JP3527565B2 - 歯車計測方法及びｎｃ歯車加工機 - Google Patents
歯車計測方法及びｎｃ歯車加工機Info
- Publication number
- JP3527565B2 JP3527565B2 JP16110995A JP16110995A JP3527565B2 JP 3527565 B2 JP3527565 B2 JP 3527565B2 JP 16110995 A JP16110995 A JP 16110995A JP 16110995 A JP16110995 A JP 16110995A JP 3527565 B2 JP3527565 B2 JP 3527565B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- tooth profile
- coordinate system
- processed
- contact
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Gear Processing (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮＣ歯車加工機に関し、
特に加工機上で歯車測定を実施し、その測定値から目標
歯形を加工するための補正加工ＮＣデータを自動作成
し、歯車を加工機から取り外すことなく歯形測定および
仕上げが行なえる歯車計測方法及びＮＣ歯車加工機に関
する。
特に加工機上で歯車測定を実施し、その測定値から目標
歯形を加工するための補正加工ＮＣデータを自動作成
し、歯車を加工機から取り外すことなく歯形測定および
仕上げが行なえる歯車計測方法及びＮＣ歯車加工機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、歯車研削盤やホブ盤等の歯車加工
機で加工した歯車の精度測定は、歯車加工機とは別の歯
形測定機で行なわれていた。このような測定方法は、被
加工歯車を歯車加工機と歯車測定機との間を移動させた
り、また、取付けの度に加工軸芯出しなどの段取りを必
要とすることから、作業性を低下させるものであった。
これを改善することを目的として、歯車を移動させるこ
となく歯車加工機上において歯形計測を実施できるよう
にして（以下、機上歯形計測と呼ぶ）、作業効率を高め
るための様々な発明がなされてきた。
機で加工した歯車の精度測定は、歯車加工機とは別の歯
形測定機で行なわれていた。このような測定方法は、被
加工歯車を歯車加工機と歯車測定機との間を移動させた
り、また、取付けの度に加工軸芯出しなどの段取りを必
要とすることから、作業性を低下させるものであった。
これを改善することを目的として、歯車を移動させるこ
となく歯車加工機上において歯形計測を実施できるよう
にして（以下、機上歯形計測と呼ぶ）、作業効率を高め
るための様々な発明がなされてきた。
【０００３】従来の機上歯形計測に関する発明は、(a)
歯形誤差の計測、(b) 歯厚の計測を対象としたものに大
別される。
歯形誤差の計測、(b) 歯厚の計測を対象としたものに大
別される。
【０００４】まず(a) の歯形誤差の計測に関しては、特
開平2-198712号や特開平5-111851号に記載されているよ
うに、ＮＣ付き歯車加工装置の加工具保持台に測定子を
取付け、ＮＣ装置を用いてこの測定子をインボリュート
歯形に対する基礎円転がり運動を行なわせ、歯形誤差を
計測するというものである。また、上記特開平5-111851
号では、測定子を歯形上の複数点に接触させたときのＮ
Ｃ座標値と理論歯形の座標値を比較して歯形誤差を計測
する方法が示されている。
開平2-198712号や特開平5-111851号に記載されているよ
うに、ＮＣ付き歯車加工装置の加工具保持台に測定子を
取付け、ＮＣ装置を用いてこの測定子をインボリュート
歯形に対する基礎円転がり運動を行なわせ、歯形誤差を
計測するというものである。また、上記特開平5-111851
号では、測定子を歯形上の複数点に接触させたときのＮ
Ｃ座標値と理論歯形の座標値を比較して歯形誤差を計測
する方法が示されている。
【０００５】一方、(b) の歯厚の計測に関しては、特公
昭59-8493 号や特開平3-221315号に記載されているよう
に、球形等の接触子を歯形に接触させ、接触子の支持部
に取付けられた変位検出器にて歯車の所定の位置と接触
子との距離を計測する方法が知られている。
昭59-8493 号や特開平3-221315号に記載されているよう
に、球形等の接触子を歯形に接触させ、接触子の支持部
に取付けられた変位検出器にて歯車の所定の位置と接触
子との距離を計測する方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(a) の計測方法における基礎円転がり方式を利用する歯
形誤差計測では、ＮＣ装置を用いて測定子先端をインボ
リュート基礎円の接線上に正確に位置決めし、かつ、被
検出歯車の回転運動と同期させてその接線に沿って移動
させる必要がある。そのためには、ＮＣ装置の機械座標
と歯車の回転座標と測定子先端の計測座標との位置関係
を正確に与えなければならない。そのため、特開昭63-1
75714 号は、ＮＣ加工機上ではなく別のスライドテーブ
ル上に測定子を取付け、スライドテーブルを駆動して歯
形計測を行なっている。そして、測定子先端と歯車中心
の座標原点との相対位置関係を正確に与えるために、ス
ライドテーブルの水平面と被測定歯車の水平面を接触さ
せるようにしている。また、特開平2-198712や特開平5-
111851号においても、同様の段取りが必要であることが
予想され、計測のための準備に手間がかかることから、
結果として作業効率の向上が図れないという問題があっ
た。
(a) の計測方法における基礎円転がり方式を利用する歯
形誤差計測では、ＮＣ装置を用いて測定子先端をインボ
リュート基礎円の接線上に正確に位置決めし、かつ、被
検出歯車の回転運動と同期させてその接線に沿って移動
させる必要がある。そのためには、ＮＣ装置の機械座標
と歯車の回転座標と測定子先端の計測座標との位置関係
を正確に与えなければならない。そのため、特開昭63-1
75714 号は、ＮＣ加工機上ではなく別のスライドテーブ
ル上に測定子を取付け、スライドテーブルを駆動して歯
形計測を行なっている。そして、測定子先端と歯車中心
の座標原点との相対位置関係を正確に与えるために、ス
ライドテーブルの水平面と被測定歯車の水平面を接触さ
せるようにしている。また、特開平2-198712や特開平5-
111851号においても、同様の段取りが必要であることが
予想され、計測のための準備に手間がかかることから、
結果として作業効率の向上が図れないという問題があっ
た。
【０００７】さらにまた、上記基礎円転がり方式を利用
する計測では、被検出歯車はＮＣ加工機の回転軸を用い
て回転運動させるようになっているが、機械の偏心等の
要因のために回転軸の軸心は歯車中心と一致しないこと
があり、測定結果に誤差が生じるという問題もあった。
する計測では、被検出歯車はＮＣ加工機の回転軸を用い
て回転運動させるようになっているが、機械の偏心等の
要因のために回転軸の軸心は歯車中心と一致しないこと
があり、測定結果に誤差が生じるという問題もあった。
【０００８】加えて上記基礎円転がり方式では、インボ
リュート歯形曲線の幾何学的特性を利用しているため、
インボリュート歯形以外の歯車には計測を実施すること
ができないという問題がある。この問題に関しては、特
開平5-111851号における第二の発明で解決が行なわれよ
うとしている。すなわち、基礎円転がり運動の代わり
に、測定子を歯形上の複数点に接触させたときのＮＣ座
標値と理論歯形の座標値 とを比較して歯形誤差を計測
することにより、インボリュート以外の歯形の計測が行
なえるようにしており、この計測方法によれば、歯車の
回転運動を用いないため、計測における誤差の要因も少
なくなる。しかし、測定子先端と歯車中心の座標原点と
の相対位置関係を正確に与えるための具体的方法や歯形
の比較方法については示されておらず、従って、計測に
おける手間は依然として残されたままであり作業効率は
改善されていない。
リュート歯形曲線の幾何学的特性を利用しているため、
インボリュート歯形以外の歯車には計測を実施すること
ができないという問題がある。この問題に関しては、特
開平5-111851号における第二の発明で解決が行なわれよ
