JP3931601B2

JP3931601B2 - 内歯砥石のドレス方法

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Publication number: JP3931601B2
Application number: JP2001233612A
Authority: JP
Inventors: 亮渡辺
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: JP2003039321A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内歯砥石のドレス方法に係り、特に、ドレス残りを生じさせることなく内歯砥石のドレスができるとともに、内歯砥石の寿命をも延ばすことが可能な内歯砥石のドレス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば自動車のパワートレインに用いられる、はす歯歯車の仕上加工は、内歯砥石を用いた研削装置によって行われている。この研削装置では、回転可能に支持された内歯砥石をワークのはす歯歯車に滑らせながらかみ合わせ、その歯面の仕上加工を行う。仕上加工の回数を重ねると、内歯砥石の歯面が荒れてくるので、そのときには、ワークに代えてドレスギヤを取り付け、内歯砥石の歯面を滑らかにするためのドレスを行う。
【０００３】
内歯砥石は、シェ−ビング加工と同じ原理でワークを研削加工するため、内歯砥石軸はワ−ク取付軸に対し、ある軸交差角をもって配置されている。その軸交差角６は通常８°〜１２°である。特開平１１−１３８３４６号では、内歯砥石の寿命を延ばすため、内歯砥石のドレスを行う度に軸交差角を変化させている。つまり、内歯砥石の内径が大きくなるにしたがって、軸交差角を漸次減少させ（内歯砥石を立てて行く）、内歯砥石の新品から廃却までのドレス可能回数を増加させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の技術にあっては、砥石寿命は向上するものの、ドレスを行う度に軸交差角を変えているので、ドレス量が十分でないと、ドレス残りが生じる場合がある。このドレス残りの発生を防ぐためには、ドレス量を軸交差角に依らずに常に十分な量とすれば良いが（上記した特開平１１−１３８３４６号では通常の２倍としている）、過剰なドレスは砥石寿命の減少に通ずるので、あまり好ましくはない。
【０００５】
一方、適切なドレス量は、トライアンドエラーによって求めなければならないので、どの程度のドレス量とすればドレス残りがなくなるかが簡単にはわからない。このため、自動サイクルでドレス作業を行わせることはできない。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の技術の不具合を解消するために成されたものであり、ドレスの度に最適なドレス量を求めることによって、ドレス残りを生じさせることなく内歯砥石のドレスができるとともに、内歯砥石の寿命をも延ばすことが可能な内歯砥石のドレス方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかる内歯砥石のドレス方法は、外歯型のドレスギヤを内歯砥石にかみ合わせて当該内歯砥石のドレスを行う内歯砥石のドレス方法であって、前記内歯砥石の新品時からのドレス回数に基づいて前記ドレスギヤの回転軸と前記内歯砥石の回転軸との軸交差角を演算する段階と、前記演算された交差角に基づいて、前記内歯砥石の一回あたりのドレス量を演算する段階と、前記内歯砥石の回転軸を軸交差角に設定する段階と、前記ドレスギヤを用いて、前記内歯砥石を演算されたドレス量だけ切り込む段階と、を含み、前記ドレス量を演算する段階は、前回のドレス時における前記ドレスギヤの回転軸と前記内歯砥石の回転軸との軸間距離および前回のドレス時における軸交差角を求める第１段階と、歯車基本諸元に基づいて、前記ドレスギヤの歯面座標を演算する第２段階と、前記ドレスギヤの歯面座標に基づいて、前記ドレスギヤの歯面の法線単位ベクトルを演算する第３段階と、前記法線単位ベクトルに基づいて、共役砥石歯面を演算する第４段階と、前記軸間距離と前記軸交差角に基づいて、前記ドレスギヤの歯面座標を前記内歯砥石の歯面座標に変換する第５段階と、今回のドレス時における軸交差角および仮のドレス量を入力する第６段階と、今回のドレス時における内歯砥石の歯面座標を演算する第７段階と、前回のドレス時における内歯砥石の歯面座標と今回のドレス時における内歯砥石の歯面座標とから、ドレス残りがあるか否かを判断する第８段階と、ドレス残りがないと判断された場合には、当該仮のドレス量を前記内歯砥石の一回あたりのドレス量とする一方、ドレス残りがあると判断された場合には、仮のドレス量を増加し、ドレス残りがないと判断されるまで、上記第６段階から第８段階を繰り返す第９段階と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドレスギヤの回転軸と内歯砥石の回転軸との軸交差角をドレスの度に変化させるとともに、軸交差角の大きさに応じて、内歯砥石の一回あたりのドレス量を変化させ、さらに、前回のドレス時における内歯砥石の歯面座標と今回のドレス時における内歯砥石の歯面座標とから、ドレス残りがあるか否かを判断し、ドレス残りがないと判断された場合には、仮のドレス量を内歯砥石の一回あたりのドレス量とする一方、ドレス残りがあると判断された場合には、仮のドレス量を増加するようにしたので、ドレス残りの生じない最適なドレス量を得ることができ、内歯砥石の寿命を伸ばすことができる。
【００１３】
また、自動サイクルでドレス作業を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる内歯砥石のドレス方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の方法が適用される歯車加工装置の構成図である。
【００１５】
ワークテーブル１００は、基台１０２上にその長手方向に移動自在に載置される。ワークテーブル１００は、基台１０２に取り付けられた駆動モータ１０４で回転されるボールねじ１０６を介して図示Ａ−Ｂ方向（Ｚ軸方向）に往復駆動される。ワークテーブル１００の移動位置は、駆動モータ１０４内に設けられている移動位置検出用エンコーダによって検出される。
【００１６】
チャック装置１０８は、ワークテーブル１００上に固定して取り付けられ、図示されていない被加工歯車またはドレスギヤを回転自在に支持する。チャック装置１０８は、被加工歯車またはドレスギヤを支持する主軸１１０を回転させるためのワーク駆動モータ１１２と、被加工歯車またはドレスギヤの回転位置を検出するための回転位置検出用エンコーダ１１４を備えている。
【００１７】
切り込み装置１１６は、ワークテーブル１００に進退自在に取り付けられる。切り込み装置１１６は、ワークテーブル１００に取り付けられた図示しない切り込み用モータによって図示Ｃ−Ｄ方向（Ｘ軸方向）に進退駆動される。切り込み装置の進退位置は、切り込みモータ内に設けられている進退位置検出用エンコーダによって検出される。
【００１８】
内歯砥石１１８を回転自在に支持するスピンドル装置１２０は、切り込み装置１１６に上下動および回動自在に支持される。スピンドル装置１２０は、砥石上下駆動装置１２２によって図示Ｅ−Ｆ方向（Ｙ軸方向）に上下駆動され、また、砥石旋回装置１２４によって図示矢印方向に旋回駆動される。砥石上下駆動装置１２２は、砥石旋回装置１２４に回動自在に取り付けられ、砥石旋回装置１２４は、切り込み装置１１６に固定して取り付けられる。
【００１９】
