CN113490568A

CN113490568A - 在磨削或抛光机器中磨削或抛光具有类轮齿轮廓的齿轮或工件的方法

Info

Publication number: CN113490568A
Application number: CN202080014055.1A
Authority: CN
Inventors: 弗兰克·米勒; 弗里德里希·韦尔费尔
Original assignee: Carpanels Co ltd
Current assignee: Carpanels Co ltd
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2020-02-22
Publication date: 2021-10-08
Also published as: DE102019104812A1; EP3930949B1; JP7474776B2; WO2020173843A1; US20220126384A1; JP2022522136A; EP3930949A1

Abstract

本发明涉及一种在磨削或抛光机器（3）中磨削或抛光齿轮（1、2）的方法，其中该机器（3）具有两个用于接收工件（1、2）的工件主轴（4、5）和至少一个具有磨削或抛光工具（7）的磨削或抛光主轴（6）。为了在不增加加工时间并且无需外部测量系统下进行最优工作，本发明提供一种方法。该方法包括如下步骤：磨削或抛光工件主轴（4）上接收的第一工件（1）；b）以暂时平行于第一工件（1）的磨削或抛光的方式：接收另一工件主轴（5）上的第二工件（2），并且测量工件（2）的轮齿（8），以便确定齿隙（9）的位置，其中该测量轮齿（8）包括使用触觉测量元件或非接触式测量装置（11）扫描至少一个齿隙（9）的轮齿或轮廓侧面（10），以便确定轮齿侧面（10）的有效过大尺寸；c）在完成第一工件（1）的磨削或抛光后：使用齿隙（9）的所确定位置和/或轮齿侧面（10）的所测量有效过大尺寸为基础，磨削或抛光另一工件主轴（5）上接收的第二工件（2）。

Description

在磨削或抛光机器中磨削或抛光具有类轮齿轮廓的齿轮或工件的方法

技术领域

本发明涉及一种在磨削或抛光机器中磨削或抛光具有类轮齿轮廓的齿轮或工件的方法，其中磨削或抛光机器包括至少两个用于接收工件的工件主轴和至少一个具有磨削或抛光工具的磨削或抛光主轴。

背景技术

具有多于一个工件主轴的磨削机器在本领域水平中是已知的。其具有可大幅减少加工期间非生产时间的优势。然后，一个工件主轴上的工件的加工和另一个工件主轴上的工件的装卸暂时平行进行。装载后，工件对准以及对中在第二工件上，即确定例如为齿轮形式的预制工件的齿隙或轮廓间隙的位置，如此磨削工具可在实际磨削操作期间以目标方式进入间隙。

此工艺的循环时间确定工件的装卸和对准可能需要的时间。

因此，非接触感应传感器通常用于检测齿隙或轮廓间隙的位置，该传感器可快速扫描轮齿或轮廓的圆周，以便确定磨削工具必须进入的间隙的位置。因此，此传感器可使用可检测开关信号检测齿轮或类轮廓的间隙中心，进而总结由于硬化导致的变形和工件主轴上工件的位置。

然而，通过此方案，确定轮齿或轮廓的侧面的实际毛坯加工余量是不可能的。

发明内容

当在本发明和下文中提到磨削过程时，也应当了解另选的抛光过程，可以同样的方式应用本发明。

本发明基于进一步开发上述类型工艺的目的，以使得以时间中立（time-neutral）的方式获得待磨削或抛光工件的改进信息而无需使用外部测量系统是可能的，进而优化该磨削或抛光工艺。改进磨削或抛光结果的此方法应该在不增加处理时间并且无需使用外部测量系统下实现。

此目的方案根据本发明提供的方法包括如下步骤：

a）磨削或抛光工件主轴上接收的第一工件；

b）以暂时平行于第一工件的磨削或抛光的方式：接收另一工件主轴上的第二工件，并且测量该工件的轮齿或类轮齿轮廓，以便确定齿隙或轮廓间隙的位置，其中测量轮齿或类轮齿轮廓包括使用触觉测量元件或非接触式测量装置扫描至少一个齿隙或轮廓间隙的轮齿或轮廓侧面，以便确定轮齿或轮廓侧面的有效过大尺寸（oversize）；

c）在完成第一工件的磨削或抛光后：使用齿隙或轮廓间隙的所确定位置和/或轮齿或轮廓侧面的所测量有效过大尺寸为基础，磨削或抛光另一工件主轴上接收的第二工件。

当执行上述步骤b）时，也可扫描多个齿隙或轮廓间隙；具体地讲，可扫描所有齿隙或轮廓间隙。

优选地，根据上述步骤b）的测量首先使用测量探头进行。另选地，然而该测量使用激光器进行也是可能的。

在该方法的一个优选的实施方案中，根据上述步骤c）的磨削或抛光通过指定包括轮齿或轮廓侧面的实际过大尺寸在内的磨削或抛光参数进行。因此，受影响参数可以是磨削或抛光工具和工件之间的进给速度和/或磨削或抛光行程的数量和/或磨削或抛光工具向工件的横向进给量。

