JP2004209575A - Machining apparatus - Google Patents

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JP2004209575A
JP2004209575A JP2002380414A JP2002380414A JP2004209575A JP 2004209575 A JP2004209575 A JP 2004209575A JP 2002380414 A JP2002380414 A JP 2002380414A JP 2002380414 A JP2002380414 A JP 2002380414A JP 2004209575 A JP2004209575 A JP 2004209575A
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Japan
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gear
tool
torque current
work
processing
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Mitsuie
俊之 光家
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machining apparatus which can improve working efficiency and machining efficiency and can always accurately machine a workpiece in a required stock removal and also can elongate the life of a machining tool. <P>SOLUTION: The machining apparatus has a workpiece holding portions 4, 5 for holding a workpiece 1 on a table 3, a head portion 6 for holding a machining tool 2 and a motor 7 for the tool, and driving means 9, 10 for moving the head portion 6. The machining apparatus machines the workpiece 1 by moving the table 3 and the head portion 6 while turning the machining tool 2 in the state that the workpiece 1 engages with the machining tool 2. The machining apparatus is provided with a detecting means 15 for detecting the electric current corresponding to the torque of the motor 7 for the tool, a storing means 17 for storing the number of times of the reference movement of the table 3 and the value of the electric current corresponding to the reference torque of the motor 7 for the tool, and a torque controlling means 16 for controlling the drive of the head portion 6 by means of the driving means 9, 10 such that the detected value of the electric current corresponding to the torque becomes equal to the value of the electric current corresponding to the reference torque. The workpiece 1 is machined by moving the table 3 by the number of times of the reference movement. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車やスプラインシャフト等のワークの歯面を研磨やシェービング等により加工する加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の加工装置として、例えば図5に示すような研磨装置が知られている。この研磨装置は、ワークである熱処理後の外歯式の歯車51を、加工工具である内歯式の砥石歯車52を用いて数値制御の加工プログラムに従って研磨するもので、歯車51はX軸方向に移動可能なテーブル53に設けられたワーク保持部であるヘッドストック54およびテールストック55の両センタ間に挟持されるようになっている。
【0003】
ヘッドストック54には、図示しないがアシストモータおよびトルク伝達装置が設けられており、アシストモータによりトルク伝達装置を介して歯車51を正転、逆転方向に回転駆動するようになっている。
【0004】
一方、砥石歯車52は、砥石取り付けヘッド56に回転自在に装着され、この砥石取り付けヘッド56に取り付けられた工具用モータである砥石歯車用モータ57により歯車51と同一方向に回転駆動されるようになっている。
【0005】
