CN113547174A - 齿轮加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在滚刀被悬臂支承的情况下，不使用特殊的工具而能够修正齿向误差的齿轮加工装置。齿轮加工装置(1)具备：在工件(W)上加工齿形的滚刀(T)；能够旋转地悬臂支承滚刀(T)的工具主轴装置(33)；将工件(W)支承为能够旋转的工件主轴装置(23)；使工具主轴装置(33)与工件主轴装置(23)相对移动的驱动装置(45)；测定与滚刀(T)的翘曲量或者工件主轴装置(23)相对于工具主轴装置(33)的旋转同步偏移相当的值的测定器(41)；以及基于由测定器(41)测定出的值，修正滚刀(T)的切入量或者工件主轴装置(23)相对于工具主轴装置(33)的旋转同步偏移的修正处理部(43)。

Description

齿轮加工装置

技术领域

本发明涉及齿轮加工装置。

背景技术

在专利文献1中记载了利用滚刀在工件上创建加工齿形的情况。这里，随着对工件加工的进行，由于加工阻力变化，所以相对于滚刀的旋转的负荷变动。特别是，负荷在切削开始期间递增，在中间期间在高的状态下稳定，在切削结束期间递减。因此，在专利文献1中记载了电检测负荷的变动，运算该检测信号与工件的齿向误差的相关值，根据相关值对工件支承台施加修正旋转的情况。由此，能够修正工件的齿向方向误差。

另外，在专利文献2中记载了不使用滚刀专用机，而使用可更换工具的加工中心，在加工中心的工具主轴上安装滚刀来加工工件的技术。在该情况下，滚刀被悬臂支承，所以支承滚刀的刚性低。因此，在工件上加工的齿形有可能相对于理想的渐开线齿形产生误差。因此，在专利文献2中记载了使用在大致梯形的切削刃的倾斜面形成有凹部或者凸部的修正用滚刀，对齿形进行创建加工的技术。

专利文献1：日本特开昭59-81017号公报

专利文献2：日本特开2015-208806号公报

然而，可知在滚刀被悬臂支承的情况下，仅通过专利文献1所记载那样的修正，无法充分地修正。即、可知在滚刀被悬臂支承的情况下，存在仅通过负荷在切削开始期间递增，在中间期间在高的状态下稳定，在切削结束期间递减这样的举动而不能表示的举动。

另外，专利文献2所记载那样的修正用滚刀是特殊的工具，所以成为高成本。因此，谋求减少齿向误差而不使用特殊的工具的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种在滚刀被悬臂支承的情况下，能够减少齿向误差而不使用特殊的工具的齿轮加工装置。

齿轮加工装置具备：滚刀，其在工件上加工齿形；工具主轴装置，其能够旋转地悬臂支承上述滚刀；工件主轴装置，其将上述工件支承为能够旋转；驱动装置，其使上述工具主轴装置与上述工件主轴装置相对移动；测定器，其测定与上述滚刀的翘曲量、上述工件主轴装置相对于上述工具主轴装置的旋转同步偏移相当的值或者上述工件的齿形的齿相位；以及修正处理部，其基于由上述测定器测定出的上述值，修正上述滚刀的切入量或者上述工件主轴装置相对于上述工具主轴装置的旋转同步偏移。

本发明者们发现了在滚刀被悬臂支承的情况下，产生特有的悬臂引起动作。特有的悬臂引起动作是指在工件上创建加工齿形时，由于滚刀被悬臂支承，而滚刀的翘曲量或者滚刀的振动在齿形的齿宽方向的加工开始端部变大并且滚刀的翘曲量或者滚刀的振动在齿宽方向的中央部变小的动作。而且，在产生特有的悬臂引起动作时，基于由测定器测定出的与滚刀的翘曲量或者旋转同步偏移相当的值，修正处理部修正切入量或者旋转同步偏移。因此，能够减少由悬臂支承时的特有的悬臂引起动作产生的齿向误差。

