JP4452431B2 - 歯車加工機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、荒歯切り加工済みの被加工歯車からなるワークをホブ等のカッターにより仕上げ加工することができるホブ盤等の歯車加工機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の歯車加工機械であるホブ盤においては、ワークの仕上げ加工時に、ホブの切り歯とワークの歯溝とを噛合させるのに先立って、それらの回転方向の位相を検出し、それらの位相ずれを修正するために、ホブとワークとの回転位相を補正する必要があった。
【０００３】
このような歯車加工機械におけるワークの回転位相の検出方法としては、例えば特許第３１２９９２３号公報に開示されるような構成のものが従来から知られている。この従来の検出方法では、図１７に示すように、まず非接触型のセンサ５１をホブ５２とワーク５３との間の創成中心Ｌ１上において、ワーク５３の１つの歯溝５３ａに対向配置する。
【０００４】
この状態で、ワーク５３を低速にて時計方向に所定角度（約１歯分）だけ回転させ、特定の検出円ラインＬ２上における歯溝５３ａの片側歯面との交差点ｐ１をセンサ５１により検出して、その座標値（回転角度）θ１を読み取る。続いて、ワーク５３を低速にて反時計方向に所定角度だけ回転させ、検出円ラインＬ２上における歯溝５３ａの反対側歯面との交差点ｐ２をセンサ５１により検出して、その座標値（回転角度）θ２を読み取る。
【０００５】
その後、θ１＞θ２である場合、θ１−θ２＝Ｃθの演算式により、創成中心Ｌ１に対する歯溝５３ａの中心位置のずれ量、すなわち補正回転角Ｃθを求める。そして、この補正回転角Ｃθだけホブ５２とワーク５３とを補正回転させて、それらの回転位相を一致させるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の歯車加工機械においては、ワーク５３の回転方向を反転させて、歯溝５３ａの両側歯面の位置検出を行うようにしているため、検出作業が面倒で手間がかかるという問題があった。
【０００７】
また、この従来の歯車加工機械では、ワーク５３の全周に亘って歯溝５３ａを検出することなく、一部の歯溝５３ａの座標値を読み取るようにしているため、位置検出を高精度で正確に行うことができないという問題があった。
【０００８】
このような精度上の問題に対処するため、例えばワーク５３の１箇所の歯溝５３ａで検出を行った後、ワーク５３を１８０度回転させて、最初の検出箇所と反対側の箇所の歯溝５３ａで検出を行うようにする方法も考えられる。しかしながら、このように複数箇所で検出を行った場合には、検出作業が一層繁雑になって時間がかかるという新たな問題が生じた。
【０００９】
さらに、この従来の歯車加工機械では、ワーク５３を時計方向と反時計方向とに反転させて検出を行っているため、ワーク５３の回転伝達系に負担がかかって、機械の加工精度あるいは耐久性の低下を招くという問題があった。
【００１０】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、機械の回転伝達系に負担をかけることなく、ワークの歯を容易かつ正確に検出することができて、その検出結果に基づいてワークとカッターとの回転位相合わせを適正に行うことができる歯車加工機械を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、荒歯切り加工済みの被加工歯車からなるワークをカッターにより仕上げ加工する歯車加工機械において、前記カッターの切り歯とワークの歯溝との噛合に先立って、カッターの切削基準位置を入力設定するための設定手段と、前記カッターの切り歯とワークの歯溝との噛合に先立って、ワークを一方向に連続回転させた状態で、ワークの歯を検出する検出手段と、その検出手段からの検出データに基づいて、ワークの歯の位置を判別する判別手段と、その判別手段の判別結果に基づいてワークとカッターとの少なくともいずれか一方の回転位相を補正して、それらの回転位相を一致させる補正手段とを設け、前記判別手段は、前記検出データのうちの立ち上がり時点におけるワークの座標を読み込むとともに、最初に読み込まれた１つ目の座標を除いた２つ目と３つ目の座標から基準値を設定し、該基準値と、前記検出データのうちのワークのエッジ部データとからワークの歯の位置データを求め、該位置データ及び前記切削基準位置に基づいて、カッターとワークとの回転位相が一致するか否かを判別することを特徴とするものである。
【００１２】
