JPH10291127A - 歯切り加工方法 - Google Patents
歯切り加工方法Info
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- JPH10291127A JPH10291127A JP9099519A JP9951997A JPH10291127A JP H10291127 A JPH10291127 A JP H10291127A JP 9099519 A JP9099519 A JP 9099519A JP 9951997 A JP9951997 A JP 9951997A JP H10291127 A JPH10291127 A JP H10291127A
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- rotation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 既存のグリーソン式歯切り盤を使って、連続
割り出しによる創成歯切り加工を可能にする。 【解決手段】 正面フライスカッタ１、歯車素材Ｗおよ
びクレイドル２をそれぞれ別個のサーボモータ５，２
３，８で回転駆動する。正面フライスカッタ１と歯車素
材Ｗの回転位相を所定の回転比となるように同期制御
し、クレイドル２の回転位相に対して所定の割合で歯車
素材Ｗの回転位相に補正を加えるようにＮＣ制御する。
割り出しによる創成歯切り加工を可能にする。 【解決手段】 正面フライスカッタ１、歯車素材Ｗおよ
びクレイドル２をそれぞれ別個のサーボモータ５，２
３，８で回転駆動する。正面フライスカッタ１と歯車素
材Ｗの回転位相を所定の回転比となるように同期制御
し、クレイドル２の回転位相に対して所定の割合で歯車
素材Ｗの回転位相に補正を加えるようにＮＣ制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、まがりばかさ歯車
もしくはハイポイドギヤの歯切り加工方法に関し、特に
グリーソン式歯切り盤を用いながら、連続回転割り出し
による創成歯切りを可能とした歯切り加工方法に関す
る。
もしくはハイポイドギヤの歯切り加工方法に関し、特に
グリーソン式歯切り盤を用いながら、連続回転割り出し
による創成歯切りを可能とした歯切り加工方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】まがりばかさ歯車もしくはハイポイドギ
ヤの歯切り加工は、図６に示すように、支持体である図
示外のクレイドルに偏心させて支持させた環状の正面フ
ライスカッタ５８をそのカッタ軸心周りに回転させて該
正面フライスカッタ５８の切刃の軌跡により仮想創成歯
車Ｇの一歯を現わさしめるとともに、前記正面フライス
カッタ５８をクレイドルごと仮想創成歯車Ｇの軸心と一
致するクレイドル軸心周りに回転させることにより正面
フライスカッタ５８を連続的に公転運動させ、前記仮想
創成歯車Ｇと噛み合う位置に配置した歯車素材（以下、
ワークという）６１に理想的な噛み合い運動を与えるべ
くその軸心周りに同期回転させることによって一歯面を
創成することを基本としている。そして、一歯面が創成
されたならば順次割出して、次々の歯面を創成すること
になる。
ヤの歯切り加工は、図６に示すように、支持体である図
示外のクレイドルに偏心させて支持させた環状の正面フ
ライスカッタ５８をそのカッタ軸心周りに回転させて該
正面フライスカッタ５８の切刃の軌跡により仮想創成歯
車Ｇの一歯を現わさしめるとともに、前記正面フライス
カッタ５８をクレイドルごと仮想創成歯車Ｇの軸心と一
致するクレイドル軸心周りに回転させることにより正面
フライスカッタ５８を連続的に公転運動させ、前記仮想
創成歯車Ｇと噛み合う位置に配置した歯車素材（以下、
ワークという）６１に理想的な噛み合い運動を与えるべ
くその軸心周りに同期回転させることによって一歯面を
創成することを基本としている。そして、一歯面が創成
されたならば順次割出して、次々の歯面を創成すること
になる。
【０００３】このような創成歯切り法の代表的なものと
して、グリーソン式の歯切り盤やＣＮＣタイプの歯切り
盤（同等機能を有する専用機を含む）が知られている。
して、グリーソン式の歯切り盤やＣＮＣタイプの歯切り
盤（同等機能を有する専用機を含む）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】グリーソン式の歯切り
盤は、図７に示すように、単一のモータ５１からの回転
出力をギヤトレーン５２〜５７を介して正面フライスカ
ッタ５８やクレイドル５９、さらにはワークスピンドル
６０に装着されたワーク６１に伝達して、それぞれの要
素を回転駆動させるものであるが、クレイドル５９の回
転とワーク６１の回転とは同期がとられてはいても、ワ
ーク６１の割り出し回転の際には同一駆動源からの回転
出力をゼネバ機構６２により間欠回転に変換してワーク
６１を割り出し回転させることになるため、そのワーク
６１の割り出し回転と正面フライスカッタ５８の回転運
動との間では同期をとることができず、結果的にワーク
６１の連続回転割り出しによる歯切り加工を困難なもの
としている。
盤は、図７に示すように、単一のモータ５１からの回転
出力をギヤトレーン５２〜５７を介して正面フライスカ
ッタ５８やクレイドル５９、さらにはワークスピンドル
６０に装着されたワーク６１に伝達して、それぞれの要
素を回転駆動させるものであるが、クレイドル５９の回
転とワーク６１の回転とは同期がとられてはいても、ワ
ーク６１の割り出し回転の際には同一駆動源からの回転
出力をゼネバ機構６２により間欠回転に変換してワーク
６１を割り出し回転させることになるため、そのワーク
６１の割り出し回転と正面フライスカッタ５８の回転運
動との間では同期をとることができず、結果的にワーク
６１の連続回転割り出しによる歯切り加工を困難なもの
としている。
【０００５】また、近年では、図７に示すところのギヤ
トレーン５２〜５７の一部を取り外し、代わってワーク
軸とクレイドル軸にそれぞれモータを個別に設け、上記