在根据上述步骤c）的磨削后，可再次测量工件的磨削或抛光轮齿或类轮齿轮廓。

触觉测量元件或非接触式测量装置可布置在直行部件上，通过直行部件可在平移方向上移动和定位。

此外，感应传感器也可布置在磨削或抛光机器中，通过感应传感器确定齿隙或轮廓间隙的位置。

因此，所提议概念使得在加工前有效确定实际存在余量和由于硬化导致的变形。

因此，暂时平行于第一工件主轴上的工件的加工，通过探头或非接触式测量元件测量第二工件主轴上的待加工工件，找到齿隙或轮廓间隙，以及确定现有余量和由于硬化导致的变形。

通常，两个工件主轴永久性布置在机器工具中，由此如果必要的话其间可设置分隔壁，以便形成两个单独的部分空间，进而使冷却润滑剂远离当前未进行磨削的主轴。然而，可使用装卸系统将工件主轴或至少工件夹具从机器中拆卸或再次插入其中也是可能的，如此在机器外进行测量或上述对中。

本发明利用如下事实：有时在磨削或抛光操作期间为另一工件主轴保持充足时间，如此可记录实际余量。

有利地，所提议过程使得工件相对于磨削或抛光工具定位更好，无需使用原本质量保证中常用的双侧滚动测试台。

此外，根据磨削或抛光的预先确定的有效过大尺寸指定最优适配磨削或抛光参数，进而优化每个单个待处理工件的磨削或抛光工艺是可能的。

如果循环时间足够长，磨削或抛光工件成品在拆卸之前可使用测量探头或非接触式测量元件再次测量，以便检测可能存在的任何偏差，即工件基体上的轮齿或轮廓的理想位置和硬化变形或实际余量导致的工件几何形状之间的偏差。通过评估此类系统偏差，如果必要的话使用校正设置进行工作是可能的，进而优化封闭控制回路中的磨削或抛光工艺。

所提议过程使得不费力气并且不延长加工时间确定待加工工件的有效余量成为可能。了解这一点，然后可优化磨削或抛光工艺。

一般来讲，使用所提议测量探头或非接触式测量元件代替至今原本使用的感应传感器，另外提供了检测至少一个，优选一定数量，特别优选所有间隙的实际侧面余量的可能性。

然而，另外使用感应传感器以便结合传感器和测量探头或非接触式测量元件实现进一步优化工艺步骤也是可能的。在这种情况下，可通过触觉探头或非接触式测量元件仅测量一个间隙进而检测余量，如此工件可根据此间隙对准或对中。然后，感应传感器可另外测量所有其他齿或间隙，如此可通过接触式探头已经测量的参考间隙，所确定的余量以及感应传感器的进一步信息进行关于完整工件的改进陈述。

优选地，触觉测量元件（尤其探头）或非接触式测量元件通过磨削机器的线性轴进行定位。在使用已知几何形状的参考体（例如已知直径的球）校准探头后，探头可使用线性轴移动到所需位置。

探头或非接触式测量元件的所测量数值可通过机器控制系统记录，并且以已知方式处理，以便参照轮齿或轮廓找到工件相对于磨削工具的最优中心位置。

附图说明

本发明的实施例如下图所示。

图1示出了包括两个工件主轴和一个具有磨削工具的磨削主轴的磨削机器的示意图。

图2示意性地示出了使用测量传感器测量齿隙。

附图标号：

1 工件（齿轮）

2 工件（齿轮）

3 磨削机器/抛光机器

4 工件主轴

5 工件主轴

6 磨削主轴

7 磨削工具（磨削蜗杆）

8 轮齿/类轮齿轮廓

9 齿隙/轮廓间隙

10 轮齿侧面/轮廓侧面

11 触觉测量元件（测量传感器）/

非接触式测量装置（激光器）

12 直行部件。

具体实施方式

图1仅非常示意性地示出了配备有两个工件主轴4、5和一个磨削主轴6的磨削机器3.在本实施例中，在每种情况下，工件1或2可保持（夹持）在两个工件主轴4、5上。为磨削蜗杆形式的磨削工具7布置在磨削主轴6上。

如从图2的概要中可以看出的那样，在这种情况下，工件1、2为具有轮齿8的齿轮。然而，如果加工具有类轮齿轮廓的另外工件而非齿轮，同样应用如下注意事项。

原则上，使用磨削蜗杆7通过磨削两个工件主轴4中的一个上的工件1进行实际磨削，同时在另一个工件主轴5上进行磨削的准备动作。这些包括首先夹持工件主轴5上的工件2，然后将其对准或对中。具有轮齿8的预加工（例如通过滚齿加工）工件1、2必须相对于磨削蜗杆7进行定位，这样磨削蜗杆的磨削面接合在轮齿8的齿隙9中（参见图2）.

