JP7003656B2 - 歯車加工装置及び歯車加工方法 - Google Patents
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加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車の切削加工を制御する制御装置を備える歯車加工装置であって、
前記加工用工具としての第一加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記第一加工用工具を、他の前記加工用工具としての第二加工用工具に交換し、かつ、前記加工物を、前記歯車加工装置の加工物保持具に保持された状態を維持した場合において、
前記制御装置は、
前記第二加工用工具に交換した後に、前記第二加工用工具の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工物の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記第二加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記第二加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記第二加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記第二加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記第二加工用工具による前記加工物の切削加工を行う。
また、本発明の第二態様に係る歯車加工装置は、
加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車の切削加工を制御する制御装置を備える歯車加工装置であって、
前記加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記加工物を前記歯車加工装置の加工物保持具から一旦取り外して、再び前記歯車加工装置の加工物保持具に取り付けられ、かつ、前記加工用工具を、前記歯車加工装置の回転主軸に支持された状態を維持した場合において、
前記制御装置は、
前記加工物を前記加工物保持具に再び取り付けた後に、前記加工物の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工用工具の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記加工用工具による前記加工物の切削加工を行う。
加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車を切削加工する歯車加工方法であって、
前記加工用工具としての第一加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記第一加工用工具を、他の前記加工用工具としての第二加工用工具に交換し、かつ、前記加工物を、歯車加工装置の加工物保持具に保持された状態を維持し、
前記第二加工用工具に交換した後に、前記第二加工用工具の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工物の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記第二加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記第二加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記第二加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記第二加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記第二加工用工具による前記加工物の切削加工を行う。
また、本発明の第二態様に係る歯車加工方法は、
加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車を切削加工する歯車加工方法であって、
前記加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記加工物を歯車加工装置の加工物保持具から一旦取り外して、再び前記歯車加工装置の加工物保持具に取り付けられ、かつ、前記加工用工具を、前記歯車加工装置の回転主軸に支持された状態を維持し、
前記加工物を前記加工物保持具に再び取り付けた後に、前記加工物の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工用工具の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記加工用工具による前記加工物の切削加工を行う。
本実施形態では、歯車加工装置の一例として、5軸マシニングセンタを例に挙げ、図1を参照して説明する。つまり、当該歯車加工装置1は、駆動軸として、相互に直交する3つの直進軸(X,Y,Z軸)及び2つの回転軸(X軸線に平行なA軸、A軸線に直角なC軸)を有する装置である。
コラム20のY軸線に平行な側面(摺動面)20aには、サドル30をY軸線に平行な方向に駆動するための、図略のY軸ボールねじが配置される。そして、コラム20には、Y軸ボールねじを回転駆動するY軸モータ23cが配置される。
テーブル50の上面には、チルトテーブル60を支持するチルトテーブル支持部63が設けられる。そして、チルトテーブル支持部63には、チルトテーブル60がA軸線に平行な軸線回りで回転(揺動)可能に設けられる。チルトテーブル60は、テーブル50内に収容されたA軸モータ61により回転(揺動)される。
次に、加工用工具42について図を参照して説明する。ここで、背景技術で述べたように、スリーブ115のギヤ抜け防止部120F,120Bは、スリーブ115の内歯115aの回転軸線一方側Df及び回転軸線他方側Dbに設けられるため、歯車加工装置1においては、ギヤ抜け防止部120Fを切削加工するための加工用工具42(以下、「押し工具42F」という)と、ギヤ抜け防止部120Bを切削加工するための加工用工具42(以下、「引き工具42B」という)が必要となる。
次に、制御装置100の構成について説明する。図1に示すように、制御装置100は、加工制御部101と、連れ回り制御部102と、記憶部103等とを備える。ここで、加工制御部101、連れ回り制御部102及び記憶部103は、それぞれ個別のハードウエアにより構成することもできるし、ソフトウエアによりそれぞれ実現する構成とすることもできる。