スピンドル装置１２０は、砥石上下駆動装置１２２のスライドヘッド１２６に固定して取り付けられる。スライドヘッド１２６は、砥石上下駆動装置１２２の基台１３０に取り付けられた駆動モータ１３２で上下に駆動される。スライドヘッド１２６の位置は、駆動モータ１３２に内蔵されているスライド位置検出用エンコーダによって検出される。砥石旋回装置１２４は、その装置に内蔵されている図示しない旋回駆動モータによって砥石上下駆動装置１２２を回動させ、この回動によってスピンドル装置１２０を旋回させる。スピンドル装置１２０の旋回位置は、旋回駆動モータに内蔵されている図示しない旋回位置検出用エンコーダによって検出される。
【００２０】
スピンドル装置１２０は、内歯砥石１１８を回転させるためのスピンドルモータ１３４と、内歯砥石１１８の回転位置を検出する砥石回転位置検出用エンコーダ１３６とを備えている。
【００２１】
図２は、図１に示した歯車加工装置の制御系のブロック図である。
【００２２】
歯車加工装置の動作を総括的に制御する制御装置２００は、ワークテーブル１００を駆動する駆動モータ１０４、切り込み装置１１６を進退駆動する切り込みモータ２０４、砥石上下駆動装置１２２を回動させる旋回駆動モータ２０８、スライドヘッド１２６を駆動する駆動モータ１３２、被加工歯車またはドレスギヤを回転させるワーク駆動モータ１１２、内歯砥石１１８を回転させるスピンドルモータ１３４に接続される。
【００２３】
さらに、制御装置２００は、ワークテーブル１００の移動位置を検出する移動位置検出用エンコーダ２０２、切り込み装置１１６の進退位置を検出する進退位置検出用エンコーダ２０６、スピンドル装置１２０の旋回位置を検出する旋回位置検出用エンコーダ２１０、スライドヘッド１２６の位置を検出するスライド位置検出用エンコーダ２１２、被加工歯車またはドレスギヤの回転位置を検出する回転位置検出用エンコーダ１１４、内歯砥石１１８の回転位置を検出する砥石回転位置検出用エンコーダ１３６が接続される。
【００２４】
制御装置２００に加工指令が入力されたときには、制御装置２００は、この加工指令信号と上記すべてのエンコーダからのフィードバック信号とに基づいて、上記各モータの駆動を制御し、被加工歯車を内歯砥石１１８によって研削する。制御装置２００にドレス指令信号が入力されたときには、制御装置２００は、このドレス指令信号と、進退位置検出用エンコーダ２０６および旋回位置検出用エンコーダ２１０からのフィードバック信号とに基づいて、切り込みモータ２０４の駆動を制御し、内歯砥石１１８のドレス作業を行う。なお、制御装置２００は、進退位置検出用エンコーダ２０６および旋回位置検出用エンコーダ２１０からのフィードバック信号を、次に説明するドレス量演算装置に送る。
【００２５】
図３は、ドレス量演算装置３００のブロック図である。
【００２６】
ドレス量演算装置３００は、歯車基本諸元記憶部３１０と、ドレス前中心間距離記憶部３１２と、ドレス前軸交差角記憶部３１４と、ドレス演算部３１６と、最適ドレス記憶部３１８とを備えている。
【００２７】
歯車基本諸元記憶部３１０は、歯車の基礎円半径（ＲＢ）、位相角（φ）、基礎円ネジレ角（βｂ）、インボリュート関数（ＩＮＶ）、圧力角（α）などの、歯車の基本諸元を記憶している。
【００２８】
ドレス前中心間距離記憶部３１２は、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸間距離を記憶している。この軸間距離は、進退位置検出用エンコーダ２０６から出力されるパルス数として記憶されている。
【００２９】
ドレス前軸交差角記憶部３１４は、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸交差角を記憶している。この軸交差角は、旋回位置検出用エンコーダ２１０から出力されるパルス数として記憶されている。
【００３０】
ドレス演算部３１６は、ドレス前中心間距離記憶部３１２に記憶されている、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸間距離、ドレス前軸交差角記憶部３１４に記憶されている、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸交差角、および歯車基本諸元記憶部３１０に記憶されている歯車基本諸元を用いて、今回のドレス時の軸交差角における最適なドレス量を求める。
