DE102005034882B4

DE102005034882B4 - Verzahnungsschleifmaschine

Info

Publication number: DE102005034882B4
Application number: DE102005034882A
Authority: DE
Inventors: Yoshikoto Ritto Yanase; Toshifumi Ritto Katsuma
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co Ltd
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: CN1727102A; JP2006035400A; KR20060046791A; JP4202306B2; MXPA05007786A; CA2510974C; BRPI0503022A; DE102005034882A1; CA2510974A1; KR100644118B1; US7083496B2; US20060025050A1; CN100406180C

Abstract

Verzahnungsschleifmaschine mit:
einem Tisch (4), auf dem ein Werkstück (W) zu installieren ist und der sich um eine Vertikalachse (C1) drehen kann,
einem Bewegungsmechanismus (1, 2, 11, 12, 13, 14), an dem ein mit Profil versehenes Schleifrad bzw. Profilschleifrad (3) mit spiralförmig an einem Außenumfang desselben ausgebildeten Profilgängen drehbar angebracht und so ausgebildet ist, dass er das Profilschleifrad (3) entlang einer X-Richtung bewegt, die eine Richtung ist, in der sich das Profilschleifrad vorwärts oder rückwärts in bezug auf den Tisch (4) bewegt, einer Z-Richtung, die eine Vertikalrichtung ist, und einer Y-Richtung, die eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung und der Z-Richtung ist, zu bewegen vermag, und das Profilschleifrad (3) in einer Y-Z-Ebene schwenken kann,
einer NC-Vorrichtung (100) zur numerischen Steuerung einer Bewegung des Bewegungsmechanismus (1, 2, 11, 12, 13, 14), um eine Position des an dem Bewegungsmechanismus (1, 2, 11, 12, 13, 14) angebrachten Profilschleifrads (3) zu...