うとしている。すなわち、基礎円転がり運動の代わり
に、測定子を歯形上の複数点に接触させたときのＮＣ座
標値と理論歯形の座標値 とを比較して歯形誤差を計測
することにより、インボリュート以外の歯形の計測が行
なえるようにしており、この計測方法によれば、歯車の
回転運動を用いないため、計測における誤差の要因も少
なくなる。しかし、測定子先端と歯車中心の座標原点と
の相対位置関係を正確に与えるための具体的方法や歯形
の比較方法については示されておらず、従って、計測に
おける手間は依然として残されたままであり作業効率は
改善されていない。
【０００９】また、上記(b) の歯厚の機上計測方法で
は、被計測歯車の歯厚の大きさに応じて球形接触子を交
換しなければならない。このことは、多数の球形接触子
が必要となるだけでなく、接触子を交換する毎に、接触
子の中心と接触子支持部の変位検出器の原点距離を校正
する必要があり、計測のための段取りに長時間費やさな
ければならない。
は、被計測歯車の歯厚の大きさに応じて球形接触子を交
換しなければならない。このことは、多数の球形接触子
が必要となるだけでなく、接触子を交換する毎に、接触
子の中心と接触子支持部の変位検出器の原点距離を校正
する必要があり、計測のための段取りに長時間費やさな
ければならない。
【００１０】また、従来、歯形や歯厚の個別の計測項目
のみから補正加工を行なっているが、実際には両方の計
測結果に基づいた補正加工が必要である。にも拘らず、
歯形誤差と歯厚の両方を測定する場合には、上記した
(a) ，(b) 双方の計測手段と装置を用意しなければなら
ず、この場合、装置が大掛かりになりコストも高くな
る。このことから、歯形と歯厚を同時的に計測してその
結果を補正加工に適用する方法も実現されていない。
のみから補正加工を行なっているが、実際には両方の計
測結果に基づいた補正加工が必要である。にも拘らず、
歯形誤差と歯厚の両方を測定する場合には、上記した
(a) ，(b) 双方の計測手段と装置を用意しなければなら
ず、この場合、装置が大掛かりになりコストも高くな
る。このことから、歯形と歯厚を同時的に計測してその
結果を補正加工に適用する方法も実現されていない。
【００１１】本発明は以上のような従来の歯車誤差計測
方法における課題を考慮してなされたものであり、歯形
及び歯厚誤差を加工機上で簡便に計測することができる
ようにして作業効率を向上させた歯車計測方法及びＮＣ
歯車加工機を提供することを目的とする。
方法における課題を考慮してなされたものであり、歯形
及び歯厚誤差を加工機上で簡便に計測することができる
ようにして作業効率を向上させた歯車計測方法及びＮＣ
歯車加工機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＮＣ歯車加工
機の工具保持台に接触子を有する測定器を取付け、ＮＣ
歯車加工機に備え付けられた各部の制御機能を必要に応
じて動作させて、ＮＣ歯車加工機上の歯形と外周部分に
接触子を接触させた時のＮＣ駆動軸の値を用いて、歯
形、歯厚等を測定し、それにより被加工歯車を加工機か
ら取り外すことなく歯車測定および仕上げを行なうこと
ができるようにしたものである。
機の工具保持台に接触子を有する測定器を取付け、ＮＣ
歯車加工機に備え付けられた各部の制御機能を必要に応
じて動作させて、ＮＣ歯車加工機上の歯形と外周部分に
接触子を接触させた時のＮＣ駆動軸の値を用いて、歯
形、歯厚等を測定し、それにより被加工歯車を加工機か
ら取り外すことなく歯車測定および仕上げを行なうこと
ができるようにしたものである。
【００１３】本発明の歯車計測方法は、ＮＣ歯車加工機
の工具保持部に接触子を有する測定器を取り付け、その
接触子を被加工歯車に接触させて歯形データを測定し、
測定された歯形データと上記被加工歯車に予め決められ
ている歯形データとを比較し、歯車誤差を求める歯車計
測方法において、被加工歯車の歯形部分、及び外周等の
歯車中心を導き出し得る歯車部分に対し、それぞれ接触
子を接触させた際のＮＣ駆動軸の値を歯形計測データと
して計測し、被加工歯車における歯形曲線及び歯車部分
の輪郭について任意の座標系を設定するとともに、被加
工歯車に定められている歯車部分の仕様または歯形諸元
に基づき、歯車部分に接触子を接触させたときの計測点
と歯車部分の輪郭とを対応させるために座標系内の任意
の計測点から歯形曲線または歯車部分の輪郭までの距離
を計算し、被加工歯車に設定した座標系と歯車加工機の
ＮＣ座標系との関係を計算する手法を用い、上記手法に
よって計算された座標関係に基づいてＮＣ座標系におけ
る被加工歯車の中心位置を求め、計測した歯形計測デー
タをその中心位置を基準とする座標系に変換し、歯車中
心座標で定義されている歯形曲線と、変換された歯形計
測データとの距離を計算することにより歯形誤差を求め
る歯車計測方法である。
の工具保持部に接触子を有する測定器を取り付け、その
接触子を被加工歯車に接触させて歯形データを測定し、
測定された歯形データと上記被加工歯車に予め決められ
ている歯形データとを比較し、歯車誤差を求める歯車計
測方法において、被加工歯車の歯形部分、及び外周等の
歯車中心を導き出し得る歯車部分に対し、それぞれ接触
子を接触させた際のＮＣ駆動軸の値を歯形計測データと
して計測し、被加工歯車における歯形曲線及び歯車部分
の輪郭について任意の座標系を設定するとともに、被加
工歯車に定められている歯車部分の仕様または歯形諸元
に基づき、歯車部分に接触子を接触させたときの計測点
と歯車部分の輪郭とを対応させるために座標系内の任意
の計測点から歯形曲線または歯車部分の輪郭までの距離
を計算し、被加工歯車に設定した座標系と歯車加工機の
ＮＣ座標系との関係を計算する手法を用い、上記手法に
よって計算された座標関係に基づいてＮＣ座標系におけ
る被加工歯車の中心位置を求め、計測した歯形計測デー
タをその中心位置を基準とする座標系に変換し、歯車中
心座標で定義されている歯形曲線と、変換された歯形計
測データとの距離を計算することにより歯形誤差を求め
る歯車計測方法である。
【００１４】本発明の歯車計測方法は、ＮＣ歯車加工機
の工具保持部に接触子を有する測定器を取り付け、その
接触子を被加工歯車に接触させて歯形データを測定し、
測定された歯形データと上記被加工歯車に予め決められ
ている歯形データとを比較し、歯車誤差を求める歯車計
測方法において、双方向に検出可能な上記接触子を用
い、被加工歯車の歯形部分、及び外周等の歯車中心を導
き出し得る歯車部分に対し、それぞれ接触子を接触させ
た際のＮＣ駆動軸の値を歯形計測データとして計測し、
被加工歯車における歯形曲線及び歯車部分の輪郭につい
て任意の座標系を設定するとともに、被加工歯車に定め
られている歯車部分の仕様または歯形諸元に基づき、歯
車部分に接触子を接触させたときの計測点と歯車部分の
輪郭とを対応させるために座標系内の任意の計測点から
歯形曲線または歯車部分の輪郭までの距離を計算し、被
加工歯車に設定した座標系と歯車加工機のＮＣ座標系と
の関係を計算する手法を用い、上記手法によって計算さ
れた座標関係に基づいてＮＣ座標系における被加工歯車
の中心位置を求め、計測した左右の歯形計測データをそ
の中心位置を基準とする座標系に変換し、変換された左
右の歯形計測データを補間することにより左右の歯形曲
線を計算し、所定のピン径からなる仮想円を左右の歯形
曲線に接するように配置することにより、被加工歯車の
中心位置からピン径の中心位置までの距離を計算し、得
られた結果から歯厚を計算する歯車計測方法である。
の工具保持部に接触子を有する測定器を取り付け、その
接触子を被加工歯車に接触させて歯形データを測定し、
測定された歯形データと上記被加工歯車に予め決められ
ている歯形データとを比較し、歯車誤差を求める歯車計
測方法において、双方向に検出可能な上記接触子を用
い、被加工歯車の歯形部分、及び外周等の歯車中心を導
き出し得る歯車部分に対し、それぞれ接触子を接触させ
た際のＮＣ駆動軸の値を歯形計測データとして計測し、
被加工歯車における歯形曲線及び歯車部分の輪郭につい
て任意の座標系を設定するとともに、被加工歯車に定め
られている歯車部分の仕様または歯形諸元に基づき、歯
車部分に接触子を接触させたときの計測点と歯車部分の
輪郭とを対応させるために座標系内の任意の計測点から
歯形曲線または歯車部分の輪郭までの距離を計算し、被
加工歯車に設定した座標系と歯車加工機のＮＣ座標系と
の関係を計算する手法を用い、上記手法によって計算さ
