JPH02116416A - 歯車作製装置 - Google Patents

歯車作製装置

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JPH02116416A
JPH02116416A JP1173162A JP17316289A JPH02116416A JP H02116416 A JPH02116416 A JP H02116416A JP 1173162 A JP1173162 A JP 1173162A JP 17316289 A JP17316289 A JP 17316289A JP H02116416 A JPH02116416 A JP H02116416A
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machine
computer
gear
cutting
polishing
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JP1173162A
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Hermann Stadtfeld
ヘルマン・シュタットフェルト
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Rheinmetall Air Defence AG
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Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F17/00—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups
    • B23F17/006—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups using different machines or machining operations
    • B23F17/008—Features relating to transfer of work gears between different work stations
    • G—PHYSICS
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/30—Nc systems
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    • G05B2219/32182—If state of tool, product deviates from standard, adjust system, feedback
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、工作機械、検査装置、電算機及び、作製す
べき歯車を加工し、検査して測定する間、工作機械、検
査装置及び電算機間の連結手段としてのディスケットを
装備してこれ等の部材が共通に反復して段階的に加工誤
差を除去させる、歯車、特にスパイラル歯を付けた傘歯
車を作製する装置に関する。
〔発明の課題］ 加工品、特に歯車を作製する場合、工作機械の品質及び
工具、特に刃物の品質に無関係に最高品質のできる限り
正確な加工品を得ることが大切である。新しく研磨した
工具を用いると、既にいくぶん切れが悪くなった工具を
用いるより、相当変わった加工品が生じることがあって
はならない。
目的とすることは、古い幾分不良な機械を用いても高価
な加工品を作製できることにある。
この発明で解決すべき課題は、作製した加工品の品質が
、工作機械、特に歯車機械の品質、又は工具、特に刃物
の品質、又は研磨機械の品質にもはや関係なくて、計算
機のプログラムの精度と、マスター加工品、特にマスタ
ー歯車、即ちマスタービニオンとマスター平歯車の品質
、及び製品に要求される品質、即ち加工品に要求される
品質に依存する、加工品、特に歯車を作製する装置を提
供することにある。加工品を作製する間には、誤差、例
えば歯切りの誤差又は倣い製品の誤差を望む品質になる
まで修正することができるべきである。更に、この課題
は誤差のある加工品を補正するため、突き止めた誤差に
基づき、工作機械、即ち研磨機械、歯切り機械又はラッ