砥石取り付けヘッド56は、歯車51に対する砥石歯車52の軸交差角を調整できるようにX軸と交差するZ軸を中心に回動自在に砥石保持部58に取り付けられており、砥石保持部58は図示しないZ軸駆動モータにより移動機構を介してZ軸方向に移動可能に取り付けられている。
【0006】
かかる研磨装置では、砥石歯車用モータ57と歯車51用のアシストモータとをほぼ同期する回転数で回転させることにより、砥石歯車52の回転によって歯車51の歯面面圧が過大となるようなつれ回り状態とならないように、歯車51の回転をアシストモータでアシストすると共に、トルク伝達装置で砥石歯車用モータ57とアシストモータとの回転誤差を吸収するようにしている。
【0007】
ワークとして熱処理された歯車51を研磨する場合には、熱処理の際の熱的影響により、各歯の寸法、形状にバラツキがある。このため、加工に先立って歯車51の全ての歯の寸法を計測して基準となる歯との誤差を求め、その誤差分を加工プログラムの補正項目に補正量として入力する。
【0008】
そして、実際の加工にあたっては、先ず、寸法計測した歯車51を、ヘッドストック54およびテールストック55の両センタを互いに近づく方向に移動させてこれら両センタ間に挟持する。その後、砥石保持部58を歯車51に近づくZ軸(−)方向に手動にて移動させて砥石歯車52を歯車51の基準となる歯に対してバックラッシュゼロの状態に歯合させ、その時の砥石保持部58のZ軸方向の位置をバックラッシュゼロ位置として装置に記憶させる。
【0009】
その後、砥石歯車用モータ57とアシストモータとをほぼ同期する回転数で回転させて、その回転数が予め設定された数値制御加工プログラムにおける指令回転数に達したら、テーブル53をX軸方向に指定回数往復移動させると共に、テーブル53が一往復する毎に、Z軸駆動モータにより移動機構を介して砥石保持部58をZ軸(−)方向に指令切り込み量分移動させる。
【0010】
テーブル53の往復移動が指定回数に達したら、砥石歯車用モータ57及びアシストモータの回転を停止させて、砥石保持部58をZ軸駆動モータにより移動機構を介して加工開始時の位置までZ軸(+)方向に後退させ、その移動の終了後にヘッドストック54およびテールストック55の両センタを互いに離間する方向に移動させて歯車51を装置から取り出す。
【0011】
その後、加工した歯車51の各歯の寸法、歯形を計測し、それらの計測値が指定された値を満たしていない場合には、加工プログラムの補正項目に修正量を入力して再加工を行ない、これにより砥石保持部58を切り込み完了値に修正量分を加味してZ軸(−)方向に移動させるようにしている。(例えば特許文献1参照)。
【0012】
また、従来の他の研磨装置として、ワークである歯車と加工工具である砥石歯車とを軸交差させて歯合させ、砥石歯車をモータにより回転駆動することにより歯車を連れ回し、その時の歯車の偏心やぐらつきを歯車の回転角の関数として検出して、偏心やぐらつきを補正するように歯車の切り込み量及び歯車と砥石歯車との軸交差角を制御すると共に、歯車の回転角と砥石歯車の回転角とに基づいて歯車の回転を制動するブレーキトルクを制御して、歯車のピッチエラーを補正するようにしたものも知られている(例えば特許文献2参照)。
【0013】
【特許文献1】
特開2000−126930号公報(段落番号0007〜0009、図2)
【特許文献2】
特開平6−339813号公報(段落番号0006〜0013、図2)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1および特許文献2においては、歯車の加工前後において、各歯の寸法を計測して補正値や修正値を入力する作業は極めて面倒であり、特に、熱処理後の歯車は歯に凹凸があるため、加工前にその寸法を正確に計測することが困難である。このため、作業者の負担が大きくなって、作業効率および加工効率が低くなることが懸念されると共に、加工が余分に実施されて加工工具の寿命が短くなることが懸念される。
【0015】
このような懸念は、スプラインシャフトを、シェービングカッタを用いて加工する場合にも同様に生じる。
【0016】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、作業効率および加工効率が向上でき、ワークを常に所望の加工量で高精度に加工できると共に、加工工具の長寿命化が図れる加工装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項1に記載の加工装置の発明は、所定の方向に往復移動可能なテーブルと、該テーブル上でワークを着脱自在に保持するワーク保持部と、該ワーク保持部に保持された上記ワークに係合可能な加工工具及び該加工工具を回転させる工具用モータを保持するヘッド部と、上記ヘッド部を上記テーブルの移動方向と交差する方向に移動させる駆動手段とを有し、上記ワークおよび上記加工工具を係合させた状態で上記加工工具を回転させながら上記テーブルおよび上記ヘッド部を移動させて上記ワークを加工する加工装置において、上記工具用モータのトルク電流を検出するトルク電流検出手段と、上記ワークに対する上記テーブルの基準移動回数および上記工具用モータの基準トルク電流値を格納する記憶手段と、上記トルク電流検出手段で検出されるトルク電流検出値と上記記憶手段に格納されている基準トルク電流値との比較に基づいて、上記トルク電流検出値が上記基準トルク電流値と等しくなるように上記駆動手段による上記ヘッド部の駆動を制御するトルク制御手段とを有し、上記テーブルを上記記憶手段に格納されている基準移動回数分移動させて上記ワークを加工することを特徴とする。
【0018】