【００３１】
最適ドレス量記憶部３１８は、ドレス演算部３１６で求められた最適なドレス量を軸交差角の大きさごとに記憶する。つまり、交差軸角の大きさとドレス量との関係を示したテーブルを記憶する。
【００３２】
ドレス量演算装置３００は、図２の制御装置２００に対してドレス指令信号を出力する。なお、ドレス量演算装置３００には、内歯砥石１１８の新品時からのドレス回数をカウントする機能が備えられている。ドレス回数は、ドレス指令信号の出力回数に基づいてカウントされる。また、ドレス量演算装置３００には、制御装置２００からのフィードバック信号が入力される。このフィードバック信号は、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸間距離を演算するための進退位置検出用エンコーダ２０６から出力されるパルス数、および、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸交差角を演算するための旋回位置検出用エンコーダ２１０から出力されるパルス数に関する信号である。
【００３３】
また、ドレス量演算装置３００にはキーボード３２０が接続されているが、このキーボード３２０は、歯車基本諸元の入力を行うために設けてある。
【００３４】
つぎに、ドレス量演算装置３００によってドレス量が演算される過程を、図４のフローチャートおよび図５以降の図面を参照しながら説明する。
【００３５】
まず、ドレス演算部３１６は、歯車基本諸元記憶部３１０に記憶されている歯車基本諸元を入力する。この歯車基本諸元は、キーボード３２０によってあらかじめ入力されている。この歯車基本諸元は、図５に示すように、歯車の基礎円半径（ＲＢ）、位相角（φ）、基礎円ネジレ角（βｂ）、インボリュート関数（ＩＮＶ）、圧力角（α）である（Ｓ１）。
【００３６】
つぎに、ドレス演算部３１６は、ドレス前中心間距離記憶部３１２に記憶されている、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸間距離（ドレス前中心間距離Ａ）を入力する。このドレス前中心間距離Ａは、図２の制御装置２００からフィードバック信号として出力される、進退位置検出用エンコーダ２０６から出力されるパルス数に基づいて演算される。つまり、ドレスギヤの回転軸、換言すれば主軸１１０の回転軸は固定されており、主軸１１０の回転軸と内歯砥石１１８の回転軸の基準位置との距離はあらかじめわかっているので、内歯砥石１１８の回転軸が基準位置からどの程度の距離ずれているかを進退位置検出用エンコーダ２０６から出力されるパルス数で演算すれば、ドレス前中心間距離Ａは演算できる。この演算は、ドレス作業が行われる度にドレス演算部３１６で行われ、その演算結果がドレス前中心間距離記憶部３１２に記憶される（Ｓ２）。
【００３７】
つぎに、ドレス演算部３１６は、ドレス前軸交差角記憶部３１４に記憶されている、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸交差角を入力する。この軸交差角は、制御装置２００からフィードバック信号として出力される、旋回位置検出用エンコーダ２１０から出力されるパルス数に基づいて演算される。つまり、ドレスギヤの回転軸、換言すれば主軸１１０の回転軸は水平に固定されているので、内歯砥石１１８の回転軸が水平からどの程度の角度を成しているかを旋回位置検出用エンコーダ２１０から出力されるパルス数で演算すれば、軸交差角は演算できる。この演算は、ドレス作業が行われる度にドレス演算部３１６で行われ、その演算結果がドレス前軸交差角記憶部３１４に記憶される（Ｓ３）。
【００３８】