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verzahnungsschleifmaschine, die zum Durchführen eines Schleifvorgangs (Zahnradbearbeitung) mittels eines mit Profil versehenen Schleifrads bzw. Profilschleifrads (threaded grinding wheel) ausgelegt ist und mit einer Abrichtvorrichtung zum Abrichten des Profilschleifrads ausgestattet ist. Die Verzahnungsschleifmaschine kann einen etwaigen Fehler (Dimensionsfehler) in einer geschliffenen Verzahnung einfach korrigieren.
Eine Verzahnungsschleifmaschine, bei der ein zahnradförmiges Werkstück nach einer Wärmebehandlung von einem Profilschleifrad, einem Verzahnungsschleifwerkzeug zur Endbearbeitung einer Verzahnung bzw. eines Zahnrads, geschliffen wird, ist bekannt. Das Profilschleifrad ist ein ringförmiges Schleifrad mit Profilgängen (Zahnstangenzähnen), die spiralförmig an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet sind. Der Schleifvorgang wird durch numerisches Steuern der Positionen in einem orthogonalen Koordinatensystem (Positionen auf der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse) des Profilschleifrads, der Drehgeschwindigkeit des Profilschleifrads sowie der Drehgeschwindigkeit eines Tisches, auf dem das Werkstück (Zahnrad) angebracht worden ist, durchgeführt.
Mit vorschreitendem Schleifvorgang verschleißt das Profilschleifrad und seine Schärfe nimmt ab. Somit muss, nachdem es viele Verzahnungen bzw. Zahnräder kontinuierlich geschliffen hat, das verschlissene Profilschleifrad durch eine Abrichtvorrichtung nachbearbeitet werden ("dressed"), um eine scharfe Schneidkante wiederherzustellen.
Einige Verzahnungsschleifmaschinen sind mit Abrichtvorrichtungen ausgestattet. Unter den Abrichtvorrichtungen befindet sich eine Dreh-Abrichtvorrichtung, die mit einem drehangetriebenen, scheibenförmigen Abrichtwerkzeug versehen ist. Bei dieser drehangetriebenen Abrichtvorrichtung wird das scheibenförmige Abrichtwerkzeug in Drehantrieb gehalten und mit der Flanke des Profilgangs des sich drehenden Profilschleifrads in Kontakt gebracht, wodurch der Abrichtvorgang ausgeführt wird.
Falls die Form des geschliffenen Zahnrads bzw. der geschliffenen Verzahnung nicht die Zielform ist, sondern einen Formfehler aufweist, müssen die Arbeitsgänge der Verzahnungsschleifmaschine modifiziert werden.
In diesem Fall umfasst der "Verzahnungsformfehler" ("gear shape error") einen "Zahnprofilfehler" ("tooth Profile error") und eine "Steigungsformabweichung" ("helix form deviation")
Um den "Zahnprofilfehler" der zu schleifenden Verzahnung zu korrigieren, d. h. deren Zahnprofil zu modifizieren (Zahnprofil-Andruckwinkel), muß der Rad-Andruckwinkel des Profilschleifrads modifiziert werden. Eine Modifizierung des Rad-Andruckwinkels des Profilschleifrads erfolgt durch Abrichten des Profilschleifrads durch die Abrichtvorrichtung.
Zur Korrektur der "Steigungsformabweichung" der zu schleifenden Verzahnung ist es andererseits üblich, synchrone Bewegungen zu modifizieren, die erfolgen, wenn das auf einem Drehtisch angeordnete Zahnrad (Werkstück) von dem Profilschleifrad geschliffen wird. Das heißt, die Steigungsformabweichung kann durch Modifizieren der Synchronisierung zwischen Bewegungen des sich in einer Z-Achsrichtung (d. h. in einer Vertikalrichtung) bewegenden Profilschleifrads sowie von Drehbewegungen des Tisches, auf dem das Werkstück angeordnet ist, während des Schleifvorgangs modifiziert werden.
Konkret wird die Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads verlangsamt, oder die Drehbewegung des Tisches beschleunigt, wodurch der Steigungswinkel der Verzahnung vergrößert wird. Andererseits wird die Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads verstärkt oder die Drehbewegung des Tisches verlangsamt, wodurch der Steigungswinkel der Verzahnung verkleinert wird. Somit wird die Synchronisierung zwischen der Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads und der Drehbewegung des Tisches angepasst, wodurch der Steigungswinkel der Verzahnung beliebig eingestellt und modifiziert werden kann. Durch eine solche Anpassung der Synchronisierung kann der Steigungswinkel der zu schleifenden Verzahnung modifiziert werden, um die Steigungsformabweichung zu korrigieren.
Eines von Verfahren zur Modifizierung des Radandrückwinkels besteht darin, das scheibenförmige Abrichtwerkzeug in Kontakt mit der Verzahnung des Profilschleifrads zu schwenken (um eine Vertikalachse (Z-Achse) zu schwenken). Details hierzu werden später beschrieben.
Unter Verzahnungsschleifmaschinen befinden sich deshalb solche mit einem Mechanismus zum Drehen/Schwenken der Dreh-Abrichtvorrichtung. Bei der Verzahnungsschleifmaschine mit einem solchen Dreh-/Schwenkmechanismus schwenkt eine Bedienungsperson manuell die Dreh-Abrichtvorrichtung (Abrichtwerkzeug) um die Z-Achse mittels eines Parallelendmaßes ("block gauge"), das ein Werkzeug zum Drehen/Schwenken ist, um den Rad-Andrückwinkel zu modifizieren.
Wenn der Rad-Andrückwinkel des Profilschleifrads modifiziert wird, um den Zahnprofilfehler zu korrigieren, kann das Zahnprofil modifiziert werden. Eine solche Korrektur des Zahnprofilfehlers beeinflusst die Form der Zahnflankenlinie ("tooth trace") nicht.
Falls die Synchronisierung zwischen der Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads und der Drehbewegung des Tisches modifiziert wird, um die Steigungsformabweichung zu korrigieren, kann andererseits die Form der Zahnflankenlinie modifiziert werden. Eine solche Korrektur der Steigungsformabweichung ergibt unweigerlich die Modifikation des Zahnprofils. Da die Korrektur der Steigungsformabweichung zur Modifikation des Zahnprofils führt, wie oben beschrieben wurde, kann dies zu einem nicht beabsichtigten Zahnprofil führen.
Aus der DE 4416060 C2 ist eine Abrichteinrichtung an einer Schleifmaschine zum Herstellen verschiedenartiger Innen- und Außenprofile an Werkstücken, insbesondere zum Herstellen von Innen- und Außenverzahnungen bekannt. Die Schleifscheibe ist in einem Schleifarm gelagert, der über CNC-Achsen bewegbar ist, wobei ein Rundtisch als Werkstückträger ebenfalls CNC-gesteuert ist. Ein Abrichtwerkzeug in Form einer Diamantscheibe in Topfform mit einem konstanten Radius ist auf einer Motorspindel befestigt. Das Abrichtwerkzeug ist ferner von einer Aufnahme gehaltert, die radial zur Achse des Rundtisches verstellbar ist und von einer zentrisch im Rundtisch angeordneten Hülse gehaltert ist.
Die DE 4231021 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schraubwälzenden, spanenden Bearbeitung von Evolventenzahnflanken.
Die Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Probleme bei früheren Technologien getätigt. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Profilschleifmaschine bereitzustellen, die in geeigneter Weise einen Zahnprofilfehler und eine Steigungsformabweichung vor einer Änderung des Zahnprofils gemäß einer Korrektur der Steigungsformabweichung korrigieren kann, falls ein Fehler oder eine Abweichung des Zahnprofils und der Form der Zahnflankenlinien auftritt.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Verzahnungsschleifmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Verzahnungsschleifmaschine umfasst:
einen Tisch, auf dem ein Werkstück zu installieren ist und der sich um eine Vertikalachse drehen kann,
einen Bewegungsmechanismus, an dem ein mit Profil versehenes Schleifrad bzw. Profilschleifrad mit spiralförmig an einem Außenumfang desselben ausgebildeten Profilgängen drehbar angebracht und so ausgebildet ist, dass er das Profilschleifrad entlang einer X-Richtung bewegt, die eine Richtung ist, in der sich das Profilschleifrad vorwärts oder rückwärts in bezug auf den Tisch bewegt, einer Z-Richtung, die eine Vertikalrichtung ist, und einer Y-Richtung, die eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung und der Z-Richtung ist, zu bewegen vermag, und das Profilschleifrad in einer Y-Z-Ebene schwenken kann,
eine NC-Vorrichtung zur numerischen Steuerung einer Bewegung des Bewegungsmechanismus, um eine Position des an dem Bewegungsmechanismus angebrachten Profilschleifrads zu steuern, und zur numerischen Steuerung einer Drehbewegung des Tisches, und
eine Dreh-Abrichtvorrichtung mit einem scheibenförmigen Abrichtwerkzeug, die so angeordnet ist, dass bei Einstellung der Dreh-Abrichtvorrichtung an einer Position, an der der Tisch angeordnet worden ist, das Abrichtwerkzeug mit einer flanke der Profilgänge des Profilschleifrads in Kontakt tritt, während es drehangetrieben wird, um einen Abrichtvorgang auszuführen,