れた座標関係に基づいてＮＣ座標系における被加工歯車
の中心位置を求め、計測した左右の歯形計測データをそ
の中心位置を基準とする座標系に変換し、変換された左
右の歯形計測データを補間することにより左右の歯形曲
線を計算し、所定のピン径からなる仮想円を左右の歯形
曲線に接するように配置することにより、被加工歯車の
中心位置からピン径の中心位置までの距離を計算し、得
られた結果から歯厚を計算する歯車計測方法である。
【００１５】本発明のＮＣ歯車加工機は、ＮＣ歯車加工
機と、その工具保持台に取り付けられ、被加工歯車の歯
形部分、及び歯車中心から予め与えられた位置関係にあ
る歯車部分に球状接触子を接触させて信号を出力する測
定器と、この測定器からの信号を受けてＮＣ歯車加工機
を制御するＮＣコントローラとを備え、このＮＣコント
ローラが、測定器から出力される信号に基づいてＮＣ駆
動軸の値を計測し、被加工歯車における歯形曲線及び歯
車部分の輪郭について任意の座標系を設定し、その被加
工歯車に定められている歯車部分の仕様または歯形諸元
に基づき、歯車部分に接触子を接触させたときの計測点
と歯車部分の輪郭とを対応させるために座標系内の任意
の計測点から被加工歯車の歯形曲線または歯車部分の輪
郭までの距離を計算し、被加工歯車に設定した座標系と
歯車加工機のＮＣ座標系の関係を計算する機能を有し、
この機能によって計算された座標関係から、ＮＣ座標系
における被加工歯車の中心位置を計算し、計測した歯形
計測データをその歯車中心位置を基準とする座標系へ変
換し、中心座標で定義されている歯形曲線と、変換され
た歯形計測データとの距離から歯形誤差を計算するよう
に構成されているＮＣ歯車加工機である。
機と、その工具保持台に取り付けられ、被加工歯車の歯
形部分、及び歯車中心から予め与えられた位置関係にあ
る歯車部分に球状接触子を接触させて信号を出力する測
定器と、この測定器からの信号を受けてＮＣ歯車加工機
を制御するＮＣコントローラとを備え、このＮＣコント
ローラが、測定器から出力される信号に基づいてＮＣ駆
動軸の値を計測し、被加工歯車における歯形曲線及び歯
車部分の輪郭について任意の座標系を設定し、その被加
工歯車に定められている歯車部分の仕様または歯形諸元
に基づき、歯車部分に接触子を接触させたときの計測点
と歯車部分の輪郭とを対応させるために座標系内の任意
の計測点から被加工歯車の歯形曲線または歯車部分の輪
郭までの距離を計算し、被加工歯車に設定した座標系と
歯車加工機のＮＣ座標系の関係を計算する機能を有し、
この機能によって計算された座標関係から、ＮＣ座標系
における被加工歯車の中心位置を計算し、計測した歯形
計測データをその歯車中心位置を基準とする座標系へ変
換し、中心座標で定義されている歯形曲線と、変換され
た歯形計測データとの距離から歯形誤差を計算するよう
に構成されているＮＣ歯車加工機である。
【００１６】本発明のＮＣ歯車加工機は、ＮＣ歯車加工
機と、双方向検出可能にその工具保持台に取り付けら
れ、被加工歯車の歯形部分、及び歯車中心から予め与え
られた位置関係にある歯車部分に球状接触子を接触させ
て信号を出力する測定器と、この測定器からの信号を受
けてＮＣ歯車加工機を制御するＮＣコントローラとを備
え、このＮＣコントローラが、測定器から出力される信
号に基づいてＮＣ駆動軸の値を計測し、被加工歯車にお
ける歯形曲線及び歯車部分の輪郭について任意の座標系
を設定し、被加工歯車に定められている歯車部分の仕様
または歯形諸元に基づき、歯車部分に接触子を接触させ
たときの計測点と歯車部分の輪郭とを対応させるために
座標系内の任意の計測点から前記被加工歯車の前記歯形
曲線または前記歯車部分の輪郭までの距離を計算し、被
加工歯車に設定した座標系と歯車加工機のＮＣ座標系の
関係を計算する機能を有し、この機能によって計算され
た座標関係から、ＮＣ座標系における被加工歯車の中心
位置を計算し、計測した左右の歯形計測データをその歯
車中心位置を基準とする座標系へ変換し、歯形計測デー
タから補間された歯形曲線に所定のピン径からなる仮想
円を左右の歯形曲線に接するように配置することによ
り、被加工歯車の中心位置からピン径の中心位置までの
距離を計算し、得られた結果から歯厚を計算するように
構成されているＮＣ歯車加工機である。
機と、双方向検出可能にその工具保持台に取り付けら
れ、被加工歯車の歯形部分、及び歯車中心から予め与え
られた位置関係にある歯車部分に球状接触子を接触させ
て信号を出力する測定器と、この測定器からの信号を受
けてＮＣ歯車加工機を制御するＮＣコントローラとを備
え、このＮＣコントローラが、測定器から出力される信
号に基づいてＮＣ駆動軸の値を計測し、被加工歯車にお
ける歯形曲線及び歯車部分の輪郭について任意の座標系
を設定し、被加工歯車に定められている歯車部分の仕様
または歯形諸元に基づき、歯車部分に接触子を接触させ
たときの計測点と歯車部分の輪郭とを対応させるために
座標系内の任意の計測点から前記被加工歯車の前記歯形
曲線または前記歯車部分の輪郭までの距離を計算し、被
加工歯車に設定した座標系と歯車加工機のＮＣ座標系の
関係を計算する機能を有し、この機能によって計算され
た座標関係から、ＮＣ座標系における被加工歯車の中心
位置を計算し、計測した左右の歯形計測データをその歯
車中心位置を基準とする座標系へ変換し、歯形計測デー
タから補間された歯形曲線に所定のピン径からなる仮想
円を左右の歯形曲線に接するように配置することによ
り、被加工歯車の中心位置からピン径の中心位置までの
距離を計算し、得られた結果から歯厚を計算するように
構成されているＮＣ歯車加工機である。
【００１７】通常、歯車の計測においては歯形と歯厚の
双方が計測され、歯形については歯車の回転中心に対す
る歯形の位置を計測している。これに対し、本発明にお
ける歯形の計測では、歯車の回転中心を求めるために、
図１５に示すように、歯車中心から予め与えられた位置
関係にある歯車部分、具体的には、歯車外周部分を計測
している。一般に、まず歯車の外周部分を加工した後、
砥石やホブ等を用いて歯形が加工される。そこで、本発
明では、“歯車の外周円の中心＝歯車の中心”という仮
定を設けている。
双方が計測され、歯形については歯車の回転中心に対す
る歯形の位置を計測している。これに対し、本発明にお
ける歯形の計測では、歯車の回転中心を求めるために、
図１５に示すように、歯車中心から予め与えられた位置
関係にある歯車部分、具体的には、歯車外周部分を計測
している。一般に、まず歯車の外周部分を加工した後、
砥石やホブ等を用いて歯形が加工される。そこで、本発
明では、“歯車の外周円の中心＝歯車の中心”という仮
定を設けている。
【００１８】歯車部分は上記外周部分に限らず、例え
ば、図１６に示すように、歯車中心に対して位置が正確
に与えられた穴等が存在する場合には、外周部分に代え
てその穴の輪郭を計測することにより歯車中心位置を導
出することができる。このように、歯車部分とは、歯車
中心を導き出し得る任意の形状を含むものである。
ば、図１６に示すように、歯車中心に対して位置が正確
に与えられた穴等が存在する場合には、外周部分に代え
てその穴の輪郭を計測することにより歯車中心位置を導
出することができる。このように、歯車部分とは、歯車
中心を導き出し得る任意の形状を含むものである。
【００１９】また、上記歯車部分に接触子を接触させた
ときの計測点と歯車部分の輪郭とを対応させるようにす
るとは、例えば球状接触子を用いた場合、計測点と歯車
部分の輪郭との距離がその接触子の半径になるようにす
ればよい。このように、計測点と歯車部分の輪郭との位
置関係を計算により特定できるものであれば、接触子の
形状は球状に限らず、円筒状、角柱状、針状等、任意の
ものを使用することができる。
ときの計測点と歯車部分の輪郭とを対応させるようにす
るとは、例えば球状接触子を用いた場合、計測点と歯車
部分の輪郭との距離がその接触子の半径になるようにす
ればよい。このように、計測点と歯車部分の輪郭との位
置関係を計算により特定できるものであれば、接触子の
形状は球状に限らず、円筒状、角柱状、針状等、任意の
ものを使用することができる。
【００２０】
【作用】本発明の歯車計測方法に従えば、基礎円転がり
方式を用いないため、インボリュート歯形以外の歯形計
測が実現できる。また、被加工歯車を固定して計測する
ために、被加工歯車の回転に伴う誤差要因がなくなり、
測定精度が向上する。さらに、本発明では、歯車の外周