そして、ドレス演算部３１６は、入力した歯車基本諸元に基づいて、下記の式を用いて演算を行い、ドレスギヤの歯面座標Ｇ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める（Ｓ４）。
【００３９】
Ｘ＝ＲＢ／ｃｏｓ（α）×ｓｉｎ（ＩＮＶ（α）＋φ）
Ｙ＝ＲＢ／ｃｏｓ（α）×ｃｏｓ（ＩＮＶ（α）＋φ）
Ｚ＝−φ×ｔａｎ（βｂ）
ここで、ＲＢ：歯車の基礎円半径
α：圧力角
ＩＮＶ：インボリュート関数
φ：位相角
βｂ：基礎円ネジレ角
つぎに、ドレス演算部３１６は、ドレスギヤ歯面の法線単位ベクトル計算を行う。この法線単位ベクトルＯＥは次の演算によって求めることができる（Ｓ５）。
ＯＥ＝（ｄＧ／ｄα）×（ｄＧ／ｄφ）／絶対値［（ｄＧ／ｄα）×（ｄＧ／ｄφ）］
さらに、ドレス演算部３１６は、共役砥石歯面計算を行う。この共役砥石歯面計算は、つぎのようにして行われる。
【００４０】
求めたドレスギヤ歯面の法線ベクトルをＯＥとし、ドレスギヤ歯面の相対速度ベクトルをＶとすると、内歯砥石１１８とドレスギヤとがかみ合う点では、
ＯＥ×Ｖ＝０という式が成立する。換言すれば、このかみ合う点は、ドレスギヤの歯面座標が内歯砥石１１８の歯面座標になる点である。つぎに、内歯砥石１１８とドレスギヤとの相対速度ベクトルをＶとし、ドレスギヤ歯面の速度ベクトルをＶＧ、内歯砥石１１８の歯面の速度ベクトルをＶＴとすると、
Ｖ＝ＶＧ−ＶＴとなる。
【００４１】
以上までの演算で、任意の圧力角α、任意の位相角φの時の法線単位ベクトルＯＥと、相対速度ベクトルＶとが求められたので、ドレスギヤの歯面全面について、ＯＥ×Ｖ＝０という式が成立する圧力角α、位相角φの値をそれぞれ求める。このようにして求めた圧力角α、位相角φの値を、ドレスギヤの歯面座標Ｇ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める前述の式に代入して共役砥石歯面を求める。求めたれたドレスギヤの歯面座標Ｇ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、内歯砥石１１８とかみ合うドレスギヤの歯面座標である（Ｓ６）。
【００４２】
そして、ドレス演算部３１６は、ドレスギヤから内歯砥石１１８への座標変換処理を行う。この座標変換処理は、次のようにして行う。
【００４３】
図６に示すように、内歯砥石１１８とドレスギヤとの軸交差角をΣ、内歯砥石１１８とドレスギアとの中心間距離をＡとし、ドレスギヤの歯面座標を（ｘ，ｙ,ｚ）、内歯砥石１１８の歯面座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とすると、ドレスギヤの歯面座標（ｘ，ｙ,ｚ）を歯面座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換するには、下記の行列式を用いる。
【００４４】
【数１】

【００４５】
この行列式を解くことによって、ドレスギアの座標系が内歯砥石１１８の座標系に変換されることになり、上記のようにして求められたドレスギヤの歯面座標から内歯砥石１１８の歯面座標が求められることになる。
【００４６】
つぎに、ドレス演算部３１６は、あらかじめ定められている切込み量でドレスを行ったときに、内歯砥石１１８の歯面にドレス残りが生じるか否かを判断するため、ドレス前後の歯面距離ｄを演算する。
【００４７】
まず、上記のようにして求めた既知のドレス前の内歯砥石１１８の歯面座標をＯＰとし、軸交差角をあらかじめ定められている角度だけ変更したときの、未知のドレス後の内歯砥石１１８の歯面座標をＯＰＰとし、ドレス前後の歯面距離をｄとすると、ドレス前後の法線単位ベクトルＯＥの関係は、
ＯＰ＝ｄ×ＯＥ＋ＯＰＰが成り立つので、
ＯＰＰ（Ｘ）＋ｄ×ＯＥ−ＯＰ（Ｘ）＝０
ＯＰＰ（Ｙ）＋ｄ×ＯＥ−ＯＰ（Ｙ）＝０
ＯＰＰ（Ｚ）＋ｄ×ＯＥ−ＯＰ（Ｚ）＝０
という３つの方程式が成立する。
【００４８】
