JP2023535707A - 歯付けシステムを機械加工するための方法 - Google Patents
歯付けシステムを機械加工するための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023535707A JP2023535707A JP2023504168A JP2023504168A JP2023535707A JP 2023535707 A JP2023535707 A JP 2023535707A JP 2023504168 A JP2023504168 A JP 2023504168A JP 2023504168 A JP2023504168 A JP 2023504168A JP 2023535707 A JP2023535707 A JP 2023535707A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machining operation
- machining
- workpiece
- toothing
- machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 21
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 17
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
- B23F5/20—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by milling
- B23F5/202—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by milling the tool having a shape similar to that of a gear or part thereof, with cutting edges situated on the tooth contour lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
- B23F5/12—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting
- B23F5/16—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting the tool having a shape similar to that of a spur wheel or part thereof
- B23F5/163—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting the tool having a shape similar to that of a spur wheel or part thereof the tool and workpiece being in crossed axis arrangement, e.g. skiving, i.e. "Waelzschaelen"
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F19/00—Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
- B23F19/10—Chamfering the end edges of gear teeth
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
- G05B19/186—Generation of screw- or gearlike surfaces
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
- B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
- B23F23/1218—Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45214—Gear cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Gear Processing (AREA)
Abstract
本発明は、歯付けシステムを機械加工するための方法であって、同一の目標幾何学形状を有する一連のワークピースに対して、第1の機械加工作業では、それぞれのワークピースに対して歯付けシステムが製造又は機械加工され、第2の機械加工作業では、機械加工工具を用いて、第1の機械加工、特に、この歯付けシステムの歯端縁部の面取りから生じる歯付けシステムの追加の歯成形が、ワークピースに対する相対的位置決めにて行われ、第2の機械加工作業のコントローラが、特に、第1の機械加工作業から独立したワークピース特性の変更、及び/又は第1の機械加工作業の設定の、特に、それぞれ所定の基準に対する変更を少なくとも部分的に自動的に検出し、かつ検出された変更の関数として相対的位置決めを行う、方法に関する。
Description
本発明は、歯付けシステムを機械加工するための方法であって、同一の目標幾何学形状を有する一連のワークピースに対して、第1の機械加工作業では、それぞれのワークピースに対して歯付けシステムが製造又は機械加工され、第2の機械加工作業では、機械加工工具を用いて、第1の機械加工、特に、この歯付けシステムの歯端縁の面取りから生じる歯付けシステムの追加の歯成形が、ワークピースに対する相対的位置決めにて行われる、方法に関する。