wobei die NC-Vorrichtung aufweist:
eine Eingabefunktionseinheit zum Eingeben eines Zahnprofilfehlers und einer Schrägungs- bzw. Steigungsformabweichung, die einen Dimensionsfehler eines von der Profilschleifmaschine bearbeiteten Profils darstellt,
eine Zahnprofil-Verformungsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit zum Herausfinden eines Zahnprofil-Verformungsbetrags, der in dem Zahnrad bzw. der Verzahnung erzeugt wird, wenn eine Synchronisierung zwischen einer Bewegung in einer Z-Achsenrichtung des Profilschleifrads und der Drehbewegung des Tisches so eingestellt wird, dass die Steigungsformabweichung korrigiert wird,
eine Additionsfunktionseinheit zum Addieren des eingegebenen Zahnprofilfehlers und des Zahnprofil-Verformungsbetrags, um einen Gesamt-Zahnprofilfehler zu ermitteln,
eine Andrückwinkelfehler-Berechnungsfunktionseinheit zum Ermitteln eines Andrückwinkelfehlers entsprechend dem Gesamt-Zahnprofilfehler,
eine Schrägungs- bzw. Steigungswinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit zum Ermitteln eines Schrägungs- bzw. Steigungswinkel-Modifikationsbetrags, der zur Korrektur der eingegebenen Schrägungs- bzw. Steigungsformabweichung notwendig ist, und
eine NC-Steuerfunktionseinheit zum Einstellen der Synchronisierung zwischen der Fortbewegung in der Z-Achsenrichtung des Profilschleifrads und der Drehbewegung des Tisches, so dass ein im Werkstück gebildeter Steigungswinkel um den Schrägungs- bzw. Steigungswinkel-Modifikationsbetrag geändert wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Verzahnungsschleifmaschine ferner
eine Andruckwinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit zum Ermitteln eines zum Korrigieren des Andrückwinkelfehlers notwendigen Andrückwinkel-Modifikationsbetrags,
eine Schleifradposition-Korrekturbetrag-Berechnungsfunktionseinheit zum Ermitteln eines Schleifradposition-Korrekturbetrags entsprechend dem Andrückwinkel-Modifikationsbetrag,
wobei die NC-Steuerfunktionseinheit ferner zum Modifizieren der Position des Profilschleifrads um den Schleifradposition-Korrekturbetrag beim Korrigieren des Zahnprofilfehlers durch Anpassen einer Position in der X-Richtung, einer Position in der Z-Richtung und einer Schwenkposition in der Y-Z-Ebene des Profilschleifrads, während das Abrichtwerkzeug in Kontakt mit der Flanke der Profilgänge des Profilschleifrads gehalten wird, eingerichtet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform besitzt die Profilschleifmaschine ferner
eine Andrückwinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit zum Ermitteln eines zum Korrigieren des Andrückwinkelfehlers notwendigen Andrückwinkel-Modifikationsbetrags,
eine Steigungskorrekturbetrag-Berechnungsfunktionseinheit zum Ermitteln eines Steigungskorrekturbetrags entsprechend dem Andrückwinkel-Modifikationsbetrag,
wobei die NC-Steuerfunktionseinheit ferner zum Modifizieren einer Vorschubdistanz in der Y-Richtung des Profilschleifrads pro Drehung des Profilschleifrads um den Steigungskorrekturbetrag, um die Vorschubdistanz in der Y-Richtung des Profilschleifrads pro Drehung des Profilschleifrads einzustellen bzw. anzupassen, eingerichtet ist.
Die Erfindung ist aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die lediglich der Veranschaulichung dienen und somit die Erfindung nicht einschränken, besser verständlich.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Verzahnungsschleifmaschine,
2(a) bis 2(c) Draufsichten zur Darstellung der Umgebung einer Gegen- bzw. Stützsäule in der Verzahnungsschleifmaschine,
3 eine Seitenansicht zur Darstellung der Umgebung der Stützsäule bei der Verzahnungsschleifmaschine,
4 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Stadiums des Schleifens einer Verzahnung,
5 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abrichtstadiums,
6(a) bis 6(c) erläuternde Darstellungen des Abrichtstadiums, und
7 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Rechenfunktionen einer Ausführungsform der Erfindung.
Zunächst werden die Merkmale und allgemeinen Arbeitsgänge einer Verzahnungsschleifmaschine, auf die sich die Erfindung bezieht, unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Profilschleifmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, mit einem darauf angebrachten Profilschleifrad (Schneckenschleifrad) 3. Diese Ansicht veranschaulicht ein Stadium, in dem das Profilschleifrad 3 durch ein Paar Abrichtwerkzeuge 10a und 10b, die in einer Dreh-Abrichtvorrichtung 10 vorgesehen sind, abgerichtet (nachgeschliffen) wird. Das Profilschleifrad 3 mit ringartiger Form hat Zahnstangenzähne ("rack teeth") (Spiralprofile) an seiner Außenumfangsfläche, und diese Zahnstangenzähne greifen in ein Werkstück (zu schleifendes Zahnrad bzw. Verzahnung) W ein, um das Verzahnungsschleifen durchzuführen.
Die 2(a) bis 2(c) sind erläuternde Darstellungen der Umgebung einer Gegensäule bzw. Stützsäule (counter column) 5, von oben betrachtet, die ein Reitstock ("tailstock") zum Haltern bzw. Abstützen eines Endes des Werkstücks ist. Die 2(a) und 2(b) zeigen Vorgänge des Einfahrens und Ausfahrens des Werkstücks W an/von einer Stelle auf einem Tisch 4. 2(c) zeigt das Stadium des Abrichtens.
3 ist eine Seitenansicht der Stützsäule (des Reitstocks) 5.
4 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Stadiums, in dem das Profilschleifrad 3 und das Werkstück W zum Verzahnungsschleifen in Eingriff stehen.
5 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abrichtstadiums.
In 1 ist die Bezugsziffer 1 ein Bett, 2 ist eine Säule, 3 ist das Profilschleifrad zum Schleifen des Werkstücks, 4 ist der Tisch, auf dem das Werkstück angeordnet und gehalten ist, 5 ist die auf dem Bett 1 aufgerichtete Gegen- bzw. Stützsäule (der Reitstock), 6 ist ein Drehring (ringförmiges Element), der drehbar an dem Außenumfang eines unteren Teils der Stützsäule 5 vorgesehen ist, 7 und 8 sind Greifer zum Einfahren und Ausfahren des Werkstücks, und 10 ist die Dreh-Abrichtvorrichtung zum Abrichten des Profilschleifrads 3.
Der Tisch 4 ist an einer der Säule 2 zugewandten Position vorgesehen (d. h. einer Werkstück-Bearbeitungsposition), und die Säule 2 bewegt sich auf dem Bett vor und zurück zu einer ersten Achse C1 (Tisch 4) hin und von dieser weg, wie 2(a) zeigt (d. h. die Säule 2 gleitet in einer X-Richtung). Die Säule 2 hat eine Schleifspindel 14 als Radspindel zum Anbringen des Profilschleifrads 3. Der Tisch 4 dreht sich in den Richtungen von Pfeilen C um die erste Achse C1 gemäß 2(a) (d. h. er dreht sich um eine Vertikalachse).
Die Stützsäule 5 hat die Funktion des Andrückens des auf dem Tisch 4 angeordneten Werkstücks von oben, und hat ein Reitstock-Instrument (nicht dargestellt), das sich in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung über der Oberfläche des Tisches 4 auf und ab bewegt, um von oben auf das Werkstück zu drücken.
Wie in 2(a) gezeigt ist, ist der Drehring (das ringförmige Element) 6, das um eine zweite Achse O in den Richtungen der Pfeile B (1) durch ein (nicht dargestelltes) Antriebsmittel gedreht wird, am Außenumfang der Gegensäule bzw. Stützsäule 5 vorgesehen. Das Paar Greifer 7 und 8, die das Werkstück halten, sowie die Dreh-Abrichtvorrichtung 10 sind an dem Drehring 6 vorgesehen.
Das Paar Greifer 7 und 8 ist symmetrisch in bezug auf die zweite Achse O zum Einbringen des Werkstücks W an die und zu dessen Entnahme von der Stelle auf dem Tisch 4 vorgesehen. Die Greifer 7 und 8 haben einen Mechanismus der Art, dass ein Paar Öffnungs- und Schließgabeln 7a, 7a oder 8a, 8a das Werkstück W an dessen beiden Seiten fassen und es halten.
Der Drehring 6 ist vorzugsweise am Außenumfang des unteren Teils der Stützsäule 5 im Hinblick auf eine Höhe vorgesehen, die es den Greifern 7, 8 erleichtert, das Werkstück W zu der Stelle auf dem Tisch 4 zu transportieren und von dieser zu entnehmen.
Die Dreh-Abrichtvorrichtung 10 ist zwischen den Greifern 7 und 8 vorgesehen, und ist vorzugsweise an einer zentralen Position (90°) zwischen den Greifern 7 und 8 vorgesehen, mit der zweiten Achse O als Zentrum.
Die Dreh-Abrichtvorrichtung 10 ist mit dem Paar scheibenförmiger Abrichtwerkzeuge 10a und 10b ausgestattet, welche um eine Abrichterachse 10c herum drehangetrieben werden.
