CN112601635A - 用于齿轮加工机的具有降低的振动趋势的调节设备 - Google Patents

Abstract

一种用于机床的调节设备，具有：基体(1)；可运动体(2)，所述可运动体可沿着运动方向(X)相对于基体运动，和驱动器(3)，以便使所述可运动体相对于所述基体运动。为了有效地阻尼在可运动体和基体之间的振动(尤其所谓的杂散振动)并且尽管如此仍实现可运动体相对于基体的快速定位运动，所述调节设备具有辅助体(10)，所述辅助体可脱开地固定在所述基体上，并且在脱开的状态中可与所述可运动体一起相对于所述基体运动。所述调节设备还具有至少一个振动阻尼器(11)，所述振动阻尼器设置在所述辅助体和可运动体之间。

Description

用于齿轮加工机的具有降低的振动趋势的调节设备

技术领域

本发明涉及一种用于齿轮加工机的马达式驱动的调节设备、一种配备有所述调节设备的齿轮加工机以及一种借助于这种齿轮加工机加工工件的方法。

背景技术

自齿轮加工机制造开始以来，设计人员就面临着齿轮加工机中所不期望的振动。H.Schriefer等人，“Kontinuierliches

von Verzahnungen”，ReishauerAG 2008，ISBN 978-3-033-01447-3，在第84至161和471至571页中描述了现代齿轮加工机的结构和作用原理。在这种齿轮加工机中，通常安装有远超过一千个构件，所述构件在运行时以无法弄清楚数量的自由度振动。由于这种振动系统在刀具和工件之间产生所不期望的相对运动，所述相对运动不可避免地导致切削厚度的变化从而导致切力的变化并且直接影响生产结果。变化的切力又反作用于刚性有限的机器结构，由此产生在切削过程和机器结构之间的动态交互作用的闭合的作用范围并且引起自激振动。这些现象被认为是齿轮加工机的组件中的振荡。

即使在刀具和工件之间的在微米范围内的最小的相对运动，如可能由于所谓的杂散振动产生的相对运动，也可能导致干扰性的生产偏差。这样的生产偏差在齿轮的最终生产中具有特别负面的影响，因为齿轮在最终生产之后被装入变速器中而没有进一步的精加工。尤其地，这种生产偏差可能会表现为齿面上的波纹，在变速箱中使用时所述波纹会引起干扰性的、通常高频的噪音。这种噪声也被称为“寄生频率”。特别是在机动车辆中，发动机噪音变得越来越小。因此，越来越多地感觉到变速器噪声是干扰性的，并且尤其其高频分量是干扰性的。在电驱动的车辆中，这些噪声有时甚至可能在行驶噪音中占主导地位。

Günther Gravel在2009年3月于维尔茨堡的关于变速器生产的GETPRO代表大会中“Bestimmung von Welligkeiten auf Zahnflanken”指出在正确检测齿面上的波纹时的困难，所述波纹会导致“寄生频率”，并且为此提出了一种新的评估方法。

为了避免或抑制齿轮加工机中的所不期望的振动，已经进行了许多努力。

Matthias Baur的论文“Aktives

zur Ratterunterdrückungan spanenden Werkzeugmaschinen”，慕尼黑工业大学，2014年，在第3至31页上总结了相关的现有技术，并且在此基础上提出通过主动的阻尼系统来抑制振动(主动振动控制，AVC)。尤其在第67至70页和第129至139页中提出，在滚磨机的工件主轴上使用主动的阻尼系统。

DE 10 2010 023 190 A1提出，通过将经调制的附加运动与切削和/或进给运动叠加的方式来在用于切削加工式的工件加工的机床中避免颤振。

在EP 2 774 709 A2中提出，有针对性地给齿部的齿面设置周期性的波纹校正或波纹改型。为此，在齿部测量装置或变速器中执行对齿轮对的旋转位移误差测量，以便确定旋转误差变化曲线。该测量结果用作为输入变量，所述输入变量用于定义在齿轮对的齿面上的周期性的面波纹校正的幅度、频率和相位。该方法无法解决问题的根源，而是仅抑制表面问题。

在机床中，用于改变机床的不同的部件相对于彼此的位置的调节设备尤其可能形成能振动的系统。这种调节设备通常被实现为数控轴(NC轴)。典型的线性NC轴包括滑块，所述滑块在基体上的一个或多个线性的引导元件上被引导，并且其相对于基体的位置可借助于NC控制的驱动器来调节。所述驱动器例如能够包括伺服马达，所述伺服马达经由滚珠丝杠传动装置驱动滑块。转动的NC轴(旋转或枢转轴线)通常包括可驱动以进行旋转的主轴，所述主轴直接或经由变速器使旋转或枢转体运动。

发明内容

本发明的目的是，提出一种用于机床的马达式驱动的调节设备，所述调节设备设计为，使得能够避免或至少有效地阻尼所不期望的振动。在此，避免或阻尼振动的措施不应妨碍借助于调节设备的快速的定位运动。