附图说明

图1是表示齿轮加工装置的一个例子的图。

图2A是利用滚刀的基端侧进行加工的图。

图2B是利用滚刀的中央部进行加工的图。

图2C是利用滚刀的前端侧进行加工的图。

图3是利用滚刀进行加工的图。

图4A是表示理想状态下的滚刀的刀刃部相对于工件的轨迹的图。

图4B是表示对加工开始端部进行加工时的滚刀的刀刃部相对于工件的轨迹的图。

图5A是表示利用滚刀的基端侧进行了加工的情况下的齿向误差的图。

图5B是表示利用滚刀的中央部进行了加工的情况下的齿向误差的图。

图5C是表示利用滚刀的前端侧进行了加工的情况下的齿向误差的图。

图6A是表示利用滚刀的基端侧进行了加工的情况下的Y轴有效电流的变化的图。

图6B是表示利用滚刀的中央部进行了加工的情况下的Y轴有效电流的变化的图。

图6C是表示利用滚刀的前端侧进行了加工的情况下的Y轴有效电流的变化的图。

图7A是表示利用滚刀的基端侧进行了加工的情况下的A轴有效电流的变化的图。

图7B是表示利用滚刀的中央部进行了加工的情况下的A轴有效电流的变化的图。

图7C是表示利用滚刀的前端侧进行了加工的情况下的A轴有效电流的变化的图。

图8是表示齿轮加工装置的功能框图。

图9是表示第一个例子的齿轮加工方法的流程图。

图10A是表示进行了切入修正的情况下的滚刀的刀刃部相对于工件的轨迹的图。

图10B是表示进行了旋转同步修正的情况下的滚刀的刀刃部相对于工件的轨迹的图。

图11是表示第二例的齿轮加工方法的流程图。

图12是表示第三例的工件的例子的图。

图13是表示第三例的齿轮加工方法的流程图。

附图标记的说明

1：齿轮加工装置，10：底座，20：工件保持装置，21：X轴移动工作台，22：B轴旋转台，23：工件主轴装置，30：工具保持装置，31：立柱，32：鞍座，33：工具主轴装置，41：测定器，42：轴向位置取得部，43：修正处理部，44：控制装置，45：驱动装置，A、A0，A1，B、B0，B1：齿面，L1：工件的加工开始端部，L2：工件的齿宽方向的中央部，L3：工件的加工结束端部，T：滚刀，W：工件，W1：大径部，W2：小径部

具体实施方式

(1.齿轮加工装置1的结构)

参照图1来说明齿轮加工装置1。齿轮加工装置1是通过使滚刀T与工件W相对移动，而利用滚刀T在工件W上创建加工齿形的装置。

在本例中，齿轮加工装置1应用通用的机床，例如应用加工中心。即、加工中心构成为可更换工具，能够进行与安装的工具对应的加工。例如，作为可更换的工具除了滚刀T之外，还有齿轮切削刀具、立铣刀、铣削工具、钻头、车削工具、螺纹切削工具、磨削工具等。此外，在图1中，未图示工具更换装置以及保管工具的工具库。

另外，在本例中，作为齿轮加工装置1的加工中心将卧式加工中心作为基本结构。但是，齿轮加工装置1能够应用立式加工中心等其它结构。

如图1所示，齿轮加工装置1例如作为驱动轴具有相互正交的3个前进轴(X轴、Y轴、Z轴)。这里，将滚刀T的旋转轴线(与工具主轴的旋转轴线相同)的方向定义为Z轴方向，将与Z轴方向正交的两个轴定义为X轴方向以及Y轴方向。在图1中，将水平方向作为X轴方向，将铅垂方向作为Y轴方向。并且，齿轮加工装置1作为驱动轴还具有用于改变滚刀T和工件W的相对姿势的两个旋转轴(A轴以及B轴)。另外，齿轮加工装置1具有作为用于使滚刀T旋转的旋转轴的Ct轴。

即、齿轮加工装置1是能够加工自由曲面的5轴加工机(若考虑工具主轴(Ct轴)则成为6轴加工机)。这里，齿轮加工装置1也可以代替A轴(在基准状态下绕X轴的旋转轴)以及B轴(在基准状态下绕Y轴的旋转轴)的结构，设为具有Cw轴(在基准状态下绕Z轴的旋转轴)以及B轴的结构，也可以设为具有A轴以及Cw轴的结构。

在齿轮加工装置1中，使滚刀T与工件W相对移动的结构能够适当地选择。在本例中，齿轮加工装置1使滚刀T能够沿Y轴方向以及Z轴方向直线移动，能够使工件W沿X轴方向直线移动，而且能够使工件W绕A轴旋转以及绕B轴旋转。另外，滚刀T能够绕Ct轴旋转。

齿轮加工装置1具备底座10、工件保持装置20以及工具保持装置30。底座10形成为大致矩形等任意形状，设置于地面。工件保持装置20能够使工件W相对于底座10沿X轴方向直线移动、绕A轴旋转以及绕B轴旋转。工件保持装置20主要具备X轴移动工作台21、B轴旋转台22以及工件主轴装置23。

X轴移动工作台21以能够沿X轴方向移动的方式设置于底座10。具体地说，在底座10设置有沿X轴方向(图1前后方向)延伸的一对X轴导轨，X轴移动工作台21被未图示的线性马达或者滚珠丝杠机构等驱动装置驱动，由此一边被一对X轴导轨引导一边沿X轴方向往复移动。

B轴旋转台22设置于X轴移动工作台21的上表面，与X轴移动工作台21一体地沿X轴方向往复移动。另外，B轴旋转台22能够绕B轴旋转地设置于X轴移动工作台21。在B轴旋转台22收纳有未图示的旋转马达，B轴旋转台22被旋转马达驱动从而能够绕B轴旋转。