ピング機械を再調整できる特別なプログラムを開発する
ことにもある。
〔課題の解決〕
上記の課題を解決したこの発明による装置は、次の部材
、工作機械、特に歯車を加工する切断機械、研磨機械、
ラッピング機械、及び検査装置、特に加工した歯車を検
査し測定する座標測定装置、試験装置、及び電算機、特
に歯車加工、特に切断、研磨、ラッピング、測定及び検
査工程を制御する歯切り電算機、及び作製すべき歯車を
加工し、検査して測定する間、工作機械、検査装置及び
電算機間の連結手段としてのディスケット、を装備して
これ等の部材が共通に反復して段階的に加工誤差を除去
させる特徴を有する。
〔発明の効果〕
この発明による装置には次の利点がある。
電算機を用いることによって、個々の機械と検査装置と
をディスケットを介して簡単に相互に接続又は連結して
制御できる。工作機械と検査装置は一緒に置く必要はな
く、任意に距離に離して置くことができる。種々の加工
品、例えば傘歯車に対する個々の作製工程の順序は任意
になる。何故なら、機械、装置及び電算機の全てのデー
タが自動的に読み取りでき、ディスケット・上で加工品
を追従するからである。ディスケットによって、何時で
も測定データと補正計算を考慮するため、補正と変更が
できる。
倣い加工品、特に倣い歯車は、実際に存在する歯車又は
「データファイル」として存在する仮想上の形成物であ
ってもよい。
〔実施例〕
歯車を作製するこの発明による装置の実施例を以下に添
付した図面に基づき詳しく説明する。
第１図によれば、歯車を作製する装置は以下の部分から
構成される。
１、歯切り機械１０． ２、座標測定装置１１． ３、研磨機械１２． ４、ラッピングと検査機械１３． ５、歯切り電算機１４、 歯切り機械１０には、歯車１６、特にスパイラル歯を切
った傘歯車を切る測定ヘッド・１５がある。
この様な歯切り機械１０は、ここでは公知の装置である
と仮定する。特に、工具機械は全く一般的で、特に歯切
り機械も数値制御できることが公知であると仮定する。
このことは、作製すべき歯車がディスケット４３上に記
憶させた数値プログラムの助けで刻まれるこを意味する
。
座標測定袋Ｗ１１には、歯車１６の歯１９の側面１８を
調べる接触部材１７がある。特に、多数の点がそれぞれ
歯１９に垂直な面２０で検査される。座標測定装置１１
もここでは公知の装置であると仮定する。特に、ここで
も測定すべき実測値が接触部材１７の助けで一定のプロ
グラムに従って歯の側面】８上で検査され、電算機１４
が定めている所望の目標値と比較されることが公知とし
て前提になっている。
研磨機械１２には工具２２を研ぐ研磨円板２１がある。
ここでも、歯車１６の歯１９の側面１８を研磨する研磨
機械１２は公知の機械であると仮定する。特に、ここで
も数値プログラムの助けで研摩機械１２は座標測定装置
の助けで決定された何らかの誤差を相殺するように制御
されることは公知であると仮定する。
ラッピング検査機械１３には、平歯車２３とラック歯車
２４が互いに噛み合っている。この歯車の対２３．２４
は、それ自体公知の方法でラッピング・ペーストと共に
ラッピングされ、予め又はそれに引き続き形成物が歯の
側面を検査される、つまり平歯車の歯の側面がラック歯
車の側面とどの場所で接触するのか検査される。この接
触領域は、つまり形成物は、平歯車とラック歯車の相対
位置を変更して補正できる。所望の形成物になるまでラ
ッピングされる。特に、ここでも数値プログラムの助け
で形成物の検査でもあるラッピング工程は、歯切り誤差
と形成物の誤差を修正するように制御されることが公知
であると仮定される。
歯切り電算機１４では、必要なプログラムが作成され、
必要な測定が計算される。
矢印によって、第１図にどの方向に情報が伝達されるか
示しである。
座標測定装置１１からでも、ラッピング検査機械１３か
らでも歯切り電算機１４には、情報が両方向に伝達され
る。このことは二重の矢印２５と２６によって示しであ
る。全て残りの装置と機械の間には、情報が一方方向に
のみ伝達される。このことは−重矢印２７．２８，２９
，３０．３１及び３２で示しである。伝達手段としては
、前記ディスケット４３が使用される。
第２図によれば、歯切り電算機１４（第１図）及びディ
スケット４３（第１図）の助けで、以下の歯切り機械１
０の部材が調節される。
１０回転台３３は、スピンドル台３４に対して矢印Ａの
方法に移動する。
２、スピンドル台３４は、旋回可能な移動台３５の上で