請求項1の発明によると、テーブルの所定回数の移動において、工具用モータにおけるトルク電流検出値が予め設定した基準トルク電流値となるように、駆動手段の駆動、すなわちワークに対する加工工具の切り込み量が制御されるので、ワークに対するテーブルの移動回数及び基準トルク電流値を適切に設定することで、ワークの加工前後の寸法計測を行なうことなく、ワークを常に所望の加工量で高精度に加工でき、作業効率および加工効率の向上が図れると共に、加工工具の長寿命化が図れる。
【0019】
請求項2に記載の発明は、請求項1の加工装置において、上記ワークが歯車で、上記加工工具が砥石歯車であることを特徴とする。
【0020】
請求項2の発明によると、歯車の研磨加工を作業効率および加工効率良く行なうことが可能となる。
【0021】
請求項3に記載の発明は、請求項1の加工装置において、上記ワークが歯車で、上記加工工具がシェービングカッタであることを特徴とする。
【0022】
請求項3の発明によると、歯車のシェービング加工を作業効率および加工効率良く行なうことが可能となる。
【0023】
請求項4に記載の発明は、請求項1の加工装置において、上記ワークがスプラインシャフトで、上記加工工具がシェービングカッタであることを特徴とする。
【0024】
請求項4の発明によると、スプラインシャフトのシェービング加工を作業効率及び加工効率良く行なうことが可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による加工装置の実施の形態を、研磨装置を例にとって図1乃至図4を参照して説明する。
【0026】
図1は本発明の実施の形態における研磨装置の要部の外観斜視図であり、図2は図1に示す研磨装置の制御系の要部の構成を示すブロック図、図3は加工動作の概略を示すフローチャート、図4は図3に示す研磨動作の詳細を示すフローチャートである。
【0027】
図1に示すように、本実施の形態の研磨装置は、ワークである熱処理後の歯車1を加工工具である内歯式の砥石歯車2を用いて研磨するもので、歯車1はX軸方向に移動可能なテーブル3に設けられたワーク保持部であるヘッドストック4とテールストック5の両センタ間に着脱自在に挟持するようになっている。
【0028】
また、砥石歯車2は、ヘッド部である砥石取り付けヘッド6に回転自在に装着され、この砥石取り付けヘッド6に取り付けられた工具用モータである砥石歯車用モータ7により正転および逆転方向に回転駆動するようになっている。
【0029】
砥石取り付けヘッド7は、歯車1に対する砥石歯車2の軸交差角を調整できるようにX軸と交差するZ軸を中心に回動自在に砥石保持部8に取り付けられており、砥石保持部8はZ軸サーボモータ9によりリニアスケール10を介してZ軸方向に移動可能に取り付けられている。ここで、Z軸サーボモータ9およびリニアスケール10は駆動手段を構成する。
【0030】
なお、ヘッドストック4には、上記特許文献1に開示のようなアシストモータおよびトルク伝達装置を設けて、アシストモータによりトルク伝達装置を介して歯車1を砥石歯車2と同一方向に回転駆動したり、上記特許文献2に記載のようなブレーキを設けて所望のブレーキトルクで歯車1の回転に制動をかけたり、あるいはこのような機構を設けることなく、歯車1を砥石歯車2の回転によって単に連れ回ししたり、任意に構成することができる。
【0031】
この研磨装置は、図2に示すように装置全体の動作を制御するコントローラ11を有しており、このコントローラ11により、装置に本来設けられているメモリ(図示せず)に格納されている数値制御加工プログラムに従って、歯車1と砥石歯車2を歯合させた状態で、テーブル3をX軸方向に往復移動させながらモータ駆動回路12を介して砥石歯車用モータ7を駆動して砥石歯車2を正逆方向に回転させると共に、テーブル3の往動及び復動においてモータ駆動回路13を介してZ軸サーボモータ9を駆動して砥石保持部8をリニアスケール10を介してZ軸方向に移動させて、歯車1を砥石歯車2により研磨するようになっている。
【0032】
本実施の形態では、図2に示す制御系に、砥石歯車用モータ7のトルク電流を検出するトルク電流検出手段であるトルク電流検出回路15と、Z軸サーボモータ9の駆動を制御するトルク制御手段であるトルク制御回路16と、熱処理後の歯車1を所望の研磨量で研磨するのに要するテーブル3の所定の往復移動回数および研磨時(歯車1と砥石歯車2との噛み合い時)における砥石歯車用モータ7の基準トルク電流値を格納する記憶手段であるメモリ17とを設ける。
【0033】
トルク電流検出回路15で検出される砥石歯車用モータ7のトルク電流検出値は、コントローラ11およびトルク制御回路16に供給する。トルク制御回路16には、コントローラ11から、メモリ17に格納されている基準トルク電流値をも供給し、ここで基準トルク電流値とトルク電流検出値と比較して、その比較結果に基づいてトルク電流検出値が基準トルク電流値と等しくなるように、モータ駆動回路13を介してZ軸サーボモータ9の駆動を制御する。これにより歯車1と砥石歯車2との軸間距離を歯車1の歯単位で調整して砥石歯車2による歯車1の切り込み量を制御する。
【0034】
なお、図2において、メモリ17は、装置に本来設けられている数値制御加工プログラムを格納するメモリを共用してもよい。また、メモリ17に格納するテーブル3の所定の往復移動回数および砥石歯車用モータ7の基準トルク電流値は、歯車1を所定の寸法に研磨した際のそれぞれの値を用いる。このため、本実施の形態では、トルク電流検出回路15で検出されるトルク電流検出値をコントローラ11に供給して、歯車1を所定の寸法に研磨した際のトルク電流検出値を基準トルク電流値としてメモリ17に格納しておく。
【0035】
以下、図3および図4を参照して本実施の形態による研磨装置の加工動作について説明する。
【0036】
図3は、加工動作の概略を示すもので、先ず、ヘッドストック4とテールストック5の両センタを互いに近づく方向に移動させて、これら両センタ間に加工すべき歯車1を挟持してセットし(ステップS1)、その後、砥石保持部8を歯車1に近づくZ軸(−)方向に手動にて移動させて砥石歯車2を歯車1に対してバックラッシュゼロの状態に歯合させる。その時の砥石保持部8のZ軸方向の位置をバックラッシュゼロ位置として装置に記憶させる(ステップS2)。
