JPS5813293B2 - スウチセイギヨホブバン - Google Patents

スウチセイギヨホブバン

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JPS5813293B2
JPS5813293B2 JP49028246A JP2824674A JPS5813293B2 JP S5813293 B2 JPS5813293 B2 JP S5813293B2 JP 49028246 A JP49028246 A JP 49028246A JP 2824674 A JP2824674 A JP 2824674A JP S5813293 B2 JPS5813293 B2 JP S5813293B2
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JP
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axis
unit movement
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hob
circuit
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JP49028246A
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河部光広
長岡振吉
渡辺大勝
柚原秀男
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Okuma Corp
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Okuma Machinery Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御工作機械特にホブ盤に関するもので、
その目的とするところは、1台のホブ盤にて平歯車、ハ
スバ歯車などにクラウニングを施しながら歯切りを行い
うる多量生産はもちろん多種少量生産においても充分稼
動率のよいホブ盤を提供することである。
従来、数値制御ホブ盤として、例えばホブ取付軸に設け
たパルス発生器、パルス分割器、パルス倍率器等を設け
て、パルス発生器よりのパルスをパルス分割器、パルス
倍率器を通じて、被加工歯車取付テーブルを制御するデ
イジタル・アナログサーボ機構に送り、ホブ取付軸と被
加工歯車取付テーブルとを歯車列で機械的に連結させな
いで加工を行なう実公昭43−32073号公報に記載
のものが知られている。
本発面ばこれ等の従来のものに対しクラウニングを施す
ことが可能の機能を有し多種少量生産に適するように改
良されたものである。
なおここでクラウニングというのはJISBO102に
も記されているように歯スジの方向に適当なふくらみを
つげることを意味するものである力瓢従来このようなク
ラウニングはNCホブ盤では行われていなかった。
以下本発明を実施例について説明する。
第1図において1はホブ盤のベッド、2はベッド1に回
転可能に軸支されたテーブルで、その上面は被加工歯車
を取付け得るようになっており、回転軸下端にはウオー
ムホイール3が固着されている。
このウオームホイール3に噛合うウオーム4はベッド1
に固定のブラケット5に取付けた電動機6により歯車列
を介して駆動される。
更にブラケット5にはテーブル2の現在位置を検出して
制御部にフィードバックする位置検出装置7が取付けて
あり、前記歯車列より回転駆動されてテーブル20回転
位置を検出する。
又ベッド1には上下に移動町能なラム8が備えられてお
り、ベッド下部に固定したブラケット9に取付けてある
電動機10で歯車列を介して駆動ねじ軸11を回すこと
により、この駆動ねじ軸11と噛合っているラム8を上
下動させる。
又ブラケット9には、ラムの上下位置即ち後述のホブの
上下位置の現在位置を検出しフィードバックする検出装
置12が取付けてあり、駆動ねじ軸110回転に連動し
て回転し、ホブの上下位置を検出する。
ラム8の上端には固定台13が設けてあり、ホブの前後
送りを行なわせる水平送り台14が載置されている。
又固定台13には電動機15が取付いており、この回転
が歯車列を介して駆動ねじ軸16に伝えられ水平送り台
14を移動させ切込み深さを制御する。
この水平送り台14の移動量は歯車例を介して連結され
る固定台13に設けた現在位置を検出する検出装置27
によって検出される。
水平送り台14には上部固定台18を有する固定の中心
軸部17があり、この中心軸部17を軸として施回可能
のタレット刃物台19が載置されていて、上部固定台1
8に取付けたタレット刃物台割出用電動機20により歯
車を介して旋回割出しされる。