の測定データを用いて、自動的に歯車中心位置を求める
ことを含んでいるため、座標出しのための手間を省くこ
とが出来る。また、接触子球と歯形曲線との距離を用い
て理想歯形と実際の歯形の比較を行なうことにより、従
来例では確立されていなかった歯形の比較方法を実現し
ている。
方式を用いないため、インボリュート歯形以外の歯形計
測が実現できる。また、被加工歯車を固定して計測する
ために、被加工歯車の回転に伴う誤差要因がなくなり、
測定精度が向上する。さらに、本発明では、歯車の外周
の測定データを用いて、自動的に歯車中心位置を求める
ことを含んでいるため、座標出しのための手間を省くこ
とが出来る。また、接触子球と歯形曲線との距離を用い
て理想歯形と実際の歯形の比較を行なうことにより、従
来例では確立されていなかった歯形の比較方法を実現し
ている。
【００２１】本発明の歯車計測方法に従えば、一つの接
触子で任意の大きさの測定ピン径による歯厚（オーバー
ピン径）の計測を可能にしており、従来の接触子の交換
や、交換に伴う調整作業を省くことができる。
触子で任意の大きさの測定ピン径による歯厚（オーバー
ピン径）の計測を可能にしており、従来の接触子の交換
や、交換に伴う調整作業を省くことができる。
【００２２】本発明の歯車計測方法では、従来は歯形誤
差あるいは歯厚の単一項目の測定結果から間接的に補正
加工量を求めていたのに対し、歯形形状から加工工具の
位置誤差を直接導出するものであるため、歯車の仕上げ
精度を向上させることができる。
差あるいは歯厚の単一項目の測定結果から間接的に補正
加工量を求めていたのに対し、歯形形状から加工工具の
位置誤差を直接導出するものであるため、歯車の仕上げ
精度を向上させることができる。
【００２３】また、本発明のＮＣ歯車加工機は、一つの
装置で歯形誤差と歯厚共に計測可能としたものであるた
め、装置を小型化することができ、コストも安くするこ
とができる。
装置で歯形誤差と歯厚共に計測可能としたものであるた
め、装置を小型化することができ、コストも安くするこ
とができる。
【００２４】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。なお、本実施例ではＮＣ歯車研削盤
を用いてインボリュート歯形を成形加工する場合を例に
取り以下に説明する。図１は本実施例の歯形誤差及び歯
厚計測に使用する装置の構成を示したものである。
を詳細に説明する。なお、本実施例ではＮＣ歯車研削盤
を用いてインボリュート歯形を成形加工する場合を例に
取り以下に説明する。図１は本実施例の歯形誤差及び歯
厚計測に使用する装置の構成を示したものである。
【００２５】同図において、ＮＣ歯車加工機としてのＮ
Ｃ歯車研削盤１の研削を妨げない位置に測定器２を取付
ける。この測定器２の先端には球形の接触子２ａが取付
けられている。ＮＣの各軸を動作させることにより、Ｎ
Ｃ歯車研削盤１の加工軸に取付けられた被加工歯車３の
歯形部分および外周部分にこの接触子２ａを接触できる
ようになっている。
Ｃ歯車研削盤１の研削を妨げない位置に測定器２を取付
ける。この測定器２の先端には球形の接触子２ａが取付
けられている。ＮＣの各軸を動作させることにより、Ｎ
Ｃ歯車研削盤１の加工軸に取付けられた被加工歯車３の
歯形部分および外周部分にこの接触子２ａを接触できる
ようになっている。
【００２６】上記測定器２としては、接触時のオン- オ
フを検知するタッチセンサや、基準位置からの微小変位
を検出する電気マイクロセンサ等を用いることができ
る。本実施例では、タッチセンサに比べて安価な電気マ
イクロセンサを採用することにする。ただし、通常の電
気マイクロセンサは一方向（正または負の方向）の変位
のみしか計測できないため、本実施例の測定器２は、図
２に示すような測定方向切り換え機構付きの双方向（正
負方向）検知可能な構成のものを使用している。すなわ
ち、上記電気マイクロセンサは接触子２ａ先端の変位を
電圧信号に変換する接触式の距離計測センサとして働く
ものである。
フを検知するタッチセンサや、基準位置からの微小変位
を検出する電気マイクロセンサ等を用いることができ
る。本実施例では、タッチセンサに比べて安価な電気マ
イクロセンサを採用することにする。ただし、通常の電
気マイクロセンサは一方向（正または負の方向）の変位
のみしか計測できないため、本実施例の測定器２は、図
２に示すような測定方向切り換え機構付きの双方向（正
負方向）検知可能な構成のものを使用している。すなわ
ち、上記電気マイクロセンサは接触子２ａ先端の変位を
電圧信号に変換する接触式の距離計測センサとして働く
ものである。
【００２７】そしてこの電気マイクロセンサから出力さ
れる電圧信号は測定器用増幅器４を経由して、ＮＣコン
トローラ５に付随あるいは機能追加された図示しないＡ
／Ｄ変換ボードを介してそのＮＣコントローラ５へ取り
込まれるようになっている。また、測定器２に対する測
定方向の切り換えは、ＮＣコントローラ５のＩ／Ｏユニ
ット５ａを介して与えられる切換信号により行なわれ
る。図中、符号６はＮＣ歯車研削機の工具保持部に取り
付けられた砥石である。
れる電圧信号は測定器用増幅器４を経由して、ＮＣコン
トローラ５に付随あるいは機能追加された図示しないＡ
／Ｄ変換ボードを介してそのＮＣコントローラ５へ取り
込まれるようになっている。また、測定器２に対する測
定方向の切り換えは、ＮＣコントローラ５のＩ／Ｏユニ
ット５ａを介して与えられる切換信号により行なわれ
る。図中、符号６はＮＣ歯車研削機の工具保持部に取り
付けられた砥石である。
【００２８】なお、本発明において接触子位置の計測、
歯形曲線または歯車部分の輪郭までの距離の計測、被加
工歯車に設定した座標系と歯車加工機におけるＮＣ座標
系との関係の計算、計測した歯形計測データを歯車中心
位置を基準とする座標系へ変換、歯形誤差計算、歯形曲
線補間、歯厚計算、歯形誤差補正の各処理は上記ＮＣコ
ントローラ５によって実行されるものである。
歯形曲線または歯車部分の輪郭までの距離の計測、被加
工歯車に設定した座標系と歯車加工機におけるＮＣ座標
系との関係の計算、計測した歯形計測データを歯車中心
位置を基準とする座標系へ変換、歯形誤差計算、歯形曲
線補間、歯厚計算、歯形誤差補正の各処理は上記ＮＣコ
ントローラ５によって実行されるものである。
【００２９】また、図３は、外周を研削したワークに対
して、歯車の１歯目を研削した時の様子である。測定器
２を図３に示すように、外周および歯の部分にあてて、
その時の測定器２の値とＮＣの駆動軸の座標値を計測す
る。この計測データを用いて歯形計測計算を実行し、研
削補正量を導き出すことが本実施例の特徴である。同図
において、Ｙ−ＺはＮＣ研削機の座標系であり、同図に
示すように歯車の外周（Ｃ）および歯（Ｔ）に対し左側
（Ｌ−）、右側（Ｒ−）の方向を定める。
して、歯車の１歯目を研削した時の様子である。測定器
２を図３に示すように、外周および歯の部分にあてて、
その時の測定器２の値とＮＣの駆動軸の座標値を計測す
る。この計測データを用いて歯形計測計算を実行し、研
削補正量を導き出すことが本実施例の特徴である。同図
において、Ｙ−ＺはＮＣ研削機の座標系であり、同図に
示すように歯車の外周（Ｃ）および歯（Ｔ）に対し左側
（Ｌ−）、右側（Ｒ−）の方向を定める。
【００３０】以下、計測と歯形精度／補正値の計算手順
を説明する。 手順１：歯車外周と歯形データの採取 図４に示すように、歯形諸元からあらかじめ計算した位
置に接触子の“Ｚ”位置を位置決めし、Ｙ軸を動作させ
て接触子２ａを歯車外周並びに歯形部分に押し当てる。
接触子２ａが接触した状態からさらにＹ軸を駆動させる
と、測定器用増幅器４の出力が“０”になる。この時の
ＮＣ研削機のＹＺ軸の値をＮＣコントローラ５内のメモ
リに記憶する。実際には、図３に示すように、左（右）
の歯車外周→左（右）の歯形→右（左）の歯車外周→右
（左）の歯形の順番で各々歯車の数箇所に測定子の接触
子２ａを接触させ、測定器２の出力が“０”になるとき
のＮＣ研削機のＹＺ軸データを記憶する。
を説明する。 手順１：歯車外周と歯形データの採取 図４に示すように、歯形諸元からあらかじめ計算した位
置に接触子の“Ｚ”位置を位置決めし、Ｙ軸を動作させ
て接触子２ａを歯車外周並びに歯形部分に押し当てる。
接触子２ａが接触した状態からさらにＹ軸を駆動させる
と、測定器用増幅器４の出力が“０”になる。この時の
ＮＣ研削機のＹＺ軸の値をＮＣコントローラ５内のメモ
リに記憶する。実際には、図３に示すように、左（右）