そのような方法は、当然ながら、先行技術、例えば、ホビングによる、例えば、選択された面取り技術(例えば、国際公開第2019/161942(A1)号に開示されているような面取りホビングであってもよい)を用いた後続の面取り、又は他の、特に、面取り切削(欧州特許第1495824(B1)号)、スカイビング面取り(国際公開第2015/014448(A1)号)などのような切削-面取り方法を用いた、ギヤホイールの大規模製造においてよく知られている。
通常、現代の歯付け機械の機械コントローラ及びオペレータインターフェースは、既に技術的に成熟しており、そのため、所望の面取りに関して、オペレータは、面取り幅及び/又は面取り角度などの、面取りを特徴付けるパラメータをコントローラに入力し、機械コントローラは、第2の機械加工作業のために、面取りに必要な機械軸設定を独立して計算する。
より多数の部品のワークピースバッチ処理は、通常、第1の機械加工作業の歯付けシステムが目標歯付けに対して所望の公差限界内に初めから存在する場合にのみ行われる。加えて、公差の維持を監視するために、歯付けシステムは通常、規則的な間隔で測定される。面取り形状を記述する測定値が許容限界に向かって移動すること、例えば面取り幅が小さくなりすぎることが分かった場合、オペレータは修正措置を取り、実際の目標幅の代わりに、目標面取り幅からの差だけ大きい面取り幅を入力することができ、その結果、「仮想的に大きすぎる面取り幅」に制御されるプロセスが、対抗措置として実際に所望される面取りを製造する。最新の機械制御装置は、ある程度までは既に技術的に成熟しており、測定された面取り部からの1つの測定値のみを機械コントローラに入力する必要があり、機械コントローラは、所定の目標値からの偏差を独立して計算し、調整に必要な補正を行う。
しかしながら、これら全ての監視及び補正措置にもかかわらず、より大きなワークピースバッチは、行われる追加の歯成形に関して所望の期待に対応せず、特に公差ゾーンが狭く設定されている場合に、所定の公差ゾーンから離れたワークピースを常に含む。
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法を改良して、ワークピースバッチのワークピースの個々の歯成形の個々の結果の相互の相対的偏差を減少させることである。
この目的は、最初に述べた形式の方法の発展形態による本発明によって達成され、当該発展形態は、実質的に、第2の機械加工作業のコントローラが、特に第1の機械加工作業から独立したワークピース特性の変更、及び/又は特にそれぞれ所定の基準に対する第1の機械加工作業の設定変更を少なくとも部分的に自動的に検出し、検出された変更の関数として相対的位置決めを行うことを特徴とする。
したがって、本発明によれば、オペレータによって設定された、又は第1の機械加工作業の変更された要因の結果として自動的に調整された第1の機械加工作業の設定変更は、例えば、歯付けシステムの歯縁部の位置に影響を及ぼす可能性があり、所望の目標面取り幾何学形状からのより大きな偏差が、変更された位置に起因して生じる可能性があることが認識されている。本発明により、変更を少なくとも部分的に自動的に検出することによって、これらの影響を予測し、打ち消すことができる。したがって、追加の歯成形、特に面取りは、第1の機械加工作業の変更された要因に関して適応的な面取りとなる。本発明はまた、第1の機械加工作業に先行する機械加工の要因、すなわち、例えば、ワークピース特性の変更に反映されるワークピース未加工部品の製造を考慮することができる。例として、後で詳細に説明するように、ワークピース未加工部品が旋削されるときに偏差が生じる可能性があり、追加の歯成形において挟持高さが変化することにつながる。
したがって、第2の機械加工作業は、歯縁部位置の事前機械加工変更に応答して、少なくとも部分的に自動的な、適応的な追加の歯成形として行われる。基準として、先行するワークピースに対するそれぞれの設定を使用することができ、又は変更された値の絶対的値を、所定の絶対的基準と比較することができ、又は両方の変形の混合形態であり得る。
好ましい方法の実施形態では、第1の機械加工作業は、ソフト機械加工作業、特に、ホビング、スカイビング、又は創成である。第1の機械加工作業の特に好ましい形式はホビングであるが、必要であれば、ホビングを妨害又は防止する干渉輪郭に起因して、スカイビングが主に好ましいが、創成も使用され得る。
更なる好ましい方法の実施形態では、第2の機械加工作業は、切削面取りであり、目標幾何学形状は、この点において、所定の面取り形状及び面取りサイズを有する。依然として広く使用されている圧延圧力バリ取りと比較して、切断面取りは、いわゆる二次バリを回避/低減するという利点を有する。
更なる好ましい方法の実施形態では、第2の機械加工は、圧延法で、特にホビングの介入運動学で行われる。この点に関して、片側介入が好ましい。好ましい介入運動学については、国際公開第2019/161942(A1)号に開示されている運動学が参照される。しかしながら、他の切削方法、例えば、国際公開第2015/014448(A1)号に開示されているスカイビング法、及び欧州特許第1495824(B1)号に記載されているいわゆる「面取り切削」法も考慮される。
更なる好ましい方法の実施形態では、検出された変更は、歯付けシステムの歯すじの修正を含む。特に、第1の機械加工作業の歯すじ角度補正の形態で検出された変更が推奨される。なぜなら、例えば、第1の機械加工作業の機械加工形式としてのホビングの際に、後者は傾斜角度変化及び軸方向距離変化に関連するからである。
更なる好ましい方法の実施形態では、検出された変更は、歯付けシステムの歯厚の修正を含む。歯厚の修正は、軸方向距離の変化にも関連する。