该目的通过具有权利要求1的特征的调节设备来实现。在从属权利要求中给出其他实施方式。

因此，公开了一种用于齿轮加工机的，尤其用于最终加工的调节设备，所述调节设备具有：

基体；

可运动体，其可相对于基体沿着运动方向运动；和

(优选NC控制的)驱动器，以便使可运动体相对于基体运动。

为了减小调节设备的振动趋势，调节设备包括辅助体，所述辅助体可脱开地固定在基体上，使得辅助体和基体进入刚性连接，并且所述辅助体在脱开状态中可与可运动体一起运动。调节设备还包括至少一个振动阻尼器，所述振动阻尼器设置在辅助体与可运动体之间。

在此，应将术语“基体”和“可运动体”理解为，使得在基体和可运动体之间的相对运动是可行的。基体本身不一定必须相对于机座是固定的，而是本身能够设置在机器的可运动的部件上。

也就是说，辅助体经由至少一个振动阻尼器与可运动体连接。在工件加工期间，辅助体能够固定在基体上。因此，辅助体和基体成为具有相对大的质量的刚性单元。借助于至少一个振动阻尼器有效地阻尼在可运动体和由辅助体和基体构成的单元之间的振动。在辅助体和可运动体之间的相对运动中，振动阻尼器产生阻尼力，所述阻尼力优选与运动方向相反。由此，总体上有效地减小了调节设备的振动趋势。

而如果应快速和/或在大的范围上改变可运动体相对于基体的位置，那么能够释放辅助体与基体之间的连接。现在，辅助体能够与振动阻尼器一起跟随可运动体相对于基体的运动，而振动阻尼器的阻尼力不抵抗这种运动。此外，辅助体和振动阻尼器能够有利地具有相对小的质量，使得这些部件的共同运动仅无关紧要地附加地对驱动器加载荷。整体上，以这种方式避免了在快速的定位运动中高的轴载荷。此外，由此可行的是，使用如下振动阻尼器，所述振动阻尼器仅针对较小的加工行程或较小的振幅而设计。由此，所述振动阻尼器的效率相对于必须在可运动体的整个运动范围上有效的振动阻尼器能够明显改进，并且振动阻尼器能够与所驶向的位置无关地总是在相同的工作点处工作。

为了避免阻尼特性中的不对称，有利的是，调节设备包括两个振动阻尼器，其设置在辅助体和可运动体之间，其中所述两个振动阻尼器相对于垂直于运动方向延伸的法向平面对称地设置在可运动体上。优选地，所述振动阻尼器在此是两个相同构造的振动阻尼器。

每个振动阻尼器能够是主动或被动的振动阻尼器。主动的和被动的振动阻尼器构成的组合也是可考虑的。

如果使用被动的振动阻尼器，那么其尤其能够是流体阻尼器或摩擦阻尼器。这两种类型的振动阻尼器本身从现有技术中是众所周知的。摩擦阻尼器从系统中提取因两个相对于彼此运动的固体之间的摩擦过程而引起的振动能量。在流体阻尼器中，尤其在以下子类型之间区分：(i)挤压膜阻尼器(squeeze-film damper)，其中流体从两个沿着法向方向彼此振动的板之间的间隙中挤出；(ii)剪切阻尼器，其中流体在两个彼此平行地振动的板之间的间隙中经受剪切；(iii)排挤阻尼器(活塞阻尼器)，其中流体被挤压穿过节流阀。在本发明的范畴中，尤其证实排挤阻尼器是特别适合的，因为其在相对大的调节路径中具有良好的阻尼特性。

如果使用主动的振动阻尼器，那么其包括至少一个致动器，所述致动器用于通过转换外部输送的能量来产生机械能。在此，其尤其能够是电动致动器或压电致动器。致动器优选地位于在辅助体和可运动体之间的力流中。此外，主动的振动阻尼器能够具有至少一个用于检测可运动体的振动的传感器，尤其位移传感器、力传感器和/或加速度传感器(惯性传感器)，以及调控装置。然后，调控装置于是构成用于，从至少一个传感器接收传感器信号，并且根据这些传感器信号操控至少一个致动器，使得致动器抵抗振动。

在改进形式中，至少一个振动阻尼器能够具有可变的阻尼特性。振动阻尼器的阻尼特性尤其能够借助于适合的调节装置以NC控制的方式改变。例如，在排挤阻尼器中，节流阀的自由的横截面能够通过本身已知的调节机构来改变，和/或能够借助于压力致动器改变振动阻尼器中可压缩的流体的压力。例如，在剪切阻尼器中，能够改变间隙大小。例如，在主动的振动阻尼器中，调控装置的参数是可改变的，所述参数影响主动的振动阻尼器的阻尼特性，例如主动的振动阻尼器的调控装置中的滤波器的中心频率和/或阻尼。由此能够针对相应的齿轮加工机和加工任务优化阻尼特性。