矢印Ｂの方向に水平移動する。
３、旋回可能な移動台３５は、スピンドル台３４と共に
軸３６の周りに矢印Ｃの方法に旋回する。
４、スピンドル支え３７は、スピンドル台３４上で加工
品スピンドル３８と共に矢印りの方法に水平移動する。
５、回転胴体３９は、回転台３３上で矢印Ｅの方向に旋
回する。
６、偏芯胴体４０は、回転胴体３９上で矢印Ｆの方向に
旋回する。
７、方向決め胴体４１は、偏芯胴体４０上で矢印Ｇの方
法に旋回する。
８、傾斜胴体４２は、方向決め胴体４１上で矢印Ｈの方
向に旋回する。
第３図によれば、座標測定装置１１の助けで歯車１６の
歯１９の側面１８上で個々の点ＸＰ、ＹＰ、ＺＰの座標
とそれ等の点に付属する法線ＸＮ。
ＹＮ、ＺＮが測定され、目標値と比較される。
第４図では、目標値に対する実測値の偏差がグラフィク
表示されている。
個々の歯車の作製は、以下の製造工程に従って行われる
。
１、ディスケット４３上には、歯切り電算機１４中で次
の情報が記憶される。
ａ）　表Ｉによる元の機械調節データ（ファイル１）、 ｂ）第４図による側面の直交座標データと法線（ファイ
ル２）、 Ｃ）移動特性の認識値（ファイル３）、ｄ）　歯切り補
正（ファイル４）、 ２、ディスケット４３は、歯切り機械１０に達し、この
機械は上に述べた方法で調節される。この情報で、歯切
り機械は歯車１６を作製する位置を占める。この歯車１
６は、場合によっては更に硬化させ、それから座標測定
装置１１に達する。
３、座標測定装置１工では、第３図に従ってプログラム
の助けで個々の座標点とそれに付属する法線が測定され
る。この実測値は、次いで別なプログラムの助けにより
ディスゲット４３に記憶しておいた目標値と比較される
。これ等の目標値は、理論的なマスター円板を形成する
。実測値と目標値の間の偏差は、表■に従ってグラフィ
ック表示できる。
４、上記偏差を、場合によってはディスケット４３上に
記憶する。ファイル５とファイル６は凹凸側面に対する
平歯車の誤差及びラック歯車の誤差として記憶される。
５、偏差が許容値を越えたら、ディスケット４３が再び
歯切り電算機に達する。適当なプログラムの助けによっ
て、元の機械調節位置から生じた前記目標・実測値偏差
から、及び補正認識値の助けで、新しい補正機械調節位
置を算出できる。ディスケット４３上で、元の機械調節
位置を新しい機械調節位置に置き換える。
６、歯切り機械１０では、補正したディスケット４３の
助けによって補正した歯車１６が作製される。
７、補正した歯車１６は、もう−度座標測定装置１１に
達する。一般に、歯車１６は所望の形状を占め、循環ル
ープ−歯切り電算機１４−歯切り機械１〇−座標測定装
置工１−は、測定した目標値・実測値の偏差が許容偏差
以下である限り中断される。
８、必要な場合、この補正した歯車を研磨機械１２で研
磨し、ラッピング機械１３でラッピングして検査機械１
３で検査する。
９、ラッピング機械１３では、平歯車の対の組込寸法も
調節される。理論的に計算された移動特性（ファイル３
）は、完全なラッピングプログラムを調べて実行するこ
とを可能にする。
部分円錐角　　　ＳＴ 軸ずれ　　　　ＡＭ月 偏芯角　　　　　ＥＸＭ 調節角　　　　　ＤＬＭ 測定ヘッド傾角　ＥＸ 回転台ストツパ　黙 穿孔初！ＩＩＩＥ１１ 穿孔送り　　　　ＳＥ 仕上げ値　　　ＳＥＥ 回転送り初期　　ＳＡ 回転送り終了　　ＳＢ 切断時間　　　　ＴＧ 工具回転数　　　ＮＷ 回転角初期　　ＷＴＡ 回転角終了　　−丁８ 表１ ラック歯車 １３°５４’　４０’ １２″４’　　１“（１０７，６７） ２６Ｂ’　２Ｂ’　４３’ １５”　３０’　＋８’ ３５．５４ ９．８２ １２．６９ ０．００ ４１．０５ ２０６．０１ ０．９１　＋　１．４７　＝　２．３８８７．８６ １５１’　−２’ ＝１２３°−１２′ 平歯車 ６９”　　ｌ’　１１’ １．８３ ４２°１８’　２３“（１０８，２６）１１３°２２’
　３９’ ３’　３１’　３９’ ３０．８１ ９．８２ ４．０３ ０．００ ７８．６２ ２１１．８４ ２．６．ｉ　＋　ｔ、１９　＝　３．８３９６．０５ １１９°　３３′ ９１’　　２８’ 回転歯車　　　　−０，２２８５７９＜（−）　（−）
　　　　０．２２８５７９　＜（−）（−）歯付肩距Ｍ
　　　　ＡＭ　　　　　９９．８０　　　　　　　　　
　５６．０２個々の機械と測定装置に関して、更に次の
特徴を述べる必要がある。
１、歯切り機械（１０） この発明による装置には、少なくとも一つ、好ましくは