更なる好ましい方法の実施形態では、変更は、歯付けシステムの歯端縁部のワークピース軸に関連する軸方向位置の修正を含む。ワークピース軸に関連した歯端縁部の軸方向位置は、通常、歯付けシステムの製造において副次的な役割を果たすが、面取りプロセスにおいて、又は以下でより詳細に説明されるように、アクセス性を改善するためにワークピースの挟持の形式が変更されるポイントを製造する場合には、副次的な役割を果たさない。
好ましい実施形態によれば、第2の機械加工作業のための挟持は、第1の機械加工作業で製造された歯付けシステムの端面が面取り工具にアクセス可能であり、挟持に関連する理由により妨害されないように設定される。
更なる好ましい方法の実施形態では、変更は、第1の機械加工作業の工具/第1の機械加工作業の回転軸の軸方向距離の半径方向調整を含む。したがって、コントローラ側での変更の検出は、好ましくは、機械軸設定自体のレベルで行うことができるが、ワークピース上で直接決定することができる、歯すじプロファイル及び/又は歯厚などの特性のレベルでも(上記参照)行うことができる。
更なる好ましい方法の実施形態では、変更は、第1の歯付けシステムの工具の旋回角度、及び/又は第1の機械加工作業の機械軸、例えば、接線軸(Y)又は軸方向軸(Z)の重ね合わせ、及び場合によっては追加の回転(ΔC、ΔB)を含み、その結果、歯すじ修正が行われる。旋回角変更は、行われる場合、通常、ホビング又はスカイビング中に行われる。-第1の機械加工作業の機械軸の実現に応じて、接線軸及び追加の回転を変更することによる機械加工点変位も考慮に入れることができる。
更なる好ましい方法の実施形態では、第2の機械加工作業の前に、挟持高さに影響を及ぼす変化に関してワークピースに対して測定が行われ、その結果がコントローラによってアクセスされることが提供される。特に、ワークピース未加工部品がより大きな公差ゾーンで供給される場合、又はワークピースが仕上げられるときに生じる偏差に関して、第1の機械加工作業自体に関連しない偏差が存在する場合、公差ゾーン内の偏差であっても、第2の機械加工作業のための挟持高さの変位をもたらす可能性があり、これは、第1の機械加工作業の公差ゾーン内の偏差と組み合わされると、第2の機械加工作業の公差ゾーンを外れた機械加工結果の偏差をもたらす可能性がある。好ましい方法の実施形態では、測定中に、第1の機械加工作業で製造された歯付けシステムの横断面の一方又は両方の挟持高さが、第2の機械加工作業のための挟持中に監視され、コントローラは、特に、実際の挟持高さ、又は目標挟持高さからの工作物の偏差へのアクセスを自動的に得る。例として、歯付けシステムの上部平面領域の平面(面取り平面)からのセンサ平面の既知の位置の軸方向距離は、センサによって決定される。目標挟持高さからの偏差を決定する測定変数(例えば、bu、図2の下を参照)の決定は、第2の機械加工作業のための挟持の前に既に行うことができる。好ましくは、それは、第1の機械加工作業の主要時間と並行して、例えば、ワークピースを第1の機械加工作業に移動させるワークピース自動化中に行われる。ワークピースが追跡されるとき、測定された変数を、ワークピースに割り当てられてコントローラに格納することができことができる。
更なる好ましい方法の実施形態では、ワークピースの第2の機械加工作業の前に、第2の機械加工作業の機械加工結果のチェックが、先行するワークピースに対して、又は最後のn個の先行するワークピースのうちの1つに対して行われないことが提供され、nは、好ましくは少なくとも5、特に少なくとも10である。先に説明した挟持高さの変化は、第1の機械加工作業の機械加工結果とは無関係であるが、本発明による方法においても、全体的な機械加工結果のランダム検査を行うことができる。しかしながら、本発明によれば、変更の検出の結果として、全体の結果を連続的に監視する必要はない。
更なる好ましい方法の実施形態では、検出中に、少なくとも1つの変更が、ワークピースに対する特定の測定に頼ることなく、第1の機械加工作業の変更された機械軸設定から決定される。これに関連して、検出された変更に起因して、相対的位置決めの変更は、一連の機械加工されたワークピースのうちの少なくとも、特に30%超、好ましくは50%超の割合に対して行うことができ、その検出は、ワークピース上で検出された特定の測定値、特に第1の機械加工作業の機械加工結果に遡らない。
更なる好ましい方法の実施形態では、コントローラは、目標幾何学形状及び加工工具のパラメータ、並びに適用可能であれば挟持パラメータの入力に従って、第2の加工動作を実施するための基本設定のために設計されている。したがって、オペレータは、依然として、第2の機械加工作業のために所望の面取りパラメータを事前に入力することができる。
好ましい方法の実施形態では、変更が検出されると、入力パラメータではなく、基本設定の制御パラメータが変更される。原則として、機械コントローラは、従来技術において経験のあるオペレータによってプログラムされた変更を計算し、それらを入力のためにオペレータに利用可能にすることができる。しかしながら、これは必須ではない。この点に関して、入力パラメータは目標値に留まることができ、相対的位置決めの変更は、検出された変更に少なくとも部分的に、特に完全に自動的に応答することによって、目標パラメータを入力として維持することを目的とする。したがって、それぞれ所定の基準と比較した、第1の機械加工作業のワークピース特性及び/又は要因の変更の少なくとも部分的に自動的な検出は、好ましくは完全に自動的な検出である。
更なる好ましい実施形態では、少なくとも部分的に自動的な検出は、機械オペレータが、機械コントローラによって検出された変更及びそこから計算された相対的な再位置決めを表示するように機械コントローラによって促され、機械オペレータが再位置決めを確認又は破棄することができる限りにおいて、半自動的な適用を含む。