タレット刃物台19の複数個のホブ取付台22にはそれ
ぞれ異種のホブ21が取付けてあり、必要に応じて所要
のホブを旋回割出しして各種の歯車を切削することがで
きる。
ホブ21はホプ取付台22、タレット刃物台19、水平
送り台14、上部固定台18内の各歯車列を介して上部
固定台18に取付けた電動機23により回転駆動される
父上部固定台18上にはパルス発生器24を取付けて上
部固定台内の歯車列より回転されるようになっている。
これによりホブ21の回転に応じてパルス発生器24よ
り制御用のパルスが発生される。
ホブ取付台22はホブ軸と平行な垂直面内で旋回できる
ように設けられており、第2図に示すように電動機25
で旋回させられる。
又歯車列に介して位置検出装置26が取付けてあり、ホ
ブ21の現在の取付角度を検出するようになっている。
従ってホブ21の取付角度は現在の角度を検出して指令
により切削加工中任意に連続して変更することが出来る
更にホブ盤による歯車加工に於いては、ホブを連続回転
させるばかりでなく、被加工歯車をも連続的に回転させ
ている為に被加工歯車取付用テーブルの回転軸又はその
関連駆動部にパルス発生器を取付けて同様の制御を行な
わせることも不町能ではない。
次に上記構造及び作動のホブ盤にて各種歯車を切削する
場合にホブの回転に応じて発生するバルス列によって制
御される各部の動きについての制御関係を説明する。
以下テーブルの回転をC軸、ホブの上下動をZ軸、ホブ
の水平動をX軸、ホブ取付台の回転をH軸と云う。
先づ第1に平歯車切削の場合について説明する。
今、モジュールm、歯数nの平歯車を加工するものとす
る。
又ホブ1回転にてテーブルは平歯車の1個分だけ回転し
、ホブ1回転にてパルス発生器24よりNパルス発生す
るものとする(尚異種の歯車に対する制御関係を説明す
る場合にもこの条件は適用される)。
パルス発生器24よりの1パルスに応じて回転するC軸
の被加工歯車でのピツチ円上の単位移動量を、△C’=
mπ/N、テープル回転基準点よりの切削開始時のテー
ブル回転位置をCoとすると、1パルス毎にテーブル回
転位置は△C′の長さづつ移動し、切削点に於けるテー
ブル回転位置はC=Co+2/mnΣ△C′となる。
ここで演算を簡単にする為に2△C’/mn=2mπ/
mn N=2π/nNを1パルス毎のC軸単位移動量△
Cとして使用すると前記式はC=Co十Σ△Cとなる。
更にテーブル1回転当りfの移動量でホブをZ軸方向に
移動させて切削送りをするものとするとZ軸の単位移動
量△Z=f/Nn、ホブのZ軸基準点からの切削開始時
に於けるZ軸上の位置をZoとすると1パルス毎にホブ
のZ軸上の位置は△2づつ移動し、切削点に於けるZ軸
上の位置はZ=Zo±Σ△Zで、この値Zが被加工歯車
の歯中指令値に相当する値に一致した時加工が完了する
第5図は平歯車を切削する場合の制御系のブロック線図
である。
NCテープの情報は指令値レジスタ28に記憶され、こ
5より各部に情報が送られる。
先づX軸目標値、Z軸目標値、H軸目標値が夫々指示さ
れる。
比較器51,53,55では夫々X軸関数発生回路29
、Z軸関数発生回路30、H軸関数発生回路32の出力
である各軸の指令値と前記目標値とを比較する。
これら比較器51,53,55のうち少くとも一つが不
一致信号をサイクルコントロール回路34に送っている
間はサイクルコントロール回路34の信号によってゲー
ト41は開けられている。
又指令値レジスタ28からは各軸の単位移動量を決定す
る為の情報が単位移動量決定及び変更回路33に送られ
、ここでパルス発生器24から発生するパルス列の1パ
ルスに対する各軸の単位移動量が演算される。
即X軸とH軸については設定速度に対応する一定値、Z
軸についてはテーブル1回転に対してホブがZ軸方向へ
移動する量fと、テーブル1回転に対して発生する総パ
ルス数Nnとにより演算される△Z=f/Nn,C軸に
ついては円周率πとテーブル1回転に対して発生する総
パルス数Nnとにより演算される△C=2π/Nnであ
る。
これら各軸の単位移動量は夫々のレジスタ37,38,
39.40に記憶される。
X軸とH軸は最初の位置設定が終るまでは、即前記指令
値と目標値とが一致するまでは指令値の指令に従ってホ
ブが移動する。
このときの制御方法を切込み深さを制御するX軸につい
て説明すると、ザイクルコントロール回路34かもの信
号によりX軸のレジスタ37の出力側に設けられたゲー
ト42を開ける。
この時レジスタ37より△Xが演算器46へ送られ、演
算器46にてX±△Xを計算する。
このX±△Xが新しい指令値XとなりX軸のサーボ機構
を,駆動すると同時に比較器51に送られる。
ここで目標値と比較されて指令値と目標値とが一致する
と、一致信けが比較器51からサイクルコントロール回
路34に送られて、こ5からの信号によりゲート42が