Die Säule 2 hat an einer Seitenfläche (Vorderfläche), die dem Tisch 4 zugewandt ist, ein vertikales Gleitelement 11, das parallel zu der ersten Achse C1 (d. h. in einer Z-Richtung) verschiebbar ist, einen Drehkopf 12, der sich axial an der Vorderfläche des vertikalen Gleitelements 11 in Richtungen der Pfeile A drehen kann (d. h. der sich um eine X-Achse drehen und in einer Y-Z-Ebene schwenken kann), sowie ein Schleif-Gleitelement ("grinding slides") 13, das an der Vorderfläche des Drehkopfs 12 in einer Richtung senkrecht zu der ersten Achse C1 (d. h. in einer Y-Richtung) gleitet. Die obigen axialen Drehungen in der A-Richtung bedeuten Bewegungen, welche die Schleifspindel 14 insgesamt kippen bzw. schwenken. Die Schleifspindel 14 dreht sich um eine Schleifradachse 3a, wodurch das Werkstück W durch das Profilschleifrad 3 geschliffen werden kann.
Das Bett 1, die Säule 2, das vertikale Gleitelement 11, der Drehkopf 12, das Schleif-Gleitelement 13 und die Schleifspindel 14 bilden einen Bewegungsmechanismus, und die jeweiligen Abschnitte dieses Bewegungsmechanismus werden in ihren Bewegungspositionen durch eine NC-Vorrichtung 100 numerisch gesteuert.
Der Drehkopf 12 ist mit einer Kühlmitteldüse 9 versehen, durch die ein Schleiffluid von einer Position über einer Schleifstelle während des Schleifens des Werkstücks W und des Profilschleifrads 3 ausgestoßen wird, um einen gleichmäßigen Schleifvorgang, den Ausschluss von Schleifabrieb bzw. Schleifstaub ("grinding swarf") und Kühlung zu gewährleisten.
Die Bewegungen in den Richtungen X, Y, Z, A und C des oben genannten Bewegungsmechanismus, der Drehantrieb des Profilschleifrads 3 durch die Schleifspindel 14 sowie der Drehantrieb des Tisches 4 werden durch die NC-Vorrichtung 100 numerisch gesteuert, wodurch das Profilschleifrad 3 das Werkstück W auf dem Tisch 4 schleift.
Das Einfahren, das Ausfahren und die Bearbeitungsgänge für das Werkstück W werden auf der Basis der 2(a), 2(b) und 2(c) beschrieben.
2(a) ist eine Ansicht zur Darstellung eines Stadiums, in dem das Werkstück W an die Stelle auf dem Tisch 4 auf der Seite des Greifers 7 eingefahren wird und das als nächstes zu schleifende Werkstück W1 auf der Seite des Greifers 8 gefasst wird.
Der Greifer 7 wird um eine vorbestimmte Strecke durch ein Bewegungsmittel (nicht dargestellt) abgesenkt, um das Werkstück W an einem Werkstück-Anbringungsinstrument (Werkstück-Aufspanndorn) auf dem Tisch 4 zu installieren. Nachdem der Greifer 7 das Werkstück W freigegeben hat, wird dieses an dem Aufspanndorn durch eine Klemmvorrichtung (nicht dargestellt) befestigt und daran gehaltert. Dann werden Bewegungen in den X-, Y-, Z-, A- und C-Richtungen des Bewegungsmechanismus sowie der Drehantrieb des Profilschleifrads 3 und der des Tisches 4 numerisch gesteuert, wodurch das Profilschleifrad 3 das Werkstück W schleift, um ein Zahnrad bzw. eine Verzahnung W2 zu erzeugen. 4 zeigt den Zustand des Profilschleifrads 3 und des Werkstücks W relativ zueinander während des Schleifvorgangs.
Hierbei wird eine Synchronisierung zwischen der Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des drehangetriebenen Profilschleifrads 3 und der Drehbewegung des Tisches 4, auf dem das Werkstück (Zahnrad) W angebracht ist, angepasst, wodurch der Steigungswinkel (Form der Spiralflankenlinie), die im Werkstück (Zahnrad) W ausgebildet wird, angepasst bzw. eingestellt werden kann.
Dann wird die Befestigung und Halterung des Zahnrads W2 am Aufspanndorn gelöst und das Zahnrad W2 wird von dem Greifer 7 gefasst. Der Greifer 7 wird um eine vorbestimmte Strecke durch das Bewegungsmittel angehoben, um das Zahnrad W2 von dem Aufspanndorn abzuheben. Dann wird der Drehring 6 in Uhrzeigersinn (in eine Richtung des Pfeils D) über 180° gedreht, um den in 2(b) gezeigten Zustand einzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt greift sich der Greifer 8 das als nächstes zu schleifende Werkstück W1, der Greifer 8 transportiert das Werkstück W1 zu der Stelle auf dem Tisch 4, und der Greifer 7 fährt das fertiggestellte Zahnrad W2 aus.
Durch alternierendes Wiederholen der in den 2(a) und 2(b) gezeigten Arbeitsgänge werden mehrere -zig Zahnräder kontinuierlich hergestellt. Dann wird der Drehring 6 von dem Zustand der 2(b) im Uhrzeigersinn über 90° in einer Richtung eines Pfeils F gedreht, um die in 2(c) und 3 gezeigten Zustände anzunehmen. Das heißt, die Dreh-Abrichtvorrichtung 10 wird dem Profilschleifrad 3 gegenüber angeordnet. Die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b werden um die Abrichterachse 10c herum drehangetrieben. Ferner werden die Bewegungen in den Richtungen X, Y, Z, A und C sowie der Drehantrieb des Profilschleifrads 3 auf die gleiche Weise wie bei der Bearbeitung des Werkstücks W numerisch gesteuert, wodurch das Profilschleifrad 3 durch die Abrichtvorrichtung 10 nachgeschliffen wird.
Das Timing des Abrichtvorgangs des Profilschleifrads 3 durch die Dreh-Abrichtvorrichtung 10 wird in der NC-Vorrichtung 100 der Verzahnungsschleifmaschine vor Ausführung des Schleifvorgangs vorab eingestellt, wobei die Anzahl der von dem Profilschleifrad 3 kontinuierlich zu schleifenden Werkstücke W auf eine vorbestimmte Zahl eingestellt wird. Dabei werden die in 2(a) und 2(b) gezeigten Arbeitsgänge alternierend wiederholt, so dass das Profilschleifrad 3 die vorbestimmte Zahl Werkstücke W kontinuierlich bearbeitet. Nachdem die vorbestimmte Zahl Werkstücke W kontinuierlich bearbeitet wurde, wird der Drehring 6 gedreht und in den Zustand von 2(c) gebracht. Infolgedessen ist die Dreh-Abrichtvorrichtung 10 dem Profilschleifrad 3 zugewandt, womit es möglich wird, dass die Dreh-Abrichtvorrichtung 10 das Profilschleifrad 3 abrichtet bzw. nachbearbeitet.
Das Abrichten wird durch Drehantrieb der Abrichtwerkzeuge 10a und 10b um die Abrichterachse 10c und durch numerisches Steuern der Bewegungen in den Richtungen X, Y, Z, A und C sowie durch den Drehantrieb des Profilschleifrads 3 durchgeführt.
Auf diese Weise werden die drehangetriebenen scheibenförmigen Abrichtwerkzeuge 10a und 10b mit den Flanken der Profilgänge des sich drehenden Profilschleifrads 3 in Kontakt gebracht, wodurch das Abrichten des Profilschleifrads 3 durchgeführt werden kann.
5 zeigt schematisch ein Stadium, in dem das Profilschleifrad 3 von den Abrichtwerkzeugen 10a, 10b abgerichtet wird.
Angenommen, in 5 soll sich das Abrichtwerkzeug 10a um eine Position P1 (um die Z-Achse) und das Abrichtwerkzeug 10b um eine Position P2 (um die Z-Achse) drehen können. In diesem Fall kann der Rad-Andruckwinkel des Profilschleifrads 3 durch Drehen/Schwenken der Abrichtwerkzeuge 10a, 10b um die Z-Achse modifiziert werden.
Da die vorgenannte Verzahnungsschleifmaschine ein Parallelendmaß (block gauge) aufweist, kann der Rad-Andrückwinkel durch eine solche Technik modifiziert werden. Durch eine solche Modifizierung des Rad-Andruckwinkels kann der Verzahnungs- bzw. Zahnrad-Andruckwinkel (das Zahnprofil) des Werkstücks (Zahnrads) W modifiziert werden.
Das Verfahren des Korrigierens des Zahnprofilfehlers durch Modifizieren des Rad-Andruckwinkels in der oben beschriebenen Weise wird als das "erste Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren" bezeichnet.
Alternativ kann der Rad-Andruckwinkel des Profilschleifrads 3 auf die unten beschriebene Weise geändert werden, ohne die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b um die Z-Achse zu schwenken.
Das heißt, bei fester Position der Dreh-Abrichtvorrichtung 10 (d. h. der Abrichtwerkzeuge 10a, 10b), wobei die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b in Kontakt mit den Flanken der Profilgänge des Profilschleifrads 3 gehalten werden, befindet sich das Profilschleifrad 3 an einer vorbestimmten Position in einem orthogonalen Koordinatensystem (in einer Richtung entlang der X-Achse und der Z-Achse), und das Profilschleifrad 3 wird um einen vorbestimmten Winkel in der Richtung des Pfeils A gedreht. Durch diese Maßnahmen kann der Rad-Andruckwinkel des Profilschleifrads 3, das von den Abrichtwerkzeugen 10a, 10b abzurichten ist, geändert werden.
Mit anderen Worten sind "die Positionen der Abrichtwerkzeuge 10a, 10b feststehend, während die orthogonale Koordinatenposition und der Drehwinkel in der Richtung des Pfeils A des Profilschleifrads 3 verändert werden". Diese Prozedur erreicht einen Zustand, der dem Zustand äquivalent ist, bei dem die "Position des Profilschleifrads 3 feststeht, während die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b um die Z-Achse gedreht werden", um den Rad-Andruckwinkel zu ändern.