次に、制御装置100の加工制御部101及び連れ回り制御部102による処理(歯車加工方法)について、図2A-図2Cを参照して説明する。ここで、作業者は、押し工具42F及び引き工具42Bを製作し、押し工具42Fを工具ホルダ45に組み付けて歯車加工装置1の回転主軸40の先端に固定し、引き工具42Bを工具ホルダ45に組み付けて歯車加工装置1の自動工具交換装置の工具ストッカに格納しているものとする。また、スリーブ115は、歯車加工装置1の加工物保持具80に装着されているものとする。また、スリーブ115の内歯115aは、押し工具42Fにより形成するものとする。
上述の実施形態では、加工制御部101は、スリーブ115の内歯115aを押し工具42Fで形成する場合を説明したが、ブローチ加工やギヤシェーパ加工等により形成した後、ブローチ加工用工具やギヤシェーパ加工用工具等を押し工具42Fに工具交換してギヤ抜け防止部120Fを形成するようにしてもよい。連れ回り制御部102は、この工具交換時に連れ回り制御を行う。これにより、加工効率を向上できる。
Claims (6)
- 加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車の切削加工を制御する制御装置を備える歯車加工装置であって、
前記加工用工具としての第一加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記第一加工用工具を、他の前記加工用工具としての第二加工用工具に交換し、かつ、前記加工物を、前記歯車加工装置の加工物保持具に保持された状態を維持した場合において、
前記制御装置は、
前記第二加工用工具に交換した後に、前記第二加工用工具の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工物の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記第二加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記第二加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記第二加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記第二加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記第二加工用工具による前記加工物の切削加工を行う、歯車加工装置。 - 加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車の切削加工を制御する制御装置を備える歯車加工装置であって、
前記加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記加工物を前記歯車加工装置の加工物保持具から一旦取り外して、再び前記歯車加工装置の加工物保持具に取り付けられ、かつ、前記加工用工具を、前記歯車加工装置の回転主軸に支持された状態を維持した場合において、
前記制御装置は、
前記加工物を前記加工物保持具に再び取り付けた後に、前記加工物の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工用工具の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記加工用工具による前記加工物の切削加工を行う、歯車加工装置。 - 前記加工物及び前記加工用工具の連れ回りは、前記歯車の歯のピッチ円と前記加工用工具の工具刃のピッチ円とを一致させて噛み合わせ状態にする、請求項1又は2に記載の歯車加工装置。
- 前記加工物及び前記加工用工具の連れ回りは、回転を制御するための回転駆動装置の駆動電流値に基づいて、前記歯車の歯と前記加工用工具の工具刃とが噛み合わせ後に接触状態にあることを検出する、請求項1~3のいずれか1項に記載の歯車加工装置。
- 加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車を切削加工する歯車加工方法であって、
前記加工用工具としての第一加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記第一加工用工具を、他の前記加工用工具としての第二加工用工具に交換し、かつ、前記加工物を、歯車加工装置の加工物保持具に保持された状態を維持し、
前記第二加工用工具に交換した後に、前記第二加工用工具の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工物の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記第二加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記第二加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記第二加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記第二加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記第二加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記第二加工用工具による前記加工物の切削加工を行う、歯車加工方法。 - 加工物の回転軸線に対し傾斜した回転軸線を有し且つ外周に複数の工具刃を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動させて歯車を切削加工する歯車加工方法であって、
前記加工用工具により前記加工物を切削加工した後に、前記加工物を歯車加工装置の加工物保持具から一旦取り外して、再び前記歯車加工装置の加工物保持具に取り付けられ、かつ、前記加工用工具を、前記歯車加工装置の回転主軸に支持された状態を維持し、
前記加工物を前記加工物保持具に再び取り付けた後に、前記加工物の回転を自由回転の状態にするとともに、前記加工用工具の回転を制御して、前記加工物における既加工の前記歯車の歯と前記加工用工具の工具刃とを噛み合わせて前記加工物及び前記加工用工具を連れ回りさせ、
前記加工物及び前記加工用工具の連れ回りを行った後に、前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角を記憶し、
記憶した前記加工物及び前記加工用工具の各回転位相角に基づいて、前記加工物及び前記加工用工具を加工開始位置に配置し、
前記加工開始位置に配置した後に、前記加工用工具による前記加工物の切削加工を行う、歯車加工方法。
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