全調節軸に、電子読取系が装備しである歯切り機械（１
０）がある。これ等の軸は手で始動させ、調節後再び手
で固定される。モニター上でディスケット４３の目＋７
値と軸の実測値を表示し、読み取ることができる。こう
して、これ等の軸は非常に正確に位置決めできる。機械
は全ての移動を自動的に行う。全ての動的な連結は輪郭
制御と電子駆動部によって実行されると効果的である。
従って、歯切り機械はディスケット４３を読み取って自
動的に行われる。歯切り機械１０には、電算機と電子制
御部を備えたディスケット駆動装置がある。この装置は
公知であると仮定でき、ここでは図示しない。
２、座標測定装置（１１） この発明による装置では、市販の三次元動作するディス
ケット駆動部を装備した測定装置が使用されている。
３、研磨機械（１２）、ランピング検査機械（１研磨機
械１２、ラッピング機械１３及び検査機械１３に対して
は、歯切り機械ｌＯに対するのと同じ構成が当てはまる
。
４、歯切り電算機（１４） ディスケット駆動部を有する市販の電算機が重要である
。
５、ディスケット（４３） 市販のディスケット４３が使用される。
説明した装置には、全ての機械と測定装置が数値制御さ
れ、ディスケット４３を介して相互に連結していると言
う利点がある。個々の機械がディスケット４３を介して
連結してるおかげで、これ等の機械を近くに置く必要は
ない。個々の製造工程の順番も任意である。何故なら、
全ての工程が自動的に進行するからである。加工品はデ
ィスケット４３と一緒に一方の機械から他方の機械に到
達する。案内電算機で多数の機械をオンラインによる公
知の連結法では、歯車を作製するとき上記の任意順序は
不可能である。ディスケット４３上の情報を、何時でも
補充できる。
歯切り誤差の繰り返し除去 歯を切った加工品、即ち作製した歯車１６には、一般に
誤差がある。これ等の誤差は大体誤差を含む測定ヘッド
の調節、不正確な機械の幾何学構造及び誤差を含む機械
の運動から生じている。
誤差のないラック歯車や平歯車、所謂マスター歯車が既
に存在している場合には、未だ誤差のあるラック歯車を
マスター歯車を用いて、あるいは未だ誤差のある歯車を
マスターラック歯車を用いて試験機械上で作製すること
ができる。必要な駆動軸の位置をディスケット４３から
検査機械に伝送される。
こうして生じた形成物は誤りがあり、軸位置（軸のずれ
、組込ラック歯車、組込平歯車）は試験機械上で、設計
計算に従って決めた所望の作製形状に最適近似されるま
で手で変更される。これ等の新しい軸位置は、ディスケ
ット４３上に記憶される。このディスケット４３が補充
情報と共に電算機に導入すると、電算機は補正した軸位
置から歯切り機械の調節データの補正を行い、こうして
系統誤差を補正できる。
ディスケット４３には、今度は新しい機械調節データが
記憶しである。このディスケット４３を用いると、歯切
り機械ＩＯで改良された歯車１６を作製できる。
作製した歯車が所望の精度と品質になるまで、上記工程
を何度も繰り返すことができる。
人は経験的にも予想して、予備修正を歯切り機械１０で
調節できる。この経験的な補正歯車を試験機械で検査し
、再び段階的に改良する。最終的にこの方法で得られた
最良な歯切り機械の調節が電算機１４の助けでディスケ
ット４３に記憶される。
【図面の簡単な説明】
第１図、全体の装置の純模式的な図面。 第２図、歯切り機械の斜視図。 第３図、歯車の歯の側面の直交座標データの模式図。 第４図、測定結果のグラフィック表示図。 図中引用記号： １０・・・歯切りｍ械、 １１・・・座標測定装置、 １２・・・研磨機械、 １３・・・ラッピング検査機械、 １４・・・歯切り電算機、 １５・・・測定ヘッド、 １６・・・歯車、 １８・・・歯の側面、 ２２・・・加工品、 ２３・・・平歯車、 ２４・・・ラック歯車、 ３３・・・回転台、 ３４・・・スピンドル台、 ３５・・・移動台、 ３６・・・軸、 ３７・・・スピンドル支え、 ３８・・・加工品スピンドル、 ３９・・・回転胴体、 ４０・・・偏芯胴体、 ４１・・・方向決め胴体、 ４２・・・傾斜胴体、 ４３・・・ディスケット。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、以下の部材、 −工作機械、特に歯車（１６）を加工する切断機械（１
    ０）、研磨機械（１２）、ラッピング機械（１３）、 −検査装置、特に加工した歯車（１６）を検査し測定す