工件主轴装置23设置于B轴旋转台22，与B轴旋转台22一体地绕B轴旋转。工件主轴装置23将工件W支承为能够绕A轴旋转。在本例中，工件主轴装置23将工件W悬臂支承。工件主轴装置23具备使工件W旋转的旋转马达(未图示)。这样，工件保持装置20能够使工件W相对于底座10沿X轴方向移动，并且能够绕A轴旋转以及绕B轴旋转。

工具保持装置30主要具备立柱31、鞍座32以及工具主轴装置33。立柱31能够沿Z轴方向移动地设置于底座10。具体地说，在底座10设置有沿Z轴方向(图1左右方向)延伸的一对Z轴导轨，立柱31被未图示的线性马达或者滚珠丝杠机构等驱动装置驱动，由此一边被一对Z轴导轨引导一边沿Z轴方向往复移动。

鞍座32配置于立柱31中的工件W侧的侧面(图1的左侧面)，且平行于与Z轴方向正交的平面的侧面。在该立柱31的侧面设置有沿Y轴方向(图1的上下方向)延伸的一对Y轴导轨，鞍座32被未图示的线性马达或者滚珠丝杠机构等驱动装置驱动，从而沿Y轴方向往复移动。

工具主轴装置33设置于鞍座32，并且与鞍座32一体地沿Y轴方向移动。工具主轴装置33将滚刀T支承为能够绕Ct轴旋转。在本例中，工具主轴装置33将滚刀T悬臂支承。工具主轴装置33具备使滚刀T旋转的旋转马达(未图示)。这样，工具保持装置30能够使滚刀T相对于底座10沿Y轴方向以及Z轴方向移动，且保持为能够绕Ct轴旋转。

(2.滚刀T的加工状态的说明)

参照图2A-图2C以及图3对利用滚刀T在工件W上创建加工齿形时的状态进行说明。

如图2A以及图3所示，滚刀T在基端侧(图2A的右)被安装于工具主轴装置33的部位，被悬臂支承。另外，滚刀T在前端侧(自由端侧)的外周面具备多个刀刃部。多个刀刃部以螺旋状排列。滚刀T的多个刀刃部排列多周。即、滚刀T在轴向上具有多个刃列。本例的滚刀T的刃列数是5～6列。

在齿形的创建加工中，滚刀T的中心轴与工件W的中心轴具有交叉角。在本例中，交叉角虽例示了90°，但也可以设为90°以外的角度。而且，使滚刀T绕其中心轴绕旋转，使工件W绕其中心轴绕同步旋转，并且使滚刀T沿工件W的中心轴向相对移动。

在本例中，滚刀T将工件W的上端作为加工位置。即、在将滚刀T定位于Y轴方向的状态下，沿X轴方向以及Z轴方向，使滚刀T与工件W相对移动，由此实现了上述动作。但是，加工位置并不限于工件W的上端，也可以设为工件W的周向的其它位置。

这里，如图2A所示，滚刀T在轴向上一次加工所使用的刃列数是2～3列。即、滚刀T具有比在轴向上一次的加工所使用的刃列数(2～3列)多的刃列数(5～6列)。因此，滚刀T能够利用不同的轴向位置的刃列进行工件W的加工。

具体而言，图2A示出了利用滚刀T的前端侧的刃列加工工件W的状态。图2B示出了利用滚刀T的轴向中央部的刃列加工工件W的状态。图2C示出了利用滚刀T的基端侧的刃列加工工件W的状态。这样，滚刀T能够可以不同的轴向位置的刃列对工件W进行加工，由此能够提高滚刀T的寿命。

这里，滚刀T被悬臂支承，所以滚刀T的前端侧容易翘曲。而且，根据滚刀T中用于加工的轴向位置，滚刀T的翘曲量不同。滚刀T的翘曲量在利用图2A所示的滚刀T的前端侧进行加工的情况下最大，在利用图2B所示的滚刀T的中央部进行加工的情况下次大，在利用图2C所示的滚刀T的基端侧进行加工的情况下最小。

并且，在齿形的创建加工中，加工负荷依次变化。因此，在加工时滚刀T翘曲，由此滚刀T的前端侧沿翘曲方向振动。而且，根据滚刀T中用于加工的轴向位置而滚刀T的振动的大小不同。滚刀T的振动的大小在利用图2A所示的滚刀T的前端侧进行加工的情况下最大，在利用图2B所示的滚刀T的中央部进行加工的情况下次大，在利用图2C所示的滚刀T的基端侧进行加工的情况下最小。即、对于滚刀T而言，翘曲量越大，则振动的大小越大。