の歯車外周→左（右）の歯形→右（左）の歯車外周→右
（左）の歯形の順番で各々歯車の数箇所に測定子の接触
子２ａを接触させ、測定器２の出力が“０”になるとき
のＮＣ研削機のＹＺ軸データを記憶する。
【００３１】ここで、右側の外周／歯形データであるＹ
Ｚ座標値は、ＮＣ研削機を原点（Ｙ＝Ｚ＝０）に持って
きたときの位置での測定器２の出力が“０”となる接触
子先端位置を原点とする座標系により定義される（図５
の（ａ）参照）。左側の外周／歯形データも同様である
（図５の（ｂ）参照）。
Ｚ座標値は、ＮＣ研削機を原点（Ｙ＝Ｚ＝０）に持って
きたときの位置での測定器２の出力が“０”となる接触
子先端位置を原点とする座標系により定義される（図５
の（ａ）参照）。左側の外周／歯形データも同様である
（図５の（ｂ）参照）。
【００３２】手順２：歯車中心位置の導出とデータ変換
後述する点−曲線距離フィッティングアルゴリズムによ
り、左右の外周データを用いて、歯車の中心位置を求め
る。具体的には左（右）外周データから左（右）側座標
系における歯車中心位置を求める。次に、歯車中心位置
を原点とするように各データを変換する（図６参照）。
り、左右の外周データを用いて、歯車の中心位置を求め
る。具体的には左（右）外周データから左（右）側座標
系における歯車中心位置を求める。次に、歯車中心位置
を原点とするように各データを変換する（図６参照）。
【００３３】手順３：歯形誤差の計算
手順２にて得た歯車中心位置に対する正規インボリュー
ト曲線を、図７に示すように点−曲線距離フィッティン
グアルゴリズムを用いて計測データにフィットさせる。
この時、目標歯形と実際の歯形との差が歯形計測誤差と
して得られることになる。
ト曲線を、図７に示すように点−曲線距離フィッティン
グアルゴリズムを用いて計測データにフィットさせる。
この時、目標歯形と実際の歯形との差が歯形計測誤差と
して得られることになる。
【００３４】手順４：歯厚の計算
歯形部分の計測データから歯形曲線を求める。計測点間
の歯形曲線は、例えば、隣接する２個の接触子球の共通
接線をつなぎあわせるなどして補間を行なう。次に、測
定ピン径の断面円がこの歯形曲線に接する時の中心位置
を計算し、オーバーピン径を計算する（図８参照）。
の歯形曲線は、例えば、隣接する２個の接触子球の共通
接線をつなぎあわせるなどして補間を行なう。次に、測
定ピン径の断面円がこの歯形曲線に接する時の中心位置
を計算し、オーバーピン径を計算する（図８参照）。
【００３５】手順５：研削補正量の計算
歯車の成形研削にはインボリュート形状をした砥石が用
いられている。図９に示すように、砥石によって研削さ
れた歯形の計測データから点−曲線フィッティングアル
ゴリズムを用いて得た中心位置と、左右外周データから
得た歯車中心位置とのずれ量が砥石位置の補正量とな
る。
いられている。図９に示すように、砥石によって研削さ
れた歯形の計測データから点−曲線フィッティングアル
ゴリズムを用いて得た中心位置と、左右外周データから
得た歯車中心位置とのずれ量が砥石位置の補正量とな
る。
【００３６】点−曲線距離フィッティングアルゴリズム
【００３７】次に、機上歯形計測方法の原理である点−
曲線距離フィッティングアルゴリズムに関してまとめ
る。測定子を用いてインボリュート歯形などの既知の曲
線を複数点計測する場合を考える。この場合の計測点
は、図１０に示すように曲線から距離ｄ0（測定子先端
の接触球の半径）の位置にある。同図のΣBは、接触球
中心の位置を定義するための計測参照座標系であり、具
体的にはＮＣ機械の基準座標系である。
曲線距離フィッティングアルゴリズムに関してまとめ
る。測定子を用いてインボリュート歯形などの既知の曲
線を複数点計測する場合を考える。この場合の計測点
は、図１０に示すように曲線から距離ｄ0（測定子先端
の接触球の半径）の位置にある。同図のΣBは、接触球
中心の位置を定義するための計測参照座標系であり、具
体的にはＮＣ機械の基準座標系である。
【００３８】また、図１０において曲線ｆ（ｘ，ｙ）＝
０は、曲線座標系ΣCで記述された既知の曲線関数であ
る。点−曲線距離フィッティングとは、計測基準座標系
におけるＮ個の計測点から、計測点と既知の曲線関数の
最短距離が一定になる既知曲線ｆを記述する曲線座標系
の位置を導出するアルゴリズムである。２次元座標で
は、計測基準座標系と曲線座標系の関係は平行移動ｘ
C ，ｙC と 回転θCで表現される。２次元の点- 曲線距
離フィッティングは、評価関数(1) 式
０は、曲線座標系ΣCで記述された既知の曲線関数であ
る。点−曲線距離フィッティングとは、計測基準座標系
におけるＮ個の計測点から、計測点と既知の曲線関数の
最短距離が一定になる既知曲線ｆを記述する曲線座標系
の位置を導出するアルゴリズムである。２次元座標で
は、計測基準座標系と曲線座標系の関係は平行移動ｘ
C ，ｙC と 回転θCで表現される。２次元の点- 曲線距
離フィッティングは、評価関数(1) 式
【００３９】
【数１】
を最小化するｘC ，ｙC ，θC を求める関数最適化問題
に帰着される。この手法では、接触子球中心と曲線まで
の距離情報のみを用いるために、接触子球と曲線の接触
角度などの情報が不要である。任意曲線と点との距離は
収束計算などを用いる必要があるが、円やインボリュー
ト曲線と点との距離は幾何学的形状を利用して、次のよ
うに簡単に計算することができる。
に帰着される。この手法では、接触子球中心と曲線まで
の距離情報のみを用いるために、接触子球と曲線の接触
角度などの情報が不要である。任意曲線と点との距離は
収束計算などを用いる必要があるが、円やインボリュー
ト曲線と点との距離は幾何学的形状を利用して、次のよ
うに簡単に計算することができる。
【００４０】(a) 円と点との距離
図１１に示すように、半径ｒの円の中心を原点とする座
標系で点（ｐ，ｑ）が定義されているとき、円と点との
距離ｄは、(2) 式
標系で点（ｐ，ｑ）が定義されているとき、円と点との
距離ｄは、(2) 式
【００４１】
【数２】
で与えられる。
【００４２】(b) インボリュート曲線と点との距離
図１２に示すように、インボリュート曲線とは、インボ
リュート基礎円の半径をｒg としたときに、(3) 式
リュート基礎円の半径をｒg としたときに、(3) 式
【００４３】
【数３】
で与えられる。図１２より、(4) 式
【００４４】
【数４】
より、(5) 式
【００４５】
【数５】
であるので、点とインボリュート曲線との距離は、(6)
式
式
【００４６】
【数６】
で与えられる。
【００４７】点- 曲線距離フィッティング
上記した点−曲線距離の関係を用いて、図１０に示した
距離フィッティングを行なう。以下では点を規定する座
標系と曲線を規定する座標系間で座標変換を行なうが、
座標系や点の記述には同次変換を用いる。図１３におい
て、座標系ΣB ，ΣC は、それぞれ計測データと曲線を
規定する座標系である。ΣBで記述されるｉ番目の計測
データ（接触子球中心位置）を、(7) 式
距離フィッティングを行なう。以下では点を規定する座
標系と曲線を規定する座標系間で座標変換を行なうが、
座標系や点の記述には同次変換を用いる。図１３におい
て、座標系ΣB ，ΣC は、それぞれ計測データと曲線を
規定する座標系である。ΣBで記述されるｉ番目の計測
データ（接触子球中心位置）を、(7) 式
【００４８】
【数７】
とする。図１３のように、座標系ΣC を並進変換、(8)
式
式
【００４９】
【数８】
したのち回転変換、(9) 式
【００５０】
【数９】
したとき、座標系ΣB からΣCへの座標変換行列 BＡC
は、(10)式
は、(10)式
【００５１】
【数１０】
となる。点と曲線の距離は、曲線座標系ΣC で考えた方
が理解しやすい。座標系ΣB で定義された点 Bｘciを座
標ΣC上の点 cｘciへ座標変換する。(11)式
が理解しやすい。座標系ΣB で定義された点 Bｘciを座
標ΣC上の点 cｘciへ座標変換する。(11)式
【００５２】
【数１１】
要素毎に計算すると、(12)式
【００５３】
【数１２】
【００５４】点 Bｘciと円、インボリュート曲線との距
離は、(12)式の（ cｙci， cｚci） をそれぞれ(2),(6)
式の（ｐ，ｑ) に代入したものとなる。この時、点１
からＮと曲線との距離の総和が、点−曲線フィッティン
グアルゴリズムの評価関数となる。具体的には、円の場
合の評価関数ｈｃは、(13)式