これは、以下のシナリオを使用して説明される。機械オペレータが、機械の補正ダイアログにおいて、第1の機械加工作業のために製造及び測定された傾斜角に基づいて補正を行う場合、面取りは、第1の機械加工作業、例えば、ホビング中に補正によって既に製造されたこの歯付けシステムに設定されることになり、機械オペレータは、対応する再位置決めを確認する。同じことが、例えば、更なるワークピースの測定後の最初の機械加工作業中に設定される微調整の補正、又は事実上の新しい工具状態における少数の機械加工後の標的補正に当てはまる。
より多くの数の部品の後に工具摩耗が発生し、それが製造された傾斜角の気付かれない変化につながる場合、及び第1の機械加工作業に関するこの点に関する補正が、第2の機械加工作業から予想される傾斜角プロファイルを再確立する摩耗補償のための対抗措置のみを保証する場合、第2の機械加工作業に使用される現在の相対的位置決めがここに適合し、機械オペレータは、したがって、自動機械加工の結果として機械オペレータに表示される可能な再位置決めを破棄する。
特に好ましい実施形態では、挟持高さ監視が実現される場合、この点に関する変更による再位置決めが完全に自動的に行われるが、いずれの場合も、一連の製造のバッチのためのプロセスセットアップが完了した後、第1の機械加工作業の設定の変更に応答する機械コントローラは、この点に関する再位置決めを行うことに関して半自動的に動作する。
本発明はまた、歯付け機械上で実行されると、前述の態様のうちの1つによる方法を行うために機械を制御する制御プログラム、及び方法を行うように制御される歯付け機械に関する。
この歯付け機械の場合、第2の機械加工作業は、歯付け機械自体で、歯付け機械に割り当てられた機械加工ステーションで、又は歯付け機械に自動的に結合された機械加工ステーションを介して行うことができるが、完全に別個の機械で行うこともできる。それにもかかわらず、第1の機械加工作業のコントローラ並びに第2の機械加工作業のコントローラを結合するために、それぞれの基準と比較した第1の機械加工作業の因子が検出され、第2の機械加工作業のコントローラによってアクセスされ得ることが確実にされる。
好ましい実施形態では、第2の機械加工作業を行う機械加工ユニットは、面取りされる歯縁部が位置する横断面の歯溝中心及び/又は挟持高さをセンサベースで検出のための手段を有する(歯付けシステムの端面が歯付けシステムの回転軸に直交しない場合、歯先の軸方向位置の挟持高さを、例えば、ワークピース上の基準として挟持高さのために使用することができる)。
挟持高さに必要な情報は、例えば、センサの平面からの歯付けシステムの端面の軸方向距離を介して導出することができる。
以下において、本発明は、添付の図面を参照して説明される実施形態を参照して更に説明される。
プロセス設計のパラメータを説明するための図である。
ワークピース未加工部品の図を示す。
歯付けシステムの軸方向変位の場合の追加の回転の概略図を示す。
異なる端縁部高さにおける歯縁部位置の概略図である。
異なる歯厚における歯縁部位置を示す図である。
歯すじ修正の場合の歯縁部位置の概略図である。
複数の影響が重畳した際の歯縁部の位置の概略図である。
最初に、図1を参照して、プロセス設計の基礎となるいくつかのパラメータが、円筒螺旋状の歯付けシステムの例を使用して説明される。プロセス設計は、基本的に、全ての寸法が正確に公称寸法であるギヤホイール又は歯付けシステムに基づく。考慮されるパラメータは、通常、歯の数z2、法線モジュールmn、法線介入角αn、ピッチ円における傾斜角β、プロファイル変位xm、先端円直径da2、根元円直径df2、及び歯幅bを含む。図1において、ピッチ円における直径はdにより示され、傾斜角βは歯の側面に関連し、歯の側面は、ヘリカル歯付けの結果として、回転軸に平行な軸に対してピッチ円シリンダ上で更に変位され、回転軸は図1においてuにより示されている。
図2を参照すると、典型的な未加工部品40がまず図2aに斜視図で示されている。様々な用途において、この未加工部品は、環状円筒形の外側領域43を有することができ、この外側領域43から、後続の歯付けシステムが、貫通孔42によって貫通され、歯付けシステムの回転軸に直交する平面内に配置されるディスク形状の本体41と同様に製造される。ギヤ幅bにわたって軸方向に延在する外側環状体43の上端面433及び下端面434の形態の(軸方向に見て)外側端部は、内側環状体41の端面から離隔され得る。図2bにおいて、この距離は、bo(上部における旋削された凹部の幅)及びbu(底部における旋削された凹部の幅)によって示されている。ワークピース未加工部品40から歯付けシステムをホビングするとき、未加工部品は、外側環状体43上に、より正確には、例えば下側端面434上に載置される。一方、例えば、別個の挟持を用いて行われる面取りの間、歯端縁部が中間挟持の変更なしにワークピース歯付けシステムの両端面で面取りされる場合、ワークピースは、内側ディスク本体41の下端面412を介して取り付けられる。
また、図2bから、未加工部品が旋削されるときのbo及び/又はbuの変化による、製造に関連する偏差は、面412に対する面434及び433の位置の変動をもたらし得ることが分かる。
歯付けシステムのホビングの場合のそのような製造公差は、通常、端面434上の支持であっても無関係であるが、ホビング中の軸方向機械加工経路はいずれの場合も最大歯幅に設定されるので、端面412上の支持により挟持する場合には状況が異なる。これは、上端面433及び下端面434の平面が、支持面412が載置される直接的支持と比較して、旋削中の製造公差に応じて異なる相対的位置に配置されるためである。通常、基準位置は、支持面412の直接的な支持ではなく、機械基準、例えば、挟持手段を含む機械テーブルの高さである。したがって、機械側で規定された「挟持高さ」hと比較して、目標位置に対する上端面433及び下端面434の平面の軸方向位置の偏差が存在する可能性がある。用語選択で「高さ」という語は、ワークピースの回転方向の延長を指し、垂直型機械だけでなく、水平型機械又は軸位置が斜めの機械も使用できることは言うまでもない。