【0037】
その後、砥石歯車用モータ7を回転させて(ステップS3)、トルク電流検出回路15によるトルク電流検出を開始させる(ステップS4)と共に、砥石歯車用モータ7の回転数が予め設定された数値制御加工プログラムにおける指令回転数に達したか否かを検出する(ステップS5)。
【0038】
砥石歯車用モータ7が指令回転数に達したら、テーブル3のX軸方向への往復移動を開始させて(ステップS6)、テーブル3が往動および復動する毎に、Z軸サーボモータ9によりリニアスケール10を介して砥石保持部8をZ軸(−)方向に移動させて歯車1に切り込みを与えると共に、その砥石保持部8の移動量、すなわち歯車1の切り込み量を図4において説明するように、トルク電流検出回路15でのトルク電流検出値とメモリ17に格納されている基準トルク電流値との比較に基づいて制御して歯車1を研磨する(ステップS7)。
【0039】
上記のステップS7における研磨動作は、メモリ17に格納されているテーブル3の所定の往復移動回数分行ない、テーブル3の往復移動回数が所定の回数に達したら(ステップS8)、加工を終了する。
【0040】
図4は、図3に示したステップS7における研磨動作の詳細を示すもので、先ず、テーブル3の各往動及び復動中に、砥石保持部8がZ軸(−)方向に移動するようにZ軸サーボモータ9を駆動する(ステップS11)。この砥石保持部8のZ軸(−)方向の移動中に、トルク制御回路16において、トルク電流検出回路15からのトルク電流検出値(I)とメモリ17に格納されている基準トルク電流値(Iref)とが、I<Irefであるか否かを検出し(ステップS12)、I<Irefの場合(YESの場合)にはトルク制御回路16により砥石保持部8のZ軸(−)方向の移動を継続させる。
【0041】
これに対し、ステップS12において、I≧Irefの場合(NOの場合)には、I=Irefか否かを検出し(ステップS13)、I=Irefの場合(YESの場合)は、トルク制御回路16によりZ軸サーボモータ9の駆動を停止させて、砥石保持部8の移動を停止させ(ステップS14)、その後、テーブルが一回の往動または復動が終了したか否かを検出して(ステップS15)、終了していなければ(NOの場合)ステップS12に戻る。
【0042】
また、ステップS13において、I≠Irefの場合(NOの場合)は、I>Irefとして、トルク制御回路16により砥石保持部8がZ軸(+)方向に移動するようにZ軸サーボモータ9を逆方向に駆動して(ステップS16)、ステップS12に戻る。
【0043】
このように、テーブル3の各往動及び復動中に、トルク電流検出回路15で検出される砥石歯車用モータ7のトルク電流検出値が、メモリ17に予め格納されている基準トルク電流値と一致するように、トルク制御回路16によりZ軸サーボモータ9の駆動を制御することにより、砥石歯車2の歯車1に対する切り込み量を、基準トルク電流値に対応する切り込み量となるように歯単位で自動的に補正することができる。
【0044】
従って、熱処理による膨張等の熱的影響により歯車1の各歯の寸法、形状にバラツキがあっても、加工前に歯車1の全ての歯の寸法を計測して、基準の歯との誤差を補正値として入力したり、加工後に同様に全ての歯の寸法を計測して誤差分を再加工したりすることなく、歯車1を常に所望の研磨量で高精度に研磨できるので、作業効率および加工効率を向上することができると共に、砥石歯車2の寿命も長くできる。
【0045】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明は、内歯式の砥石歯車2を用いる研磨装置に限らず、外歯式の砥石歯車を用いる研磨装置にも有効に適用することができると共に、ワークが歯車で加工工具がシェービングカッタである加工装置や、ワークがスプラインシャフトで加工工具がシェービングカッタである加工装置にも有効に適用することができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、テーブルの所定回数の移動において、工具用モータにおけるトルク電流検出値が予め設定した基準トルク電流値となるように、切り込み量を制御する駆動手段の駆動を制御するようにしたので、ワークの加工前後の寸法計測を行なうことなく、ワークを常に所望の加工量で高精度に加工でき、作業効率及び加工効率を向上することができると共に、加工工具を長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における研磨装置の要部の外観斜視図である。
【図2】図1に示す研磨装置の制御系の要部の構成を示すブロック図である。
【図3】図1に示す研磨装置による加工動作の概略を示すフローチャートである。
【図4】図3に示す研磨動作の詳細を示すフローチャートである。
【図5】従来の研磨装置の要部の外観斜視図である。
【符号の説明】
1 歯車(ワーク)
2 砥石歯車(加工工具)
3 テーブル
4 ヘッドストック(ワーク保持部)
5 テールストック(ワーク保持部)
6 砥石取り付けヘッド(ヘッド部)
7 砥石歯車用モータ(工具用モータ)
8 砥石保持部
9 Z軸サーボモータ
10 リニアスケール
11 コントローラ
12、13 モータ駆動回路
15 トルク電流検出回路(トルク電流検出手段)
16 トルク制御回路(トルク制御手段)
17 メモリ(記憶手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus for processing a tooth surface of a work such as a gear and a spline shaft by grinding, shaving, or the like.
