JPH01159131A - 自動歯合せ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く彦楽土の利用分野〉 本発明は、既に歯車状に荒加工された歯車状ワークを仕
上げ加工するＮＣ歯車加工機械の自動歯合せ装置に関し
、ホブ盤、ギヤシェーバによる仕上加工にも適用できる
ものである。

〈従来の技術〉 既に荒加工が終Ｙした歯車状ワークを高精度に仕上げる
歯車仕上機械として、例えば歯車状カッタと歯車状ワー
クとを０でない軸支差角をもって噛合せて回転させ、噛
合い歯面上で生じるすべり速度を利用して加工を行うシ
ェービング方式のものがある。この方式ではカッタとし
て通常のシェービングカッタや、歯車状の母材に砥粒を
電着した研削工具などが用いられる。また、このような
機械は加工時には必ずカッタとワークとが噛み合さって
いなくてはならない。

また、近年、歯車加工機械もＮＣ（数値制御）化が進み
、このような歯車仕上げ機械も例外ではない。すなわち
、カッタ軸とワーク軸とを別々のモータで同期制御し、
噛合わせて、さらに切込みを入れて加工を行なわれるよ
うになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 歯車状カッタを用いて歯車状ワークを仕上げるＮＣ歯車
仕上げ機械では、前述したようにカッタとワークを加工
時に噛合わせる必要かある。このため、従来では、ビン
やラックを用いて歯合わせした後、そのまま回転を立ち
上げており、回転数が急速に変化する非定常状態におけ
る同期精度の維持が非常に困難であるため、工具にかか
る負荷が過大となって工具の剥離や欠損を引き起す原因
となっていた。

例えば、モジュール２．５の（ＥＩ東状ワークの場合カ
ッタとワークの噛合時の歯面すきまは大きくても１ｍｍ
以下であり５静止状態からこわらの機械の加工常用回転
数である数千ｒｐ１ｍまで短時間のうちに、しかもこの
すきまを確保しながら両軸を同期しつつ増速することは
現状の制御技術では不可能である。

そこで、カッタとワークとを噛み合せずにカッタ軸とワ
ーク軸を起動することが考えられるが、そうすると、一
定回転に達した後に、間違いなくカッタとワークとを噛
合せる機構が必要となる。

本発明は、上記要請に応えるべくなされたもので、歯車
状ワークと歯車状カッタとを同期回転した状態において
、間違いなく噛合せることのできる自動歯合せ装置を提
供することを目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 斯かる目的を達成する本発明の構成は、予め歯状に荒加
工された歯車状ワークの取り付けられるワーク軸と歯車
状カッタの取り付けられるカッタ軸とを一定の回転角比
で別々のモータにより同期制御すると共に前記歯車状ワ
ークと前記歯車状カッタとを噛合させて歯車仕上げ加工
を行うＮＣ歯車加工機械において、前記ワーク軸、カッ
タ軸に各々パルス発生器を装着すると共に該パルス発生
器からの両出力に基づいて停止時又は回転時における前
記歯車状ワークと前記歯車状カッ、りの歯の相対的位置
関係を演算する演算回路を設ける一方、前記歯車状ワー
クと前記歯車′　　　状カッタとを噛合せずに同期回転
させた時における前記演算回路による前記相対位置関係
が、停止時において前記歯車状ワークと前記歯車状カッ
タとが噛合した時の前記演算回路による前記相対位置関
係に一致するまで前記カッタ軸又は前記ワーク軸の回転
数を微小量制御する補正回路を設けたことを特徴とする
。

く作　　　用〉 歯車状ワークと歯車状カッタを噛合せずに、静止状態か
らワーク軸、カッタ軸の回転を立ち上げてゆき、各パル
ス発生器からの出力に基づいて演算した歯の相対的位置
関係を示す値がある特定の値になったとき、あたかも歯
車状ワークと歯車状カッタが歯合したかのような状態で
回転する。この状態で両軸間を加工室す位置まで近づけ
ても、ワークとカッタとの歯間で衝突は起らず、更にそ
れらを円周方向にずらして仕上げ加工を開始できる。

〈実　施　例〉 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

図面に本発明の一実施例を示す。同図に示すように、歯
車仕上機械において歯車状カッタ１３と歯車状ワーク１
４が０でない軸受差角をもって配置され、そわぞれカッ
タ軸モータ８．ワーク軸モータ１１により駆動される。

力ｎ）夕１３．ワーク１４と各モータ８．１１との間に
は減速歯車対がないほうがバックラッシュの影響がなく
なるので、有利である。各モータ８，１１はそれぞれモ
ータ増幅器７．１０により駆動される。歯車状カッタ１
３及びそのモータ８は上下軸駆動モータ６及びその増幅
器５により上下動してカッタ１３とワーク１４との軸間
距離を任意に増減することができる。カッタ軸モータ８
、ワーク軸モータ１１には各々パルス発生器９．１２が
装着されている。パルス発生器９．１２は軸の一回転溝
り一定数のパルス、例えば１０００パルス以上のパルス
を出力するものであり、そのパルス数はカッタ歯数、ワ
ーク歯数に何んらの関係もない。各パルス発生器９．１
２の出力は各分周回路１．２に入力される。分周回路１
．２には起動前に、カッタ歯数ＺＣとワーク歯数Ｚｗ　
（添字ｃ、ｗは各々カッタ、ワークを示す。）のデータ
がＮＣ装置１５から人力されている。分周回路１．２は
人力されたパルス列を各歯数２．Ｍ。