離は、(12)式の（ cｙci， cｚci） をそれぞれ(2),(6)
式の（ｐ，ｑ) に代入したものとなる。この時、点１
からＮと曲線との距離の総和が、点−曲線フィッティン
グアルゴリズムの評価関数となる。具体的には、円の場
合の評価関数ｈｃは、(13)式
【００５５】
【数１３】
インボリュート曲線の場合の評価関数ｈｖは、(14)式
【００５６】
【数１４】
で与えられる。ここで、ｒｂは接触子球の半径である。
(13)式あるいは(14)式の評価関数の値が最小となるよう
に座標変換パラメータｙ，ｚ，φを求めればよい。パラ
メータ値の導出には非線形の最小自乗法を用いる。準備
のため、(12)式をｙ，ｚ，φに関して偏微分する。(15)
式
(13)式あるいは(14)式の評価関数の値が最小となるよう
に座標変換パラメータｙ，ｚ，φを求めればよい。パラ
メータ値の導出には非線形の最小自乗法を用いる。準備
のため、(12)式をｙ，ｚ，φに関して偏微分する。(15)
式
【００５７】
【数１５】
さらに、(13)式,(14) 式の中身を、(16)式
【００５８】
【数１６】
とおいて、それぞれを cｙci， cｚciで偏微分する。円
の場合は、(17)式
の場合は、(17)式
【００５９】
【数１７】
インボリュートの場合は、(18)式
【００６０】
【数１８】
となる。結局、円の場合の偏微分式は、(15)式,(17) 式
より、(19)式
より、(19)式
【００６１】
【数１９】
円の場合は、中心の位置のみが必要であるので、(19)式
の角度成分を省き、(20)式
の角度成分を省き、(20)式
【００６２】
【数２０】
となる。同様にインボリュートの場合の偏微分式は、(1
5)式,(18) 式より、(21)式
5)式,(18) 式より、(21)式
【００６３】
【数２１】
が得られる。手順３の歯形誤差の時には、(21)式の角度
成分のみの微分関係式を用い、手順５の研削補正量の計
算の時にはフルパラメータの微分関係式を用いる。
成分のみの微分関係式を用い、手順５の研削補正量の計
算の時にはフルパラメータの微分関係式を用いる。
【００６４】次に、インボリュート曲線のフルパラメー
タを非線形最小自乗法で導出する手順を以下にまとめ
る。 [1] （ｙ，ｚ，φ）に対する初期値と、反復計算の収束判定
基準ｅ（＞０）を与える。 [2] 計測データ（ Bｙci， Bｚci），ｉ＝１,..., Ｎを用い
て、(22)式
タを非線形最小自乗法で導出する手順を以下にまとめ
る。 [1] （ｙ，ｚ，φ）に対する初期値と、反復計算の収束判定
基準ｅ（＞０）を与える。 [2] 計測データ（ Bｙci， Bｚci），ｉ＝１,..., Ｎを用い
て、(22)式
【００６５】
【数２２】
を計算する。ここで、ｆvi，Ｊvfulliはそれぞれ(16)式
と(21)式に現在の（ｙ，ｚ，φ）と（ Bｙci， Bｚci）
を代入したものである。 [3] ｆviが目標とする値は“０”であるので、目標値との差
と(21)式に現在の（ｙ，ｚ，φ）と（ Bｙci， Bｚci）
を代入したものである。 [3] ｆviが目標とする値は“０”であるので、目標値との差
【００６６】
【数２３】
を計算する。
[4]
【００６７】
【数２４】
なら終了。
[5]
Ｊの擬似逆行列を用いて、
【００６８】
【数２５】
が導かれる。
【００６９】
【数２６】
として[2] に戻る。円の場合やインボリュートの角度パ
ラメータのみの場合のパラメータ導出も同様である。上
記した本実施例の処理フローを図１４に示す。
ラメータのみの場合のパラメータ導出も同様である。上
記した本実施例の処理フローを図１４に示す。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の歯車計測方法によれば、基礎円転がり方式を用
いないため、インボリュート歯形以外の歯形計測が実現
できる。また、被加工歯車の回転に伴う誤差要因がなく
なり、測定精度を向上させることができる。さらに、本
発明では、自動的に歯車中心位置を求めるものであるた
め、座標出しのための手間を省くことが出来る。また、
接触子球と歯形曲線との距離を用いて理想歯形と実際の
歯形の比較を行なう構成であるため、従来例では確立さ
れていなかった歯形の比較方法を実施することができ
る。
本発明の歯車計測方法によれば、基礎円転がり方式を用
いないため、インボリュート歯形以外の歯形計測が実現
できる。また、被加工歯車の回転に伴う誤差要因がなく
なり、測定精度を向上させることができる。さらに、本
発明では、自動的に歯車中心位置を求めるものであるた
め、座標出しのための手間を省くことが出来る。また、
接触子球と歯形曲線との距離を用いて理想歯形と実際の
歯形の比較を行なう構成であるため、従来例では確立さ
れていなかった歯形の比較方法を実施することができ
る。
【００７１】本発明の歯車計測方法によれば、一つの接
触子で任意の大きさの測定ピン径による歯厚（オーバー
ピン径）の計測を可能にしており、従来の接触子の交換
や、交換に伴う調整作業を省く事ができる。
触子で任意の大きさの測定ピン径による歯厚（オーバー
ピン径）の計測を可能にしており、従来の接触子の交換
や、交換に伴う調整作業を省く事ができる。
【００７２】さらに、本発明のＮＣ歯車加工機によれ
ば、歯形形状から加工工具の位置誤差を直接導出してい
るため、それにより歯車の仕上げ精度を向上させること
ができる。
ば、歯形形状から加工工具の位置誤差を直接導出してい
るため、それにより歯車の仕上げ精度を向上させること
ができる。
【００７３】また、本発明のＮＣ歯車加工機は、一つの
装置で歯形誤差と歯厚共に計測可能としたものであるた
め、装置を小型化することができ、コストも安くするこ
とができる。
装置で歯形誤差と歯厚共に計測可能としたものであるた
め、装置を小型化することができ、コストも安くするこ
とができる。
【図１】本発明のＮＣ歯車加工機の一実施例の構成を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】図１に示す測定器の構成を示す説明図である。
【図３】実施例に係る歯車外周及び歯形の計測方法を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】実施例に係る接触子を用いた計測方法を示す説
明図である。
明図である。
【図５】実施例に係る歯車の左右外周／歯形の計測方法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】実施例に係る歯車中心位置の導出及びデータ変
換を示す説明図である。
換を示す説明図である。
【図７】実施例に係る歯形誤差の計算方法を示す説明図
である。
である。
【図８】実施例に係る歯厚の計算を示す説明図である。
【図９】実施例に係る研削補正量の計算を示す説明図で
ある。
ある。
【図１０】実施例に係る点−曲線距離フィッティングを
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１１】実施例に係る座標変換の第一のステップを示
す説明図である。
す説明図である。
【図１２】実施例に係る座標変換の第二のステップを示
す説明図である。
す説明図である。
【図１３】実施例に係る座標変換の第三のステップを示
す説明図である。
す説明図である。
【図１４】実施例の計算処理を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１５】本発明の歯車部分を説明するための模式図で
ある。
ある。
【図１６】本発明の歯車部分を説明するための模式図で
ある。
ある。
１ ＮＣ歯車研削機
２ 測定器
２ａ 接触子
３ 被加工歯車
４ 測定器用増幅器
５ ＮＣコントローラ
５ａ Ｉ／Ｏユニット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23Q 17/20
B23F 23/12
G01B 5/16
G01B 21/20
Claims (4)
- 【請求項１】 ＮＣ歯車加工機の工具保持部に接触子を
有する測定器を取り付け、その接触子を被加工歯車に接
触させて歯形データを測定し、測定された歯形データと
上記被加工歯車に予め決められている歯形データとを比
較し、歯車誤差を求める歯車計測方法において、 被加工歯車の歯形部分、及び外周等の歯車中心を導き出
し得る歯車部分に対し、それぞれ前記接触子を接触させ
た際のＮＣ駆動軸の値を歯形計測データとして計測し、 前記被加工歯車における歯形曲線及び前記歯車部分の輪