閉じられる1,この為にX軸に対し2ては演算が中正さ
れ、X軸は目標位置に停止した状態を保持する。
H軸に関しても同様で同時に行なわれろ。
、その後ホブの回転によって発生するパルスで開けられ
たゲート43.44を通ってレジスタ38,39からZ
軸、C軸の単位移動量△Z,△Cが演算器47 ,48
に送られZo上Σ△Z,Co+Σ△Cが演算されて夫々
新しい指令値Z,Cとして各ザーボ機構即ちZ軸ザーボ
とC軸サーボとをそれぞれ駆動する。
切削送りを行うZ軸に関しては、指令値は比較器53に
も送られてこ8で目標値と比較されて一致するまでホブ
はZ軸方向に移動し,て一致信号が比較器53からサイ
クルコントロール回路34に送られるとサイクルコント
ロール回路34からの信号によりゲート41が閉じられ
て切削ザイクルは完了する。
尚C軸に関しては目標値がなく、ホブのZ軸方向移動の
完了即ち切削完了までテーブルの回転駆動を続ける。
切削が完丁するとサイクルコントロール回路34からの
信号によりテープコントロール回路35が作動しテープ
リーダ36にてNCテーブの次の情報を読み出す。
第2に・・スバ歯車の切削の場合について説明する。
第3図に示す如く被加工歯車の・・スバ角度をθとし、
テーブル1回転につきホブがZ軸方向にfの量だけ移動
するものとすると、テーブルは1回転毎に被加工歯車の
ピッチ田上にて1回転よりもf tanθ一Yだげ多く
回転移動する必要がある。
パルス発生器24よりの1パルスに応じて回転移動ずる
Yの単位移動量は△Y=(ftan)/Nnで、C軸の
制御はC=Co±2/mnΣ(△C′十△Y)の式によ
って行なわれる。
こゝで2/mn(△C′+△Y)をハスバ歯車の場合の
△Cとして使用すると上記式はC=Co+Σ△Cとなり
、Z軸の制御は平歯車の場合と同一である。
制御系のブロック線図は省略するが、平歯車の場合の第
5図と同一となり△Cの演算は単位移動量決定及び変更
回路33により行なわれる。
即ちハスバ歯車の場合には、C軸の単位移動量が平歯車
の場合と異なりテーブル1回転に対してホブが2軸方向
へ移動する量fとハスバ角度θとテーブル1回転に対し
て発生する総パルス数Nnとにより演算されるテーブル
回転移動の単位補正量△Y=ftanθ/Nn と平歯
車の場合のC軸単位移動量△C′との和により演算され
る2/mn(△C’4−△Y)をハスバ歯車の場合のC
軸単位移動量△Cとする。
他の制御は平歯車の場合と同一である。
第3に本発明のクラウニングを施しながら歯切りを行う
場合について説明する。
この場合第4図イに示すように歯巾方向に歯車歯底面の
直径をクラウニング量に応じて変化させる必要がある。
この変化は新たに円弧関数発生回路と該円弧関数発生回
路出力に基ずき1パルス毎のホブのZ軸方向移動に対応
したホブのX軸方向移動により行う。
本実施例の第4図イにおいては歯底面は円弧をなしてい
る。
このクラウニングを施す歯切の方法を平歯車、ハスバ歯
車等の切削に併用することにより、これら歯車のクラウ
ニングが可能となる。
第4図岨ま第4図イの要部を数値的に説明するための図
である。
図において0は歯底面の円弧の中心であり、Poは被加
工歯車の切削開始点、Pはテーブル1回転後の切削点で
ある。
Io,Koはそれぞれ中心00点からPo点までの歯巾
直角方向及び歯巾方向の距離であり、同じ<I,Kはそ
れぞれ中心のO点からP点までの歯巾直角方向及び歯巾
方向の距離である。
△Zは既に平歯車の説明にて記したようにテーブル1回
転当りfの移動量でホブをZ軸方向に移動させたときの
単位移動量であり、歯数をn、ホプ1回転にて発生する
パルス発生器出力のノ々ノレス数をNとすれば△Z=f
/Nnの関係にてあらかじめ求めることが出来るもので
ある。
一方P点における円弧の接線を1とし、P点からX軸へ
垂線を下したときの交わる点をQ1、単位移動量△Xの
線分と接線l及び線分pQtとの交点をそれぞれQ2,
Q3とすれば三角形OPQ 1と三角形PQ2Q3は相
似の関係にある。
よって次式の関係が成立する。
△Z:△X一I:K 従って△X=K/I・△Zが成立するが、△Z,I,K
はそれぞれ既知の数値であるため△Xを計算上求めるこ
とが出来るものである。
第4図ハは円弧関数発生回路内の一般的な数式I一Io
不Σ△K,K=Ko±Σ△■に用いられる△■ △Kと
△Z △Xとの概略の量的関係を表わした図である。
クラウニングを施しながら歯切を行う場合の制制系のブ
ロック図は第6図のようになる。
本第6図は平歯車を切削する場合の第5図に比べ円弧関
数発生回路56が追加されている。
更にZ軸・C軸・H軸に関しては同じであるがX軸に関
しては異なるものである。
まずX軸・Z軸に関する円弧関数演算を行わせる。
この演算にて求められる円弧中心までのインクレメンタ
ル量I−Kを単位移動量決定及び変更回路33に送り込
む。