这样，滚刀T被悬臂支承，由此产生翘曲以及振动。将上述那样的与对应于用于加工的滚刀T的轴向位置的翘曲以及振动相关的动作称为悬臂引起动作。

(3.关于工件W的加工位置的定义)

参照图3来定义工件W的加工位置。如图3所示，在利用滚刀T对工件W进行加工的情况下，使滚刀T旋转，使工件W同步旋转，并且使滚刀T沿工件W的中心轴向相对移动，由此在工件W上创建加工齿形。

在本例中，在将交叉角设为90°的情况下，使滚刀T沿X轴方向移动。但是，在交叉角从90°倾斜的情况下，使滚刀T沿从X轴方向倾斜的方向移动。

在图3中示出了使滚刀T相对于工件W从右向左移动的状态。这里，在工件W中，将齿形的齿宽方向的加工开始端部作为L1，将齿宽方向的中央部作为L2，将齿宽方向的加工结束端部作为L3。在加工开始端部L1、齿宽方向的中央部L2、加工结束端部L3中，上述悬臂引起动作分别不同。详细内容将在后述。

(4.滚刀T的刀刃部的轨迹)

参照图4A以及图4B来说明滚刀T的刀刃部的轨迹。图4A表示理想的状态。使滚刀T与工件W相对移动，由此滚刀T的刀刃部相对于工件W，以图4A的空心箭头所示的方式移动。从图4A的右上切入，并从左上退出。此时，形成于工件W的齿面A0是切入开始侧的齿面，齿面B0是切入结束侧的齿面。

然而，滚刀T如上所述，因加工而产生悬臂引起动作。即、滚刀T产生翘曲以及振动。如图4B的黑箭头所示，滚刀T的刀刃部在加工切入开始侧的齿面时，产生翘曲以及振动。

这样，滚刀T的刀刃部在加工切入开始侧的齿面(图4B的右侧齿面)时，位于从理想的齿面A0向反切入方向(图4B的左侧)偏移的位置。因此，切入开始侧的齿面相对于理想的齿面A0存在切削残余，具有正的齿向误差。

另一方面，滚刀T的刀刃部在加工切入结束侧的齿面(图4B的左侧齿面)时，位于从理想的齿面B0向切入方向(图4B的左侧)偏移的位置。滚刀T维持加工切入开始侧的齿面时产生的偏移，所以成为这样的状态。即、切入结束侧的齿面相对于理想的齿面B0成为切削过度，具有负的齿向误差。

(5.工件W的加工精度以及加工时的齿轮加工装置1的状态)

在将滚刀T的加工位置分别设为图2A、图2B、图2C的情况下，存在图5A、图5B、图5C来说明工件W的加工精度、即齿向误差。图5A-图5C与图2A-图2C对应。

在图中，上下方向是对工件W进行加工的齿的齿向方向。另外，在图5A-图5C中，右图表示图4A、图4B的右侧的切入开始侧的齿面A，由A0表示理想的齿面。这里，理想的齿面A0在该齿面A中，是被切削最深的位置。

另外，在图5A-图5C中，左图表示图4A、图4B的左侧的切入结束侧的齿面B，由B0表示理想的齿面。理想的齿面B0是以切入开始侧的齿面A的理想的齿面A0为基准的情况下的位置。另外，将工件W中加工开始位置设为Ms，将加工结束位置设为Me。即、在图中，加工由下向上地推进。

如图5A所示，在用于加工的滚刀T的轴向位置是前端侧的情况下，右侧的齿面A在对工件W的加工开始端部L1(图3所示)以及工件W的加工结束端部L3进行加工时，具有正的齿向误差。即、产生切削残余。右侧的齿面A在对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工时，虽稍具有正的齿向误差，但与理想的齿面A0接近。

另一方面，左侧的齿面B在工件W的加工开始端部L1以及工件W的加工结束端部L3中，具有负的齿向误差。左侧的齿面B在对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工时，虽稍具有负的齿向误差，但与理想的齿面B0接近。

如图5B以及图5C所示，即使在用于加工的滚刀T的轴向位置是中央部以及基端侧的情况下，也具有与前端侧的情况相同的趋势。但是，齿向误差的大小在用于加工的滚刀T的轴向位置是前端侧的情况下最大，中央部次大，基端侧最小。另外，若比较对工件W的加工开始端部L1进行加工时与对工件W的加工结束端部L3进行加工时，则在对工件W的加工开始端部L1进行加工时的一方具有齿向误差大的趋势。

接下来，参照图6A-图6C来说明Y轴的驱动装置、即使鞍座32相对于立柱31沿Y轴方向移动的驱动装置中的有效电流的举动。图6A-图6C与图2A-图2C对应。

在图中，将加工开始时刻设为Ts，将加工结束时刻设为Te。另外，将图3所示的对工件W的加工开始端部L1进行加工的时间设为T1，将对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工的时间设为T2，将对工件W的加工结束端部L3进行加工的时间设为T3。