[0002]
[Prior art]
As a conventional processing apparatus of this type, for example, a polishing apparatus as shown in FIG. 5 is known. This polishing apparatus grinds a heat-treated external gear 51, which is a workpiece, according to a numerical control processing program using an internal gear wheel 52, which is a processing tool. The head stock 54 and the tail stock 55, which are work holding parts provided on a table 53 that can be moved to the center, are sandwiched between both centers.
[0003]
The head stock 54 is provided with an assist motor and a torque transmission device (not shown), and the assist motor drives the gear 51 to rotate in the forward and reverse directions via the torque transmission device.
[0004]
On the other hand, the grindstone gear 52 is rotatably mounted on a grindstone mounting head 56, and is rotatably driven in the same direction as the gear 51 by a grindstone gear motor 57 which is a tool motor attached to the grindstone mounting head 56. Has become.
[0005]
The grindstone mounting head 56 is attached to the grindstone holding portion 58 so as to be rotatable around a Z-axis crossing the X-axis so that the axis crossing angle of the grindstone gear 52 with respect to the gear 51 can be adjusted. It is mounted movably in the Z-axis direction by a Z-axis drive motor (not shown) via a moving mechanism.
[0006]
In such a polishing apparatus, by rotating the grinding wheel gear motor 57 and the assist motor for the gear 51 at rotation speeds substantially in synchronization, the rotation of the grinding wheel gear 52 causes the tooth surface pressure of the gear 51 to become excessively large. The rotation of the gear 51 is assisted by an assist motor so as not to rotate, and the torque transmission device absorbs a rotation error between the grinding wheel gear motor 57 and the assist motor.
[0007]
When grinding the gear 51 that has been heat-treated as a workpiece, the size and shape of each tooth may vary due to the thermal effects of the heat treatment. Therefore, prior to machining, the dimensions of all the teeth of the gear 51 are measured to determine an error with respect to the reference tooth, and the error is input to a correction item of the machining program as a correction amount.
[0008]
Then, in actual processing, first, the gear 51 whose dimensions have been measured is moved between the centers of the head stock 54 and the tail stock 55 in a direction approaching each other, and is sandwiched between these centers. Thereafter, the grindstone holding portion 58 is manually moved in the Z-axis (-) direction approaching the gear 51 so that the grindstone gear 52 meshes with the reference tooth of the gear 51 in a state of zero backlash. The position of the grinding wheel holding unit 58 in the Z-axis direction is stored in the apparatus as a backlash zero position.
[0009]
Thereafter, the grindstone gear motor 57 and the assist motor are rotated at rotational speeds substantially synchronized with each other, and when the rotational speed reaches a preset rotational speed in the numerical control machining program, the table 53 is designated in the X-axis direction. The table 53 is reciprocated a number of times, and each time the table 53 makes one reciprocation, the grindstone holding unit 58 is moved by the command cutting amount in the Z-axis (-) direction by the Z-axis drive motor via the moving mechanism.
[0010]
When the reciprocating movement of the table 53 reaches the designated number of times, the rotation of the grinding wheel gear motor 57 and the assist motor is stopped, and the grinding wheel holding unit 58 is moved by the Z-axis driving motor to the position at the time of starting the machining via the moving mechanism. After the movement is completed, the center of the head stock 54 and the center of the tail stock 55 are moved in a direction away from each other, and the gear 51 is taken out of the apparatus.
[0011]
Thereafter, the dimensions and the tooth profile of each tooth of the processed gear 51 are measured, and when the measured values do not satisfy the specified values, the correction amount is input to the correction item of the processing program to perform re-processing. Thus, the grinding wheel holding unit 58 is moved in the Z-axis (-) direction in consideration of the correction amount to the cutting completion value. (See, for example, Patent Document 1).
[0012]
Further, as another conventional polishing apparatus, a gear as a work and a grinding wheel as a processing tool are axially crossed and meshed with each other, and the grinding wheel is rotated by a motor to rotate the gear, thereby rotating the gear at that time. The eccentricity and wobble are detected as a function of the rotation angle of the gear, and the cutting depth of the gear and the axis crossing angle between the gear and the grinding wheel are controlled so as to correct the eccentricity and wobbling. There is also known a device in which a braking torque for braking the rotation of a gear is controlled based on the rotation angle and a pitch error of the gear is corrected (for example, see Patent Document 2).
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-126930 (paragraph numbers 0007 to 0009, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-A-6-339813 (paragraph numbers 0006 to 0013, FIG. 2)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the work of measuring the dimensions of each tooth and inputting a correction value or a correction value before and after machining the gear is extremely troublesome. It is difficult to accurately measure the dimensions before processing because of the unevenness. For this reason, there is a concern that the burden on the worker may be increased and the working efficiency and the working efficiency may be reduced, and that the working may be performed extra and the life of the working tool may be shortened.