歯付けシステムの歯縁部が面取りされるとき、テーブル軸に対する歯の位置が最初にセンサによって決定され、したがって、上端面433及び下端面434において機械加工される歯縁部も決定される。例えばセンサの平面に対する歯付けシステムの上端面の軸方向距離の知識を用いて、歯付けシステムは、例えば機械テーブル軸を介して、軸方向に見たときに、上端面433上の歯縁部を所望の位置に回転できるように、また同様に下端面434上の面取りのために、位置決めすることができことができる。
直線の歯付けシステムの場合には、上端面433又は下端面434の平面を設定するために、単に軸方向移動を介して所望の機械加工位置に設定すれば十分であるが、ヘリカル歯付けシステムの場合には、歯溝を機械中心において所望の面取り高さに保持するために、ワークピースを更に回転させなければならない。
軸方向補正ΔZの場合、これは、ΔC=ΔZ×360°/pZの必要な追加の回転をもたらし、ここで、pZは、ヘリカル歯付けシステムのピッチ高さであり(歯溝はピッチ高さを有するヘリカルラインに従う)、z×mn×π/sin|β|によって与えられる。テーブルを時計回りに回転させる場合、ΔCは右傾斜βの際には軸ずれと同じ符号となり、左傾斜βの際にはΔCは逆符号となる。反対の符号規則が、テーブルが反時計回りに回転される(ワークピース軸Cの周りの回転)場合に適用される。
軸方向変位を伴うこの追加の回転は、位置センサ8、及び歯縁部が位置する機械加工面5、6とともに、図3に再び概略的に示されている。
端面433及び434の平面に対する面取り工具の相対的位置に関して、例えば、旋回角度η、軸方向距離ΔX、機械中心までの距離ΔY、面取り平面までの距離ΔZの4倍、すなわち、上端面433の平面については(η3、ΔX3、ΔY3、ΔZ3)、したがって、端面434の下面では(η4、ΔX4、ΔY4、ΔZ4)を使用することが可能である。
面取り工具の絶対的機械位置に関しては、旋回角度、軸方向距離、及び機械中心までの距離に対して相対的位置の値を使用することができるが、面取り平面までの距離に関しては、回転ΔC3又はΔC4に加えて、上部平面に対するZ3=h-bu+b+ΔZ3及びZ4=h-bu-ΔZ4の軸方向値を考慮しなければならない。
図4は、端縁部が異なる高さにある際の歯縁部の位置の状況を再び示している。ギヤ幅bの公称寸法は、最小ギヤ幅bminと最大ギヤ幅bmaxとの間である。公称歯幅における左側面の鋭いエッジの位置は、Bによって示され、右側面の鈍いエッジの位置は、Eによって示される。より大きい歯幅(bmax)からの偏差に対して、これらの位置は、C又はFによって示され、より小さい歯幅に対しては、A及びDによって示される。したがって、未加工部品が旋削されるときの製造に関連する偏差が、端縁の結果として生じる異なる高さにおいて歯縁部の異なる位置をどのようにもたらすことができるか、すなわち、後続の機械加工(第2の機械加工)、例えば面取り中に位置変化を考慮することができ、位置変化は、先行する歯付けシステムの製造自体とは無関係であり、したがって、歯付けシステムの機械加工が公称寸法製造に対して理想的に100%で行われる場合であっても起こり得るかが分かる。
しかしながら、歯縁部の位置変化は、歯付け製造から生じる変化、例えば歯厚からも生じる。これは図5に示されており、図中、B及びEは、公称歯厚での左側面の鋭いエッジ及び右側面の鈍いエッジの位置をそれぞれ示し、これらは、ワークピース回転軸に直交する平面内のより薄い歯の場合には、より薄い歯におけるG、Kに、又はより厚い歯におけるH、Jに変位される。
別の例として、図6は、歯付け製造中に生じた歯すじ修正fHβの場合の歯縁部の位置の変化を示す。これに関して図6から分かるように、公称位置B、Eの位置は、変更β-の場合にはL、Nに変化し、変更β+の場合には位置M、Pに変化する。クラウニング(対称性の歯すじ修正cβ)のみが変化する場合、基準位置B,Eの位置は変化しない。
図4、図5、及び図6を用いて説明した変形例のいくつかの影響を重ね合わせた場合を図7に示す。
ここでも、bは公称位置における左側面の鋭いエッジを示し、Eは公称位置における右側面の鈍いエッジを示し、公称寸法での傾斜角βにおける歯溝中心の関連するプロファイルWを伴う。対照的に、傾斜角βにより結果として生じる歯溝中心のプロファイルVは、左側面の鋭角位置の結果として生じる位置U及び右側面の鈍いエッジの結果として生じる位置Zの位置と相関し、公称寸法による上端面433と、U、Zの高さにおける上端面3’’との間の軸方向距離は、ΔZoによって示されている。
公称値と比較して、ホビングの例について歯付け修正が行われるとき、軸方向距離及び傾斜角が変化する。したがって、歯厚補正は、一定の軸方向距離変化ΔX1をもたらすのに対して、歯すじ角度補正は、同様に、軸方向位置Zに依存する軸方向距離変化に対する寄与ΔX2(Z)、更に傾斜角変化Δβを有する。
対照的に、以下の変化値が面取り中に考慮されなければならない。傾斜角変化はピッチ高さ変化Δpzをもたらし、ピッチ高さ変化は、上述したように、追加の回転ΔCpz、図7の上端面433及び3’’の高さの差、Δz0、及び端面433から端面3’’への移行に関連する追加の回転ΔC0をもたらす。
したがって、検出された変更の関数としての相対的位置決めは、平面433から3”までの面取り工具の絶対的機械位置の端部位置に対して行われ、その結果、同じ旋回角度が仮定される(η3’’=η3)。軸方向距離はX3’’=ΔX3+ΔX1+ΔX2(Z)とし、機械中心までの距離はそのままであってもよく、面取り面までの距離はZ3=h-bu+b+ΔZ3+ΔZ0とし、回転についてはΔC3+ΔCpz+ΔC0とする。インデックス「3」は、ここでは面433を表す。