なお■・Kは円弧関数によって求められるものでこの円
弧関数は I一Io下Σ△K,K=Ko±Σ△■ の関係式で示される。
但し、△■,ΔKはその大きい方が最小設定単位に近い
値になるように1・Kを定数Aで除した値である。
一方単位移動量決定及び変更回路33においては、■パ
ルス毎のZ軸方向の単位移動量△Zがf △2−一の関係式より求められる。
従って該Nn △Zに対応したX軸方向の単位移動量△Xは、△Z:△
X一I:K の比例計算により求めることが出来る。
なお単位移動量決定及び変更回路33に於ては平歯車の
場合と同様の△C,△Hの演算が行われる。
レジスタ37 .38からはゲート41が開いていると
きパルス発生器24のパルスによりゲート42 .43
が開けられる毎に単位移動量△X,△Zが各演算器46
.47に送られて各軸の指令値と演算され各軸の新し
い指令値X−ZとしてX軸及びZ軸のサーボ機構を駆動
しクラウニングを施すものである。
なお第6図におけるC軸・H軸については第5図におけ
る平歯車の場合と同じのため説明は省略する。
以上詳記した如く、この数値制御ホブ盤は各駆動部の換
え歯車を交換することなく各種の歯車加工、特にクラウ
ニングを施しながらの歯車加工をも可能ならしめること
ができる。
更にホブ取付刃物台をタレット式にして各種ホブの取付
けを可能としたので、少量多量生産はもちろん多種少量
生産に於いても歯車加工の能率をあげることができ、自
動化、省力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はホブ盤全体を説明するための1部縦断側面図、
第2図はホブ取付角変更部の説明図、第3図はハスバ歯
車を切削する場合の説明図、第4図イはクラウニングを
施す歯車を切削する場合の説明図、第4図唱ま第4図イ
の要部を数値的に説明するための図、第4図ハは円弧関
数発生回路内の△■,ΔKと△Z,△Xとの関係図であ
る。 第5図は平歯車を切削する場合の制御系ブロック線図、
第6図はクラウニングを施す歯車を切削する場合の制御
系ブロック線図である。 1……ベッド、2……テーブル、11,16……1駆動
ねじ軸、19……タレット刃物台、21……ホブ、24
……パルス発生器、29……X軸関数発生回路、30…
…Z軸関数発生回路、31……C軸関数発生回路、32
……H軸関数発生回路、33……単位移動量決定及び変
更回路、37〜40……レジスタ、41〜45……ゲー
ト、56……円弧関数発生回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ホブ取付軸又はこれと関連する回転部に連結したパ
    ルス発生器24と:与えられた数値情報に基づいてホブ
    の切削送りを行わせる駆動軸(2軸)及び被加工物を取
    付けるテーブルの回転軸(C軸)それぞれの単位移動量
    △Z,△Cを計算する単位移動量決定及び変更回路33
    と;前記単位移動量決定及び変更回路33の計算値を記
    憶するレジスタ38,39と;前記パルス発生器24の
    パルス毎に該レジスタ38 ,39の出力△Z、△Cを
    読み出すゲート回路43 .44と;該ゲート回路より
    の単位移動量△Z,△Cに基づいてZ軸、C軸の移動量
    を求めるZ軸関数発生回路30及びC軸関数発生回路3
    1と;前記パルス発生器24のパルス列に応じてホブの
    回転と同期させてZ軸、C軸を前記各移動量に応じ連続
    1駆動する、駆動装置とを備えた数値制御ホブ盤におい
    て;与えられた数値情報に基づいて円弧関数I=Io+
    Σ△K,K一Ko±Σ△■を発生させるための円弧関数
    発生回路56を新たに設け;前記単位移動量決定及び変
    更回路33が更に前記円弧関数発生回路56出力のI,
    Kと前記単位移動量△ZとからX軸の単位移動量△X=
    K/I・△Zを計算するものであって:前記X軸の単位
    移動量△Xを記憶するレジスタ37と:前記パルス発生
    器24のパルス毎に該レジスタ37出力の単位移動量△
    Xを読み出すゲート42と;該ゲート42よりの単位移
    動量△Xに基づいてX軸の移動量を求めるX軸関数発生
    回路29と;前記パルス発生器24のパルス列に応じて
    ホブの回転と同期させてX軸を前記X軸の移動量に応じ
    連続駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とする数値
    制御ホブ盤。
JP49028246A 1974-03-12 1974-03-12 スウチセイギヨホブバン Expired JPS5813293B2 (ja)

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