のような純機械的な歯切り盤の動きをＮＣ制御化するこ
とも試られている。しかし、この場合にも、一歯ずつ割
り出しながら歯切りを行うことには変わりはなく、生産
性の高い連続回転割り出しによる歯切り法を実現するこ
とはできない。
トレーン５２〜５７の一部を取り外し、代わってワーク
軸とクレイドル軸にそれぞれモータを個別に設け、上記
のような純機械的な歯切り盤の動きをＮＣ制御化するこ
とも試られている。しかし、この場合にも、一歯ずつ割
り出しながら歯切りを行うことには変わりはなく、生産
性の高い連続回転割り出しによる歯切り法を実現するこ
とはできない。
【０００６】一方、ＣＮＣタイプの歯切り盤は唯一連続
割り出しによる歯切り法を実現することができるもの
の、その機能よりして機械自体が高価であり、設備費の
高騰を招く結果となって好ましくない。
割り出しによる歯切り法を実現することができるもの
の、その機能よりして機械自体が高価であり、設備費の
高騰を招く結果となって好ましくない。
【０００７】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、既存の設備に改良を加えるだけで比較的安
価に連続割り出しによる歯切り加工を可能とした歯切り
加工方法を提供しようとするものである。
れたもので、既存の設備に改良を加えるだけで比較的安
価に連続割り出しによる歯切り加工を可能とした歯切り
加工方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、まがりばかさ歯車もしくはハイポイドギヤの歯切り
加工を行うにあたり、クレイドルに偏心させて支持させ
た環状の正面フライスカッタをそのカッタ軸心周りに回
転させて該正面フライスカッタの切刃の軌跡により仮想
創成歯車の一歯を現わさしめるとともに、前記正面フラ
イスカッタをクレイドルごと仮想創成歯車の軸心と一致
するクレイドル軸心周りに回転させることにより正面フ
ライスカッタを連続的に公転させ、前記仮想創成歯車と
噛み合う位置に配置した歯車素材をその軸心周りに同期
回転させることによって歯切り加工を行うようにした方
法であって、前記クレイドル、正面フライスカッタおよ
び歯車素材のそれぞれを個別のモータによって回転駆動
させるとともに、クレイドル、正面フライスカッタおよ
び歯車素材のそれぞれの回転位相を個別に制御すること
を特徴としている。
は、まがりばかさ歯車もしくはハイポイドギヤの歯切り
加工を行うにあたり、クレイドルに偏心させて支持させ
た環状の正面フライスカッタをそのカッタ軸心周りに回
転させて該正面フライスカッタの切刃の軌跡により仮想
創成歯車の一歯を現わさしめるとともに、前記正面フラ
イスカッタをクレイドルごと仮想創成歯車の軸心と一致
するクレイドル軸心周りに回転させることにより正面フ
ライスカッタを連続的に公転させ、前記仮想創成歯車と
噛み合う位置に配置した歯車素材をその軸心周りに同期
回転させることによって歯切り加工を行うようにした方
法であって、前記クレイドル、正面フライスカッタおよ
び歯車素材のそれぞれを個別のモータによって回転駆動
させるとともに、クレイドル、正面フライスカッタおよ
び歯車素材のそれぞれの回転位相を個別に制御すること
を特徴としている。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における正面フライスカッタと歯車素材の回転位
相を所定の回転比となるように同期制御し、前記クレイ
ドルの回転位相に対して所定の割合で歯車素材の回転位
相に補正を加えることを特徴としている。
の発明における正面フライスカッタと歯車素材の回転位
相を所定の回転比となるように同期制御し、前記クレイ
ドルの回転位相に対して所定の割合で歯車素材の回転位
相に補正を加えることを特徴としている。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明におけるクレイドルと歯車素材との間の回転位相
差を歯切り加工中に変化させることを特徴としている。
の発明におけるクレイドルと歯車素材との間の回転位相
差を歯切り加工中に変化させることを特徴としている。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明において、正面フライスカッタが
装着されるカッタスピンドルに常時制動トルクを加えな
がら加工を行うことを特徴としている。
いずれかに記載の発明において、正面フライスカッタが
装着されるカッタスピンドルに常時制動トルクを加えな
がら加工を行うことを特徴としている。
【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の発明において、正面フライスカッタの
回転位相制御のための回転検出を、その正面フライスカ
ッタが装着されるカッタスピンドルに直結した回転セン
サによって行うものであることを特徴としている。
いずれかに記載の発明において、正面フライスカッタの
回転位相制御のための回転検出を、その正面フライスカ
ッタが装着されるカッタスピンドルに直結した回転セン
サによって行うものであることを特徴としている。
【００１３】したがって、請求項１に記載の発明では、
クレイドル、正面フライスカッタおよび歯車素材の回転
位相をそれぞれを個別に制御することにより、実質的に
それぞれの回転駆動系のＮＣ制御化が可能となる。これ
により、クレイドルの回転と歯車素材の回転との間で同
期をとることができることはもちろんのこと、歯車素材
の割り出し回転についても正面フライスカッタの回転と
の間で同期をとることが可能となり、歯車素材の連続回
転割り出しによる創成歯切りが可能となる。
クレイドル、正面フライスカッタおよび歯車素材の回転
位相をそれぞれを個別に制御することにより、実質的に
それぞれの回転駆動系のＮＣ制御化が可能となる。これ
により、クレイドルの回転と歯車素材の回転との間で同
期をとることができることはもちろんのこと、歯車素材
の割り出し回転についても正面フライスカッタの回転と
の間で同期をとることが可能となり、歯車素材の連続回
転割り出しによる創成歯切りが可能となる。
【００１４】特に請求項２に記載の発明では、正面フラ