既に上で説明したように、最後に述べた寄与ΔCは、ワークピースの歯溝を面取り平面の高さでワークピースの回転によって機械中心に回転させる目的に役立ち、センサ平面から元の平面3への回転ΔC3、傾斜角が変化した場合の追加の回転ΔCpz、及び平面433から平面3’’への移行を説明する追加の回転ΔC0から構成される。
上記の説明は主に上面433に関する。対応する手順が下面434に対して使用される。
言うまでもなく、正確な計算からの逸脱が可能であり、近似、推定、及び/又は例えば補正テーブルによるより粗い補正も使用することができ、上記の表現は、1つの可能な実現形式のみを表す。
相対的位置を実現するために、個々の軸に関して、面取り工具の機械軸の代わりに、ワークピース側の機械軸を再位置決めすることが可能であり、これは、面取り工具の決定された絶対的位置決めと同じ相対的位置決めをもたらす。
ホビング、スカイビング、又は創成による第1の機械加工作業の歯付け製造と同様に、使用することもでき、軸方向距離変化及び/又は傾斜角変化をもたらす第1の機械加工作業の変化を基礎として使用することができる。
この点において、本発明は、例示的な実施形態に記載された方法に限定されない。むしろ、以下の特許請求の範囲並びに上記の説明の特徴は、又は組み合わせて、その様々な実施形態において本発明を実現するために不可欠であり得る。
Claims (16)
- 歯付けシステムを機械加工するための方法であって、同一の目標幾何学形状を有する一連のワークピースに対して、第1の機械加工作業では、それぞれのワークピースに対して歯付けシステムが製造又は機械加工され、第2の機械加工作業では、機械加工工具を用いて、前記第1の機械、特に、前記歯付けシステムの歯端縁部の面取りから生じる前記歯付けシステムの追加の歯成形が、前記ワークピースに対する相対的位置決めにて行われ、
前記第2の機械加工作業のコントローラが、特に、前記第1の機械加工作業から独立したワークピース特性の変更、及び/又は前記第1の機械加工作業の設定の、特に、それぞれ所定の基準に対する変更を少なくとも部分的に自動的に検出し、かつ前記検出された変更の関数として前記相対的位置決めを行うことを特徴とする、方法。 - 前記第1の機械加工作業が、ソフト機械加工作業、特に、ホビング、スカイビング、又は創成である、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の機械加工作業が、切削面取りであり、この点において、前記目標幾何学形状が、所定の面取り形状及び面取りサイズを有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第2の機械加工が、圧延法、特に、ホビングの介入運動学で行われる、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記変更が、前記歯付けシステムの歯すじの修正を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記変更が、前記歯付けシステムの歯厚の修正を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記変更が、前記歯付けシステムの前記歯端縁部のワークピース軸に関連する軸方向位置の修正を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記変更が、前記第1の機械加工作業の前記工具/前記第1の機械加工作業の回転軸の軸方向距離の半径方向調整を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記変更が、前記第1の歯付けシステムの前記工具の旋回角度、及び/又は前記第1の機械加工作業の機械軸、例えば、接線軸(Y)又は軸方向軸(Z)の重ね合わせ、並びに場合によっては、追加の回転(ΔC、ΔB)を含み、その結果、歯すじ修正が生じる、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の機械加工作業の前に、前記ワークピースに対して測定が行われ、その結果が前記コントローラによってアクセスされる、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- ワークピースの前記第2の機械加工作業の前に、前記第2の機械加工作業の機械加工結果のチェックが、先行するワークピースに対して、又は最後のn個の先行するワークピースのうちの1つに対して行われず、nが、好ましくは少なくとも5、特に少なくとも10である、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記検出中に、前記ワークピースに対する特定の測定に頼ることなく、前記第1の機械加工作業の変更された機械軸設定から少なくとも1つの変更が決定される、請求項8又は9に記載の方法。
- 前記第2の機械加工作業の前記コントローラが、前記目標幾何学形状及び前記機械加工工具のパラメータ、並びに適用可能であれば挟持パラメータの入力に従って、前記第2の機械加工作業を実施するための基本設定のために設計されている、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 変更が検出されると、前記入力パラメータではなく、前記基本設定の制御パラメータが変更される、請求項13に記載の方法。
- 制御プログラムであって、前記制御プログラムが、歯付け機械のコントローラ上で実行されると、前記請求項1~14のいずれか一項に記載の方法を行うように前記機械を制御する、制御プログラム。