従って、この請求項１に記載の発明によれば、ワークを一方向に連続回転させた状態で、センサによりワークの歯を全周に亘って容易かつ正確に検出することができる。よって、その検出結果に基づいて、ワークとカッターとの回転位相合わせを適正に行うことができる。また、ワークの回転方向を反転させることなく、ワークを一方向に連続回転させて検出を行うため、機械の回転伝達系に負担がかかって、加工精度の低下を招くおそれを防止することができる。
また、カッターの切り歯の位置を検出することなく、その切削基準位置を予め入力設定しておくことにより、ワークとカッターとの回転位相合わせを容易かつ迅速に行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ワークの外径を検出する外径検出手段と、その外径検出手段の検出結果が規定値から外れた場合にそれを報知する報知手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
従って、この請求項２に記載の発明によれば、誤って外径の異なった被加工歯車からなるワークがセットされた場合に、それを検出して速やかに報知することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記ワークの歯数を検出する歯数検出手段と、その歯数検出手段の検出結果が規定値から外れた場合にそれを報知する報知手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
従って、この請求項３に記載の発明によれば、誤って歯数の異なった被加工歯車からなるワークがセットされた場合に、それを検出して速やかに報知することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記ワークのリードを検出するリード検出手段と、そのリード検出手段の検出結果が規定値から外れた場合にそれを報知する報知手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
従って、この請求項４に記載の発明によれば、誤ってリードの異なった被加工歯車からなるワークがセットされた場合に、それを検出して速やかに報知することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記ワークと請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の検出手段との間の隙間を調整するための調整手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
従って、この請求項５に記載の発明によれば、検出手段をワークに対する適正検出位置に調整して配置することができて、検出精度を高めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図１１に基づいて説明する。
【００２３】
図１及び図２に示すように、この歯車加工機械（この実施形態ではホブ盤）においては、ベッド２１の一側上部にコラム２２がＸ方向へ移動可能に支持され、Ｘ方向移動用モータ２３により移動される。コラム２２の側面にはサドル２４がＺ方向へ移動可能に支持され、Ｚ方向移動用モータ２５により移動される。サドル２４にはホブヘッド２６が角度変更可能に配設され、図示しない角度変更機構により角度変更される。ホブヘッド２６上にはカッターとしてのホブ２７を装着するためのホブ軸２８が回転可能に支持され、ホブ回転用モータ２９により回転される。
【００２４】
前記ベッド２１の他側上部にはワークテーブル３０が回転可能に配設され、ワーク回転用モータ３１により回転される。ワークテーブル３０上にはワーク保持治具３２が配設され、その上端にはコレットチャック等のワークチャック部３２ａが設けられている。ベッド２１の他側上部には支柱３３が立設され、その側面にはサポートセンタ３４ａを備えたサポートアーム３４がＺ方向へ移動可能に配設されている。そして、荒歯切り加工済みの被加工歯車からなるワーク３５が下端においてワーク保持治具３２のワークチャック部３２ａに着脱可能に装着されるとともに、上端においてサポートセンタ３４ａに支持されるようになっている。
【００２５】
この状態で、ワーク３５の歯を仕上げ加工する場合には、コラム２２がＸ方向移動用モータ２３によりワーク３５側に接近移動されて、ホブ２７の切り歯２７ａとワーク３５の歯溝３５ａとが噛合される。そして、ワーク３５がワーク回転用モータ３１により回転されるとともに、ホブ２７がホブ回転用モータ２９により回転されながら、Ｚ方向移動用モータ２５によりワーク３５の軸線方向または軸線に対する所定角度方向に送り移動される。これにより、歯車創成法にてワーク３５の歯に仕上げ加工が施されるようになっている。
【００２６】
次に、前記ワーク３５の仕上げ加工の際に、ホブ２７の切り歯２７ａとワーク３５の歯溝３５ａとの噛合に先立って、ホブ２７とワーク３５との回転位相を補正する構成について説明する。