然后，磨削工艺通过磨削工具7将过大尺寸从相应轮齿侧面10去除。

为此，在一个工件主轴4上的一个工件1的磨削期间，另一个工件主轴5上的工件2使用测量元件11暂时平行地进行测量工艺，如图2中示意性所示。

至少在一个齿隙9中，两个相对的轮齿侧面10通过探查进行测量，以确定轮齿的有效过大尺寸。为此，探头11放置在直行部件12上，如此其可移动到所需测量位置。图2通过箭头示出了测量探头11相对于轮齿8的径向移动，此外，工件在圆向上来回转动，以便逐点测量待磨削轮齿侧面10的轮廓。

因此，基于至少一个，优选多个，特别优选所有的齿隙9的所测量过大尺寸，确定工件2相对于磨削蜗杆7的最优中心位置是可能的，如此理想地将相同量的材料从两个相对的轮齿侧面10去除。

如果根据本领域水平仅使用感应传感器检测轮齿空间的位置并基于此对中工件，磨削工艺的此类优化仅在一定程度上是可能的。即在这种情况下，没有关于实际过大尺寸的信息。

以所述方式使用探头进行测量比使用感应传感器进行对中需要更多时间，但在许多情况下，直到已被暂时平行地磨削的工件完成后，此时间才可提供。

然后，根据针对有效过大尺寸记录的数值，所提议方法的进一步开发中调节生产参数以便优化磨削工艺是可能的。具体地讲，旨在改变或调节磨削工具7和工件1、2之间的进给速度。同样，可考虑调节磨削行程的数量或磨削工具7向工件1、2的横向进给大小。因此，随时间推移去除的毛坯体积可保持在所需范围内，尤其是恒定的。

当工件2磨削时，成品工件1暂时平行地从另一个工具主轴上拆卸下来，下一个工件以所述方式夹持以及测量。因此，工件在两个工件主轴上交替磨削。因此，确定余量的上述工艺在两个工件主轴上交替进行，在每种情况下均平行于主要加工时间。

Claims

1.一种在磨削或抛光机器（3）中磨削或抛光具有类轮齿轮廓的齿轮或工件（1、2）的方法，其中所述磨削或抛光机器（3）包括至少两个用于接收所述工件（1、2）的工件主轴（4、5）和至少一个具有磨削或抛光工具（7）的磨削或抛光主轴（6），

其特征在于：

所述方法包括如下步骤：

a）磨削或抛光所述工件主轴（4）上接收的所述第一工件（1）；

b）以暂时平行于所述第一工件（1）的磨削或抛光的方式：接收所述另一工件主轴（5）上的所述第二工件（2），并且测量所述工件（2）的轮齿或类轮齿轮廓（8），以便确定齿隙或轮廓间隙（9）的位置，其中所述测量所述轮齿或类轮齿轮廓（8）包括使用触觉测量元件或非接触式测量装置（11）扫描至少一个齿隙或轮廓间隙（9）的轮齿或轮廓侧面（10），以便确定轮齿或轮廓侧面（10）的有效过大尺寸；

c）在完成所述第一工件（1）的磨削或抛光后：使用所述齿隙或轮廓间隙（9）的所确定位置和/或所述轮齿或轮廓侧面（10）的所测量有效过大尺寸为基础，磨削或抛光所述另一工件主轴（5）上接收的所述第二工件（2）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当进行如权利要求1所述的步骤b）时，扫描多个所述齿隙或轮廓间隙（9）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当进行如权利要求1所述的步骤b）时，扫描所有所述齿隙或轮廓间隙（9）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：根据权利要求1所述的步骤b）的所述测量使用测量传感器（11）进行。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：根据权利要求1所述的步骤b）的所述测量使用激光器进行。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：根据权利要求1所述的步骤c）的所述磨削或抛光通过指定包括所述轮齿或轮廓侧面（10）的所述实际过大尺寸在内的磨削或抛光参数进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：受影响参数可以是所述磨削或抛光工具（7）和所述工件（1、2）之间的进给速度和/或磨削或抛光行程的数量和/或所述磨削或抛光工具（7）向工件（1、2）的横向进给量。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于：在根据权利要求1所述的步骤c）的所述磨削或抛光后，再次测量所述工件的所述磨削或抛光轮齿或类轮齿轮廓。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法，其特征在于：所述触觉测量元件或非接触式测量装置（11）布置在直行部件（12）上，通过所述直行部件可在平移方向上移动和定位。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于：感应传感器也布置在所述磨削或抛光机器中，通过所述感应传感器确定所述齿隙或轮廓间隙（9）的位置。