- ワークピースに対して歯付けシステムを製造するための第1の機械加工作業を行い、かつ前記ワークピースに対して第2の機械加工作業によって追加の歯成形を行うための歯付け機械であって、前記歯付け機械が、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法を行うように設計されたコントローラ、及び/又は請求項15に記載の設計済み制御プログラムを有することを特徴とする、歯付け機械。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020004346.1A DE102020004346A1 (de) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | Verfahren zur Verzahnungsbearbeitung |
DE102020004346.1 | 2020-07-20 | ||
PCT/EP2021/070216 WO2022018060A1 (de) | 2020-07-20 | 2021-07-20 | Verfahren zur verzahnungsbearbeitung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023535707A true JP2023535707A (ja) | 2023-08-21 |
Family
ID=77104061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023504168A Pending JP2023535707A (ja) | 2020-07-20 | 2021-07-20 | 歯付けシステムを機械加工するための方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230264281A1 (ja) |
EP (1) | EP4182113A1 (ja) |
JP (1) | JP2023535707A (ja) |
KR (1) | KR20230038455A (ja) |
CN (1) | CN115768579A (ja) |
DE (1) | DE102020004346A1 (ja) |
WO (1) | WO2022018060A1 (ja) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10331957A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 歯車対および歯面形状設定方法 |
DE10330474B4 (de) | 2003-07-05 | 2009-03-05 | Fette Gmbh | Vorrichtung zur Herstellung eines Zahnrads aus einem Zahnradrohling |
EP2314405B1 (de) * | 2009-10-05 | 2012-12-26 | Klingelnberg AG | Verfahren zum Erzeugen von Kegelrädern mit Hypozykloidverzahnung im kontinuierlichen Formverfahren unter Verwendung entsprechender Werkzeuge |
DE102013012797A1 (de) | 2013-07-31 | 2015-02-19 | Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh | Verfahren zum Bearbeiten von Zahnkanten und dazu ausgelegte Bearbeitungsstation |
EP2954967B1 (de) | 2014-06-11 | 2019-08-07 | Klingelnberg AG | Verfahren und Vorrichtung zum stirnseitigen Anfasen einer Verzahnung eines Werkstücks |
DE102014014132A1 (de) | 2014-09-30 | 2016-05-25 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Anfasen und Entgraten verzahnter Werkstücke |
DE102015012603A1 (de) | 2015-09-28 | 2017-03-30 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren zum Entgraten eines Zahnradrohlings |
DE102017103115A1 (de) * | 2017-02-16 | 2018-08-16 | Klingelnberg Ag | Verfahren zum Auslegen und Bearbeiten eines Zahnrads sowie entsprechende Bearbeitungsmaschine und Software |
DE102018001477A1 (de) | 2018-02-26 | 2019-08-29 | Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh | Anfaswerkzeug und Verfahren zum Anfasen von Verzahnungen |
CN209598821U (zh) * | 2018-12-21 | 2019-11-08 | 中信重工机械股份有限公司 | 基于立式滚齿机的配对开式大小齿轮对滚啮合检测装置 |
-
2020
- 2020-07-20 DE DE102020004346.1A patent/DE102020004346A1/de active Pending