Das Verfahren zur Korrektur des Zahnprofilfehlers durch Modifizieren des Rad-Andruckwinkels auf die oben beschriebene Weise wird als "das zweite Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren" bezeichnet.
Konkrete Verfahren für diesen Zweck werden unter Bezugnahme auf die 6(a) bis 6(c) beschrieben.
Beim Ausführen eines gewöhnlichen Abrichtvorgangs wird eine das Zentrum O₁ des Profilschleifrads 3 (der zentrale Punkt der Schleifradachse 3a) und das Zentrum O₂ der Abrichtwerkzeuge 10a, 10b (der zentrale Punkt der Abrichterachse 10c) verbindende Linie horizontal gestaltet, wie in 6(a) gezeigt ist. Hierbei beträgt ein Mittenabstand, der der Abstand zwischen den Zentren O₁ und O₂ ist, D.
Um den Rad-Andruckwinkel des Profilschleifrads 3 zu ändern, werden die Positionen der Abrichtwerkzeuge 10a, 10b auf den gleichen Positionen wie in 6(a) festgelegt, und der Mittenabstand als der Abstand zwischen den Mitten O₁ und O₂ wird auf D gehalten (d. h. die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b werden in Kontakt mit den Flanken der Profilgänge des Profilschleifrads 3 gehalten). Unter diesen Bedingungen wird die Position in der X-Richtung und die Position in der Z-Richtung des Profilschleifrads 3 geändert, und die Position in der A-Richtung des Profilschleifrads 3 (ihre Drehposition um die X-Achse, d. h. ihre Drehposition in der Y-Z-Ebene) wird z. B. ebenfalls geändert, wie in 6(b) gezeigt ist. Bei dem Beispiel der 6(b) stehen das Profilschleifrad 3 und die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b an den unteren Hälftenabschnitten der Profilgänge des Profilschleifrads 3 in Kontakt.
Somit ist beispielsweise der Rad-Andruckwinkel an der rechten Flanke RF (sh. 5) des von dem Abrichtwerkzeug 10a abgerichteten Profilschleifrads 3 groß, und der Rad-Andrückwinkel an der linken Flanke LF (sh. 5) des vom Abrichtwerkzeug 10b abgerichteten Profilschleifrads 3 ist klein, obwohl dies teilweise von der Neigungsrichtung der im Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge abhängt.
Hierbei ist die Zunahme (numerischer Wert) des Rad-Andrückwinkels an der rechten Flanke RF gleich der Abnahme (numerischer Wert) des Rad-Andruckwinkels an der linken Flanke LF.
Es kann analytisch ermittelt werden, um wieviel das Profilschleifrad 3 entlang seiner Positionen in den Richtungen X, Z und A bewegt werden muss, um den Rad-Andrückwinkel um einen vorbestimmten Winkel zu ändern.
Selbstverständlich wird das Profilschleifrad 3 entlang seiner Positionen in den Richtungen X, Z und A durch Bewegen der Säule 2, des Vertikal-Gleitelements 11 und des Drehkopfs 12 bewegt, während ihre Positionen im NC-Modus durch die NC-Vorrichtung 100 gesteuert werden.
Beim Ausführen des Abrichtvorgangs werden die Positionen des Profilschleifrads 3 in den Richtungen X, Z und A in dem in 6(b) gezeigten Zustand gehalten, und eine Kontaktanpassung wird vorgenommen, bis die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b mit den Flanken der Profilgänge des Profilschleifrads 3 in Kontakt kommen (d. h. das Profilschleifrad 3 wird in der Y-Richtung bewegt). Dann wird das Profilschleifrad 3 kontinuierlich in der Y-Richtung gemäß der Steigung der in dem Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge vorgeschoben.
Um den Rad-Andruckwinkel des Profilschleifrads 3 in einer zu der in 6(b) gezeigten Richtung entgegengesetzten Richtung zu ändern, werden die Positionen der Abrichtwerkzeuge 10a, 10b auf den gleichen Positionen wie bei 6(a) festgelegt, und der Mittenabstand als Abstand zwischen den Mitten O₁ und O₂ wird auf D gehalten. Unter diesen Bedingungen werden die Position in der X-Richtung und die Position in der Z-Richtung des Profilschleifrads 3 geändert, und die Position in der A-Richtung des Profilschleifrads 3 (seine Drehposition um die X-Achse, d. h. seine Drehposition in der Y-Z-Ebene) wird ebenfalls verändert, wie beispielsweise 6(c) zeigt. In dem Beispiel der 6(c) sind das Profilschleifrad 3 und die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b an den oberen Hälftenabschnitten der Profilgänge des Profilschleifrads 3 in Kontakt.
Somit ist beispielsweise der Rad-Andrückwinkel an der rechten Flanke RF (sh. 5) des von dem Abrichtwerkzeug 10a abgerichteten Profilschleifrads 3 klein, und der Rad-Andrückwinkel an der linken Flanke LF (sh. 5) des von dem Abrichtwerkzeug 10b abgerichteten Profilschleifrads 3 ist groß, obwohl dies teilweise von der Neigungsrichtung der in dem Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge abhängt.
Hierbei ist die Abnahme (numerischer Wert) des Rad-Andrückwinkels an der rechten Flanke RF gleich der Zunahme (numerischer Wert) des Rad-Andrückwinkels an der linken Flanke LF.
Es kann analytisch ermittelt werden, um wieviel das Profilschleifrad 3 entlang seiner Positionen in den Richtungen X, Z und A bewegt werden muss, um den Rad-Andrückwinkel um einen vorbestimmten Winkel zu ändern.
Selbstverständlich wird das Profilschleifrad 3 entlang seiner Positionen in den Richtungen X, Z und A durch Bewegen der Säule 2, des Vertikal-Gleitelements 11 und des Drehkopfs 12 bewegt, während deren Positionen im NC-Modus durch die NC-Vorrichtung 100 gesteuert werden.
Bei Ausführung des Abrichtvorgangs werden die Positionen des Profilschleifrads 3 in den Richtungen X, Z und A in dem in 6(c) gezeigten Zustand gehalten und eine Kontaktanpassung wird vorgenommen, bis die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b mit den Flanken der Profilgänge des Profilschleifrads 3 in Kontakt kommen (d. h. das Profilschleifrad 3 wird in der Y-Richtung bewegt). Dann wird das Profilschleifrad 3 kontinuierlich in der Y-Richtung gemäß der Steigung der im Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge vorgeschoben.
Auf diese Weise kann der Rad-Andrückwinkel an der rechten Flanke und derjenige an der linken Flanke des Profilschleifrads 3 für eine der rechten und linken Flanken vergrößert und für die jeweils andere Flanke verkleinert werden. Ferner kann die Zunahme und die Abnahme (numerische Werte) des Rad-Andrückwinkels aufeinander abgestimmt werden.
Wenn in 6(a) bis 6(c) der Rad-Andruckwinkel an der rechten Flanke RF vergrößert (verkleinert) wird, wird der Rad-Andruckwinkel an der linken Flanke LF verkleinert (vergrößert). Gemäß dem folgenden "dritten Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren" werden die Rad-Andruckwinkel an den rechten und linken Flanken beide vergrößert oder beide verkleinert.
Während eines üblichen Abrichtvorgangs wird die Strecke, über die das Profilschleifrad 3 kontinuierlich in der Y-Richtung bewegt wird (Bewegungsstrecke in der Y-Richtung pro Umdrehung) auf die Steigung der im Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge abgestimmt. Gemäß dem dritten Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren hingegen wird die Strecke, über die das Profilschleifrad 3 kontinuierlich in der Y-Richtung bewegt wird (Bewegungsstrecke in der Y-Richtung pro Umdrehung) während des Abrichtvorgangs geringfügig länger oder kürzer gestaltet als die Steigung der im Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge.
Wie bisher bekannt war, werden die Rad-Andruckwinkel an den rechten und linken Flanken RF und LF des von den Abrichtwerkzeugen 10a, 10b abgerichteten Profilschleifrads beide um den gleichen Winkel (numerischer Wert) beispielsweise verkleinert, falls die Bewegungsstrecke des Profilschleifrads 3 in der Y-Richtung pro Umdrehung länger ist als die Steigung der Profilgänge des Profilschleifrads 3, obwohl dies auch von der Neigungsrichtung der im Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge abhängt. Falls die Bewegungsstrecke des Profilschleifrads 3 in der Y-Richtung pro Umdrehung kürzer ist als die Steigung der Profilgänge des Profilschleifrads 3, vergrößern sich beispielsweise andererseits die Rad-Andruckwinkel an den rechten und linken Flanken RF und LF des von den Abrichtwerkzeugen 10a, 10b abgerichteten Profilschleifrads 3 beide um den gleichen Winkel (numerischer Wert), obwohl dies auch von der Neigungsrichtung der im Profilschleifrad 3 ausgebildeten Profilgänge abhängt.
Außerdem können das zweite Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren und das dritte Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren kombiniert werden.
Das heißt,