イスカッタと歯車素材の回転位相を同期制御しつつ、ク
レイドルの回転位相に対して所定の割合で歯車素材の回
転位相に補正を加え、例えば正面フライスカッタと歯車
素材との回転比が一定となるように制御しつつ、クレイ
ドルを回転させたときにそのクレイドル回転角に所定の
関数を乗じた角度だけ歯車素材の回転角に差動を与える
ようにすれば、完全な３軸制御によらず補正制御だけで
連続割り出しによる歯すじ創成と歯形創成とが同時に行
われるようになる。
イスカッタと歯車素材の回転位相を同期制御しつつ、ク
レイドルの回転位相に対して所定の割合で歯車素材の回
転位相に補正を加え、例えば正面フライスカッタと歯車
素材との回転比が一定となるように制御しつつ、クレイ
ドルを回転させたときにそのクレイドル回転角に所定の
関数を乗じた角度だけ歯車素材の回転角に差動を与える
ようにすれば、完全な３軸制御によらず補正制御だけで
連続割り出しによる歯すじ創成と歯形創成とが同時に行
われるようになる。
【００１５】そして、請求項３に記載の発明のように、
クレイドルと歯車素材との間の回転位相差、すなわち上
記の差動量を加工中に積極的に変化させると、創成すべ
き歯形に修正が加えられて、歯形創成と同時に例えば歯
当たりあるいは噛み合い伝達誤差等の適正化を図ること
ができる。
クレイドルと歯車素材との間の回転位相差、すなわち上
記の差動量を加工中に積極的に変化させると、創成すべ
き歯形に修正が加えられて、歯形創成と同時に例えば歯
当たりあるいは噛み合い伝達誤差等の適正化を図ること
ができる。
【００１６】ここで、正面フライスカッタとその正面フ
ライスカッタを駆動するためのモータとの間にギヤトレ
ーンが介在せざるを得ない場合には、そもそも正面フラ
イスカッタによる歯切り自体が断続切削であるがため
に、上記の歯車列のがたつきすなわちバックラッシュに
よるピッチ誤差の発生が不可避である。
ライスカッタを駆動するためのモータとの間にギヤトレ
ーンが介在せざるを得ない場合には、そもそも正面フラ
イスカッタによる歯切り自体が断続切削であるがため
に、上記の歯車列のがたつきすなわちバックラッシュに
よるピッチ誤差の発生が不可避である。
【００１７】そこで、請求項４に記載の発明のように、
例えばディスブレーキ等の手段によりカッタスピンドル
に常時制動トルクを加えながら加工を行うと、上記のバ
ックラッシュによるピッチ誤差への影響をなくすことが
できる。
例えばディスブレーキ等の手段によりカッタスピンドル
に常時制動トルクを加えながら加工を行うと、上記のバ
ックラッシュによるピッチ誤差への影響をなくすことが
できる。
【００１８】また、上記のように、独立したモータを駆
動源とする正面フライスカッタの回転位相を個別に制御
するためには、必然的にその正面フライスカッタの回転
を検出する必要があるが、モータに近い位置でその回転
検出を行うと、モータと正面フライスカッタとの間に介
在しているギヤトレーンのバックラッシュの影響で検出
誤差が生ずることになる。
動源とする正面フライスカッタの回転位相を個別に制御
するためには、必然的にその正面フライスカッタの回転
を検出する必要があるが、モータに近い位置でその回転
検出を行うと、モータと正面フライスカッタとの間に介
在しているギヤトレーンのバックラッシュの影響で検出
誤差が生ずることになる。
【００１９】このようなことから、請求項５に記載の発
明のように、正面フライスカッタが装着されるカッタス
ピンドルに直結した回転センサによって回転検出を行う
ことで、その正面フライスカッタの回転検出精度が向上
し、これに他の軸を追従させることにより同期精度が高
められる。
明のように、正面フライスカッタが装着されるカッタス
ピンドルに直結した回転センサによって回転検出を行う
ことで、その正面フライスカッタの回転検出精度が向上
し、これに他の軸を追従させることにより同期精度が高
められる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、クレイ
ドル、正面フライスカッタおよび歯車素材の回転位相を
それぞれ個別に制御可能として、実質的にそれぞれの回
転駆動系のＮＣ制御化を図ったものであるから、従来で
は高精度なＣＮＣタイプの歯切り盤や専用機を用いなけ
ればできなかった連続割り出しによる創成歯切りが可能
となり、安価な設備で生産性の高い連続割り出しによる
歯切りを実現できる効果がある。
ドル、正面フライスカッタおよび歯車素材の回転位相を
それぞれ個別に制御可能として、実質的にそれぞれの回
転駆動系のＮＣ制御化を図ったものであるから、従来で
は高精度なＣＮＣタイプの歯切り盤や専用機を用いなけ
ればできなかった連続割り出しによる創成歯切りが可能
となり、安価な設備で生産性の高い連続割り出しによる
歯切りを実現できる効果がある。
【００２１】特に請求項２に記載の発明のように、正面
フライスカッタと歯車素材の回転位相を同期制御しつ
つ、クレイドルの回転位相に対して所定の割合で歯車素
材の回転位相に補正を加えることにより、請求項１に記
載の発明と同様の効果のほかに、完全な３軸制御によら
ずに補正制御だけで連続割り出しによる歯すじ創成と歯
形創成とが同時に行われるようになるために、制御の簡
素化を図ることができる利点がある。
フライスカッタと歯車素材の回転位相を同期制御しつ
つ、クレイドルの回転位相に対して所定の割合で歯車素
材の回転位相に補正を加えることにより、請求項１に記
載の発明と同様の効果のほかに、完全な３軸制御によら
ずに補正制御だけで連続割り出しによる歯すじ創成と歯
形創成とが同時に行われるようになるために、制御の簡
素化を図ることができる利点がある。
【００２２】また、請求項３に記載の発明によれば、ク
レイドルと歯車素材との間の回転位相差を歯切り加工中
に積極的に変化させるようにしたことから、請求項２に
記載の発明と同様の効果のほかに、創成歯切りと同時に
その創成すべき歯形に修正が加えられて、例えば歯当た
りあるいは噛み合い伝達誤差等の適正化を図ることがで
きる効果がある。
レイドルと歯車素材との間の回転位相差を歯切り加工中
に積極的に変化させるようにしたことから、請求項２に
