有实施例中，可以例如通过共同的NC控制器(其可以例如布置在控制柜40中)控制机器10的各个轴和/或测量装置20的各个轴。
然而，在各种情况下，也可以在机器10和测量装置20中配备单独的NC控制器。在这种情况下，可以例如在NC控制器之间(例如，通过网络)建立用于数据交换的联网。
在所有实施例中，可以例如通过共同的软件SW(其可以例如安装在控制柜40中)控制机器10和/或测量装置20。
由NC控制器控制的轴是数控轴。各个轴移动可以由NC控制器通过这种构型(constellation)进行数字控制。重要的是，在研磨期间执行机器10的轴的各个移动，如基于用于研磨规程的序列或序列程序所建立的那样。因此，机器10的轴的移动可以以协调且可再现的方式进行。在所有实施例中，可以通过NC控制器40和/或软件SW执行这种移动的协调。
使用合适的软件或软件模块SW1(例如，使用来自德国Klingelnberg GmbH的软件KIMoSTM)来规定齿轮对(在此称为齿轮对Tn、Rn)的目标修正。软件或软件模块SW1可以例如在设计过程结束时以数据集的形式提供目标修正，所述数据集可以被组织成例如像矩阵。该数据集原则上限定了冠齿轮T1和小齿轮R1的配对。为此目的所需的用于两个齿轮T1、R1的研磨的机器运动学可以基于数据集来确定。第一齿轮对的两个齿轮T1、R1的研磨在此称为第一研磨规程。第一研磨规程的机器运动学可以通过例如基于要使用的机器10的(数据)模型并使用去除变量(例如，以去除系数的形式)的模拟来确定或计算。
由于还存在规定第一齿轮对的目标修正的其他方法，因此以下将通用术语规定数据VD用于对应数据，其中这些规定数据VD准限定了两个齿轮T1、R1在它们彼此配对时的啮合。
在所有实施例中，规定数据VD还可以描述机器运动学(其中，例如，基于要使用的研磨装置10的模型，确定该装置10的设定值)或机器运动学可以以另外(单独)的数据集的形式提供。
例如，可以将这些规定数据VD传递到过程。可以例如作为软件或软件模块实现的过程在这种情况下可以将规定数据VD转换成机器数据MD(有时也称为机器代码或过程数据)，其由机器10的NC控制器转换成协调的移动序列。
现在，机器10研磨两个齿轮T1、R1，例如如基于用于第一研磨规程的机器数据MD规定的那样。在已完成该研磨加工之后，将两个齿轮T1、R1(直接或间接地)转移到测量装置20(如箭头15所指示)。在测量装置20中执行预限定的测量序列，并且在该测量序列的范围内执行测量装置20的NC轴的相对轴向移动，以获得测量值MW，所述测量值适于确定实际修正。实际修正的确定可以例如直接在测量装置20中执行，或者例如通过软件或软件模块SW2执行。
图3A示出了在软件SW中实现所有功能的实施例。例如，软件SW可以用于根据由测量装置20提供的测量值MW确定实际修正。软件SW可以根据实际修正和规定数据VD中所包含的目标修正来计算校正值或补偿值ΔMD。在可选的中间步骤中，可以计算并提供偏差ΔVD。
图3B示出了软件SW链接到两个软件模块SW1和SW2的实施例。软件模块SW2(如果提供的话)可以用于例如根据由测量装置20提供的测量值MW确定实际修正。软件SW可以将实际修正与规定数据中所包含的目标修正进行比较。软件模块SW1(如果提供的话)可以用于例如根据由软件ΔSW执行的比较的结果计算校正值或补偿值ΔMD。在可选的中间步骤中，可以计算并提供偏差ΔVD。
图3A和图3B的示意图应被理解为示例。还有其他选项用于组织数据传输以及计算和转换步骤。
例如，来自德国Klingelnberg GmbH的软件KOMETTM的优化算法可用于将通过测量装置20确定的测量值MW转换成此后要执行的研磨规程的校正(例如，呈校正值或补偿值ΔMD的形式)。
在理想情况下，两个齿轮T1、R1的实际修正与目标修正完全相同，即，实际数据ID对应于规定数据VD。在仅具有理论意义的这种情况下，机器数据MD可以被存储，例如，以研磨另外的结构等同齿轮对(例如，成批地(in series))。