这里，Y轴有效电流的变动与由滚刀T引起的Y轴方向的振动的大小相关。即、Y轴有效电流的变动越大，滚刀T沿Y轴方向振动越大。在进行不依赖于机械结构的表现的情况下，这里的Y轴有效电流是与滚刀T的旋转中心线正交的方向上的驱动装置的驱动电流，相当于与滚刀T的旋转中心线正交的方向上的工具主轴装置33的振动。

如图6A所示，在用于加工的滚刀T的轴向位置是前端侧的情况下，在对工件W的加工开始端部L1进行加工时(时间T1)，Y轴有效电流非常大地变动。另外，在对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工时(时间T2)，与对工件W的加工开始端部L1进行加工时相比，Y轴有效电流的变动的大小变小。另外，在对工件W的加工结束端部L3进行加工时(时间T3)，Y轴有效电流的变动的大小虽比对工件W的加工开始端部L1进行加工时小，但比对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工时大。

如图6B以及图6C所示，即使在用于加工的滚刀T的轴向位置是中央部以及基端侧的情况下，也具有与是前端侧的情况相同的趋势。但是，Y轴有效电流的变动的大小在用于加工的滚刀T的轴向位置是前端侧的情况下最大，中央部次大，基端侧最小。另外，若比较对工件W的加工开始端部L1进行加工时与对工件W的加工结束端部L3进行加工时，则对工件W的加工开始端部L1进行加工时的一方具有Y轴有效电流的变动的大小较大的趋势。

另外，基于图6A-图6C，Y轴的有效电流的变动的大小在图6A所示的滚刀T的轴向位置是前端侧的情况下最大，在图6B所示的轴向位置是中央部的情况下次大，在图6C所示的轴向位置是基端侧的情况下最小。即、Y轴的有效电流的变动的大小具有轴向位置越从基端朝向前端则越大的趋势。

接下来，参照图7A-图7C来说明A轴的驱动装置、即在工件主轴装置23中将工件W旋转驱动的马达的有效电流的举动。图7A-图7C与图2A-图2C对应。

在图中，将加工开始时刻设为Ts，将加工结束时刻设为Te。另外，将图3所示的对工件W的加工开始端部L1进行加工的时间设为T1，将对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工的时间设为T2，将对工件W的加工结束端部L3进行加工的时间设为T3。

这里，A轴有效电流的变动在利用滚刀T对工件W进行加工时，与工件W的旋转方向的偏移(旋转同步偏移)相关。即、A轴有效电流的变动越大，越产生滚刀T的旋转与工件W的旋转的同步偏移。

如图7A所示，在用于加工的滚刀T的轴向位置是前端侧的情况下，对工件W的加工开始端部L1进行加工时(时间T1)，A轴有效电流非常大地变动。另外，在对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工时(时间T2)，与对工件W的加工开始端部L1进行加工时相比，A轴有效电流的变动的大小变小。另外，在对工件W的加工结束端部L3进行加工时(时间T3)，A轴有效电流的变动的大小虽比对工件W的加工开始端部L1进行加工时小，但比对工件W的齿宽方向的中央部L2进行加工时大。

如图7B以及图7C所示，即使在用于加工的滚刀T的轴向位置是中央部以及基端侧的情况下，也具有与前端侧的情况相同的趋势。但是，A轴有效电流的变动的大小在用于加工的滚刀T的轴向位置是前端侧的情况下最大，中央部次大，基端侧最小。另外，若比较对工件W的加工开始端部L1进行加工时与对工件W的加工结束端部L3进行加工时，则对工件W的加工开始端部L1进行加工时的一方具有A轴有效电流的变动的大小较大的趋势。

如上所述，对工件W的加工开始端部L1进行加工时与对中央部L2进行加工时相比，齿向误差、Y轴有效电流的变动的大小、A轴有效电流的变动的大小都变大。另外，对工件W的加工结束端部L3进行加工时与对中央部L2进行加工时相比，齿向误差、Y轴有效电流的变动的大小、A轴有效电流的变动的大小都变大。

并且，利用滚刀T的前端侧进行加工的情况与利用滚刀T的中央部以及基端侧进行加工的情况相比，齿向误差、Y轴有效电流的变动的大小、A轴有效电流的变动的大小都变大。

即、可以说Y轴有效电流的变动的大小、以及A轴有效电流的变动的大小表示与齿向误差相当的值。而且，Y轴有效电流的变动的大小成为与滚刀T的翘曲量相当的值，A轴有效电流的变动的大小成为与工件主轴装置23相对于工具主轴装置33的旋转同步偏移相当的值。

(6.齿轮加工装置1的功能模块结构)

参照图8来说明齿轮加工装置1的功能模块结构。齿轮加工装置1的机械构成的例子如图1所示。这里，对齿轮加工装置1的功能结构进行说明。

齿轮加工装置1至少具备测定器41、轴向位置取得部42、修正处理部43、控制装置44以及驱动装置45。测定器41是在产生悬臂引起动作时，测定与滚刀T的翘曲量相当的值的测定器，测定与工件主轴装置23相对于工具主轴装置33的旋转同步偏移相当的值的测定器，或者测定在工件W上创建加工出的齿形的旋转位置即齿相位的测定器。

例如，测定器41能够应用作为与滚刀T的翘曲量相当的值来测定Y轴驱动马达的有效电流的传感器。测定器41能够应用作为与工件主轴装置23相对于工具主轴装置33的旋转同步偏移相当的值来测定A轴驱动马达的有效电流的传感器。另外，测定器41若能够取得A轴的驱动马达与Ct轴的驱动马达的同步偏移信息，则能够应用作为与旋转同步偏移相当的值来取得该同步偏移信息的设备。另外，测定器41也可以取得A轴驱动马达的旋转角传感器的值与Ct轴的驱动马达的旋转角传感器的值，从而使用马达的角度差等来运算旋转同步偏移。另外，测定器41也可以是能够直接测定滚刀T的翘曲量的位移传感器。并且，测定器41能够应用作为与在工件W上创建加工出的齿形的齿相位相当的值，来测定到齿顶面以及齿槽面的距离的例如涡电流传感器、电磁拾取器、激光传感器等。

这里，在本例中，工件W与滚刀T相比翘曲量以及振动小。因此，可以不考虑工件W的翘曲。但是，也可以考虑工件W与滚刀T相同地翘曲的情况。即、由于工件W被悬臂支承，所以与滚刀T相同地产生悬臂引起动作。在该情况下，测定器41除了上述情况以外，也可以包含测定与工件W的翘曲量相当的值的测定器，或者测定与工件W的旋转同步偏移相当的值的测定器。

如图2A-图2C所示，轴向位置取得部42取得用于加工的滚刀T的轴向位置。该轴向位置能够从指令值(NC程序)取得。详细而言，轴向位置取得部42取得用于加工的滚刀T的轴向位置是前端侧、中央部、还是基端侧。此外，轴向位置取得部42虽取得上述中的3个位置(前端侧、中央部、基端侧)，但可以取得两个位置，也可以取得4个以上的位置。另外，轴向位置取得部42能够应用作为位置取得而能够计测Z轴移动用马达的位置传感器、Z轴的直线位置的线性量规(线性标尺)等。此外，轴向位置取得部42也同样地计测X轴、Y轴并进行位置取得。

修正处理部43基于由测定器41测定出的值、以及由轴向位置取得部42取得的用于加工的滚刀T的轴向位置来进行修正。修正处理部43例如可以修正滚刀T的切入量，也可以修正工件主轴装置23相对于工具主轴装置33的旋转同步偏移。并且，也可以在工件W上创建加工多个齿形的情况下，修正多个齿形中的修正对象齿形的齿相位相对于多个齿形中的基准齿形的齿相位的偏移。

修正处理部43作为修正量，需要决定切入量或者旋转同步偏移。事先基于过去的实际成绩来制作表示测定器41的测定结果与修正量的关系的映射表，能够使用该映射表来决定该修正量。

另外，修正量也可以使用机械学习来决定。在该情况下，在学习阶段使用机械学习来生成表示测定结果与修正量的关系的学习完毕模型，在推论阶段使用该学习完毕模型与测定器41测定出的值来决定修正量。

以工件W的齿向误差变小的方式来决定修正量。例如，可以设定在齿宽方向上使加工开始端部L1以及加工结束端部L3的滚刀T的位置变化那样的修正量。另外，也可以设定在齿宽方向上，使中央部L2的滚刀T的位置变化那样的修正量。而且，修正量成为根据用于加工的滚刀T的轴向位置而不同的值。

控制装置44基于指令值(NC程序)、和由修正处理部43修正后的结果，控制驱动装置45。即、控制装置44以通过修正减少工件W的齿向误差的方式控制驱动装置45。

此外，修正处理部43以及控制装置44能够设为PLC(Programmable LogicController：可编程逻辑控制器)、CNC(Computerized Numerical Control：电脑数控)装置等的嵌入式系统，也能够设为个人计算机、服务器等，具备微型电脑(Microcomputer、Processor：微型计算机、处理器)、存储装置等，仅进行控制、处理。

驱动装置45是使工具主轴装置33与工件主轴装置23相对移动的装置。在本例中，驱动装置45包含：将X轴移动工作台21直线驱动的驱动装置；将B轴旋转台22旋转驱动的驱动装置；在工件主轴装置23上将工件W旋转驱动的驱动装置；将立柱31直线驱动的驱动装置；将鞍座32直线驱动的驱动装置；以及在工具主轴装置33上将滚刀T旋转驱动的驱动装置。

(7.第一个例子的齿轮加工方法)

参照图9、图10A、图10B来说明使用齿轮加工装置1的第一个例子的齿轮加工方法。在本例中，进行试加工，使用试加工时的测定值来决定修正量，在实际加工时一边进行修正一边进行加工。

如图9所示，首先，由控制装置44开始试加工(步骤S1)。试加工是试验工件W的加工。接着，在试加工时，通过测定器41进行测定(步骤S2)。而且，在试加工结束之前，继续测定(步骤S3：否)。若试加工结束(S3：是)，则通过修正处理部43基于试加工时由测定器41测定出的测定值来决定修正量(步骤S4)。修正量的决定如上所述，可以使用预先生成的映射表，也可以使用机械学习。

接着，控制装置44开始实际加工(步骤S5)。实际加工是与试验工件W不同的实际工件W的加工。控制装置44在实际加工中，进行基于修正量的修正控制(步骤S6)。然后，在实际加工结束之前，继续修正控制(步骤S7：否)。若实际加工结束(S7：是)，则结束处理。

这里，作为修正的方法，以两种为例。如图10A所示，第一修正的方法是修正切入量的方法。即、在工件W的齿宽方向上，使加工开始端部L1以及加工结束端部L3的切入量(在本例中是Y轴方向的切入量)大于指令值。在工件W的齿宽方向的中央部L2，切入量是与指令值相同的值。

在图10A中，A1以及B1使在不存在滚刀T的翘曲以及振动的情况下，利用修正后的指令值进行加工的齿面。即使由于在工件W的齿宽方向的加工开始端部L1产生的加工负荷而使滚刀T产生了翘曲以及振动，也能够通过切入量的修正形成理想的齿面A0、B0。

另外，如图10B所示，第二修正的方法修正工件主轴装置23相对于工具主轴装置33的旋转同步。即、在工件W的齿宽方向上，修正加工开始端部L1以及加工结束端部L3的旋转同步偏移。在图10B中，A1以及B1是在滚刀T的翘曲以及振动不存在的情况下，利用修正后的指令值进行加工的齿面。即使由于在工件W的齿宽方向的加工开始端部L1产生的加工负荷而使滚刀T产生翘曲以及振动，也能够通过旋转同步偏移的修正形成理想的齿面A0、B0。

如上所述，在滚刀T产生特有的悬臂引起动作时，基于由测定器41测定出的于滚刀T的翘曲量或者旋转同步偏移相当的值，修正处理部43修正切入量或者旋转同步偏移。因此，能够减少由滚刀T被悬臂支承的情况下的特有的悬臂引起动作产生的齿向误差。

(8.第二例的齿轮加工方法)

参照图11来说明使用齿轮加工装置1的第二例的齿轮加工方法。在本例中，不进行试加工而在实际加工的加工初始阶段决定修正量，在之后的加工中在进行修正的同时进行加工。

如图11所示，由控制装置44开始工件W(实际工件)的加工开始端部L1(图3所示的)的加工。(步骤S11)。接着，在工件W的加工开始端部L1的加工时，通过测定器41进行测定(步骤S12)。在加工开始端部L1的加工结束之前，继续测定(步骤S13：否)。

若加工开始端部L1的加工结束(S13：是)，则通过修正处理部43基于加工开始端部L1的加工时由测定器41测定出的测定值来决定修正量(步骤S14)。修正量的决定能够应用在第一修正的方法中说明过的两种。

接着，开始工件W的齿宽方向的中央部L2的加工(步骤S15)。控制装置44在中央部L2的加工中，进行基于修正量的修正控制(步骤S16)。而且，在加工结束之前，即在直到工件W的加工结束端部L3为止加工结束之前，继续修正控制(步骤S17：否)。若加工结束(S17：是)，则结束处理。

这里，在工件W的齿宽方向上，在从加工开始端部L1移至中央部L2的时刻，若突然基于修正量来进行修正控制，则有可能在工件W的齿面形成台阶。因此，在刚从非修正控制向修正控制的转移之后，可以逐渐地增大修正量的影响比例。其结果是，能够抑制由修正控制的开始导致的负面影响。

如上所述，能够减少由滚刀T被悬臂支承的情况下的特有的悬臂引起动作产生的齿向误差。另外，由于不需要试加工，所以能够防止不需要的工件W的产生。

(9.第三例的齿轮加工方法)

参照图12以及图13来说明使用了齿轮加工装置1的第三例的齿轮加工方法。在本例中，如图12所示，工件W具有大径部W1和小径部W2，相对于大径部W1和小径部W2，通过第一个例子或者第二例的齿轮加工方法，创建加工齿形。即、本例的工件W是阶梯齿轮。而且，在本例中，测定器41针对创建在作为精加工的基准齿形的大径部W1的齿、和创建在作为半精加工的修正对象齿形的小径部W2的齿，测定齿相位，修正处理部43计算用于修正小径部W2的精加工时的齿相位的偏移的修正量。

如图13所示，测定器41检测作为基准齿形的大径部W1的齿相位(步骤S21)。接着，测定器41检测作为修正对象齿形的小径部W2的齿相位(步骤S22)。接着，修正处理部43计算大径部W1与小径部W2的齿相位的偏移量D(步骤S23)。

接着，比较修正处理部43计算出的偏移量D与预先存储的主偏移量DB(步骤S24)。然后，若偏移量D小于主偏移量DB(步骤S24：否)，则大径部W1与小径部W2的相位差处于允许范围内，不需要修正小径部W2相对于大径部W1的相位差。

另一方面，若偏移量D大于主偏移量DB(步骤S24：是)，则大径部W1与小径部W2的相位差处于允许范围外，所以需要修正小径部W2相对于大径部W1的相位差。因此，修正处理部43计算用于修正小径部W2相对于大径部W1的相位差的修正量M(步骤S25)。这里，修正处理部43以偏移量D成为主偏移量DB以下的方式，例如将偏移量D与主偏移量DB的差量决定为修正量M。

接着，控制装置44基于修正量M使工件主轴装置23旋转(步骤S26)。这里，控制装置44基于修正量M使工件主轴装置23向偏移量D变少的方向旋转。

如上所述，能够减少由滚刀T被悬臂支承的情况下的特有的悬臂引起动作产生的齿向误差。另外，在工件W上创建加工多个齿形的情况下，小径部W2在作为修正对象齿形的小径部W2的齿相位相对于作为基准齿形的大径部W1的齿相位被修正了的状态下最终完成精加工，所以能够提高工件W的加工精度。

Claims (9)

1.一种齿轮加工装置，其特征在于，具备：

滚刀，其在工件上加工齿形；

工具主轴装置，其能够旋转地悬臂支承上述滚刀；

工件主轴装置，其将上述工件支承为能够旋转；

驱动装置，其使上述工具主轴装置与上述工件主轴装置相对移动；

测定器，其测定与上述滚刀的翘曲量、上述工件主轴装置相对于上述工具主轴装置的旋转同步偏移相当的值、或者、上述工件的齿形的齿相位；以及

修正处理部，其基于由上述测定器测定出的上述值，修正上述滚刀的切入量或者上述工件主轴装置相对于上述工具主轴装置的旋转同步偏移。

2.根据权利要求1所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述工件主轴装置悬臂支承上述工件，

上述滚刀被悬臂支承并且上述工件被悬臂支承，而在上述工件上创建加工上述齿形。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述滚刀在轴向上具有比在一次加工中使用的刃列数多的刃列数，

上述修正处理部基于由上述测定器测定出的上述值、以及用于加工的上述滚刀的轴向位置来进行修正。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述测定器将与上述滚刀的旋转中心线正交的方向上的上述工具主轴装置或者上述工件主轴装置的振动、或者用于在与上述滚刀的旋转中心线正交的方向上进行驱动的上述驱动装置的驱动电流、作为与上述滚刀的翘曲量或者上述工件主轴装置相对于上述工具主轴装置的旋转同步偏移相当的上述值来测定。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述测定器将上述工具主轴装置的旋转马达的驱动电流、上述工件主轴装置的旋转马达的驱动电流、上述工具主轴装置的旋转马达与上述工件主轴装置的旋转马达的旋转同步偏移、作为与上述滚刀的翘曲量或者上述工件主轴装置相对于上述工具主轴装置的旋转同步偏移相当的上述值来测定。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述修正处理部基于对试验工件进行了加工时由上述测定器测定的上述值来决定修正量，在加工与上述试验工件不同的实际工件时，基于决定出的上述修正量进行修正。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述修正处理部基于对实际工件的齿宽方向的加工开始端部进行了加工时由上述测定器测定的上述值来决定修正量，在加工上述实际工件的齿宽方向的中央部时，基于决定出的上述修正量进行修正。

8.根据权利要求7所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述修正处理部在加工上述工件的齿宽方向的上述中央部以及加工结束端部时，基于决定出的上述修正量进行修正。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的齿轮加工装置，其特征在于，

上述工件是加工多个齿形的工件，

上述测定器将多个上述齿形中的被精加工的上述齿形作为基准齿形，并且将多个上述齿形中的被半精加工的上述齿形作为修正对象齿形，测定上述基准齿形与上述修正齿形各自的齿相位，

上述修正处理部基于上述修正对象齿形的上述齿相位相对于上述基准齿形的上述齿相位的偏移量来决定修正量，在上述修正对象齿形进行精加工时修正上述齿相位的偏移。

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