[0015]
Such a concern also arises when a spline shaft is processed using a shaving cutter.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention, which has been made in view of the above points, is to provide a processing apparatus that can improve work efficiency and processing efficiency, can always work a workpiece with a desired processing amount with high accuracy, and can extend the life of a processing tool. To provide.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing apparatus comprising: a table capable of reciprocatingly moving in a predetermined direction; a work holding portion for detachably holding a work on the table; A machining tool that can be engaged with the work and a head unit that holds a tool motor for rotating the machining tool; and a driving unit that moves the head unit in a direction that intersects with the moving direction of the table. In a processing apparatus for processing the work by moving the table and the head while rotating the processing tool in a state where the work and the processing tool are engaged, a torque current of the tool motor is detected. Torque current detection means, storage means for storing a reference number of movements of the table with respect to the workpiece and a reference torque current value of the tool motor; Based on a comparison between the torque current detection value detected by the torque current detection means and the reference torque current value stored in the storage means, the drive is performed so that the torque current detection value becomes equal to the reference torque current value. And torque control means for controlling the driving of the head unit by means, and the table is moved by the reference number of movements stored in the storage means to process the work.
[0018]
According to the first aspect of the present invention, the driving means, that is, the cutting amount of the working tool with respect to the workpiece, is set such that the torque current detection value of the tool motor becomes a preset reference torque current value when the table is moved a predetermined number of times. By controlling the number of table movements with respect to the work and the reference torque current value appropriately, the work can always be machined with a desired machining amount with high precision without measuring the dimensions before and after machining the work. In addition, the working efficiency and machining efficiency can be improved, and the service life of the machining tool can be extended.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in the processing apparatus of the first aspect, the workpiece is a gear, and the processing tool is a grindstone gear.
[0020]
According to the second aspect of the invention, it is possible to perform the grinding of the gear with high working efficiency and processing efficiency.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the processing apparatus of the first aspect, the workpiece is a gear and the processing tool is a shaving cutter.
[0022]
According to the invention of claim 3, it is possible to perform shaving processing of the gear with high working efficiency and processing efficiency.
[0023]
According to a fourth aspect of the present invention, in the processing apparatus of the first aspect, the workpiece is a spline shaft, and the processing tool is a shaving cutter.
[0024]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to perform the shaving processing of the spline shaft with high working efficiency and processing efficiency.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 taking a polishing apparatus as an example.
[0026]
FIG. 1 is an external perspective view of a main part of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of a control system of the polishing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the outline, and FIG. 4 is a flowchart showing details of the polishing operation shown in FIG.
[0027]
As shown in FIG. 1, a polishing apparatus according to the present embodiment grinds a gear 1 after heat treatment, which is a work, using an internal gear type grindstone gear 2 which is a processing tool. The head stock 4 and the tail stock 5, which are work holding units provided on the table 3 which can be moved to the center, are detachably held between the centers.
[0028]
The grindstone gear 2 is rotatably mounted on a grindstone mounting head 6 which is a head portion, and is rotated in a forward and reverse direction by a grindstone gear motor 7 which is a tool motor mounted on the grindstone mounting head 6. It is supposed to.
[0029]
The grindstone mounting head 7 is attached to the grindstone holding unit 8 so as to be rotatable around a Z-axis intersecting with the X-axis so that the axis crossing angle of the grindstone gear 2 with respect to the gear 1 can be adjusted. It is mounted movably in the Z-axis direction via a linear scale 10 by a Z-axis servomotor 9. Here, the Z-axis servo motor 9 and the linear scale 10 constitute driving means.
[0030]
The headstock 4 is provided with an assist motor and a torque transmission device as disclosed in Patent Document 1 described above, and the assist motor drives the gear 1 to rotate in the same direction as the grindstone gear 2 via the torque transmission device. By providing a brake as described in Patent Document 2 above, the rotation of the gear 1 is braked with a desired brake torque, or the gear 1 is simply dragged by the rotation of the grindstone gear 2 without providing such a mechanism. It can be turned or arbitrarily configured.
[0031]
As shown in FIG. 2, the polishing apparatus has a controller 11 for controlling the operation of the entire apparatus. By this controller 11, numerical values stored in a memory (not shown) originally provided in the apparatus are provided. In accordance with the control processing program, the grindstone gear 2 is driven by driving the grindstone gear motor 7 via the motor drive circuit 12 while reciprocating the table 3 in the X-axis direction while the gear 1 and the grindstone gear 2 are meshed. While rotating the table 3 in the forward and reverse directions, the Z-axis servomotor 9 is driven via the motor drive circuit 13 in the forward and backward movements of the table 3 to move the grinding wheel holder 8 in the Z-axis direction via the linear scale 10. Thus, the gear 1 is polished by the grindstone gear 2.