然而，实际上，在测量时确定实际数据ID与规定数据VD之间或者相应地目标修正与实际修正之间的偏差(在此称为ΔVD)。
在实施例的至少一部分中，这些偏差ΔVD可以例如通过测量装置20直接或间接地提供给软件SW和/或机器10的NC控制器。
取决于实施例，例如，软件SW和/或NC控制器现在可以确定用于控制机器10的校正值ΔMD并将它们传输到机器10。然而，软件SW和/或NC控制器也可以根据由测量装置20提供的测量值确定偏差ΔVD和/或校正值ΔMD。
在第一齿轮对的进一步研磨期间或在随后的齿轮对的研磨期间考虑校正值ΔMD。例如，校正值ΔMD可以关联到第一研磨规程的机器数据MD，以调整随后的研磨规程的序列控制。或者，基于校正值ΔMD计算用于随后的研磨规程的序列控制的新机器数据MD。
在所有实施例中，所提及的偏差ΔVD优选地用于调整机器10的几何设定值和/或移动。
所描述的闭环方法以及类似类型的其他网络解决方案能够逐步优化结构等同齿轮对的研磨中的修正。
在所有实施例中，软件SW和/或SW1和/或SW2可以包括至少一个(硬件和/或软件)接口，其被设计用于与机器10和/或测量装置20进行数据通信。
在所有实施例中，软件SW和/或SW1和/或SW2可以设计成根据描述实际修正的测量值MW并根据描述目标修正的值(例如，来自对应的规定数据VD)计算校正值ΔMD。
在所有实施例中，这些校正值ΔMD可以直接根据实际修正的测量值MW和目标修正的值(例如，来自对应的规定数据VD)来计算，或者首先偏差ΔVD根据测量值MW和值(例如，来自对应的规定数据VD)来计算。在后一种情况下，然后根据偏差ΔVD执行校正值ΔMD的计算。
在实施例的至少一部分中，网络处理环境(在此称为闭环装置100)被设计用于实施以下方法。在这种情况下，执行以下步骤。
规定或提供(步骤S1)来自一定数量n的结构等同齿轮对Tn、Rn中的第一齿轮对T1、R1的两个齿轮的配对的目标修正，其中n是大于或等于1的整数。
例如，如图4A所指示，可以以规定数据VD的形式提供目标修正。在所有实施例中，目标修正的规定或提供(步骤S1)或相应地对应的规定数据VD可以例如：
-如已经描述的，在软件辅助设计方法的范围内计算/建立，或
-在已经切削的齿轮对硬化之后，可以执行齿轮对的两个齿轮的实际几何结构/实际拓扑的测量，然后基于实际几何结构/实际拓扑建立目标修正，或
-例如，可以从存储器加载目标修正，或
通过在逆模拟的基础上确定研磨的影响来建立/限定目标修正。在硬化之后(即，在研磨之前)可以通过逆模拟确定两个齿轮的几何结构/拓扑。另外，可以确定两个齿轮的几何结构/拓扑在齿轮切削之后(例如，通过铣削)如何出现。如果齿轮切削之后的几何结构/拓扑和/或硬化之后的几何结构/拓扑是已知的，则可以为齿轮对建立/限定合适的目标修正。
然后对第一齿轮对T1、R1的两个齿轮实施第一研磨规程(步骤S2)。在如基于序列或序列程序所建立的第一研磨规程的范围内执行机器10的轴的各个NC控制的移动。例如，软件SW在此可以与机器10的NC控制器交互，其中软件SW将机器数据MD传递到NC控制器，如图4A中示意性地指示。
在所有实施例中，在实施第一研磨规程(步骤S2)之前，可以可选地实施以下预备步骤：
-在研磨装置10中夹紧齿轮对T1、R1的第一齿轮T1，使得第一齿轮T1可围绕研磨装置10的第一旋转轴TA旋转，
-在研磨装置10中夹紧齿轮对T1、R1的第二齿轮R1，使得第二齿轮R可围绕研磨装置10的第二旋转轴RA旋转，
-借助于研磨装置10执行相对移动以使第一齿轮T1与第二齿轮R1啮合，
-将研磨剂引入研磨装置10中。