(1) die Bewegungsstrecke des Profilschleifrads 3 in der Y-Richtung pro Umdrehung wird eingestellt bzw. angepasst, und
(2) bei feststehenden Positionen der Abrichtwerkzeuge 10a, 10b auf den gleichen Positionen wie in 6(a), wobei der Mittenabstand als der Abstand zwischen den Mitten O₁ und O₂ auf D gehalten wird, werden die Positionen in der X-Richtung und die Position in der Z-Richtung des Profilschleifrads 3 geändert.

Indem diese Maßnahmen getroffen werden, können die Rad-Andrückwinkel an den rechten und linken Flanken RF und LF auf beliebige Winkel vergrößert oder verkleinert werden.
Ausführungsform:
Wenn bei der Ausführungsform der Erfindung die Messung der Dimensionen eines Zahnrads bzw. einer Verzahnung, das bzw. die durch Schleifen mittels der Verzahnungsschleifmaschine gemäß 1 erzeugt wurde, einen Verzahnungsformfehler zeigtz, werden die Arbeitsgänge der Verzahnungsschleifmaschine durch Modifikations- und Berechnungsfunktionseinheiten der NC-Vorrichtung 100 auf die nachstehend beschriebene Weise modifiziert.
7 zeigt aus den Berechnungsfunktionseinheiten der NC-Vorrichtung 100 extrahierte Modifikations- und Berechnungsfunktionseinheiten. Selbstverständlich führt die NC-Vorrichtung 100 eine gewöhnliche numerische Steuerung durch, d. h. eine numerische Steuerung der Bewegungen in den X-, Y-, Z-, A- und C-Richtungen des Bewegungsmechanismus, des Drehantriebs des Profilschleifrads 3 durch die Schleifspindel 14 und des Drehantriebs des Tisches 4. Solche gewöhnlichen NC-Funktionseinheiten sind jedoch nicht dargestellt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Dimensionen eines durch Schleifen erzeugten Zahnrads bzw. einer Verzahnung durch eine Messvorrichtung oder dgl. gemessen. Falls die Messungen einen Verzahnungsformfehler (Zahnprofilfehler, Steigungsformabweichung) zeigen, gibt eine Bedienungsperson den Verzahnungsformfehler in die Modifikations- und Berechnungsfunktionseinheiten der NC-Vorrichtung 100 über eine Eingabeeinheit 101 der NC-Vorrichtung 100 ein.
Konkret werden ein Zahnprofilfehler (Daten) x μm der linken Zahnflanke, ein Zahnprofilfehler (Daten) y μm der rechten Zahnflanke und eine Steigungsformabweichung (Daten) z μm eingegeben.
Eine Zahnprofil-Verformungsbetrags-Berechnungseinheit 102 ermittelt einen Zahnprofil-Verformungsbetrag w μm, der entstand, wenn eine Synchronisierung (Synchronisierung zwischen der Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads 3 und der Drehbewegung des Tisches 4 mit dem darauf installierten Werkstück) modifiziert wird, um die Steigungsformabweichung z μm durch einen voreingestellten Operationsausdruck zu eliminieren.
Eine Additionseinheit 103 addiert den obigen Zahnprofil-Verformungsbetrag w μm zu jedem der eingegebenen Zahnprofilfehler x μm und y μm, um Gesamt-Zahnprofilfehler x' μm und y' μm zu erhalten. Das heißt, x' = x + w, und y' = y + w.
Eine Andrückwinkelfehler-Berechnungseinheit 104 ermittelt Andrückwinkelfehler Δα_L deg sowie Δα_R deg entsprechend den Gesamt-Zahnprofilfehlern x' μm und y' μm.
Die Andrückwinkelfehler Δα_L deg und Δα_R deg werden in einer Anzeigeeinheit 105 angezeigt. Die Bedienungsperson sieht die in der Anzeigeeinheit 105 angezeigten Andrückwinkelfehler Δα_L deg und Δα_R deg und dreht in einem Versuch, die Andrückwinkelfehler Δα_L deg und Δα_R deg zu eliminieren, die Abrichtwerkzeuge 10a, 10b um die Z-Achse, um den Rad-Andrückwinkel des Profilschleifrads 3 gemäß dem "ersten Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren" zu ändern. Infolgedessen können die Andrückwinkelfehler Δα_L deg und Δα_R deg beseitigt werden.
Eine Andrückwinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungseinheit 106 ermittelt einen Andrückwinkel- Modifikationsbetrag Δα1 deg, der verwendet wird, wenn das "dritte Zahnprofilfehler-Korrekturverfahren" angewandt wird, ein Verfahren, bei dem der Andrückwinkel durch Modifizieren der Bewegungsstrecke in der Y-Richtung (Steigung) des Profilschleifrads 3 pro Umdrehung des Profilschleifrads 3 modifiziert wird. Hierbei ist Δα1 = (Δα_L + Δα_R)/2.
Eine Steigungskorrekturbetrag-Berechnungseinheit 107 ermittelt einen Steigungskorrekturbetrag L_W mm entsprechend dem Andrückwinkel-Modifikationsbetrag Δα1 deg.
Eine NC-Steuereinheit 108 übt eine numerische Vorschubsteuerung so aus, dass die Bewegungsstrecke in der Y-Richtung (Steigung) des Profilsschleifrads 3 während des Abrichtens des Profilschleifrads 3 um den Steigungskorrekturbetrag L_W mm korrigiert wird, wenn eine Zahnprofilfehlerkorrektur durch das "dritte Zahnprofilkorrekturverfahren" vorgenommen wird.
Eine Andrückwinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungseinheit 109 ermittelt einen Andrückwinkel-Modifikationsbetrag Δα2_L deg an der rechten Zahnflanke und einen Andrückwinkel-Modifikationsbetrag Δα2_R deg an der linken Zahnflanke, die bei Anwendung des "zweiten Zahnprofil-Fehlerkorrekturverfahrens" verwendet werden, einem Verfahren, bei dem der Andrückwinkel durch Modifizieren der Position in der X-Achsrichtung und der Position in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads 3 modifiziert wird. Hierbei ist Δα2L = ΔαL – Δα1 deg Δα2R = ΔαR – Δα1 deg
Dabei ist Δα2_L = -Δα2_R.
Eine Schleifradpositions-Korrekturbetrag-Berechnungseinheit 110 ermittelt Schleifradpositions-Korrekturbeträge ΔX mm sowie ΔZ mm entsprechend den Andrückwinkel-Modifikationsbeträgen Δα2_L deg und Δα2_R deg.
Die NC-Steuereinheit 108 steuert numerisch die Position des Profilschleifrads 3 derart, dass die Position in der X-Richtung und die Position in Z-Richtung des Profilschleifrads 3 während des Abrichtens des Profilschleifrads 3 um ΔX mm und ΔZ mm korrigiert wird, während das Profilschleifrad 3 durch die Abrichtvorrichtung 10 abgerichtet wird, wenn eine Zahnprofilfehlerkorrektur durch das "zweite Zahnprofil-Fehlerkorrekturverfahren" vorgenommen wird.
Bei Empfang der Steigungsformabweichung z μm ermittelt eine Steigungswinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungseinheit 111 einen Steigungswinkel-Modifikationsbetrag Δβ, der zur Korrektur der Steigungsformabweichung z μm notwendig ist.
Wenn die NC-Steuereinheit 108 die Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads 3 sowie die Drehbewegung des Tischs 4 durch numerische Steuerung so synchronisiert, dass ein Steigungswinkel β erhalten wird, modifiziert die NC-Steuereinheit 108 die Synchronisierung zwischen der Vorschubbewegung in der Z-Achsrichtung des Profilschleifrads 3 und der Drehbewegung des Tisches 4 durch numerische Steuerung so, dass der Steigungswinkel β – Δβ wird.
In der oben beschriebenen Art und Weise kann die Steigungsformabweichung z μm korrigiert und beseitigt werden, und die Zahnprofilfehler x μm und y μm können korrigiert und beseitigt werden.
Falls eine Korrektur der Steigungsformabweichung (d. h. eine Modifikation des Steigungswinkels) bei Anwendung des "dritten Zahnprofilfehler-Korrekturverfahrens" erfolgt, einem Verfahren, bei dem der Andrückwinkel durch Modifizieren der Bewegungsstrecke in der Y-Richtung (Steigung) des Profilschleifrads 3 pro Umdrehung des Profilschleifrads 3 modifiziert wird, ändert sich der Zahnprofilfehler (der Andrückwinkel ändert sich) unweigerlich infolge der Korrektur der Steigungsformabweichung. Ein Beispiel der Änderung des Zahnprofilfehlers wird durch mathematische Ausdrücke angegeben.