[0032]
In the present embodiment, the control system shown in FIG. 2 includes a torque current detection circuit 15 which is a torque current detection means for detecting a torque current of the grinding wheel gear motor 7, and a torque control for controlling the driving of the Z-axis servomotor 9. A torque control circuit 16 as a means, a predetermined number of reciprocating movements of the table 3 required for polishing the gear 1 after the heat treatment with a desired polishing amount, and a grinding wheel at the time of grinding (at the time of engagement between the gear 1 and the grinding wheel gear 2). A memory 17 is provided as storage means for storing a reference torque current value of the gear motor 7.
[0033]
The detected torque current value of the grinding wheel gear motor 7 detected by the torque current detection circuit 15 is supplied to the controller 11 and the torque control circuit 16. The reference torque current value stored in the memory 17 is also supplied from the controller 11 to the torque control circuit 16, where the reference torque current value is compared with the detected torque current value, and the torque is determined based on the comparison result. The drive of the Z-axis servomotor 9 is controlled via the motor drive circuit 13 so that the detected current value becomes equal to the reference torque current value. Thereby, the inter-axis distance between the gear 1 and the grinding wheel 2 is adjusted in tooth units of the gear 1 to control the cutting amount of the gear 1 by the grinding wheel 2.
[0034]
In FIG. 2, the memory 17 may share a memory for storing a numerical control machining program originally provided in the apparatus. Further, as the predetermined number of reciprocating movements of the table 3 and the reference torque current value of the grinding wheel gear motor 7 stored in the memory 17, the respective values when the gear 1 is polished to predetermined dimensions are used. For this reason, in the present embodiment, the torque current detection value detected by the torque current detection circuit 15 is supplied to the controller 11, and the torque current detection value when the gear 1 is ground to a predetermined size is used as the reference torque current value. And stored in the memory 17.
[0035]
The processing operation of the polishing apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
[0036]
FIG. 3 shows an outline of the machining operation. First, both centers of the head stock 4 and the tail stock 5 are moved in a direction approaching each other, and the gear 1 to be machined is set between these two centers. (Step S <b> 1) Then, the grinding wheel holding unit 8 is manually moved in the Z-axis (−) direction approaching the gear 1 so that the grinding wheel gear 2 meshes with the gear 1 in a state of zero backlash. The position of the whetstone holding unit 8 in the Z-axis direction at that time is stored in the apparatus as a backlash zero position (step S2).
[0037]
Thereafter, the motor 7 for the grinding wheel is rotated (step S3) to start the torque current detection by the torque current detection circuit 15 (step S4), and the number of revolutions of the motor 7 for the grinding wheel is set in advance by numerical control processing. It is detected whether or not the number of revolutions in the program has been reached (step S5).
[0038]
When the grinding wheel gear motor 7 reaches the command rotation speed, the table 3 starts reciprocating movement in the X-axis direction (step S6), and every time the table 3 moves forward and backward, the Z-axis servo motor 9 The grinding wheel holding unit 8 is moved in the Z-axis (-) direction via the linear scale 10 to give a cut to the gear 1, and the amount of movement of the grinding wheel holding unit 8, that is, the cutting amount of the gear 1, will be described with reference to FIG. As described above, the gear 1 is polished under the control based on the comparison between the torque current detection value of the torque current detection circuit 15 and the reference torque current value stored in the memory 17 (step S7).
[0039]
The polishing operation in step S7 is performed for the predetermined number of reciprocating movements of the table 3 stored in the memory 17, and when the number of reciprocating movements of the table 3 reaches the predetermined number of times (step S8), the processing is terminated.
[0040]
FIG. 4 shows the details of the polishing operation in step S7 shown in FIG. 3. First, during each forward and backward movement of the table 3, the grindstone holding unit 8 moves in the Z-axis (-) direction. Then, the Z-axis servo motor 9 is driven (step S11). During the movement of the whetstone holding unit 8 in the Z-axis (-) direction, the torque control circuit 16 detects the torque current value (I) from the torque current detection circuit 15 and the reference torque current value ( (Iref) and I <Iref (step S12). If I <Iref (YES), the torque control circuit 16 causes the grinding wheel holder 8 to move in the Z-axis (-) direction. Continue moving.
[0041]
On the other hand, in step S12, if I ≧ Iref (NO), it is detected whether I = Iref (step S13), and if I = Iref (YES), the torque control circuit The drive of the Z-axis servomotor 9 is stopped by 16 to stop the movement of the grindstone holding unit 8 (step S14), and thereafter, it is detected whether the table has completed one forward or backward movement. (Step S15) If not completed (NO), the process returns to Step S12.
[0042]
In step S13, if I ≠ Iref (NO), the torque control circuit 16 sets the Z-axis servo motor 9 so that the grinding wheel holding unit 8 moves in the Z-axis (+) direction, with I> Iref. Driving is performed in the opposite direction (step S16), and the process returns to step S12.