在步骤S2之后，使第一齿轮对T1、R1的两个齿轮经受测量规程。实施测量规程(步骤S3)执行成获取两个齿轮的齿腹上的多个测量值MW。实施测量规程(步骤S3)可以在机器10中或在测量装置20中执行。如果在机器10内部实施步骤S3，则不必重新夹紧齿轮T1、R1。如果步骤S3在单独的测量装置20中实施，则齿轮T1、R1必须预先转移到测量装置20，如图2中的箭头15所示。
现在接着根据测量值MW确定第一齿轮对T1、R1的实际修正(步骤S4)。在所有实施例中，可以通过计算机和/或解析地执行实际修正的确定。在所有实施例中，软件SW和/或SW2优选地被使用，这使得能够基于测量值MW确定实际修正，所述测量值是在研磨第一齿轮对T1、R1之后测量的。
步骤S4可以在整个装置100的各个点处实施，如已经在各种实施例的基础上预先描述的那样。在所有实施例中，实际修正可以例如以实际数据ID的形式描述。
现在将实际修正与目标修正进行比较(步骤S5)。所述比较用于确定实际修正与目标修正之间的偏差。在所有实施例中，可以通过计算机和/或解析地执行偏差的确定。在所有实施例中，优选使用能够计算偏差的软件。
如果实际修正已经在公差窗口(其被限定为例如目标修正±公差值)中，则可以终止迭代方法并且该组结构等同齿轮对Tn、Rn中的下一个齿轮对T2、R2可以经受步骤S2至S5。所述方法的这种往回分支由图4A中的路径16表示。在这种特殊情况下，第一齿轮对T1、R1可以已经在步骤S5结束时输出，如图4A中的路径17.1示意性示出。
然而，如果实际修正在公差窗口之外，则执行下文描述的步骤。
以下步骤在图4B中示出。
接着确定校正值(步骤S6)。在该确定的范围内，校正值可以以规定数据VD的改变和/或调整的形式表示。在所有实施例中，可以通过计算机和/或解析地执行校正值的确定。在所有实施例中，优选使用包括优化算法的软件。
校正值在此称为ΔVD。在该确定的范围内，校正值ΔVD以机器数据MD的改变和/或调整的形式表示。在这种情况下，校正值被称为ΔMD。
在接下来的步骤S7中，基于校正值ΔVD或ΔMD限定第二(经调整的)研磨规程。
在图4B中，实施第二(经调整的)研磨规程还具有附图标记S2*，以表示在所有实施例中，第二(经调整的)研磨规程可以例如由第一研磨规程(步骤S2)的调整而限定或可从其导出。
为了实施第二研磨规程(步骤S8)，例如，可以基于校正值ΔVD或ΔMD确定机器数据MD*并将其传递到机器10。
如果第一齿轮对T1、R1的实际修正尚未处于公差窗口(其被限定为例如目标修正±正公差值)中(这在步骤S5中的比较的范围内确定)，则第一齿轮对T1、R1可以经受进一步经调整的研磨规程(图4B中的步骤S8)。经调整/校正的机器数据MD*用于这种进一步经调整的研磨规程。
然而，只有在两个齿轮T1、R1在第一研磨规程之后具有足够大的过大尺寸的情况下对第一齿轮对T1、R1实施进一步经调整的研磨规程才是合理的。
如果第一齿轮对T1、R1未经受进一步经调整的研磨规程，则第二齿轮对T2、R2的齿轮因此被引入机器中。
在对第二齿轮对T2、R2实施经调整的研磨规程(步骤S8)之前，在所有实施例中，可以对两个齿轮T2、R2实施预备步骤，所述预备步骤已经基于第一齿轮对T1、R1结合步骤S2描述。
在步骤S8结束时，可以输出相应的齿轮对(例如，经两次研磨的第一齿轮对T1、R1或经一次研磨的第二齿轮对T2、R2)，如图4B中的路径17.2示意性示出。
可选地，可以在下游步骤S9中再次执行测量，以获取能够计算并检查例如第二齿轮对T2、R2的实际修正的测量值。在此可以使用已经描述为步骤S3的测量规程。可以始终执行该可选步骤S9以确定实际修正现在是否在目标修正的公差窗口中。然而，也可以仅不时地实施步骤S9(例如，对于每第10个齿轮对)。如果实际修正在公差窗口中，则因此可以输出第二齿轮对T2、R2，如图4B中的路径18示意性示出。
如果所述方法在第一齿轮对T1、R1或第二齿轮对T2、R2的研磨期间还没有收敛，则可以可选地对再一个齿轮对Tn、Rn重复这些步骤。所述方法的这种进一步的往回分支由图4A、图4B中的路径19表示。所述方法的往回分支也可以在步骤S8处开始，如图4B所指示。