ただし、ＯＰＰ（Ｘ）、ＯＰＰ（Ｙ）、ＯＰＰ（Ｚ）は、ドレス後の内歯砥石１１８のＸ軸上、Ｙ軸上、Ｚ軸上の歯面座標である。
【００４９】
これらの方程式を解くことによって、任意の内歯砥石歯面のドレス前後での歯面距離ｄを求めることができる。この計算は、内歯砥石１１８の歯面全体について行う。たとえば、歯面距離を求める点を、歯型方向５点、歯筋方向５点とすると、各歯面に対して２５箇所の歯面距離ｄを求めることができる（Ｓ８）。
【００５０】
ドレス演算部３１６は、求めた歯面距離ｄが０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ９）。求めた歯面距離ｄが全てプラスであれば（Ｓ９：ＹＥＳ）、ドレス後の内歯砥石歯面座標がドレス前の内歯砥石歯面座標を追い越したことになるので、ドレス残りは生じないことになる。たとえば、２５箇所の歯面距離を実際に求めた結果を示すのが図７であるが、この図を見ればわかるように、左歯面および右歯面ともに、求められた「砥石の距離」はすべて＋であるので、この場合には、ドレス残りは生じないことがわかる。
【００５１】
したがって、歯面距離ｄが０よりも大きければ、あらかじめ定められている切込み量でドレスを開始する。つまり、ドレス演算部３１６は、制御装置２００に、求めた切込み量で内歯砥石１１８をドレスすべき指令をドレス指令信号として出力する（Ｓ１０）。
【００５２】
一方、求めた歯面距離ｄの一部でも−があれば（Ｓ９：ＮＯ）、このままドレスをすればドレス残りが生じることになるので、ドレス演算部３１６は、あらかじめ定められている切込み量を増加し、新たなドレス量を求める（Ｓ１１）。このドレス量で再度、Ｓ８のステップの処理を行う。以上のようにして、歯面距離ｄが０よりも大きくなるまでドレス量の変更を行い、その変更後の切込み量でドレスを開始する。つまり、ドレス演算部３１６は、制御装置２００に、求めた切込み量で内歯砥石１１８をドレスすべき指令をドレス指令信号として出力する（Ｓ１０）。
【００５３】
以上の処理は、ドレス作業を行う度に行われる。したがって、以上の処理が内歯砥石１１８の新品から廃却まで行われると、内歯砥石１１８とドレスギヤとの軸交差角度ごとの最適なドレス量を求めることができる。最適ドレス量記憶部３１８には、ドレス演算部３１６で求められた最適なドレス量が軸交差角の大きさごとに記憶される。つまり、図８に示すような、交差軸角の大きさとドレス量との関係を示したテーブルが記憶される。
【００５４】
この図を見ると一目瞭然であるが、軸交差角の大きさによって、ドレス残りを生じない最適なドレス量があることがわかる。したがって、従来のように、ドレス残りが生じないように、軸交差角の大きさに依らずに、常に十分なドレス量（0.06ｍｍ×２倍程度）をもって内歯砥石１１８をドレスすることと比較すれば、本発明は、非常に合理的なドレス量の算出ができるので、オーバードレスをすることがなく、砥石の寿命を延ばすことができる。また、従来のように、ドレス残りが生じた場合の追加のドレス量をトライアンドエラーで決める必要がなくなるので、ドレス作業の時間短縮ができるだけでなく、自動サイクルでドレス作業を行わせることができる。
【００５５】
図９および図１０は、図８のように算出された数値を視覚的にわかるようにグラフ形式で表示した図である。図９は、ドレス残りが生じた場合を示す。この図を見れば明らかなように、左歯面および右歯面に−となる部分が存在している。したがって、このマイナスとなる部分は、ドレスがされない部分であることがわかる。図１０は、ドレス残りが生じない場合を示す。この図では、左歯面および右歯面に−となる部分が存在しない。したがって、ドレスがされない部分は存在しないことがわかる。
【００５６】
図１１は、上記の演算を実際の歯車加工装置で行った場合の演算結果を示す図である。同図の左側の図は、軸交差角２０°一定とし、中心間距離をドレス前１２７ｍｍからドレス後１２７．０６ｍｍに変化させ、ドレス量を６０μとした場合にドレス残りが生じるか否かについて検証した。この条件で演算した結果、図のように−となる部分が存在していないので、ドレス残りが生じないことがわかる。