Ｚｃにより分周する。つまり、各軸の一回転溝りカッタ
歯数Ｚｃ、ワーク歯数Ｚｗに一致したパルス列に変換す
る。これから、各分周回路１．２から出力されるパルス
の周波数ｆｃ。

ｆ、は、各軸の回転数をｎ　ｅ、　ｎ　ｗ　［’Ｐ”］
　とすわば以下の式で示される。

更に同期回転中は以下の関係か成り立つ。

従って、（１１（２１＋３１式より次の関係か成り立つ
。

ｆｃ＝ｆ、　　　　・　・　　　　　（４）従って、分
周回路１．２の出力から次段の位相比較器３でそれらの
位相差を演算できることになる。この位相差に応じてパ
ルス発生器４からＮＣ装置１５へ補正パルスが出力され
る。ここで、予め、停止状態において、歯車状カッタ１
３と歯車状ワーク１４とか噛み合せ、分周回路１．２か
らの出力が同一位相となるよう内部カウンター等を初期
値設定信号によってリセットしておくとする。

そして、歯車状カッタ１３と歯車状ワーク１４とを噛み
合いを外して同期回転させた時にあける分周回路１．２
の出力の位相差は噛み合せ状態からの両軸のずれ暖に他
ならない。そこで、カッタ軸とワーク軸とが同期した時
点でＮＣ装置１５からパルス発生器４へ補正パルス出力
信号を入力して、パルス発生器４を起動し、位相差のず
れ釘相当する補正パルスをＮＣ装置１５へ出力する。こ
れを受けたＮＣ装置１５がカッタ軸又はワーク軸への回
転パルス指令に補正パルス分を加え、あるいは減じて位
相差をＯにするように制御する。位相差が０になると歯
車状ワーク１４と歯車状カッタ１３とは機械的には噛み
合ってはいないが、あたかも噛み合っているかのように
回転するので、これを電気的な噛み合い状態と呼ぶこと
かできる。

上記構成を有する本実施例の自動歯合せ装置は次の様に
使用される。

まず、静止状態において、カッタ１３とワーク１４とを
実際に噛み合せるか、あるいは、ワーク１４とカッタ１
３とを別々に治具及びＮＣの原点復帰機能を用いて一定
位置に位置決めし、あたかも噛み合っているかのような
状態を作り出す。後者は、工具寿命及びサイクルタイム
の点で量産用に効果的である。このような噛み合い状態
において、位相比較器３から出力される位相差が０とな
るように分周回路１．２を調整しておく。その後（カッ
タ１３とワーク１４とが噛み合っているときは噛み合い
をはずしてから）カッタ軸とワーク軸とを回転起動させ
、加工回転数まで回転を旧げ、カッタ軸とワーク軸を同
期させる。同期が完ｒした時点で、その時のカッタ１３
とワーク１４との噛み合い状態からのずれは、その位相
差として出力されるから、補正パルスにより、カッタ１
３とワーク１４の回転数を微小量制御して位相差をＯと
なるようにすると、あたかも噛み合っているかのような
状態となる。つまり、電気的な噛み合い状態となるので
ある。その後、上下軸モータ６を起動してカッタ軸とワ
ーク軸との距離を加工定寸位置まで進めても、歯と歯が
衝突することはない。軸間距離が加工定寸位置まで進め
ば、その時点でそれらを円周方向にずらして仕上げ加工
を開始する。

上記実施例では、便法として位相差を０にするように調
整していたが、必ずしもそのようにする必要はない。例
えば、静止状態でカッタ１３とワーク１４とを噛み合せ
た時に位相比較器３から出力される位相差は、カッタ１
３とワーク１４の歯の相対的関係即ち噛み合い状態を示
している。従って、その位相差を初期値として記憶して
おいて、その後カッタ軸とワーク軸とか同期回転した時
点での位相差か上記初期値に一致するよう補正パルスに
よりカッタ軸あるいはワーク軸の回転数を微小制御すれ
ば良い。

〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明は歯車状カッタと歯車状ワークとを同期した状態にお
いて間違いなく正確かつ迅速に噛合することができるの
で、工具寿命を損なうことなく、仕上げ加工を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係る自動歯合せ装置の概略図
である。 図面中、 １．２は分周回路、 ３は位相比較器、 ４はパルス発生器、 ５は上下軸モータ増幅器、 ６は上下軸モータ、 ７はカッタ軸モータ増幅器、 ８はカッタ軸モータ、 ９．１２はパルス発生器、 １０はワーク軸モータ増幅器、 １１はワーク軸モータ、 １３は歯車状カッタ、 １４は歯車状ワーク、 １５はＮＣ装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め歯状に荒加工された歯車状ワークの取り付けられる
   ワーク軸と歯車状カッタの取り付けられるカッタ軸とを
   一定の回転角比で別々のモータにより同期制御すると共
   に前記歯車状ワークと前記歯車状カッタとを噛合させて
   歯車仕上げ加工を行うＮＣ歯車加工機械において、前記
   ワーク軸、カッタ軸に各々パルス発生器を装着すると共
   に該パルス発生器からの両出力に基づいて停止時又は回
   転時における前記歯車状ワークと前記歯車状カッタの歯
   の相対的位置関係を演算する演算回路を設ける一方、前
   記歯車状ワークと前記歯車状カッタとを噛合せずに同期
   回転させた時における前記演算回路による前記相対位置
   関係が、停止時において前記歯車状ワークと前記歯車状
   カッタとが噛合した時の前記演算回路による前記相対位
   置関係に一致するまで前記カッタ軸又は前記ワーク軸の
   回転数を微小量制御する補正回路を設けたことを特徴と
   する自動歯合せ装置。