为了能够在方法的范围内以目标方式执行研磨，在所有实施例中，可以考虑研磨装置10在研磨期间的去除行为。可以例如基于在结构等同齿轮对上的先前研磨尝试凭经验确定去除行为，并将其存储。例如，可以通过模拟确定去除行为，并将其存储。
优选地，在确定去除行为期间针对冠齿轮Tn和小齿轮Rn的齿腹上的多个点获取瞬时负载转矩和/或速度和/或保持时间(如果研磨规程提供对应点的相对移动的保持)。另外，例如，在三维空间中获取对应点的坐标。因此，可以每个点地获取并存储的参数和/或值的阵列。因此，可以每个点地获取并存储例如呈研磨系数αL的形式的去除变量。
在去除行为的确定期间还可以获取点到点的相对行进路径(其由于机器10中的冠齿轮Tn和小齿轮Rn的相对位移而行经)以及一个或多个用于研磨的方法相关的参数或值。
针对多个点可选地确定的去除系数αL使得能够做出关于每个单独点处的局部研磨去除的陈述。另外，还可以基于一组去除系数αL做出关于齿轮Tn、Rn的齿腹上的研磨去除分布的陈述。可以通过装置10的NC控制器基于去除系数αL有意地控制研磨。
附图标记列表
Claims (16)
1.一种研磨方法，其包括以下步骤：
a)规定(S1)来自一定数量(n)的结构等同齿轮对(Tn，Rn)中的第一齿轮对(T1，R1)的一对两个齿轮的目标修正，
b)对所述第一齿轮对(T1，R1)的所述两个齿轮实施(S2)第一研磨规程，
c)对所述第一齿轮对(T1，R1)的所述两个齿轮实施(S3)测量规程，以获取两个齿轮的齿腹上的多个测量值(MW)，
d)根据所述测量值(MW)确定(S4)所述第一齿轮对(T1，R1)的实际修正，
e)确定(S5)所述实际修正相对于所述目标修正的偏差，
f)基于所述偏差确定(S6)校正值(ΔVD；ΔMD)，
g)基于所述校正值(ΔVD；ΔMD)限定(S7)经调整的研磨规程，
以及
h)对所述第一齿轮对(T1，R1)的所述两个齿轮实施进一步经调整的研磨规程(S8，S2*)，或者
i)对来自所述数量(n)的结构等同齿轮对(Tn，Rn)中的第二齿轮对(T2，R2)的两个齿轮实施经调整的研磨规程(S8，S2*)。
2.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，只有在所述第一齿轮对(T1，R1)在实施(S2)所述第一研磨规程之后具有足够大的过大尺寸的情况下才对该第一齿轮对(T1，R1)实施步骤h)。
3.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于，在步骤h)之后输出所述第一齿轮对(T1，R1)。
4.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在步骤i)之后，对所述第二齿轮对(T2，R2)实施根据步骤c)的规定进行的测量规程以及根据步骤d)的规定进行的所述实际修正的确定，以确定所述第二齿轮对(T2，R2)是否在所述目标修正的公差窗口内，其中如果所述实际修正在所述公差窗口内，则输出所述第二齿轮对(T2，R2)。
5.根据权利要求3所述的研磨方法，其特征在于，对另外的齿轮对(Tn，Rn)实施步骤b)至i)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的研磨方法，其特征在于，所述目标修正和所述实际修正描述齿轮对(Tn，Rn)的两个齿轮在它们彼此配对的同时啮合时的啮合行为。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的研磨方法，其特征在于，所述修正被限定为具有多个离散修正值的集合或者被限定为修正函数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的研磨方法，其特征在于，基于模拟、优选地基于逆模拟、或者基于计算方法在预备步骤中确定所述目标修正，其中使用去除变量、特别是研磨系数(αL)，所述去除变量对于所述齿轮对(Tn，Rn)的两个齿轮的所述齿腹的多个点是可用的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的研磨方法，其特征在于，在步骤b)之前和/或在步骤i)之前实施以下预备步骤：