記載の発明と同様の効果のほかに、創成歯切りと同時に
その創成すべき歯形に修正が加えられて、例えば歯当た
りあるいは噛み合い伝達誤差等の適正化を図ることがで
きる効果がある。
【００２３】請求項４に記載の発明によれば、ディスブ
レーキ等の手段によりカッタスピンドルに常時制動トル
クを加えながら歯切り加工を行うようにしたことから、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果のほ
かに、カッタスピンドルに装着される正面フライスカッ
タとその正面フライスカッタを駆動するためのモータと
の間にギヤトレーンが介在せざるを得ない場合でも、そ
のギヤトレーンのバックラッシュによる被加工歯車のピ
ッチ誤差への影響をなくすことができる効果がる。
レーキ等の手段によりカッタスピンドルに常時制動トル
クを加えながら歯切り加工を行うようにしたことから、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果のほ
かに、カッタスピンドルに装着される正面フライスカッ
タとその正面フライスカッタを駆動するためのモータと
の間にギヤトレーンが介在せざるを得ない場合でも、そ
のギヤトレーンのバックラッシュによる被加工歯車のピ
ッチ誤差への影響をなくすことができる効果がる。
【００２４】請求項５に記載の発明によれば、正面フラ
イスカッタが装着されるカッタスピンドルに直結した回
転センサによって、その正面フライスカッタの回転検出
を行うようにしたことから、請求項１〜４のいずれかに
記載の発明と同様の効果のほかに、カッタ駆動用モータ
と正面フライスカッタとの間にギヤトレーンが介在して
いても、そのギヤトレーンのバックラッシュの影響でカ
ッタの回転検出に検出誤差が生ずるがなく、他の軸との
同期精度が向上する効果がある。
イスカッタが装着されるカッタスピンドルに直結した回
転センサによって、その正面フライスカッタの回転検出
を行うようにしたことから、請求項１〜４のいずれかに
記載の発明と同様の効果のほかに、カッタ駆動用モータ
と正面フライスカッタとの間にギヤトレーンが介在して
いても、そのギヤトレーンのバックラッシュの影響でカ
ッタの回転検出に検出誤差が生ずるがなく、他の軸との
同期精度が向上する効果がある。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１〜図６は本発明の好ましい実
施の形態を示す図であって、特に図１は本発明が適用さ
れる歯切り盤の全体構成を、図２はそのブロック回路図
を、図３，４はカッタスピンドルの要部断面図をそれぞ
れ示している。
施の形態を示す図であって、特に図１は本発明が適用さ
れる歯切り盤の全体構成を、図２はそのブロック回路図
を、図３，４はカッタスピンドルの要部断面図をそれぞ
れ示している。
【００２６】図１および図３，４において、１は歯切り
加工用の正面フライスカッタ（以下、単にカッタとい
う）、２はクレイドルで、このクレイドル２にはその軸
心ａから偏心した位置に図３，４に示すようにカッタス
ピンドルスリーブ３を介してカッタスピンドル４が回転
可能に支持されているとともに、このカッタスピンドル
４の先端にカッタ１が装着されている。そして、カッタ
１はスピンドルモータ（ＡＣサーボモータ）５によりギ
ヤトレーン６，７を介して回転駆動される一方、クレイ
ドル２は同じくＡＣタイプのサーボモータ８によって回
転駆動されるようになっている。
加工用の正面フライスカッタ（以下、単にカッタとい
う）、２はクレイドルで、このクレイドル２にはその軸
心ａから偏心した位置に図３，４に示すようにカッタス
ピンドルスリーブ３を介してカッタスピンドル４が回転
可能に支持されているとともに、このカッタスピンドル
４の先端にカッタ１が装着されている。そして、カッタ
１はスピンドルモータ（ＡＣサーボモータ）５によりギ
ヤトレーン６，７を介して回転駆動される一方、クレイ
ドル２は同じくＡＣタイプのサーボモータ８によって回
転駆動されるようになっている。
【００２７】上記カッタスピンドル４の後端には、図４
に示すようにロータリーエンコーダ９が設けられてい
る。このロータリーエンコーダ９はカッタスピンドルス
リーブ３に付設された取付台１０に固定支持されている
一方、その入力軸１１はカップリング１２とサポートシ
ャフト１３およびボルト１４とを介してカッタスピンド
ル４に連結されていて、前記スピンドルモータ５によっ
て回転駆動されるカッタ１の回転角度（回転数）がその
カッタ１に可及的に近い位置でロータリーエンコーダ９
によって検出されるようになっている。
に示すようにロータリーエンコーダ９が設けられてい
る。このロータリーエンコーダ９はカッタスピンドルス
リーブ３に付設された取付台１０に固定支持されている
一方、その入力軸１１はカップリング１２とサポートシ
ャフト１３およびボルト１４とを介してカッタスピンド
ル４に連結されていて、前記スピンドルモータ５によっ
て回転駆動されるカッタ１の回転角度（回転数）がその
カッタ１に可及的に近い位置でロータリーエンコーダ９
によって検出されるようになっている。
【００２８】また、図３に示すように、前記カッタスピ
ンドル４のうちカッタ１の直近位置にはブレーキディス
ク１５が固定されている一方、カッタスピンドル４を支
持しているカッタスピンドルスリーブ３側にはブレーキ
ディスク１５をはさむようにしてキャリパ１６が設けら
れていて、これらブレーキディスク１５とキャリパ１６
とによりディスブレーキ１７が形成されている。
ンドル４のうちカッタ１の直近位置にはブレーキディス
ク１５が固定されている一方、カッタスピンドル４を支
持しているカッタスピンドルスリーブ３側にはブレーキ
ディスク１５をはさむようにしてキャリパ１６が設けら
れていて、これらブレーキディスク１５とキャリパ１６
とによりディスブレーキ１７が形成されている。
【００２９】そして、キャリパ１６に支持されたブレー
キシュー１８を油圧にてブレーキディスク１５に押し付
けることにより、カッタ１は常時所定の制動力が加わっ
た状態で回転駆動されるようになっている。
キシュー１８を油圧にてブレーキディスク１５に押し付
けることにより、カッタ１は常時所定の制動力が加わっ
た状態で回転駆動されるようになっている。
【００３０】上記のカッタ１は、図３および図５に示す
ように、円板状のカッタボディ１９の外周縁部に多数の
カッタブレード２０ａ，２０ｂを並列したもので、各カ
ッタブレード２０ａ，２０ｂの配置としては、二つ一組
のカッタブレード２０ａ，２０ｂ（一方が噛み合い方向
側歯面切削用であれば他方が反噛み合い方向側歯面切削
用となる）からなるブレードグループ２０を円周方向に
沿って螺旋状に並べ、このブレードグループ２０をカッ
タボディ１９の円周方向に沿って等ピッチで多数配置し
てある。
ように、円板状のカッタボディ１９の外周縁部に多数の
カッタブレード２０ａ，２０ｂを並列したもので、各カ
ッタブレード２０ａ，２０ｂの配置としては、二つ一組
のカッタブレード２０ａ，２０ｂ（一方が噛み合い方向
側歯面切削用であれば他方が反噛み合い方向側歯面切削
用となる）からなるブレードグループ２０を円周方向に
沿って螺旋状に並べ、このブレードグループ２０をカッ
タボディ１９の円周方向に沿って等ピッチで多数配置し
てある。
【００３１】そして、後述するように、カッタ１の自転
および公転運動とワークＷの回転運動とを同期させるこ
とにより、ワークＷの連続割り出しによる歯すじ創成と
歯形創成とが同時に行われることになる。なお、図５中
のＣ1はカッタ１の回転中心、Ｃ2はクレイドル２の回転
中心をそれぞれ示しており、また、カッタ１、クレイド
ル２およびワークＷ相互の配置関係は基本的には図６に
示したものと同一である。
および公転運動とワークＷの回転運動とを同期させるこ
とにより、ワークＷの連続割り出しによる歯すじ創成と
歯形創成とが同時に行われることになる。なお、図５中
のＣ1はカッタ１の回転中心、Ｃ2はクレイドル２の回転
中心をそれぞれ示しており、また、カッタ１、クレイド
ル２およびワークＷ相互の配置関係は基本的には図６に
示したものと同一である。
【００３２】また、図１の２１は先端に歯車素材（以
下、ワークという）Ｗが装着されるワークスピンドル、
２２はワークスピンドル２１を含むスピンドルユニット
が搭載されたスライドベースで、ワークスピンドル２１
はサーボモータ（ＡＣサーボモータ）２３によってギヤ
２４，２５を介して回転駆動される一方、スライドベー
ス２２は同じくＡＣタイプのサーボモータ２６を駆動源
としてギヤ２７，２８およびボールねじ２９を介してス
ライド駆動されるようになっている。
下、ワークという）Ｗが装着されるワークスピンドル、
２２はワークスピンドル２１を含むスピンドルユニット
が搭載されたスライドベースで、ワークスピンドル２１
はサーボモータ（ＡＣサーボモータ）２３によってギヤ
２４，２５を介して回転駆動される一方、スライドベー
ス２２は同じくＡＣタイプのサーボモータ２６を駆動源
としてギヤ２７，２８およびボールねじ２９を介してス
ライド駆動されるようになっている。
【００３３】そして、図２に示すように、ワークスピン
ドル２１（Ｃ軸）駆動用のサーボモータ２３とクレイド
ル２駆動用のサーボモータ８はともに速度フィードバッ
ク要素としての速度検出器３０または３１を備えている
とともに、ワークスピンドル駆動用のサーボモータ２３
については位置フィードバック要素としてのロータリー
エンコーダ３２を有している。
ドル２１（Ｃ軸）駆動用のサーボモータ２３とクレイド
ル２駆動用のサーボモータ８はともに速度フィードバッ
ク要素としての速度検出器３０または３１を備えている
とともに、ワークスピンドル駆動用のサーボモータ２３
については位置フィードバック要素としてのロータリー
エンコーダ３２を有している。
【００３４】すなわち、図１の歯切り盤の構造では、ク
レイドル駆動系、ワーク駆動系およびスライドベース駆
動系のそれぞれが独立したサーボモータを有していて、
各駆動系ごとに個別にＮＣ制御可能な構造となってい
る。
レイドル駆動系、ワーク駆動系およびスライドベース駆
動系のそれぞれが独立したサーボモータを有していて、
各駆動系ごとに個別にＮＣ制御可能な構造となってい
る。
【００３５】ここで、まがりばかさ歯車のピニオンギヤ
の歯切り加工を行うにあたっては、図２に示すように、
ＮＣコントローラのＥＧＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｇ
ｅａｒ Ｂｏｘ）機能を使って、カッタ１の回転位相と
ワークＷの回転位相とを所定の回転速度比となるように
クローズドループにて同期制御し、クレイドル２の回転
移動量に対して所定の割合でワークＷの回転位相に補正
を加えることにより、ワークＷの連続回転割り出しによ
る歯すじ創成と歯形創成とを同時に行う。
の歯切り加工を行うにあたっては、図２に示すように、
ＮＣコントローラのＥＧＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｇ
ｅａｒ Ｂｏｘ）機能を使って、カッタ１の回転位相と
ワークＷの回転位相とを所定の回転速度比となるように
クローズドループにて同期制御し、クレイドル２の回転
移動量に対して所定の割合でワークＷの回転位相に補正
を加えることにより、ワークＷの連続回転割り出しによ
る歯すじ創成と歯形創成とを同時に行う。
【００３６】なお、加工時におけるワークＷとカッタ１
およびクレイドル２の相対位置関係としては、先に述べ
たように図６に示したものと基本的に同様であるもの
の、図５に示すようにカッタ１のブレードグループ２０
が螺旋状となっている点でのみ異なっている。また、図
５中の３４は凸状の歯すじを示しており（ハッチングを
施した部分）、それらの歯すじ３４，３４同士の間に凹
状の歯溝３５が切削形成される。
およびクレイドル２の相対位置関係としては、先に述べ
たように図６に示したものと基本的に同様であるもの
の、図５に示すようにカッタ１のブレードグループ２０
が螺旋状となっている点でのみ異なっている。また、図
５中の３４は凸状の歯すじを示しており（ハッチングを
施した部分）、それらの歯すじ３４，３４同士の間に凹
状の歯溝３５が切削形成される。
【００３７】より詳しくは、図１，５に示すように、ワ
ークＷに歯切りすべき歯数をＺ1とするとともにカッタ
１のブレードグループ２０の数をＺWとすると、カッタ
１とワークＷの回転速度比はＺ1：ＺW、言い換えれば、
カッタ１がθXだけ回転したときのワークＷの回転量を
θ1とすると、歯すじ創成を行うためにはθ1＝（ＺW／
Ｚ1）×θXとなる。そこで、図２に示すように、カッタ
スピンドル４に付設されたロータリーエンコーダ９の出
力をＮＣコントローラのＥＧＢ機能部３６に取り込み、
これにカッタ１とワークＷの歯数比ＺW／Ｚ1を乗じたも
のをワーク駆動系の指令信号に補正指令として加える。
これにより、カッタ１とワークＷとはＺ1：ＺWの回転速
度比で同期回転して、カッタ１のブレードグループ２０
が延長エピサイクロイド曲線を描くことによりワークＷ
の連続回転割り出しによる歯すじ創成が可能となる。
ークＷに歯切りすべき歯数をＺ1とするとともにカッタ
１のブレードグループ２０の数をＺWとすると、カッタ
１とワークＷの回転速度比はＺ1：ＺW、言い換えれば、
カッタ１がθXだけ回転したときのワークＷの回転量を
θ1とすると、歯すじ創成を行うためにはθ1＝（ＺW／
Ｚ1）×θXとなる。そこで、図２に示すように、カッタ
スピンドル４に付設されたロータリーエンコーダ９の出
力をＮＣコントローラのＥＧＢ機能部３６に取り込み、
これにカッタ１とワークＷの歯数比ＺW／Ｚ1を乗じたも
のをワーク駆動系の指令信号に補正指令として加える。
これにより、カッタ１とワークＷとはＺ1：ＺWの回転速
度比で同期回転して、カッタ１のブレードグループ２０
が延長エピサイクロイド曲線を描くことによりワークＷ
の連続回転割り出しによる歯すじ創成が可能となる。
【００３８】一方、ピニオンギヤの歯切りには上記の歯
すじ創成に加えて歯形創成を同時に行う必要があり、こ
の歯形創成に必要なワークＷの回転とクレイドル２の回
転との関係は、ワークＷの回転量をθ2、クレイドル２
の回転量をθQとした場合に、θ2＝ｆ（θQ）となる。
すじ創成に加えて歯形創成を同時に行う必要があり、こ
の歯形創成に必要なワークＷの回転とクレイドル２の回
転との関係は、ワークＷの回転量をθ2、クレイドル２
の回転量をθQとした場合に、θ2＝ｆ（θQ）となる。
【００３９】なお、上記のｆ（θQ）はワーク回転角と
クレイドル回転角との関係を示す関数にほかならず、通
常は、θ2＝ｆ（θQ）＝Ｒa×θQ（ただし、Ｒaはワー
クとクレイドルとの回転速度比で、通常はＲa＝一定）
である。
クレイドル回転角との関係を示す関数にほかならず、通
常は、θ2＝ｆ（θQ）＝Ｒa×θQ（ただし、Ｒaはワー
クとクレイドルとの回転速度比で、通常はＲa＝一定）
である。
【００４０】そこで、上記のようにカッタ１とワークＷ
の回転位相を同期制御しつつ、クレイドル２を回転させ
たときにそのクレイドル２の回転角θQに対してワーク
Ｗの回転角θ2がθ2＝ｆ（θQ）となるようにワークＷ
の回転角に差動を与える。つまり、θ2なるワーク回転
角を、先のθ1なるワーク回転角に対してＮＣの直線補
間機能を用いてインクルメンタル指令にて差動回転とし
て付与することにより、ワークＷ全体の補正回転角θ＝
θ1＋θ2となって、カッタ１が自転しつつ１回公転運動
すれば総ての歯が同量ずつ切削され、この動作を連続的
に繰り返すことにより歯すじ創成と歯形創成とが同時に
行われる。
の回転位相を同期制御しつつ、クレイドル２を回転させ
たときにそのクレイドル２の回転角θQに対してワーク
Ｗの回転角θ2がθ2＝ｆ（θQ）となるようにワークＷ
の回転角に差動を与える。つまり、θ2なるワーク回転
角を、先のθ1なるワーク回転角に対してＮＣの直線補
間機能を用いてインクルメンタル指令にて差動回転とし
て付与することにより、ワークＷ全体の補正回転角θ＝
θ1＋θ2となって、カッタ１が自転しつつ１回公転運動
すれば総ての歯が同量ずつ切削され、この動作を連続的
に繰り返すことにより歯すじ創成と歯形創成とが同時に
行われる。
【００４１】この場合、ｆ（θQ）なる関数を歯切り加
工中に積極的に変化させることにより、歯面（歯形）形
状に修正を加えることが可能となり、例えば歯当たり状
態や噛合伝達誤差等の適正化が同時に図れる。
工中に積極的に変化させることにより、歯面（歯形）形
状に修正を加えることが可能となり、例えば歯当たり状
態や噛合伝達誤差等の適正化が同時に図れる。
【００４２】つまり、本実施の形態によれば、カッタ駆
動系、ワーク駆動系およびクレイドル駆動系の３軸がそ
れぞれ独立制御可能ではあるものの、単に３軸それぞれ
を独立して制御するのではなく、カッタ１およびクレイ
ドル２の動きに応じてワークＷの回転に補正を加える方
式としたことから、より安価な設備構成で連続回転割り
出しによる創成歯切り加工が可能となる。
動系、ワーク駆動系およびクレイドル駆動系の３軸がそ
れぞれ独立制御可能ではあるものの、単に３軸それぞれ
を独立して制御するのではなく、カッタ１およびクレイ
ドル２の動きに応じてワークＷの回転に補正を加える方
式としたことから、より安価な設備構成で連続回転割り
出しによる創成歯切り加工が可能となる。
【００４３】しかも、図１に示すように、カッタ１とそ
のカッタ１を回転駆動するためのスピンドルモータ５と
の間にはギヤトレーン６，７が介在している上に、図５
から明らかなようにカッタ１による歯切り切削は断続切
削のかたちとなるため、通常であればギヤトレーン６，
７のバックラッシュによるピッチ誤差の発生は不可避で
ある。しかしながら、上記の実施の形態では、図３に示
したディスクブレーキ１７によりカッタスピンドル４に
常時所定の制動力を加えながら加工するようにしている
ため、上記のギヤトレーンのバックラッシュによる被加
工歯車のピッチ誤差への影響はなくなる。
のカッタ１を回転駆動するためのスピンドルモータ５と
の間にはギヤトレーン６，７が介在している上に、図５
から明らかなようにカッタ１による歯切り切削は断続切
削のかたちとなるため、通常であればギヤトレーン６，
７のバックラッシュによるピッチ誤差の発生は不可避で
ある。しかしながら、上記の実施の形態では、図３に示
したディスクブレーキ１７によりカッタスピンドル４に
常時所定の制動力を加えながら加工するようにしている
ため、上記のギヤトレーンのバックラッシュによる被加
工歯車のピッチ誤差への影響はなくなる。
【００４４】同様の理由から、図４に示したように、実
質的にカッタスピンドル４内に埋設したロータリーエン
コーダ９によりカッタ１の回転を検出しているため、ス
ピンドルモータ５に近い位置で回転検出した場合と比べ
て上記ギヤトレーンのバックラッシュの影響がなく、カ
ッタ１の回転検出精度ひいてはワークＷとカッタ１との
同期精度が向上することになる。
質的にカッタスピンドル４内に埋設したロータリーエン
コーダ９によりカッタ１の回転を検出しているため、ス
ピンドルモータ５に近い位置で回転検出した場合と比べ
て上記ギヤトレーンのバックラッシュの影響がなく、カ
ッタ１の回転検出精度ひいてはワークＷとカッタ１との
同期精度が向上することになる。
【００４５】ここで、上記の歯切り盤の構造では、必要
に応じて従来のような一歯ごとに割り出すいわゆる単一
割り出し方式の歯切り加工も可能である。この場合に
は、ワークＷの回転とクレイドル２の回転とをオープン
ループ方式で２軸同時に制御すればよい。もちろん、ク
レイドル２の往復運動により切削を行う一方で、その往
動から復動に切り換わる時にワークＷに切り込み回転を
与えるようにすれば、噛み合い側の歯面と反噛み合い側
の歯面とで先に述べた関数ｆ（θQ）を異ならしめて加
工することも可能である。
に応じて従来のような一歯ごとに割り出すいわゆる単一
割り出し方式の歯切り加工も可能である。この場合に
は、ワークＷの回転とクレイドル２の回転とをオープン
ループ方式で２軸同時に制御すればよい。もちろん、ク
レイドル２の往復運動により切削を行う一方で、その往
動から復動に切り換わる時にワークＷに切り込み回転を
与えるようにすれば、噛み合い側の歯面と反噛み合い側
の歯面とで先に述べた関数ｆ（θQ）を異ならしめて加
工することも可能である。
【００４６】また、まがりばかさ歯車のリングギヤの成
形歯切り加工の場合には、クレイドル２を回転させるこ
となく固定して、図１のスライドベース２２の自由度を
使って切り込み送りのみを与えることで歯切り加工が可
能である。
形歯切り加工の場合には、クレイドル２を回転させるこ
となく固定して、図１のスライドベース２２の自由度を
使って切り込み送りのみを与えることで歯切り加工が可
能である。
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、本発明の歯切
り加工法に用いられる歯切り盤の構成説明図。
り加工法に用いられる歯切り盤の構成説明図。
【図２】図１に示す各モータの制御系のブロック回路
図。
図。
【図３】図１のカッタ近傍の要部拡大図。
【図４】図３の要部断面図。
【図５】本発明の歯切り加工法による原理説明図。
【図６】従来の創成歯切り加工法を示す説明図。
【図７】従来のグリーソン式歯切り盤の構成説明図。
１…正面フライスカッタ ２…クレイドル ４…カッタスピンドル ５…スピンドルモータ ８…サーボモータ ９…ロータリーエンコーダ １７…ディスクブレーキ ２０…ブレードグループ ２０ａ，２０ｂ…カッタブレード ２１…ワークスピンドル ２３…サーボモータ ２６…サーボモータ ３２…ロータリーエンコーダ ３６…ＥＧＢ機能部 Ｗ…歯車素材（ワーク）
フロントページの続き (72)発明者 小杉 実 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 まがりばかさ歯車もしくはハイポイドギ
ヤの歯切り加工を行うにあたり、クレイドルに偏心させ
て支持させた環状の正面フライスカッタをそのカッタ軸
心周りに回転させて該正面フライスカッタの切刃の軌跡
により仮想創成歯車の一歯を現わさしめるとともに、前
記正面フライスカッタをクレイドルごと仮想創成歯車の
軸心と一致するクレイドル軸心周りに回転させることに
より正面フライスカッタを連続的に公転させ、前記仮想
創成歯車と噛み合う位置に配置した歯車素材をその軸心
周りに同期回転させることによって歯切り加工を行うよ
うにした方法であって、 前記クレイドル、正面フライスカッタおよび歯車素材の
それぞれを個別のモータによって回転駆動させるととも
に、クレイドル、正面フライスカッタおよび歯車素材の
それぞれの回転位相を個別に制御することを特徴とする
歯切り加工方法。 - 【請求項２】 前記正面フライスカッタと歯車素材の回
転位相を所定の回転比となるように同期制御し、前記ク
レイドルの回転位相に対して所定の割合で歯車素材の回
転位相に補正を加えることを特徴とする請求項１記載の
歯切り加工方法。 - 【請求項３】 クレイドルと歯車素材との間の回転位相
差を歯切り加工中に変化させることを特徴とする請求項
２記載の歯切り加工方法。 - 【請求項４】 前記正面フライスカッタが装着されるカ
ッタスピンドルに常時制動トルクを加えながら加工を行
うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の歯
切り加工方法。 - 【請求項５】 前記正面フライスカッタの回転位相制御
のための回転検出を、その正面フライスカッタが装着さ
れるカッタスピンドルに直結した回転センサによって行
うものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載の歯切り加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09951997A JP3782545B2 (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 歯切り加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09951997A JP3782545B2 (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 歯切り加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10291127A true JPH10291127A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3782545B2 JP3782545B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=14249503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09951997A Expired - Lifetime JP3782545B2 (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 歯切り加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3782545B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161456A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | 歯切り盤 |
| CN104924042A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-23 | 天津第一机床总厂 | 大型齿轮机床鼓轮组装件的加工方法 |
| CN108508848A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-07 | 华中科技大学 | 一种基于插补数据的铣削加工轮廓误差的评估方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48106570U (ja) * | 1972-03-13 | 1973-12-11 | ||
| JPS543993A (en) * | 1977-06-10 | 1979-01-12 | Isuzu Motors Ltd | Bevel gear cutting apparatus |
| JPS59171017U (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-15 | 三菱重工業株式会社 | テンシヨニング機構付フライス盤 |
| JPS63191549A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-09 | Yamazaki Mazak Corp | Ｃ軸駆動機構 |
| JPH02502358A (ja) * | 1987-08-24 | 1990-08-02 | ザ グリーソン ワークス | 多軸かさ歯及びハイポイドギア創成装置 |
| JPH03142129A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-17 | Nissan Motor Co Ltd | ワークの加工装置 |
| WO1992014574A1 (en) * | 1991-02-26 | 1992-09-03 | The Gleason Works | Method of generating bevel and hypoid gears |
| JPH07208582A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-11 | Nissan Motor Co Ltd | まがり歯傘歯車形ピニオン |
-
1997
- 1997-04-17 JP JP09951997A patent/JP3782545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS48106570U (ja) * | 1972-03-13 | 1973-12-11 | ||
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| JPH02502358A (ja) * | 1987-08-24 | 1990-08-02 | ザ グリーソン ワークス | 多軸かさ歯及びハイポイドギア創成装置 |
| JPH03142129A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-17 | Nissan Motor Co Ltd | ワークの加工装置 |
| WO1992014574A1 (en) * | 1991-02-26 | 1992-09-03 | The Gleason Works | Method of generating bevel and hypoid gears |
| JPH07208582A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-11 | Nissan Motor Co Ltd | まがり歯傘歯車形ピニオン |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005161456A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | 歯切り盤 |
| CN104924042A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-23 | 天津第一机床总厂 | 大型齿轮机床鼓轮组装件的加工方法 |
| CN108508848A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-07 | 华中科技大学 | 一种基于插补数据的铣削加工轮廓误差的评估方法 |
| CN108508848B (zh) * | 2018-04-20 | 2019-12-06 | 华中科技大学 | 一种基于插补数据的铣削加工轮廓误差的评估方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3782545B2 (ja) | 2006-06-07 |
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