【００５７】
同図の真中の図は、軸交差角を２０°から１９．９６５°に変化させ（内歯砥石を時計方向に回動する）、中心間距離をドレス前１２７ｍｍからドレス後１２７．０６ｍｍに変化させ、ドレス量を６０μｍとした場合にドレス残りが生じるか否かについて検証した。この条件で演算した結果、図のように−となる部分が一部に存在しているので、ドレス量６０μｍではドレス残りが生じ手しまうことがわかる。
【００５８】
したがって、ドレス残りが生じないように、中心間距離をドレス前１２７ｍｍからドレス後１２７．1ｍｍに変化させ、ドレス量を１００μｍとした場合にドレス残りが生じるか否かについて検証した。この検証の結果を表わしているのが、同図の右側の図である。この条件で演算した結果、図のように−となる部分が存在しなくなったので、この条件であれば、ドレス残りが生じないことがわかる。
【００５９】
つぎに、本発明の方法が適用される図１の歯車加工装置のドレス作業時の動作を説明する。制御装置２００がドレス量演算装置３００から出力されたドレス指令信号を入力すると、ドレスギヤと内歯砥石１１８が同期回転しながら切り込み装置１１６を前進させる。切り込み装置１１６が所定の位置まで前進すると、ドレスギヤと内歯砥石とがかみ合い始め、そのかみ合いがバックラッシュなしでかみ合うまで前進しつづける。制御装置２００は、この状態のまま、内歯砥石１１８を駆動するスピンドルモータ１３４とドレスギアを駆動するワーク駆動モータ１１２に流れる電流値を監視し、その電流値があらかじめ定めてある閾値を超えたときに、進退位置検出用エンコーダ２０６から切り込み装置１１６の位置を読む。この切り込み装置１６の位置は、フィードバック信号としてドレス量演算装置３００に送られる。この切り込み装置１１６の位置から、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸間距離（ドレス前中心間距離Ａ）が求められる。
【００６０】
そして、今回のドレスに備えて、内歯砥石１１８の軸交差角が所定の角度に（今回度ドレスの角度に）設定される。軸交差角は、内歯砥石１１８が新品時は最も大きく、ドレスの度に、その新品時の角度から、あらかじめ定められた一定の角度ずつ（たとえば０．０３５°）時計回りに回転させて小さくしていく。したがって、今回のドレスが新品時から何回目のドレスであるかによって軸交差角を何度にすべきかがわかる。ドレス回数は、ドレス量演算装置３００によってカウントされている。
【００６１】
内歯砥石１１８の軸交差角が所定の角度に設定されると、ドレス量演算装置３００は、その軸交差角に最適なドレス量を算出し、そのドレス量をドレス指令信号として制御装置２００に送る。制御装置２００は、ドレス残りが生じない最適なドレス量だけ、ドレスギヤと内歯砥石１１８とを同期回転させながら切り込み装置１１６を前進させる。この前進にしたがってドレスギヤの歯面が内歯砥石の歯面にこすれるように当たり、軸交差角が変えられた内歯砥石１１８の歯面をドレスして行く。
【００６２】
上記の例では、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸間距離（ドレス前中心間距離Ａ）を求めるために、内歯砥石１１８を駆動するスピンドルモータ１３４とドレスギアを駆動するワーク駆動モータ１１２に流れる電流値を監視し、その電流値から、内歯砥石１１８とドレスギヤがバックラッシュなしでかみ合う位置を求め、これによって、ドレス前の砥石歯面を求めたが、これ以外に、ドレス作業からドレス作業までの間に、内歯砥石１１８がどの程度磨耗するのかを事前に実験的に求め、それを記憶しておき、前回ドレスした時のドレス前中心間距離Ａに実験的に求めておいた内歯砥石の磨耗量を加えた位置を、前回のドレス時における、内歯砥石１１８の回転軸とドレスギヤの回転軸との軸間距離（ドレス前中心間距離Ａ）としても良い。このようにしてドレス前中心間距離Ａを求めれば、電流値を監視する機能を制御装置２００が備える必要がなくなるので、制御装置２００の構成が簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法が適用される歯車加工装置の構成図である。