-
2021
- 2021-07-20 US US18/005,230 patent/US20230264281A1/en active Pending
- 2021-07-20 EP EP21746708.3A patent/EP4182113A1/de active Pending
- 2021-07-20 KR KR1020237000316A patent/KR20230038455A/ko active Search and Examination
- 2021-07-20 WO PCT/EP2021/070216 patent/WO2022018060A1/de unknown
- 2021-07-20 JP JP2023504168A patent/JP2023535707A/ja active Pending
- 2021-07-20 CN CN202180047876.XA patent/CN115768579A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022018060A1 (de) | 2022-01-27 |
US20230264281A1 (en) | 2023-08-24 |
DE102020004346A1 (de) | 2022-01-20 |
EP4182113A1 (de) | 2023-05-24 |
CN115768579A (zh) | 2023-03-07 |
KR20230038455A (ko) | 2023-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10421136B2 (en) | Method for deburring a gear blank | |
JP5666809B2 (ja) | 加工品を機械加工するための工作機械および方法 | |
CN102905847B (zh) | 加工工艺的自适应控制 | |
JP2010228092A (ja) | 少なくとも5本の軸を含む工作機械で工具を制御するための制御データを発生するための方法および装置 | |
US20190076945A1 (en) | Method for producing a removal of material on a tooth end edge and device designed therefor | |
US20020192044A1 (en) | Bevel gear manufacturing method | |
US20220331893A1 (en) | Method for producing or machining, by cutting, an identical set of teeth on each of a plurality of workpieces, and machine group and control program therefor | |
JP2023535707A (ja) | 歯付けシステムを機械加工するための方法 | |
US11738399B2 (en) | Method for machining a toothing and toothing machine designed for same, as well as computer program product for same | |
JP2022537257A (ja) | 周期構造体に、具体的には歯部に歯車形削りする方法およびそのために設計された形削り盤 | |
KR20200124658A (ko) | Cnc-선반을 위한 선삭 방법 및 선삭 공구 | |
US20220402055A1 (en) | Method of manufacturing a toothed bevel honing tool for honing a toothed bevel workpiece, a toothed bevel honing tool and method of honing bevel gears | |
JP2019089153A (ja) | 歯切り工具及び歯車加工装置 | |
EP2864074B1 (en) | Method, system and apparatus for machining gear wheels | |
JP2021011011A (ja) | 歯車加工支援装置及び歯車加工装置 | |
JP2020196057A (ja) | 歯車加工装置及び歯車加工方法 | |
JP7494596B2 (ja) | 歯車加工装置 | |
RU2785351C1 (ru) | Способ обработки зубьев зубчатых колес со снятием фасок на их торцах | |
Fayzimatov et al. | TOOL PATH CORRECTION IN CNC MILLING OPERATIONS: TOOL PATH CORRECTION IN CNC MILLING OPERATIONS | |
KR101538795B1 (ko) | 절삭팁의 회전을 이용한 공작물의 가공방법 | |
KR102356856B1 (ko) | 공작기계의 백래쉬 보정장치 및 보정방법 | |
CN115302018A (zh) | 一种变速箱输出轴滚齿的加工方法 | |
JP2024524448A (ja) | ワークピースの機械加工における工具の偏位を補正する方法及びそのための機械工具 | |
JP2023010349A (ja) | 歯車加工装置および位相検出装置 | |
TW202116453A (zh) | 齒輪製造機中之軸向導引 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240603 |