    る座標測定装置、試験装置（１３）、−電算機、特に歯
    車加工、特に切断、研磨、ラッピング、測定及び検査工
    程を制御する歯切り電算機、 −作製すべき歯車（１６）を加工し、検査して測定する
    間、工作機械（１０、１２、１３）、検査装置（１１、
    １２）及び電算機（１４）間の連結手段としてのディス
    ケット（４３）、を装備してこれ等の部材が共通に反復
    して段階的に加工誤差を除去させる、歯車、特にスパイ
    ラス歯を付けた傘歯車を作製する装置。 ２、切断機械（１０）、 −座標測定装置（１１）、 −試験装置（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 ３、研磨機械（１２）、 −座標測定装置（１１）、 −試験装置（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 ４、ラッピング機械（１３）、 −座標測定装置（１１）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 ５、切断機械（１０）、 −ラッピング機械（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 ６、研磨機械（１２）、 −ラッピング機械（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 ７、ラッピング機械（１３）、 −試験装置（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 ８、切断機械（１０）、 −研磨機械（１２）、 −座標測定装置（１１）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 ９、切断機械（１０）、 −研磨機械（１２）、 −試験装置（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 １０、研磨機械（１２）、 −ラッピング機械（１３）、 −座標測定装置（１１）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 １１、研磨機械（１２）、 −ラッピング機械（１３）、 −試験装置（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 １２、切断機械（１０）、 −研磨機械（１２）、 −ラッピング機械（１３）、 −座標測定装置（１１）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 １３、切断機械（１０）、 −研磨機械（１２）、 −ラッピング機械（１３）、 −試験装置（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 １４、切断機械（１０）、 −研磨機械（１２）、 −ラッピング機械（１３）、 −座標測定装置（１１）、 −試験装置（１３）及び、 −電算機（１４）、 を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。 １５、以下の製造工程、 ａ）歯車を作製するため加工品を加工し、 ｂ）寸法を測定して、又は誤差のないラック歯車又は平
    歯車、所謂マスター歯車と噛み合 わせて、誤差を確認するため歯車を検査し、ｃ）測定結
    果を記憶して新しい調節データを計算し、 ｄ）記憶した測定結果の助けで改良した歯車を作製し、 ｅ）所望の精度と品質が得られるまで工程ｂ）、ｃ）及
    びｄ）を繰り返す、 ことを特徴とする歯車、特にスパイラル歯を付けた傘歯
    車を作製する方法。
JP1173162A 1988-08-02 1989-07-06 歯車作製装置 Pending JPH02116416A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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CH290988 1988-08-02
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JP (1) JPH02116416A (ja)

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