β1: Normaler Steigungswinkel
αn1: Normaler Andrückwinkel
αs1: Normaler transversaler Andrückwinkel
do1: Normaler Teilkreisdurchmesser
dg1: Normaler Basiskreisdurchmesser
Lo1: Normale Steigung
Δβ: Steigungswinkel-Modifikationsbetrag

Steigung nach Korrektur

Lo1h = π·do1/tan(β1 + Δβ)

Steigungswinkel nach Korrektur

β1h = sin–1(π·Mn1·z1/Lo1h)wobei Mn1 ein Modul ist und Z1 die Anzahl der Zähne ist

Transversaler Andrückwinkel nach Korrektur

αs1h = tan–1(tan(αn1)/cos(β1h))

Teilkreisdurchmesser nach Korrektur

do1h = Mn1·z1/cos(β1h)

Basiskreisdurchmesser nach Korrektur

dg1h = do1h·cos(αs1h)

Ermittle einen Andrückwinkel, der gleich dem Andrückwinkel (αn1h) am normalen Basiskreis (dg1) ist, ohne die Steigung (Lo1h) zu ändern.
Transversaler Andrückwinkel nach Korrektur

αs1h = cos–1(dg1·cos(β1h)/Mn1·z1)

Andrückwinkel nach Korrektur

αn1h = tan–1(tan(αs1h)·cos(β1h))