[0043]
As described above, during each forward and backward movement of the table 3, the torque current detection value of the grinding wheel gear motor 7 detected by the torque current detection circuit 15 is different from the reference torque current value stored in the memory 17 in advance. By controlling the driving of the Z-axis servomotor 9 by the torque control circuit 16 so as to coincide with each other, the cutting amount of the grinding wheel 2 with respect to the gear 1 is adjusted in tooth units so that the cutting amount corresponds to the reference torque current value. It can be corrected automatically.
[0044]
Therefore, even if the size and shape of each tooth of the gear 1 fluctuate due to thermal effects such as expansion due to heat treatment, the dimensions of all the teeth of the gear 1 are measured before machining, and the error from the reference tooth is reduced. The gear 1 can always be polished with a desired amount of polishing with high accuracy without inputting as a correction value or measuring the dimensions of all teeth similarly after processing and reprocessing the error, so that the working efficiency and The processing efficiency can be improved, and the life of the grinding wheel 2 can be extended.
[0045]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the spirit of the invention. For example, the present invention can be effectively applied not only to a polishing apparatus using an internal gear wheel 2 but also to a polishing apparatus using an external gear wheel. The present invention can also be effectively applied to a processing device that is a cutter or a processing device in which a workpiece is a spline shaft and a processing tool is a shaving cutter.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, the drive of the drive means for controlling the cutting amount is controlled such that the torque current detection value of the tool motor becomes a preset reference torque current value when the table is moved a predetermined number of times. Therefore, the work can always be machined with a desired machining amount with high accuracy without measuring the dimensions of the work before and after machining, and the work efficiency and machining efficiency can be improved, and the life of the machining tool can be extended. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a main part of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of a control system of the polishing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a flowchart schematically showing a processing operation performed by the polishing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing details of the polishing operation shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an external perspective view of a main part of a conventional polishing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 gear (work)
2 Wheel gear (machining tool)
3 Table 4 Headstock (work holding part)
5 Tail stock (work holding part)
6 Whetstone mounting head (head part)
7 Wheel gear motor (motor for tool)
Reference Signs List 8 Wheel holding unit 9 Z-axis servo motor 10 Linear scale 11 Controllers 12, 13 Motor drive circuit 15 Torque current detection circuit (torque current detection means)
16. Torque control circuit (torque control means)
17 memory (storage means)

Claims (4)

所定の方向に往復移動可能なテーブルと、該テーブル上でワークを着脱自在に保持するワーク保持部と、該ワーク保持部に保持された上記ワークに係合可能な加工工具及び該加工工具を回転させる工具用モータを保持するヘッド部と、上記ヘッド部を上記テーブルの移動方向と交差する方向に移動させる駆動手段とを有し、上記ワークおよび上記加工工具を係合させた状態で上記加工工具を回転させながら上記テーブルおよび上記ヘッド部を移動させて上記ワークを加工する加工装置において、
上記工具用モータのトルク電流を検出するトルク電流検出手段と、
上記ワークに対する上記テーブルの基準移動回数および上記工具用モータの基準トルク電流値を格納する記憶手段と、
上記トルク電流検出手段で検出されるトルク電流検出値と上記記憶手段に格納されている基準トルク電流値との比較に基づいて、上記トルク電流検出値が上記基準トルク電流値と等しくなるように上記駆動手段による上記ヘッド部の駆動を制御するトルク制御手段とを有し、
上記テーブルを上記記憶手段に格納されている基準移動回数分移動させて上記ワークを加工することを特徴とする加工装置。
A table that can reciprocate in a predetermined direction, a work holding unit that detachably holds the work on the table, a working tool that can be engaged with the work held by the work holding unit, and a rotation of the working tool. A head for holding a tool motor to be driven, and driving means for moving the head in a direction intersecting with the direction of movement of the table, wherein the work tool is engaged with the work and the work tool. In the processing apparatus for processing the work by moving the table and the head portion while rotating
Torque current detecting means for detecting the torque current of the tool motor,
Storage means for storing a reference number of movements of the table with respect to the workpiece and a reference torque current value of the tool motor;
Based on a comparison between the torque current detection value detected by the torque current detection means and a reference torque current value stored in the storage means, the torque current detection value is set to be equal to the reference torque current value. Torque control means for controlling the driving of the head unit by the driving means,
A processing apparatus for processing the work by moving the table by a reference number of times of movement stored in the storage means.
上記ワークが歯車で、上記加工工具が砥石歯車であることを特徴とする請求項1に記載の加工装置。The processing device according to claim 1, wherein the workpiece is a gear, and the processing tool is a grindstone gear. 上記ワークが歯車で、上記加工工具がシェービングカッタであることを特徴とする請求項1に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 1, wherein the work is a gear, and the processing tool is a shaving cutter. 上記ワークがスプラインシャフトで、上記加工工具がシェービングカッタであることを特徴とする請求項1に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 1, wherein the workpiece is a spline shaft, and the processing tool is a shaving cutter.
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