-在研磨装置(100)中夹紧齿轮对(Tn，Rn)的第一齿轮(Tn)，使得所述第一齿轮(Tn)能够围绕所述研磨装置(100)的第一旋转轴线(TA)旋转，
-在所述研磨装置(100)中夹紧所述齿轮对(Tn，Rn)的第二齿轮(Rn)，使得所述第二齿轮(Rn)能够围绕所述研磨装置(100)的第二旋转轴线(RA)旋转，
-借助于所述研磨装置(100)执行相对移动，以使所述第一齿轮(Tn)与所述第二齿轮(Rn)啮合。
10.根据权利要求9所述的研磨方法，其特征在于，在所述研磨装置(10)中实施的所述第一研磨规程期间和第二研磨规程期间，以使得在两个齿轮(Tn，Rn)的啮合区域中研磨剂的磨粒确保在所述两个齿轮(Tn，Rn)上的材料去除的方式引入研磨剂。
11.一种装置(10)，其包括研磨装置(10)和测量装置(20)，其中：
-所述研磨装置(10)包括多个NC控制轴(LA1，LA2，LA3，RA，TA)、和NC控制器(NC)，
-所述研磨装置(10)被设计成对第一齿轮对(T1，R1)的两个齿轮实施第一研磨规程(S2)，
-所述测量装置(20)被设计成对所述第一齿轮对(T1，R1)的所述两个齿轮实施测量规程(S3)，以便获取两个齿轮的齿腹上的多个测量值(MW)，
-所述装置(10)被设计成：
·根据所述测量值(MW)确定所述第一齿轮对(T1，R1)的实际修正，
·确定所述实际修正相对于所述目标修正的偏差，
·基于所述偏差确定校正值(ΔVD；ΔMD)，以及
·限定经调整的第二研磨规程(S8，S2*)，
并且其中所述研磨装置(10)被设计成对所述第一齿轮对(T1，R1)的所述两个齿轮和/或对第二齿轮对(T2，R2)的两个齿轮实施所述经调整的第二研磨规程(S8，S2*)。
12.根据权利要求11所述的装置(10)，其特征在于，所述研磨规程(S2，S8)能够借助于去除变量、特别是借助于研磨系数(αL)来限定，所述去除变量对于相应的齿轮对(Tn，Rn)的两个齿轮的所述齿腹的多个点是可用的。
13.根据权利要求12所述的装置(10)，其特征在于，所述装置包括数据接口或用户接口(SN)，所述数据接口或用户接口使得装置能够限定所述去除变量、特别是所述研磨系数(αL)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述研磨装置(10)和所述测量装置(20)以通信的方式耦接。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述研磨装置(10)和所述测量装置(20)以使得在齿轮对(Tn，Rn)的两个齿轮的研磨和对所述齿轮对(Tn，Rn)的所述两个齿轮实施测量规程(S3)之间不需要重新夹紧所述两个齿轮的方式实施整合。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述装置包括至少一个软件或至少一个软件模块(SW，SW1，SW2)，其中该软件或软件模块(SW，SW1，SW2)被设计成确定实际修正与目标修正之间的偏差，并且执行对第一研磨规程(S2)的调整，以从其限定所述经调整的第二研磨规程(S8，S2*)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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