【００２７】
図２及び図３に示すように、前記ホブヘッド２６には非接触型のセンサ３６が図示しないガイド構成を介してほぼＹ方向へ移動可能に支持されている。ホブヘッド２６にはセンサ移動用シリンダ３７が配設され、そのピストンロッドがセンサ３６に前記センサ３６が支持されている。そして、このシリンダ３７の切り換え動作により、センサ３６が図２及び図３に鎖線及び実線で示すように、ホブ２７とワーク３５との間の創成中心Ｌ１上の検出位置Ｐ１と、そこから離間した退避位置Ｐ２とに移動配置されるようになっている。
【００２８】
また、この実施形態においては、前記Ｘ方向移動用モータ２３により、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間を調整するための調整手段が構成されている。そして、センサ３６が検出位置Ｐ１に移動された状態で、Ｘ方向移動用モータ２３にてコラム２２がワーク３５側に移動されることにより、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間が調整されて、センサ３６が適正検出位置に配置されるようになっている。
【００２９】
さらに、この実施形態においては、前記センサ３６により、ワーク３５の歯を検出する検出手段、ワーク３５の外径を検出する外径検出手段、ワーク３５の歯数を検出する歯数検出手段、及びワーク３５のリードを検出するリード検出手段が兼用して構成されている。そして、センサ３６が適正検出位置に調整配置された状態で、ワーク回転用モータ３１によりワーク３５が一方向に連続回転されながら、センサ３６にてワーク３５の歯、外径、歯数及びリードの検出が行われるようになっている。
【００３０】
次に、前記センサ３６からの検出データに基づいて、ワーク３５とホブ２７との回転位相合わせを行うための回路構成について説明する。図４に示すように、制御装置３８には回転位相合わせを含む歯車加工機械全体の動作を制御するためのプログラムのデータが格納されている。制御装置３８にはメモリ３９が接続され、このメモリ３９にはワーク３５の歯の位置検出データ、ホブ２７の切削基準位置、ワーク３５の外径、歯数及びリードの入力データ等を記憶するための領域が設けられている。前記ホブ２７の切削基準位置とは、ホブ２７上のあらかじめ定められた所定のひとつの切り歯２７ａがワーク３５に対して創成中心位置に配置されたときにおけるホブ２７の位置を指し、この所定のひとつの切り歯２７ａを基準歯とする。
【００３１】
前記制御装置３８には、前記位相検出用のセンサ３６、ワーク３５の回転角度を検出する回転角度センサ４０、ワーク３５の回転位置を検出する位置検出スイッチ４１及び設定手段としての入力キー４２が接続されている。そして、制御装置３８は判別手段及び補正手段を構成し、センサ３６からワーク３５の歯の検出データを入力したとき、その検出データに基づいてワーク３５の歯の位相、すなわちピッチ及び位置を判別する。これとともに、その判別結果に基づいて、ワーク３５とホブ２７との少なくともいずれか一方の回転位相を補正して、それらの回転位相を一致させる。また、制御装置３８は、入力キー４２からホブ２７の切り歯２７ａの位置データや、ワーク３５の外径、歯数及びリード等の諸データを入力したとき、切り歯２７ａの位置データに基づいて切削基準位置を演算した後、その切削基準位置データ及びワーク３５の諸データをメモリ３９の所定領域に記憶させる。
【００３２】
前記制御装置３８には、センサ移動用シリンダ３７の切換バルブ４３、前記ホブ回転用モータ２９、ワーク回転用モータ３１、Ｘ方向移動用モータ２３、Ｚ方向移動用モータ２５、及び報知手段としてのアラーム４４が接続されている。そして、制御装置３８は、前記センサ３６の検出時及びワーク３５とホブ２７との回転位相合わせ時等に、切換バルブ４３及び各モータ２９，３２，２３，２５に対して駆動信号を出力する。また、制御装置３８は、センサ３６からワーク３５の外径、歯数及びリードの検出データを入力したとき、その検出データをメモリ３９に設定記憶された規定値と比較する。そして、検出データが規定値から外れた場合に、アラーム４４を動作させてそれを報知するとともに、歯車加工機械全体の動作を停止させる。
【００３３】
次に、前記のように構成された歯車加工機械の動作を説明する。
さて、この歯車加工機械において、荒歯切り加工済みの被加工歯車からなるワーク３５をワーク保持治具３２上に装着した状態で、ホブ２７により仕上げ加工を行う場合には、図５に示すように、まずホブ２７の切り歯２７ａの位置設定が行われる（ステップＳ１）。続いて、ワーク回転用モータ３１及びホブ回転用モータ２９により、ワーク３５及びホブ２７が同期回転されるとともに（ステップＳ２）、センサ移動用シリンダ３７により、センサ３６が退避位置Ｐ２から検出位置Ｐ１に移動される（ステップＳ３）。