【図２】図１に示した歯車加工装置の制御系のブロック図である。
【図３】ドレス量演算装置のブロック図である。
【図４】ドレス量演算装置によってドレス量が演算される過程を示すフローチャートである。
【図５】歯車基本諸元の説明に供する図である。
【図６】ドレスギアの座標系を内歯砥石の座標系に変換するときの説明に供する図である。
【図７】２５箇所の歯面距離を実際に求めた結果を示す図である。
【図８】交差軸角の大きさとドレス量との関係を示した図である。
【図９】ドレス残りが生じる場合の演算結果を視覚的にわかるようにグラフ形式で表示した図である。
【図１０】ドレス残りが生じない場合の演算結果を視覚的にわかるようにグラフ形式で表示した図である。
【図１１】実際の歯車加工装置に対してドレス残りの有無の演算を行った場合の演算結果を示す図である。
【符号の説明】
１００…ワークテーブル、
１０２…基台、
１０４…駆動モータ、
１０６…ボールねじ、
１０８…チャック装置、
１１０…主軸、
１１２…ワーク駆動モータ、
１１４…回転位置検出用エンコーダ
１１６…切り込み装置、
１１８…内歯車型砥石、
１２０…スピンドル装置、
１２２…砥石上下駆動装置、
１２４…砥石旋回装置、
１２６…スライドヘッド、
１３０…基台、
１３２…駆動モータ、
１３４…スピンドルモータ、
１３６…砥石回転位置検出用エンコーダ、
２００…制御装置、
２０２…移動位置検出用エンコーダ、
２０４…切り込みモータ、
２０６…進退位置検出用エンコーダ、
２０８…旋回駆動モータ、
２１０…旋回位置検出用エンコーダ、
２１２…スライド位置検出用エンコーダ、
３００…ドレス量演算装置、
３１０…歯車基本諸元記憶部、
３１２…ドレス前中心間距離記憶部、
３１４…ドレス前軸交差角記憶部、
３１６…ドレス演算部、
３１８…最適ドレス記憶部、
３２０…キーボード。

Claims

外歯型のドレスギヤを内歯砥石にかみ合わせて当該内歯砥石のドレスを行う内歯砥石のドレス方法であって、
前記内歯砥石の新品時からのドレス回数に基づいて前記ドレスギヤの回転軸と前記内歯砥石の回転軸との軸交差角を演算する段階と、
前記演算された交差角に基づいて、前記内歯砥石の一回あたりのドレス量を演算する段階と、
前記内歯砥石の回転軸を軸交差角に設定する段階と、
前記ドレスギヤを用いて、前記内歯砥石を演算されたドレス量だけ切り込む段階と、を含み、
前記ドレス量を演算する段階は、
前回のドレス時における前記ドレスギヤの回転軸と前記内歯砥石の回転軸との軸間距離および前回のドレス時における軸交差角を求める第１段階と、
歯車基本諸元に基づいて、前記ドレスギヤの歯面座標を演算する第２段階と、
前記ドレスギヤの歯面座標に基づいて、前記ドレスギヤの歯面の法線単位ベクトルを演算する第３段階と、
前記法線単位ベクトルに基づいて、共役砥石歯面を演算する第４段階と、
前記軸間距離と前記軸交差角に基づいて、前記ドレスギヤの歯面座標を前記内歯砥石の歯面座標に変換する第５段階と、
今回のドレス時における軸交差角および仮のドレス量を入力する第６段階と、
今回のドレス時における内歯砥石の歯面座標を演算する第７段階と、
前回のドレス時における内歯砥石の歯面座標と今回のドレス時における内歯砥石の歯面座標とから、ドレス残りがあるか否かを判断する第８段階と、
ドレス残りがないと判断された場合には、当該仮のドレス量を前記内歯砥石の一回あたりのドレス量とする一方、ドレス残りがあると判断された場合には、仮のドレス量を増加し、ドレス残りがないと判断されるまで、上記第６段階から第８段階を繰り返す第９段階と、を含むことを特徴とする内歯砥石のドレス方法。