Andrückwinkel korrekturbetrag

Δαn1 = αn1h – αn1

Andrückwinkeländerungsbetrag nach Steigungskorrektur

–Δαn1

Somit ist bei einer Änderung im Andrückwinkel nach einer Änderung der Steigung entsprechend der Steigungswinkel –Δαn1.
Die Zahnprofil-Verformungsbetrag-Berechnungseinheit 102 ermittelt einen Zahnprofilfehler, der notwendigerweise verursacht wird, wenn die Steigungsformabweichung z μm basierend auf dem obigen Korrekturbetrag –Δαn1 korrigiert wird.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Erfindung auf die Verzahnungsschleifmaschine angewandt werden, die die Durchführung eines Schleifvorgangs durch das Profilschleifrad ermöglicht, und die die Dreh-Abrichtvorrichtung zum Abrichten des Profilschleifrads aufweist. Die Erfindung kann zur Modifizierung der Arbeitsgänge des Profilschleifrads verwendet werden und zwar so, dass ein etwaiger Verzahnungsformfehler in einem durch den Schleifvorgang erzeugten Zahnrad beseitigt wird.
Wenn außerdem gemäß der Erfindung eine Steigungsformabweichung und ein Zahnprofilfehler in einem durch Schleifen erzeugten Zahnrad auftreten, werden die Arbeitsgänge der Verzahnungsschleifmaschine nicht einfach so modifiziert, dass die Steigungsformabweichung und der Zahnprofilfehler korrigiert werden, sondern die Arbeitsgänge der Verzahnungsschleifmaschine werden derart modifiziert, dass der Zahnprofilfehler unter Berücksichtigung eines Zahnprofil-Verformungsbetrags korrigiert wird, der notwendigerweise durch Korrigieren der Steigungsformabweichung entsteht. Somit können die Steigungsformabweichung und der Zahnprofilfehler in geeigneter Weise korrigiert werden.

Claims

Verzahnungsschleifmaschine mit: einem Tisch (4), auf dem ein Werkstück (W) zu installieren ist und der sich um eine Vertikalachse (C1) drehen kann, einem Bewegungsmechanismus (1, 2, 11, 12, 13, 14), an dem ein mit Profil versehenes Schleifrad bzw. Profilschleifrad (3) mit spiralförmig an einem Außenumfang desselben ausgebildeten Profilgängen drehbar angebracht und so ausgebildet ist, dass er das Profilschleifrad (3) entlang einer X-Richtung bewegt, die eine Richtung ist, in der sich das Profilschleifrad vorwärts oder rückwärts in bezug auf den Tisch (4) bewegt, einer Z-Richtung, die eine Vertikalrichtung ist, und einer Y-Richtung, die eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung und der Z-Richtung ist, zu bewegen vermag, und das Profilschleifrad (3) in einer Y-Z-Ebene schwenken kann, einer NC-Vorrichtung (100) zur numerischen Steuerung einer Bewegung des Bewegungsmechanismus (1, 2, 11, 12, 13, 14), um eine Position des an dem Bewegungsmechanismus (1, 2, 11, 12, 13, 14) angebrachten Profilschleifrads (3) zu steuern, und zur numerischen Steuerung einer Drehbewegung des Tisches (4), und einer Dreh-Abrichtvorrichtung (10) mit einem scheibenförmigen Abrichtwerkzeug (10a, 10b), die so angeordnet ist, dass bei Einstellung der Dreh-Abrichtvorrichtung (10) an einer Position, an der der Tisch (4) angeordnet worden ist, das Abrichtwerkzeug (10a, 10b) mit einer Flanke (LF, RF) der Profilgänge des Profilschleifrads (3) in Kontakt tritt, während es drehangetrieben wird, um einen Abrichtvorgang auszuführen, und dadurch gekennzeichnet, dass die NC-Vorrichtung (100) aufweist: eine Eingabefunktionseinheit (101) zum Eingeben eines Zahnprofilfehlers und einer Schrägungs- bzw. Steigungsformabweichung, die einen Dimensionsfehler eines von der Profilschleifmaschine bearbeiteten Profils darstellt, eine Zahnprofil-Verformungsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit (102) zum Herausfinden eines Zahnprofil-Verformungsbetrags, der in dem Zahnrad bzw. der Verzahnung erzeugt wird, wenn eine Synchronisierung zwischen einer Bewegung in einer Z-Achsenrichtung des Profilschleifrads (3) und der Drehbewegung des Tisches (4) so eingestellst wird, dass die Steigungsformabweichung korrigiert wird, eine Additionsfunktionseinheit (103) zum Addieren des eingegebenen Zahnprofilfehlers und des Zahnprofil-Verformungsbetrags, um einen Gesamt-Zahnprofilfehler zu ermitteln, eine Andrückwinkelfehler-Berechnungsfunktionseinheit (104) zum Ermitteln eines Andrückwinkelfehlers entsprechend dem Gesamt-Zahnprofilfehler, eine Schrägungs- bzw. Steigungswinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit (111) zum Ermitteln eines Schrägungs- bzw. Steigungswinkel-Modifikationsbetrags, der zur Korrektur der eingegebenen Schrägungs- bzw. Steigungsformabweichung notwendig ist, und eine NC-Steuerfunktionseinheit (108) zum Einstellen der Synchronisierung zwischen der Fortbewegung in der Z-Achsenrichtung des Profilschleifrads (3) und der Drehbewegung des Tisches (4), so dass ein im Werkstück gebildeter Steigungswinkel um den Schrägungs- bzw. Steigungswinkel-Modifikationsbetrag geändert wird.
Verzahnungsschleifmaschine gemäß Anspruch 1, ferner mit: einer Andruckwinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit (109) zum Ermitteln eines zum Korrigieren des Andrückwinkelfehlers notwendigen Andruckwinkel-Modifikationsbetrags, einer Schleifradposition-Korrekturbetrag-Berechnungsfunktionseinheit (110) zum Ermitteln eines Schleifradposition-Korrekturbetrags entsprechend dem Andruckwinkel-Modifikationsbetrag, wobei die NC-Steuerfunktionseinheit (108) ferner zum Modifizieren der Position des Profilschleifrads (3) um den Schleifradposition-Korrekturbetrag beim Korrigieren des Zahnprofilfehlers durch Anpassen einer Position in der X-Richtung, einer Position in der Z-Richtung und einer Schwenkposition in der Y-Z-Ebene des Profilschleifrads (3), während das Abrichtwerkzeug (10a, 10b) in Kontakt mit der Flanke (LF, RF) der Profilgänge des Profilschleifrads (3) gehalten wird, eingerichtet ist.
Verzahnungsschleifmaschine gemäß Anspruch 1, ferner mit: einer Andruckwinkel-Modifikationsbetrag-Berechnungsfunktionseinheit (106) zum Ermitteln eines zum Korrigieren des Andrückwinkelfehlers notwendigen Andrückwinkel-Modifikationsbetrags, einer Steigungskorrekturbetrag-Berechnungsfunktionseinheit (107) zum Ermitteln eines Steigungskorrekturbetrags entsprechend dem Andruckwinkel-Modifikationsbetrag, wobei die NC-Steuerfunktionseinheit (108) ferner zum Modifizieren einer Vorschubdistanz in der Y-Richtung des Profilschleifrads (3) pro Drehung des Profilschleifrads (3) um den Steigungskorrekturbetrag, um die Vorschubdistanz in der Y-Richtung des Profilschleifrads (3) pro Drehung des Profilschleifrads (3) einzustellen bzw. anzupassen, eingerichtet ist.