郭について任意の座標系を設定するとともに、前記被加
工歯車に定められている前記歯車部分の仕様または歯形
諸元に基づき、前記歯車部分に前記接触子を接触させた
ときの計測点と前記歯車部分の輪郭とを対応させるため
に前記座標系内の任意の計測点から前記歯形曲線または
前記歯車部分の輪郭までの距離を計算し、前記被加工歯
車に設定した座標系と前記歯車加工機のＮＣ座標系との
関係を計算する手法を用い、 上記手法によって計算された座標関係に基づいて前記Ｎ
Ｃ座標系における前記被加工歯車の中心位置を求め、前
記計測した歯形計測データをその中心位置を基準とする
座標系に変換し、 歯車中心座標で定義されている歯形曲線と、前記変換さ
れた歯形計測データとの距離を計算することにより歯形
誤差を求めることを特徴とする歯車計測方法。 - 【請求項２】 ＮＣ歯車加工機の工具保持部に接触子を
有する測定器を取り付け、その接触子を被加工歯車に接
触させて歯形データを測定し、測定された歯形データと
上記被加工歯車に予め決められている歯形データとを比
較し、歯車誤差を求める歯車計測方法において、 双方向に検出可能な上記接触子を用い、被加工歯車の歯
形部分、及び外周等の歯車中心を導き出し得る歯車部分
に対し、それぞれ前記接触子を接触させた際のＮＣ駆動
軸の値を歯形計測データとして計測し、 前記被加工歯車における歯形曲線及び前記歯車部分の輪
郭について任意の座標系を設定するとともに、前記被加
工歯車に定められている前記歯車部分の仕様または歯形
諸元に基づき、前記歯車部分に前記接触子を接触させた
ときの計測点と前記歯車部分の輪郭とを対応させるため
に前記座標系内の任意の計測点から前記歯形曲線または
前記歯車部分の輪郭までの距離を計算し、前記被加工歯
車に設定した座標系と前記歯車加工機のＮＣ座標系との
関係を計算する手法を用い、 上記手法によって計算された座標関係に基づいて前記Ｎ
Ｃ座標系における前記被加工歯車の中心位置を求め、前
記計測した左右の歯形計測データをその中心位置を基準
とする座標系に変換し、 変換された前記左右の歯形計測データを補間することに
より左右の歯形曲線を計算し、 所定のピン径からなる仮想円を前記左右の歯形曲線に接
するように配置することにより、前記被加工歯車の中心
位置から前記ピン径の中心位置までの距離を計算し、得
られた結果から歯厚を計算することを特徴とする歯車計
測方法。 - 【請求項３】 ＮＣ歯車加工機と、その工具保持台に取
り付けられ、被加工歯車の歯形部分、及び歯車中心から
予め与えられた位置関係にある歯車部分に球状接触子を
接触させて信号を出力する測定器と、この測定器からの
信号を受けてＮＣ歯車加工機を制御するＮＣコントロー
ラとを備え、このＮＣコントローラが、 前記測定器から出力される信号に基づいてＮＣ駆動軸の
値を計測し、前記被加工歯車における歯形曲線及び前記
歯車部分の輪郭について任意の座標系を設定し、その被
加工歯車に定められている前記歯車部分の仕様または歯
形諸元に基づき、前記歯車部分に前記接触子を接触させ
たときの計測点と前記歯車部分の輪郭とを対応させるた
めに前記座標系内の任意の計測点から前記被加工歯車の
前記歯形曲線または前記歯車部分の輪郭までの距離を計
算し、前記被加工歯車に設定した座標系と前記歯車加工
機のＮＣ座標系の関係を計算する機能を有し、この機能
によって計算された前記座標関係から、前記ＮＣ座標系
における被加工歯車の中心位置を計算し、計測した歯形
計測データをその歯車中心位置を基準とする座標系へ変
換し、前記中心座標で定義されている歯形曲線と、前記
変換された歯形計測データとの距離から歯形誤差を計算
するように構成されていることを特徴とするＮＣ歯車加
工機。 - 【請求項４】 ＮＣ歯車加工機と、双方向検出可能にそ
の工具保持台に取り付けられ、被加工歯車の歯形部分、
及び歯車中心から予め与えられた位置関係にある歯車部
分に球状接触子を接触させて信号を出力する測定器と、
この測定器からの信号を受けてＮＣ歯車加工機を制御す
るＮＣコントローラとを備え、このＮＣコントローラ
が、 前記測定器から出力される信号に基づいてＮＣ駆動軸の
値を計測し、前記被加工歯車における歯形曲線及び前記
歯車部分の輪郭について任意の座標系を設定し、前記被
加工歯車に定められている前記歯車部分の仕様または歯
形諸元に基づき、前記歯車部分に前記接触子を接触させ
たときの計測点と前記歯車部分の輪郭とを対応させるた
めに前記座標系内の任意の計測点から前記被加工歯車の
前記歯形曲線または前記歯車部分の輪郭までの距離を計
算し、前記被加工歯車に設定した座標系と前記歯車加工
機のＮＣ座標系の関係を計算する機能を有し、この機能
によって計算された前記座標関係から、前記ＮＣ座標系
における前記被加工歯車の中心位置を計算し、計測した
左右の歯形計測データをその歯車中心位置を基準とする
座標系へ変換し、前記歯形計測データから補間された歯
形曲線に所定のピン径からなる仮想円を前記左右の歯形
曲線に接するように配置することにより、前記被加工歯
車の中心位置から前記ピン径の中心位置までの距離を計
算し、得られた結果から歯厚を計算するように構成され
ていることを特徴とするＮＣ歯車加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16110995A JP3527565B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 歯車計測方法及びｎｃ歯車加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16110995A JP3527565B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 歯車計測方法及びｎｃ歯車加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0911085A JPH0911085A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3527565B2 true JP3527565B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=15728783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16110995A Expired - Lifetime JP3527565B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 歯車計測方法及びｎｃ歯車加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3527565B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100458161B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2004-11-26 | 학교법인 포항공과대학교 | 스파이럴 베벨기어의 형상오차 측정방법 |
| US8506214B2 (en) * | 2006-02-10 | 2013-08-13 | Klingelnberg Gmbh | Method for machining bevel gears using an indexing method having complete indexing error compensation |
| JP5533577B2 (ja) * | 2010-11-12 | 2014-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 歯車の芯ズレ測定方法および芯ズレ測定装置 |
| JP5854661B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2016-02-09 | 三菱重工業株式会社 | 形状測定用測定子の校正方法 |
| JP6165464B2 (ja) * | 2013-02-20 | 2017-07-19 | 三菱重工工作機械株式会社 | 歯車研削装置 |
| DE102013003585A1 (de) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Verfahren zur Verzahnungsmessung sowie Messeinrichtung und Verzahnmaschine |