调节设备能够包括用于执行自动的频率响应分析的装置，所述装置与至少一个振动阻尼器有效连接，以便根据频率响应分析的结果自动改变其阻尼特性。在进行频率响应分析时，自动地求取可借助于调节设备调节的轴的振动特性。在此基础上，振动阻尼器的阻尼特性能够自动地以NC控制的方式改变。如果频率响应分析例如得出：在特定的频率中出现特别强的振动，那么在主动的振动阻尼器的情况下，能够自动地将调控装置的一个或多个参数设定为，使得主动的振动阻尼器在该频率中特别有效地阻尼振动。用于执行频率响应分析的装置在现代的齿轮加工机中通常是标准化存在的。

在有利的实施方式中，辅助体可通过夹紧装置固定在基体上。夹紧连接能够特别容易地建立和松开。

调节设备能够具有至少一个NC控制的致动器，以便将辅助体固定在基体上和/或将其与基体脱开。因此，如果辅助体能够通过夹紧装置固定在基体上，那么致动器优选能够以NC控制的方式有针对性地建立和/或松开夹紧。

调节设备能够具有至少一个传感器，以便确定以下变量中的一个或多个：在辅助体与可运动体之间的位移；在辅助体与可运动体之间的力；和可运动体相对于辅助体的加速度。这不仅在如已经在上文中所提及的主动的振动阻尼器中是有意义的，而且在被动的振动阻尼器中也是有意义的，例如以便表征运动体的振动行为。

可运动体相对于基体的运动尤其能够是线性的或转动的。

如果运动是线性的，那么可运动体能够构成为移动滑块。调节设备于是能够包括至少一个线性引导装置，以便在基体上引导可运动体。

线性引导装置能够以本身已知的方式构成为滚动引导装置。本发明正好在滚动引导装置的情况下是特别有价值，因为滚动引导装置受构型所决定通常具有比例如滑动引导装置明显更差的阻尼特性。

线性引导装置通常包括线性的引导元件，所述线性的引导元件刚性或至少在轴向上不可运动地与基体连接，例如是轨道，其中可运动体在该线性的引导元件上被引导。于是，在一些实施方式中，辅助体同样在线性的引导元件上被引导。也就是说，在这种情况下，对于辅助体而言不需要单独的线性引导装置。辅助体能够相对于基体固定在线性的引导元件上，尤其通过夹紧。

在其他实施方式中，调节设备能够包括辅助引导装置，所述辅助引导装置与线性引导装置分开地并且与其平行地构成。辅助体于是借助于辅助引导装置在基体上被引导。辅助引导装置能够具有线性的引导元件，所述线性的引导元件刚性地或至少在轴向上不可运动地与基体连接，例如呈轨道或杆的形式。辅助体于是能够在辅助引导装置的线性的引导元件上被引导并且能够被固定在辅助引导装置的线性的引导元件上，尤其通过夹紧。

在一些实施方式中，可运动体能够构成为枢转体，其中该枢转体于是可枢转地支承在基体上。调节设备于是能够具有环形地或部分环形地(圆弧状地)伸展的引导元件，例如呈轨道的形式，其中引导元件相对于枢转轴线线刚性地或至少抗扭地与基体连接，并且辅助体能够在该引导元件上被引导。辅助体能够通过夹紧被固定在引导元件和基体上。

此外公开了一种机床，尤其齿轮加工机，其具有至少一个上述类型的调节设备。特别地，上述类型的调节设备能够设置用于，使齿轮加工机的机架相对于机座运动。在这种情况下，基体由机座形成，而可运动体由机架形成。上述类型的调节设备还能够设置用于，使齿轮加工机的进给滑板相对于机架运动。在这种情况下，机架形成基体，并且进给滑块形成可运动体。上述类型的调节设备还能够设置用于，使齿轮加工机的刀具头相对于进给滑块枢转，以便设定螺旋角。在这种情况下，进给滑块形成基体，并且刀具承载件形成可运动体。可考虑所描述的调节设备在机床上的大量其他使用可行性。

同样公开了一种借助于上述类型的刀具机加工工件，尤其预装齿的工件的方法。所述方法具有以下步骤：

将辅助体从基体脱开；

在辅助体从基体脱开期间，借助于驱动器使可运动体相对于基体运动，其中可运动体带动辅助体；

将辅助体固定在基体上；并且

在将辅助体固定到基体上期间加工工件。

在这种方法中，尤其可考虑的是，在加工工件期间，借助于驱动器使可运动体相对于基体运动，而将辅助体保持固定在基体上。例如，如果可运动体是进给滑块，那么可考虑的是，在加工工件期间执行进给运动，而辅助体在此不与基体脱开。在这种情况下，需要将振动阻尼器设计为，使得其具有相应大的工作范围(行程)。

如已经提到的那样，可考虑的是，在这种方法的过程中，调节至少一个振动阻尼器的阻尼特性，例如以便使这些阻尼特性匹配于特定的加工状况，并且可考虑的是，基于频率响应分析来进行。

附图说明

下面根据附图描述本发明的优选的实施方式，所述附图仅用于阐述并且不理解为是限制性的。在附图中示出：

图1在示意性的立体视图中示出根据本发明的第一实施方式的调节设备；

图2示出图1中的区域A1中的放大部分；

图3在示意性的俯视图中以部分剖视的方式示出根据本发明的第二实施方式的调节设备；

图4示出图3的调节设备的在平面A2-A2中的子区域的放大的示意性剖视图；

图5示出图3中的区域A3中的放大部分；

图6在示意性的立体视图中示出根据本发明的第三实施方式的齿轮加工机的一部分；

图7示出图6中的区域A4中的放大部分；

图8以部分剖视的方式示出图7的辅助体在环形的引导元件与从属于其的用于夹紧的装置上的引导；

图9在平面E1中示出根据图8的设置的剖视图；

图10示出了机床的示意图。

具体实施方式

在图1和2中示意性地说明本发明的第一实施例。呈滑块2的形式的可运动体可移动地设置在基体1上。为此，两个平行的型材轨道8a刚性地与基体1连接。型材轨道沿X方向延伸。四个引导滑座8b刚性地与滑块2连接。在此，各两个引导滑座8b与每个型材轨道8a相关联，其中这些引导滑座中的各一个相对于X方向位于滑架2的前端上，并且其中另一个引导滑座相对于X方向位于滑块2的后端上。引导滑座8b与型材轨8a一起形成线性的滚动引导装置。为此，滚动元件以本身已知的方式设置在引导滑座8b中。

在基体1处设置有NC控制的伺服马达3，其具有相关联的驱动器壳体4。伺服马达3驱动滚珠丝杠传动装置的丝杠6a以进行旋转。丝杠6a延伸穿过滑块2并且与未示出的丝杠螺母相互作用，所述丝杠螺母在滑块2的内部中与该滑块刚性地连接。由此，伺服马达3与滚珠丝杠驱动器一起形成驱动器，以便使滑块2相对于基体1线性移动。

在侧向上位于滑块2旁边的区域中设置有辅助引导装置的引导杆13，所述引导杆沿X方向延伸并且刚性地与基体1连接。辅助体10在引导杆13上被引导。相对于X方向在辅助体10上游和下游，在引导杆13上分别设置有NC控制的夹紧装置9。夹紧装置9刚性地与辅助体2连接。当夹紧装置9松开时，辅助体10能够与夹紧装置9一起沿着引导杆13移动。而如果夹紧装置9是工作的，那么其将辅助体10固定在引导杆13上。由此，能够以NC控制的方式将辅助体10固定在基体1上。

在引导杆13上方，两个阻尼器容纳部15设置在滑块2上，并且刚性地与滑块2连接。相对于X方向，在阻尼器容纳部15之间存在空隙。辅助体10从下方起伸入到所述空隙中。

在这两个阻尼器容纳部15的每一个中构成有流体振动阻尼器11，其在图1和图2中仅非常示意性地示出。具体地，其是排挤阻尼器(活塞阻尼器)。在这种振动阻尼器中，活塞在填充有流体的缸中运动。在此，流体被挤压穿过连接活塞的两侧的节流阀，以便实现阻尼作用。阻尼特性在此尤其受流体类型和节流阀的自由的横截面影响。如果流体是可压缩的气体，那么阻尼特性附加地也受气压影响。这种振动阻尼器本身从现有技术中是已知的。

在本实施例中，振动阻尼器的缸由阻尼器容纳部15形成，所述阻尼器容纳部15刚性地与滑块2连接。振动阻尼器的活塞与辅助体10连接。以这种方式，振动阻尼器11构成用于阻尼在辅助体10和滑块2之间的振动。

在2009年的VDI 3833标准的第1页中，术语“阻尼”定义如下：“阻尼是指将动能转换为对于所考虑的能振动的系统无效的能量形式。也就是说，其是在能振动的系统的所考虑的界限上带走该能量(能量耗散)。在本文中，术语“阻尼”与这种定义一致地理解。

在本实施例中，存在两个相同类型的振动阻尼器，所述振动阻尼器相对于镜平面E1彼此对称地设置在辅助体10上。镜平面垂直于X方向伸展。以这种方式保证：不管滑块2相对于辅助体10是沿着正X方向还是负X方向运动，总是产生相同的阻尼效果。

借助于夹紧装置9，辅助体10能够被固定在引导杆13上从而被固定在基体1上。振动阻尼器11因此有效地在滑块2和基体1之间作用。如果此时在滑块2和基体1之间出现振动，那么该振动通过振动阻尼器11有效地阻尼。

如果另一方面滑块2应快速行进到另一个位置中，那么能够松开夹紧装置9。此时可行的是，借助于马达3使滑块2行进到另一位置中，其中在该行进运动时，滑块2经由振动阻尼器11带动辅助体10和夹紧装置9。因为夹紧装置9、辅助体10和振动阻尼器11一起具有比滑块2小得多的质量，所以在这种情况下驱动器不会附加地承受显著载荷。

实际上，机床的另一构件通常将位于滑块2上。夹紧装置9于是首先在如下运行阶段中工作，在所述运行阶段中，机床25的刀具22与工件23进行加工作用。由于夹紧，振动阻尼器11在加工期间有效地抵抗在滑块2和基体1之间的干扰性的振动。如果应占据刀具和工件之间的另一相对位置，那么在松开夹紧装置9期间能够使滑块2行进到另一位置中。一旦加工在新的相对位置中继续进行，夹紧装置9就再次工作。由此，振动阻尼器11与滑块2的位置无关地总是在相同的工作点中工作，并且振动阻尼器11不必具有长至使得所述振动阻尼器覆盖滑块2相对于基体1的整个运动范围的行程。

借助于连接件12(见图2)，能够改变振动阻尼器11中的流体的压力。由此，能够从外部改变振动阻尼器11的阻尼特性。这实现：使阻尼特性有针对性地匹配具体的运行状况。通过提供NC控制的压力致动器，这种匹配甚至能够在运行期间进行。也能够以其他方式，例如通过改变振动阻尼器11的活塞中的节流阀的自由横截面来调整阻尼特性，而不是通过改变流体压力。

在图3至图5中说明根据本发明的调节设备的第二实施方式。相同或起相同作用的部件以与在图1和2中相同的附图标记表示。

滑块2'再次借助于两个平行的型材轨道8a在基体1’上线性地引导。为此，再次将四个引导滑座8b设置在滑块2′的角处，如结合图1所描述的那样，其中这些引导滑座8b在图3至图5中不可见。

滑架2'可再次借助于伺服马达3沿着X方向在型材轨道8a上移动。具有丝杠6a的滚珠丝杠传动装置再次用于传输力。与图1相反，在图3中也示出：已经提及的丝杠螺母6b、滚珠丝杠传动装置的轴承螺母6c以及在伺服马达3和丝杠6a之间的联接器5，所述轴承螺母经由轴向轴承6d可旋转地设置在驱动器壳体4中。

滑块2′和基体1’又沿着X方向形成能振动的系统，这在图3中通过示意性示出的弹簧18表示。为了阻尼沿着X方向的振动，再次设置类似于图1和2的实施例中的机构。然而，与该实施方式相反，存在两个辅助体10'，其设置在滑块2’的两侧，并且这些辅助体可通过夹紧装置9'固定在如下型材轨道8a上，在所述型材轨道上滑块2'也在基体1’上被引导。

为此，滑块2’在其两个横向侧上分别具有凹部，辅助体10′中的各一个位于所述凹部中。每个辅助体10′又经由两个对称地设置的振动阻尼器11′与滑块2′连接。夹紧装置9位于每个辅助体10’下方，所述夹紧装置与相应的辅助体10'刚性地连接。夹紧装置9′本身形成滑块，只要夹紧装置不工作，滑块就滑动地支撑在相应的型材轨道8a上。如果夹紧装置9′工作，那么其建立夹紧装置9′与型材轨道8a的夹紧连接从而将辅助体10′固定在基体1’上。

通过如下方式：即在滑块2′的两侧设置具有各两个对称地设置的振动阻尼器11’的可夹紧的辅助体10′，相对于单侧的设置能够实现改进的阻尼效果。此外，该实施方案更紧凑地构造。

如在图5中所说明的那样，在辅助体10′和滑块2′之间的轴向间隙能够用于非常精确地测量在滑块2′和被夹紧的辅助体10′之间的行程H。为此，能够在该间隙中设置适合的位移传感器。代替位移传感器或除了位移传感器之外，还能够在滑块2′和辅助体10′之间设置例如加速度传感器或力传感器。由此，能够非常精确地表征在滑块2′和被夹紧的辅助体10′之间的相对运动，例如出于优化可调节的振动阻尼器11’的阻尼设置的目的。在图5中示意性示出不同的传感器类型作为传感器17。

在图6和7中，示意性地说明具有多个调节设备的齿轮加工机26的一部分，其中所有所示的调节设备均设有辅助体和振动阻尼器。

所示出的第一调节设备在其构造上对应于图3至图5的调节设备。该调节设备的基体1’由机座形成，而该调节设备的可运动体由滑块2’形成，在所述滑块上安装有刀具承载件的机架1”。该调节设备用于借助于滑块2′使机架1”沿着X轴(径向递送轴)相对于基体(在此为机座)l′移动。在图6中，尤其看到在图3至图5中不可见的引导滑座8b，以及相应的夹紧装置9’在与之连接的辅助体10’下方的设置。

第二调节设备用于使Z滑块2”沿着竖直的递送轴线Z相对于机架1”移动，其中用于刀具头的枢转装置安装在Z滑块2”上。该调节设备也根据图3至5的实施方式的原理构成。也就是说，机架1”在此用作为基体，而Z滑块2”用作为可运动体。具有夹紧装置9”的辅助体10”与Z滑块2”相关联。相应的振动阻尼器11”在图6中不可见，但是用箭头表示。

第三调节设备用于使枢转体14围绕枢转轴线14a沿着枢转方向A相对于Z滑块2”枢转。也就是说，Z滑块2”在此用作为基体1”’，而枢转体14用作为可运动体2”’。为此，枢转体14可旋转地支承在Z滑块2”上(其功能是作为基体1”’)。在图6中，用于产生枢转体14(可运动体2”)相对于Z滑块2”(基体1”’)的枢转驱动的枢转驱动器是不可见的。辅助体10’”与枢转体14(可运动体2’”)相关联，所述辅助体可通过夹紧而固定在Z滑块2”(基体1’”)上并且经由两个对称地设置的振动阻尼器11”’与枢转体14(可运动体2’”)连接。振动阻尼器11”’的活塞为此经由旋转铰接件与辅助体10”’连接。由此，还能够沿着枢转方向A相对于枢转角δ实现有效的振动阻尼。

实际上，枢转体14通常会携带未示出的、具有Y滑块的另一调节设备，以便实现所谓的移位轴线Y。于是，具有刀具主轴的刀具头位于Y滑块上。该调节设备也能够类似于沿X和Z轴的调节设备构造。

在图8和图9中说明辅助体10”'在Z滑块2”(基体1”’)上的引导和夹紧的可行的实施方式，所述辅助体与枢转体14(可运动体2”’)相关联。为此，在基体1”’中安装有多个液压操作的夹紧装置9”’。环形的引导轨道19与这些夹紧装置9”’的轴向可运动的活塞牢固地连接。由此，引导轨道19相对于基体1”’虽然绕枢转轴线线l4a是抗扭的，但是能够借助于夹紧装置9”’轴向地朝向基体1”’和远离基体1”’以小的位移运动。辅助体10’”作为滑块在该引导轨道19上运行。如果引导轨道19轴向地朝向基体1”’运动，那么所述引导轨道将辅助体10’”轴向地夹紧在引导轨道19和基体1”’的表面之间(仅示意性地在图9中示出)。相反地，如果引导轨道19再次离开基体1”’运动，那么该夹紧再次被松开。

引导轨道19的轴向运动液压地借助于夹紧装置9”’进行。为此，夹紧装置构成为液压操作的致动器。如果将高的液压压力施加到夹紧装置9”’的流体接口29上，那么夹紧装置9”’释放辅助体10”’在环形的引导轨道19和基体1”’之间的夹紧，并且辅助体10”’此时能够沿着引导轨道19不受阻碍地在圆形轨迹上运动。因此，枢转体14(可运动体2”’)能够枢转到所期望的枢转角度中，而所述枢转体不受阻碍地带动辅助体10”’。当禁用液压压力时，夹紧装置9”’借助弹簧力使引导轨道19再次朝向基体1”’运动，从而重新将辅助滑块10”’夹紧在基体1”’上。由此在任何角度位置中在辅助体10”’和基体1”’之间建立刚性连接。

替代在图8和9简略示出的设置，也可以考虑用于沿着圆形轨迹在基体1”’上引导辅助体10”’并将其固定在基体1”’上的其他设置。因此，例如也能够在可运动体2”’(枢转体14)的外径上引导辅助体10”’。辅助体10”’能够在引导轨道上引导，所述引导轨道与基体1”’刚性地连接。夹紧装置于是能够设置在辅助体10”’本身上，使得所述夹紧装置在松开状态中与辅助体一起运动。为此，尤其能够使用市售的、转动的夹紧系统。

图10示意性地示出完整的齿轮加工机26，其用于借助于滚磨来对预装齿的工件进行精加工。在刀具承载件24上设置有具有滚磨刀具22的刀具头(磨头)27。在构成为转塔的工件承载件25上设置有两个具有预装齿的工件23的工件主轴。借助转塔，工件主轴能够在加工位置和工件更换位置之间枢转。在所描述的线性的和可枢转的调节设备中的致动器和传感器经由压力管路、信号线和电流线与NC控制装置的NC模块21连接。能够借助于NC控制装置的操作面板20来操作NC模块21。为此，箭头28和28′示意性地表示数据流。NC模块的一部分尤其能够构成来操控用于不同的辅助体10’、10”、10”’的夹紧装置(示例性示出夹紧装置9、9″)。NC模块21的另一部分也能够构成用于操控一个或多个主动的振动阻尼器和/或改变主动或被动的振动阻尼器的阻尼特性。

在所有所示出的实施方式中，振动阻尼器优选在从20Hz到大约5kHz的频率范围内产生阻尼力，由此在整个相关的频率范围内抑制或减小干扰性的振动。

对于所使用的振动阻尼器的行程的设计方案，能够进行如下考虑。实际上，对于径向递送轴X仅需要例如10至20mm的非常小的行程，因为在辅助体10'被夹紧时加工工件期间，通常仅进行沿着该轴的非常小的运动，以便例如在齿轮上产生球形或锥形的形状。而对于竖直递送轴Z，振动阻尼器的行程应选择得足够大，使得能够加工完整的齿轮宽度，而不会松开辅助体10”的夹紧。实际上，这意味着可能需要直至100mm或者甚至更大的行程。对于移位轴Y也可能需要类似大的行程。

竖直轴Z的夹紧装置9”也能够满足附加的功能，即在干扰情况中防止Z滑块2”掉落。为此，夹紧装置能够构成为，使得其在断电时(在电操控的夹紧装置的情况中)或在无压力时(在液压操控的夹紧装置的情况中)产生夹紧效果。

上述的调节设备能够装入到新的但是现有的机器中。在装入到所有确定几何形状的线性轴X，Y和Z中时，能够在机床中实现总体的阻尼结构。这非常适合于“立即”有效地阻尼不可定义的“杂散的”振动能量。由此防止或最小化其对齿轮的几何形状的干扰性作用，并且能够尽可能避免“寄生频率”的出现。

根据本发明的调节设备可在对齿轮的齿面进行最终加工的所有类型的齿轮加工机中使用，尤其是用于滚磨、部分滚磨、轮廓磨削、硬滚铣、硬滚削、珩磨等的齿轮加工机。

附图标记列表

1 基体

1’ 基体(机座)

1” 基体(机架)

1”’ 基体(滑块)

2，2’，2” 可运动体(滑块)

2”’ 可运动体(枢转体)

3 伺服马达

4 驱动器壳体

5 联接器

6a 丝杠

6b 丝杠螺母

6c 轴承螺母

6d 轴向轴承

8a 型材轨道

8b 引导滑座

9，9′，9”，9”’ 夹紧装置

10，10’，10”，10”’ 辅助体

11，11’，11”，11”’ 振动阻尼器

12 连接件

13 辅助引导装置

14 枢转体

14a 枢转轴线

15 阻尼器容纳部

16 变速器

17 传感器

18 弹簧

19 引导轨道，环形

20 NC控制装置的操作面板

21 NC模块

22 刀具(磨削蜗轮)

23 工件(齿轮)

24 刀具承载件

25 工件承载件

26 齿轮加工机

27 刀具头(磨头)

28，28' 数据传输

29 流体接口

A 枢转方向

A1至A4 细节和剖视图

El 镜平面

H 行程

X 移动方向

Y 移动方向

Z 移动方向

δ 枢转角度

Claims (22)

1.一种用于齿轮加工机的调节设备(26)，包括：

基体(1；1’；1”；1”’)；

可运动体(2；2’；2”；2”’)，所述可运动体可沿着运动方向(X；Y；Z；A)相对于基体(1；1’；1”；1”’)运动；和

驱动器(3)，以便使所述可运动体(2；2’；2”；2”’)相对于所述基体(1；1’；1”；1”’)运动；

其特征在于，

设有辅助体(10；10’；10”；10”’)，所述辅助体可脱开地固定在所述基体(1；1’；1”；1”’)上，并且在脱开的状态中可与所述可运动体(2；2’；2”；2”’)一起相对于所述基体(1；1’；1”；1”’)运动；和

至少一个振动阻尼器(11；11’；11”；11”’)，所述振动阻尼器设置所述辅助体(10；10’；10”；10”’)和所述可运动体(2；2’；2”；2”’)之间。

2.根据权利要求1所述的调节设备，其中，所述调节设备包括两个振动阻尼器(11；11’；11”；11”’)，所述振动阻尼器设置在所述辅助体(10；10’；10”；10”’)和所述可运动体(2；2’；2”；14)之间，其中所述两个振动阻尼器(11；11’；11”)相对于垂直于运动方向(X；Y；Z；A)延伸的法向平面(El)对称地设置在所述可运动体(2；2’；2”；2”’)上。

3.根据权利要求1或2所述的调节设备，其中，所述至少一个振动阻尼器(11；11’；11”；11”’)是被动的振动阻尼器或主动的振动阻尼器。

4.根据上述权利要求中任一项所述的调节设备，其中，所述至少一个振动阻尼器(11；11’；11”；11”’)具有可变的阻尼特性。

5.根据权利要求4所述的调节设备，其中，所述调节设备包括用于执行频率响应分析的装置，所述用于执行频率响应分析的装置与所述至少一个振动阻尼器(11；11’；11”；11”’)有效连接，以便根据所述频率响应分析的结果自动地改变所述振动阻尼器的阻尼特性。

6.根据上述权利要求中任一项所述的调节设备，其中，所述辅助体(10；10’；10”；10”’)可通过夹紧装置(9；9’；9”；9”’)固定在所述基体(1；1’；1”；1”’)上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的调节设备，其中，所述调节设备在所述夹紧装置(9；9’；9”；9”’)上具有至少一个NC控制的致动器，以便将所述辅助体(10；10’；10”；10”’)固定在所述基体(1；1’；1”；1”’)上和/或从所述基体(1；1’；1”；1”’)处脱开。

8.根据上述权利要求中任一项所述的调节设备，其中，所述调节设备具有至少一个传感器(17)，以便确定以下变量中的一个或多个：在辅助体(10；10’；10”；10”’)和可运动体(2；2’；2”；2”’)之间的位移；在辅助体(10；10’；10”；10”’)和可运动体(2；2’；2”；2”’)之间的力；和所述可运动体(2；2’；2”；2”’)相对于所述辅助体(10；10’；10”；10”’)的加速度。

9.根据上述权利要求中任一项所述的调节设备，其中，所述可运动体(2；2’；2”)构成为滑块，其中所述调节设备包括线性引导装置(8a，8b)，并且其中，所述可运动体(2；2’；2”)借助于所述线性引导装置(8a，8b)在所述基体(1；1’；1”)上被引导。

10.根据权利要求9所述的调节设备，其中，所述线性引导装置(8a，8b)构成为滚动引导装置。

11.根据权利要求9或10所述的调节设备，其中，所述线性引导装置(8a，8b)包括尤其呈轨道的形式的线性的引导元件(8a)，其中所述线性的引导元件(8a)在轴向上不可运动地与所述基体(1’；1”)连接，其中所述可运动体(2’；2”)在所述线性引导装置的线性的引导元件(8a)上被引导，并且其中所述辅助体(10’；10”)同样在所述线性引导装置的线性的引导元件(8a)上被引导。

12.根据权利要求11所述的调节设备，其中，所述辅助体(10’；10”)可通过夹紧装置(9’；9”)固定在所述线性引导装置的线性的引导元件(8a)上。

13.根据权利要求9或10所述的调节设备，其中，所述调节设备包括与所述线性引导装置(8a，8b)分开地构成的辅助引导装置(13)，并且其中，所述辅助体(9)借助于所述辅助引导装置(13)在所述基体(1)上被引导。

14.根据权利要求13所述的调节设备，其中，所述辅助引导装置(13)具有线性的引导元件，尤其呈轨道或杆的形式的引导元件，其中所述辅助引导装置的线性的引导元件在轴向上不可运动地与所述基体(1)连接，其中所述辅助体(9)在所述辅助引导装置(13)的线性的引导元件上被引导，并且其中所述辅助体(9)可通过夹紧来固定在所述辅助引导装置(13)的线性的引导元件上。

15.根据权利要求1至7中任一项所述的调节设备，其中，所述可运动体(2”’)构成为枢转体(14)，所述枢转体围绕枢转轴线(14a)可枢转地支承在所述基体(1”’)上。

16.根据权利要求15所述的调节设备，其具有至少部分环形地伸展的引导元件(19)，所述至少部分环形地伸展的引导元件相对于所述枢转轴线线(14a)抗扭地与所述基体(1”’)连接，其中所述辅助体(10”’)在引导元件(19)上被引导。

17.根据权利要求16所述的调节设备，其中，所述辅助体(10”’)可通过夹紧装置(9”’)固定在所述至少部分环形地伸展的引导元件(19)上。

18.一种齿轮加工机(26)，具有根据上述权利要求中任一项所述的调节设备。

19.一种借助于根据权利要求18所述的齿轮加工机(26)加工预装齿的工件(23)的方法，所述方法具有以下步骤：

将所述辅助体(10；10’；10”；10”’)从基体(1；1’；1”；1”’)处脱开；

在所述辅助体(10；10’；10”；10”’)从所述基体(1；1’；1”；1”’)处脱开期间，借助所述驱动器(3)使所述可运动体(2；2’；2”；2”’)相对于所述基体(1；1’；1”；1”’)运动；

将所述辅助体(10；10’；10”；10”’)固定在所述基体(1；1’；1”；1”’)上；和

在将所述辅助体(10；10’；10”；10”’)固定在所述基体(1；1’；1”；1”’)上期间加工所述工件(23)。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，在加工所述工件(23)期间借助于所述驱动器(3)使所述可运动体(2；2’；2”；2”’)相对于所述基体(1；1’；1”；1”’)运动，而所述辅助体(2；2’；2”；2”’)保持固定在所述基体(1；1’；1”；1”’)上。

21.根据权利要求19或20所述的方法，所述方法包括：

调节所述至少一个振动阻尼器(11；11’；11”；11”’)的阻尼特性。

22.根据权利要求21所述的方法，所述方法包括：

执行频率响应分析；以及

根据所述频率响应分析的结果自动地改变所述至少一个振动阻尼器(11；11’；11”；11”’)的阻尼特性。

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