【００３４】
この状態で、センサ３６からの検出データに基づいて、ワーク３５の外径チェック（ステップＳ４）、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間設定（ステップＳ５）、及びワーク３５の歯数チェック（ステップＳ６）が順に行われる。続いて、ワーク３５とホブ２７との回転位相合わせ（ステップＳ７）、及びワーク３５のリードチェック（ステップＳ８）が行われる。
【００３５】
このように、回転位相合わせ等の動作が終了すると、センサ移動用シリンダ３７により、センサ３６が検出位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に移動される（ステップＳ９）。その後、ワーク回転用モータ３１及びホブ回転用モータ２９が加工回転数にセット変更され（ステップＳ１０）、この状態でワーク３５及びホブ２７の同期回転により、ワーク３５の歯が歯車創成法にて仕上げ加工される（ステップＳ１１）。
【００３６】
次いで、１つのワーク３５に対する加工が終了したかが否かが判別され（ステップＳ１２）、１つのワーク３５の加工が終了すると、所定数のワーク３５に対する加工作業全体が終了したか否かが判別される（ステップＳ１３）。そして、加工作業全体が終了していない場合には、ワーク保持治具３２に対するワーク３５の脱着交換が行われ（ステップＳ１４）、その後に前記ステップＳ２に戻って、ステップＳ２〜Ｓ１３の動作が繰り返し実行される。
【００３７】
次に、前記ステップＳ１及びＳ４〜８のサブルーチンにおける動作をさらに詳細に説明する。
まず、カッター切り歯の位置設定のサブルーチンにおいては、図６に示すように、ホブ２７がホブ軸２８に装着されているか否かが判別される（ステップＳ１５）。この判別は、図示しないセンサの検出に基づいて行われる。そして、ホブ２７の装着が確認された後、入力キー４２からホブ２７の切り歯２７ａの位置データや、ワーク３５の外径、歯数及びリード等の諸データが手動入力される（ステップＳ１６）。すると、切り歯２７ａの位置データに基づいて切削基準位置が演算され（ステップＳ１７）、その切削基準位置データがワーク３５に関する諸データとともに、メモリ３９の所定領域に記憶される（ステップＳ１８）。
【００３８】
また、ワーク３５の外径チェックのサブルーチンにおいては、図７に示すように、Ｘ方向移動用モータ２３によりコラム２２がワーク３５側に早送り速度にて移動されて、検出位置Ｐ１のセンサ３６がワーク３５から５ｍｍ隔てた位置までステップフィードされる（ステップＳ１９）。その後、センサ３６の移動速度が遅送り速度に切り換えられ（ステップＳ２０）、この送り状態にてセンサ３６がオンされたか否かが判別される（ステップＳ２１）。
【００３９】
そして、センサ３６がオンされたとき、センサ３６とワーク３５との間の隙間が所定値（この実施形態では１．５ｍｍ）以上あるか否かが判別される（ステップＳ２２）。なお、このセンサ３６とワーク３５との間の隙間は、センサ３６の移動開始点からワーク３５までの距離と、センサ３６の移動開始点からオン時点までの移動量との差に基づいて求められる。この判別において、ワーク３５の外径寸法が所定寸法よりも小さくて、隙間が１．５ｍｍ以上ある場合には、アラームが動作されてその状態が報知されるとともに（ステップＳ２３）、機械の動作が停止される（ステップＳ２４）。
【００４０】
一方、前記ステップＳ２２の判別において、隙間が１．５ｍｍ以上ない場合には、その隙間が０．１ｍｍ以下であるか否かが判別される（ステップＳ２５）。そして、ワーク３５の外径寸法が所定寸法よりも大きくて、隙間が０．１ｍｍ以下である場合には、アラームが動作されてその状態が報知されるとともに（ステップＳ２３）、機械の動作が停止される（ステップＳ２４）。従って、ワーク保持治具３２に誤って外径寸法の異なったワーク３５が装着されていることを容易にチェックすることができる。
【００４１】
さらに、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間設定のサブルーチンにおいては、図８及び図９に示すように、センサ３６によりワーク３５の歯のエッジ部データが読み込まれる（ステップＳ２６）。そして、このエッジ部データのオン・オフのピッチ間隔ｄ１，ｄ２が等しいか否かが判別され（ステップＳ２７）、ピッチ間隔ｄ１，ｄ２が等しくない場合には、Ｘ方向移動用モータ２３によりセンサ３６が移動されて、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間が調整される（ステップＳ２８）。これにより、センサ３６がワーク３５に対して適正検出位置に配置される。
【００４２】
なお、前記データのオン・オフのピッチ間隔ｄ１，ｄ２を等しくするということは、検出時間を最短にして、その検出を能率よく行うためである。すなわち、制御装置３８がパルスの立ち上がりまたは立ち下がりを検出できる時間間隔は決まっている。このため、データのオン・オフのピッチ間隔ｄ１，ｄ２が異なると、そのピッチ間隔ｄ１，ｄ２の短い方に検出可能な時間間隔を合わせる必要があり、ピッチ間隔ｄ１，ｄ２の長い方は検出可能な時間間隔より長くなる。このため、データのオン・オフのピッチ間隔ｄ１，ｄ２が異なると、結果としてトータルの検出時間が長くなる。
【００４３】
続いて、ワーク３５の歯数チェックのサブルーチンにおいては、図１０に示すように、まずセンサ３６からのエッジ部データのオン・オフのピッチ間隔ｄ１，ｄ２が等しいか否かが判別される（ステップＳ２９）。そして、ピッチ間隔ｄ１，ｄ２が等しくない場合には、前記と同様にセンサ３６が移動されて、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間が調整される（ステップＳ３０）。
【００４４】
その後、センサ３６からワーク３５の一周分の歯の検出データが取得され（ステップＳ３１）、その検出データに基づく歯数がメモリ３９に記憶された規定歯数と一致するか否かが判別される（ステップＳ３２）。そして、歯数が一致しない場合には、アラームが動作されてその状態が報知されるとともに（ステップＳ３３）、機械の動作が停止される（ステップＳ３４）。従って、ワーク保持治具３２に誤って歯数の異なったワーク３５が装着されていることを容易にチェックすることができる。
【００４５】
また、ワーク３５とホブ２７との回転位相合わせのサブルーチンにおいては、図１１に示すように、まずセンサ３６からのエッジ部データのオン・オフのピッチ間隔ｄ１，ｄ２が等しいか否かが判別される（ステップＳ３５）。そして、ピッチ間隔ｄ１，ｄ２が等しくない場合には、前記と同様にセンサ３６が移動されて、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間が調整される（ステップＳ３６）。
【００４６】
その後、図１１及び図１２に示すように、センサ３６から検出されるデータのうちで、立ち上がりデータのみを取得するモードが設定される（ステップＳ３７）。この設定状態で、立上がり時点におけるワーク３５の座標、すなわち回転開始位置からのワーク３５の回転角度が読み込まれて、そのデータがメモリ３９に記憶される（ステップＳ３８）。そして、最初に読み込まれた１つ目のデータは不安定なため消去され（ステップＳ３９）、２つ目と３つ目のデータに対応する座標の平均値が求められて（ステップＳ４０）、その平均値が基準値として設定される（ステップＳ４１）。
【００４７】
続いて、立ち上がりデータのみを取得するモードの設定が解除される（ステップＳ４２）。この状態で、センサ３６からワーク３５の歯のエッジ部データが取得され（ステップＳ４３）、そのエッジ部データと前記基準値とに基づいて、ワーク３５の歯溝３５ａの位置が求められる（ステップＳ４４）。そして、この歯溝３５ａの位置データと前記メモリ３９に記憶されたホブ２７の切削基準位置データとに基づいて、ワーク３５とホブ２７との回転位相が一致するか否かが判別される（ステップＳ４５）。回転位相が一致しない場合には、ワーク回転用モータ３１とホブ回転用モータ２９との少なくともいずれか一方の回転速度が変更されることにより、ワーク３５とホブ２７との回転位相が一致するように補正される（ステップＳ４６）。回転位相が一致した場合には、ワーク３５とホブ２７との回転速度が加工に適した速度となる。
【００４８】
次に、ワーク３５のリードチェックのサブルーチンにおいては、前記のようにワーク３５の軸線方向の所定検出位置において、センサ３６によりワーク３５の歯の検出データが取得された後、図１３に示すように、Ｚ方向移動用モータ２５により、センサ３６がワーク３５の軸線方向に移動される（ステップＳ４７）。これにより、センサ３６がワーク３５に対して軸線方向の異なった検出位置に配置される。この状態で、センサ３６によりワーク３５の歯の検出データが取得され（ステップＳ４８）、その検出データと先に取得された検出データとの差が演算される（ステップＳ４９）。
【００４９】
そして、この検出データの差、すなわちワーク３５のリードのずれ量の有無あるいはずれ量の値がメモリ３９に記憶された規定リード値の許容範囲内にあるか否かが判別される（ステップＳ５０）。許容範囲内にない場合には、アラームが動作されてその状態が報知されるとともに（ステップＳ５１）、機械の動作が停止される（ステップＳ５２）。よって、ワーク保持治具３２に誤ってリードの異なったワーク３５が装着されていることを容易にチェックすることができる。なお、リードのチェックは、正規のリードのずれ量を制御装置３８において演算してその演算値との比較によって行ってもよい。
【００５０】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この歯車加工機械においては、荒歯切り加工済みの被加工歯車からなるワーク３５がホブ２７により仕上げ加工される際に、ホブ２７の切り歯２７ａとワーク３５の歯溝３５ａとの噛合に先立って、ワーク３５が一方向に連続回転されながら、センサ３６によりワーク３５の歯が検出される。また、そのセンサ３６からの検出データに基づいて、制御装置３８によりワーク３５の歯のピッチ及び位置が判別される。そして、その判別結果に基づいて、制御装置３８によりワーク３５とホブ２７との回転位相が一致するように、それらの少なくともいずれか一方の回転位相が補正されるようになっている。
【００５１】
このため、ワーク３５を一方向に連続回転させた状態で、センサ３６によりワーク３５の歯を全周に亘って容易かつ正確に検出することができる。よって、その検出結果に基づいて、ワーク３５とホブ２７との回転位相合わせを適正に行うことができる。また、ワーク３５の回転方向を反転させることなく、ワーク３５を一方向に連続回転させて検出を行うため、機械の回転伝達系に負担がかかることがなく、加工精度や耐久性の低下を招くおそれを防止することができる。
【００５２】
（２） この歯車加工機械においては、前記ワーク３５の歯の検出に際して、センサ３６によりワーク３５の外径が検出され、その検出結果が規定値から外れた場合に、アラーム４４によりその状態が報知されるとともに、機械が停止されるようになっている。このため、誤って外径の異なった被加工歯車からなるワーク３５がセットされた場合に、その状態を速やかに察知することができるとともに、そのワーク３５に誤って加工が施されるおそれを確実に防止することができる。
【００５３】
（３） この歯車加工機械においては、前記ワーク３５の歯の検出に際して、センサ３６によりワーク３５の歯数が検出され、その検出結果が規定値から外れた場合に、アラーム４４によりその状態が報知されるとともに、機械が停止されるようになっている。このため、誤って歯数の異なった被加工歯車からなるワーク３５がセットされた場合に、その状態を速やかに察知することができるとともに、そのワーク３５に誤って加工が施されるおそれを確実に防止することができる。
【００５４】
（４） この歯車加工機械においては、前記ワーク３５の歯の検出に際して、センサ３６によりワーク３５のリードが検出され、その検出結果が規定値から外れた場合に、アラーム４４によりその状態が報知されるとともに、機械が停止されるようになっている。このため、誤ってリードの異なった被加工歯車からなるワーク３５がセットされた場合に、その状態を速やかに察知することができるとともに、そのワーク３５に誤って加工が施されるおそれを確実に防止することができる。
【００５５】
（５） この歯車加工機械においては、前記ワーク３５の歯の検出に際して、Ｘ方向移動用モータ２３によりセンサ３６がワーク３５に向かって移動されながら、制御装置３８の制御に基づいて、ワーク３５とセンサ３６との間の隙間が調整されるようになっている。このため、センサ３６をワーク３５に対する適正検出位置に調整配置することができて、検出精度を高めることができる。
【００５６】
（６） この歯車加工機械においては、前記ホブ２７の切り歯２７ａとワーク３５の歯溝３５ａとの噛合に先立って、入力キー４２からの入力データに基づいてホブ２７の切削基準位置が設定されるようになっている。このため、ホブ２７の切り歯２７ａの位置を検出することなく、その切削基準位置を予め入力設定しておくことかができて、ワーク３５とホブ２７との回転位相合わせを容易かつ迅速に行うことができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５８】
さて、この第２実施形態においては、図１４及び図１５に示すように、前記第１実施形態と同様の非接触型のセンサ３６のほかに、接触型のセンサ４７が装備されている。そして、ワーク３５が一方向に連続回転されながら、非接触型センサ３６によりワーク３５の歯が検出された後、ワーク３５が所定角度（１歯分以内）だけ往復回転されて、接触型センサ４７によりワーク３５の歯溝３５ａが検出されるようになっている。
【００５９】
すなわち、この実施形態の歯車加工機械においては、図１５に示すように、まずワーク３５及びホブ２７が同期回転される（ステップＳ５３）。この状態で、非接触型センサ３６が退避位置Ｐ２から検出位置Ｐ１に移動されて（ステップＳ５４）、その非接触型センサ３６によりワーク３５の歯の位置データが取得される（ステップＳ５５）。そして、その後、非接触型センサ３６が検出位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に移動されるとともに、ワーク３５及びホブ２７の回転が停止される（ステップＳ５６）。なお、ここで、非接触型センサ３６の退避位置Ｐ２から検出位置Ｐ１への移動速度は、非接触型センサ３６がひとつの歯を検出してから、次の歯が接近するまでの間に歯溝３５ａ内に突入しない程度の速度である。また、非接触型センサ３６がワーク３５の外周（歯先面の位置）から所定距離隔てた位置（例えば、０．１ｍｍ）まで近接しても、歯を検出しない場合は、非接触型センサ３６の移動が停止され、アラームが発せられる。
【００６０】
次いで、接触型センサ４７が退避位置から歯溝内の検出位置に移動される（ステップＳ５７）。この状態で、ワーク３５が所定角度（１歯分以内）だけ時計方向及び反時計方向に往復回転されて（ステップＳ５８）、歯面が接触型センサ４７の検出子４７ａに接触することより、ワーク３５の歯溝３５ａの位置データが取得される（ステップＳ５９）。そして、両センサ３６，４７で取得したデータに基づいて、ワーク３５の回転位相すなわちピッチ及び位置が判別され（ステップＳ６０）、その判別結果とホブ２７の切削基準位置データとに基づいて、ワーク３５とホブ２７との回転位相が補正される（ステップＳ６１）。よって、図１４に示すように、荒歯切り加工においてワーク３５の歯先にバリ４８が発生している場合でも、両センサ３６，４７の検出データに基づいて、ワーク３５の回転位相を正確に判別することができる。
【００６１】
従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（７） この実施形態の歯車加工機械においては、非接触型のセンサ３６に続いて接触型のセンサ４７とによりワーク３５の歯を検出するようになっている。このため、ワーク３５の歯先にバリ４８が発生している場合、非接触型のセンサ３６により回転位相を大まかに検出して、その後、接触型のセンサ４７により歯面を検出する。そして、接触型センサ４７からの検出データに基づいて、ワーク３５の回転位相を正確に判別することができて、ワーク３５とホブ２７との回転位相合わせを適正に行うことができる。
【００６２】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６３】
さて、この第３実施形態においては、図１６に示すように、ワーク４９に第１歯車部４９ａと第２歯車部４９ｂとを、それらの歯が所定の位置関係をもって形成している。ここでは、第１歯車部４９ａと第２歯車部４９ｂとが半ピッチ分ずれた状態で形成する場合に適用されている。すなわち、第１歯車部４９ａの荒歯切り加工後の仕上げ加工に際して、前記第１実施形態と同様に、センサ３６により第１歯車部４９ａの歯が検出され、その検出データに基づいて第１歯車部４９ａの回転位相が判別される。そして、この第１歯車部４９ａの回転位相の判別結果がメモリ３９に記憶されるとともに、その判別結果に基づいてワーク３５とホブ２７との回転位相合わせが行われるようになっている。
【００６４】
さらに、前記第１歯車部４９ａの仕上げ加工後に第２歯車部４９ｂを荒歯切り加工する場合、メモリ３９から第１歯車部４９ａの回転位相データが読み出される。そして、この第１歯車部４９ａの回転位相データに基づいて、第２歯車部４９ｂの荒歯切り加工が半ピッチ分ずれた状態で行われるようになっている。
【００６５】
従って、この第３実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（８） この実施形態の歯車加工機械においては、ワーク４９に２つの歯車部４９ａ，４９ｂを、それらの歯が所定の位置関係を有するように形成する場合、一方の歯車部４９ａの仕上げ加工時に求められた回転位相に基づいて、他方の歯車部４９ｂの荒歯切り加工が行われるようになっている。このため、ワーク４９に２つの歯車部４９ａ，４９ｂをそれらが所定の位置関係を有するように正確に形成することができる。特に、歯車加工機械の同一のワークテーブル３０上において、第１歯車部４９ａの仕上げ加工に続いて、第２歯車部４９ｂを荒歯切り加工する場合に、回転位相データを有効に用いることができる。
【００６６】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記各実施形態において、センサ３６を支柱３３側に、ワーク３５に対し所定間隔をおいて近接する検出位置と、そこから離間した退避位置との間で移動可能に配設すること。
【００６７】
・ 前記各実施形態において、ワーク３５の外径、歯数及びリードを検出するセンサを、ワーク３５の歯を検出するセンサ３６と兼用することなく、別に設けること。
【００６８】
・ 前記各実施形態において、ホブ２７の切削基準位置をデータの入力により設定することなく、センサによるホブ２７の切り歯の検出に基づいて判別するように構成すること。
【００６９】
・ この発明をホブ盤以外の歯車加工機械に具体化すること。
【００７０】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明は、機械の回転伝達系に負担をかけることなく、ワークの歯を容易かつ正確に検出することができて、その検出結果に基づいてワークとカッターとの回転位相合わせを適正に行うことができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の歯車加工機械を示す正面図。
【図２】 図１の歯車加工機械の駆動構成を示す概略平面図。
【図３】 図１の歯車加工機械の位相検出構成を拡大して示す要部平面図。
【図４】 図１の歯車加工機械の位相合わせ関係の回路構成を示すブロック図。
【図５】 図１の歯車加工機械の位相合わせを含む動作を示すフローチャート。
【図６】 ホブ切り歯位置設定のサブルーチンを示すフローチャート。
【図７】 外径チェックのサブルーチンを示すフローチャート。
【図８】 隙間設定のサブルーチンを示すフローチャート。
【図９】 図８の隙間設定の動作を説明する説明図。
【図１０】 歯数チェックのサブルーチンを示すフローチャート。
【図１１】 位相合わせのサブルーチンを示すフローチャート。
【図１２】 図１１の位相合わせの動作を説明する説明図。
【図１３】 リードチェックのサブルーチンを示すフローチャート。
【図１４】 第２実施形態の歯車加工機械の位相検出構成を示す要部平面図。
【図１５】 図１４の歯車加工機械の位相合わせ動作を示すフローチャート。
【図１６】 第３実施形態の歯車加工機械の位相検出構成を示す説明図。
【図１７】 従来の歯車加工機械の位相合わせ動作を示す説明図。
【符号の説明】
２３…調整手段としてのＸ方向移動用モータ、２５…Ｚ方向移動用モータ、２７…カッターとしてのホブ、２７ａ…切り歯、２９…カッター回転用モータ、３１…ワーク回転用モータ、３５…ワーク、３５ａ…歯溝、３６…ワークの歯の検出手段、外径検出手段、歯数検出手段及びリード検出手段を兼用して構成する非接触型のセンサ、３８…判別手段及び補正手段を構成する制御装置、３９…メモリ、４２…設定手段としての入力キー、４４…報知手段としてのアラーム、４７…接触型のセンサ、４９…ワーク。

Claims (5)

1. 荒歯切り加工済みの被加工歯車からなるワークをカッターにより仕上げ加工する歯車加工機械において、
   前記カッターの切り歯とワークの歯溝との噛合に先立って、カッターの切削基準位置を入力設定するための設定手段と、
   前記カッターの切り歯とワークの歯溝との噛合に先立って、ワークを一方向に連続回転させた状態で、ワークの歯を検出する検出手段と、
   その検出手段からの検出データに基づいて、ワークの歯の位置を判別する判別手段と、
   その判別手段の判別結果に基づいてワークとカッターとの少なくともいずれか一方の回転位相を補正して、それらの回転位相を一致させる補正手段とを設け、
   前記判別手段は、前記検出データのうちの立ち上がり時点におけるワークの座標を読み込むとともに、最初に読み込まれた１つ目の座標を除いた２つ目と３つ目の座標から基準値を設定し、該基準値と、前記検出データのうちのワークのエッジ部データとからワークの歯の位置データを求め、該位置データ及び前記切削基準位置に基づいて、カッターとワークとの回転位相が一致するか否かを判別することを特徴とする歯車加工機械。
2. 前記ワークの外径を検出する外径検出手段と、その外径検出手段の検出結果が規定値から外れた場合にそれを報知する報知手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の歯車加工機械。
3. 前記ワークの歯数を検出する歯数検出手段と、その歯数検出手段の検出結果が規定値から外れた場合にそれを報知する報知手段とを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯車加工機械。
4. 前記ワークのリードを検出するリード検出手段と、そのリード検出手段の検出結果が規定値から外れた場合にそれを報知する報知手段とを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の歯車加工機械。
5. 前記ワークと請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の検出手段との間の隙間を調整するための調整手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の歯車加工機械。

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