| CN103465108B (zh) * | 2013-09-13 | 2015-11-18 | 浙江大学 | 活塞异型销孔的轮廓误差在位检测装置 |
| CN104002197A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-08-27 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 一种自动制孔采用的寻法装置 |
| FR3046605B1 (fr) | 2016-01-11 | 2019-09-06 | Arkema France | Composition liquide comprenant un polymere a phases multiples, son procede de preparation et son utilisation |
| JP6746940B2 (ja) * | 2016-02-16 | 2020-08-26 | 株式会社ジェイテクト | 歯車の歯形のシミュレーション装置及び方法並びに加工用工具の刃面のシミュレーション装置及び方法 |
| JP2017194311A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 新日鐵住金株式会社 | 歯車の歯形計測装置及び歯形計測方法 |
| KR20170120312A (ko) * | 2016-04-21 | 2017-10-31 | (주)로보티즈 | 사이클로이드 기어의 치형 측정 장치 및 방법 |
| CH713798A1 (de) * | 2017-05-19 | 2018-11-30 | Reishauer Ag | Maschine zur Feinbearbeitung von verzahnten Werkstücken sowie Verfahren zur Vermessung von Kenngrössen eines Feinbearbeitungswerkzeugs. |
| EP3584026A1 (de) | 2018-06-20 | 2019-12-25 | Klingelnberg GmbH | Verfahren zum hartbearbeiten eines vorverzahnten und wärmebehandelten zahnrad-werkstücks |
| CN113074687B (zh) * | 2021-04-01 | 2022-11-25 | 倪根林 | 一种测量仪及测量方法 |
| CN113419488B (zh) * | 2021-06-08 | 2022-07-08 | 湖北工业大学 | 一种非圆齿扇变变位修形过切消除方法 |
| CN113458508A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 四川建安工业有限责任公司 | 准双曲面齿轮齿形控制方法 |
| CN113770715B (zh) * | 2021-09-13 | 2024-01-23 | 中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司 | 一种磨煤机齿轮调偏方法 |
| CN114166144B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-09-22 | 天津科技大学 | 一种齿轮倒角加工装夹后加工轮廓的标定方法 |
| CN115096239B (zh) * | 2022-06-13 | 2023-08-18 | 北京工业大学 | 一种渐开线直齿圆柱齿轮齿廓波纹度的获取及分析方法 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16110995A patent/JP3527565B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0911085A (ja) | 1997-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3527565B2 (ja) | 歯車計測方法及びｎｃ歯車加工機 | |
| US10073435B2 (en) | Reducing errors of a rotatory device, in particular for the determination of coordinates of a workpiece or the machining of a workpiece | |
| EP1526356B1 (en) | Method for Measuring Curved Surface of a Workpiece | |
| CA2079334C (en) | Multi-functional measurement system | |
| EP1579168B1 (en) | Workpiece inspection method and apparatus | |
| TWI474891B (zh) | Calibration method of gear measuring device | |
| KR101130596B1 (ko) | 기상 계측 장치의 프로브 장착 위치 산출 방법 | |
| EP1063052A2 (en) | Apparatus for measuring dimensional errors of eccentric cylinder by utilizing movement of measuring member held in contact with such eccentric cylinder | |
| JP6942577B2 (ja) | 工作機械の数値制御装置及び数値制御方法 | |
| CN112526926B (zh) | 一种五轴数控机床旋转轴结构参数误差补偿方法 | |
| JP3396409B2 (ja) | ワークの形状寸法測定方法及び装置 | |
| JPH10507268A (ja) | 真円度測定 | |
| US11850671B2 (en) | Method and device for measuring a roll machining tool | |
| JPH11511393A (ja) | カッタヘッドを形直しする方法と装置 | |
| EP2596892A1 (en) | Gear grinding machine and gear grinding method | |
| CN111609777B (zh) | 用于校准齿轮切割机中的测量探针的方法 | |
| CN112069612A (zh) | 一种齿轮测量中心测量不确定度评定方法 | |
| JP3634146B2 (ja) | 砥石整形誤差補正方法及び砥石整形・直溝成形研削加工誤差補正方法並びにそれらの誤差補正装置 | |
| JPH05111851A (ja) | 歯車測定方法および歯車測定兼用歯車研削盤 | |
| JP3752398B2 (ja) | ねじれ溝成形研削加工の補正方法及びねじれ溝成形研削加工装置 | |
| JP3880030B2 (ja) | Ｖ溝形状測定方法及び装置 | |
| JPS63302310A (ja) | 座標測定機の測定ボリューム内の点の絶対位置を決定する方法および装置 | |
| JP3126327B2 (ja) | 工作機械におけるワークの形状寸法測定方法及び装置 | |
| JPH0671691B2 (ja) | 加工位置の座標系補正装置 | |
| JP3162936B2 (ja) | 回転工具の刃先位置補正装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030826 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040114 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040210 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040220 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |