KR101093473B1

KR101093473B1 - 맞물림 장치 및 기어 가공 기계

Info

Publication number: KR101093473B1
Application number: KR1020097006673A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 구라시키; 도시후미 가츠마
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2011-12-13
Also published as: KR20090067147A; JP4865579B2; JP2008188717A; MX2009003278A; US8137160B2; EP2095900A1; CN101547765B; CN101547765A; US20100041314A1; EP2095900A4; EP2095900B1; TW200902199A; WO2008099714A1; TWI377101B

Abstract

맞물림 시간의 단축을 도모할 수 있는 맞물림 장치 및 기어 가공 기계를 제공한다. 그를 위해, 지석 (13) 과 기어상 작업물 (W) 을 맞물리게 하고, 이들을 상대적으로 회전시켜 기어 가공을 실시하는 것에 앞서, 지석 (13) 과 작업물 (W) 가 맞물릴 수 있는 회전 위상 관계가 되도록 맞물림을 실시하는 맞물림 장치로서, 작업물 (W) 의 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 작업물 (W) 을 그 축 주위에 회전시키는 회전 테이블 (18) 측으로 가압하여 작업물 (W) 을 회전 가능하게 유지하는 테일 스톡 (16) 과, 테일 스톡 (16) 에 형성되고, 테일 스톡 (16) 이 작업물 (W) 을 유지했을 때, 작업물 (W) 과 대향하여 회전 위상을 검출하는 센서 (33) 를 구비하였다.

Description

맞물림 장치 및 기어 가공 기계{GEARING APPARATUS, AND GEAR WORKING MACHINE}

본 발명은, 회전 공구와 피가공 기어가 맞물릴 수 있는 회전 위상 관계가 되도록 맞물림을 실시하는 맞물림 장치 및 기어 가공 기계에 관한 것이다.

종래부터, 회전 공구에 의해 피가공 기어를 가공하는 것으로서 기어 연삭반이나 호브반 등의 기어 가공 기계가 제공되고 있다. 이와 같은 기어 가공 기계에 있어서는, 회전 공구와 피가공 기어를 개개의 구동 모터에 의해 동기 제어하고, 회전 공구와 피가공 기어를 맞물리게 하여 기어 가공을 실시하고 있다.

또, 기어 가공 기계에 있어서는, 회전 공구와 피가공 기어를 맞물리게 하는 것에 앞서, 회전 공구의 톱니 끝 (산) 및 톱니 홈 (골) 과, 피가공 기어의 톱니 끝 (산) 및 톱니 홈 (골) 이 맞물릴 수 있는 회전 위상 관계가 되도록 하기 위한 「맞물림」 공정을 실시하고 있다. 이 맞물림 공정에서는, 터치 프로브 등의 접촉식 센서나 근접 센서 등의 비접촉식 센서에 의해 회전 공구와 피가공 기어의 회전 위상을 검출하고, 이 검출 결과에 기초하여, 그들의 회전 위상의 어긋남량을 수정하여 회전 공구와 피가공 기어의 회전 위상을 보정하도록 하고 있다.

이와 같은 센서에 의해 피가공 기어의 톱니 끝 및 톱니 홈을 판독하고, 회전 공구와 피가공 기어의 회전을 산출하여 맞물리도록 한 맞물림 장치는, 예를 들어 특허 문헌 1 에 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2004-25333호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 상기 종래의 맞물림 장치에 있어서는, 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 센서가 회전 공구측, 즉, 회전 공구를 회전 가능하게 지지하는 칼럼측에 형성되어 있기 때문에, 맞물림 동작이 복잡해져 맞물림 시간의 증가로 이어지고 있었다.

요컨대, 종래의 맞물림 장치에 있어서 맞물림 동작을 실시하는 경우에는, 센서에 의해 피가공 기어의 회전 위상을 검출할 때에는, 센서의 검출에 악영향을 주지 않는 위치에 회전 공구를 일단 퇴피시켜야 하고, 이어서 그 회전 위상 검출 후에는, 센서를 그 검출 위치로부터 퇴피 위치로 이동시킴과 함께, 회전 공구를 퇴피 위치로부터 가공 위치로 이동시켜야 한다. 이 결과, 가공 위치와 퇴피 위치 사이에 있어서의 회전 공구의 왕복 동작, 및 검출 위치와 퇴피 위치 사이에 있어서의 센서의 왕복 동작만큼, 맞물림 동작에 필요로 하는 시간이 걸렸다.

따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 맞물림 시간의 단축을 도모할 수 있는 맞물림 장치 및 기어 가공 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하는 제 1 발명에 관련된 맞물림 장치는,

회전 공구와 피가공 기어를 맞물리게 하고, 이들을 상대적으로 회전시켜 기어 가공을 실시하는 것에 앞서, 상기 회전 공구와 상기 피가공 기어가 맞물릴 수 있는 회전 위상 관계가 되도록 맞물림을 실시하는 맞물림 장치로서,

상기 피가공 기어의 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 상기 피가공 기어를 그 축 둘레로 회전시키는 작업물 회전 수단측으로 가압하여 상기 피가공 기어를 회전 가능하게 유지하는 작업물 유지 수단과,

상기 작업물 유지 수단에 형성되고, 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어와 대향하여 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 회전 위상 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하는 제 2 발명에 관련된 맞물림 장치는,

제 1 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서,

상기 회전 위상 검출 수단은, 상기 피가공 기어를 사이에 두고 상기 회전 공구의 반대측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하는 제 3 발명에 관련된 맞물림 장치는,

제 1 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서,

상기 회전 위상 검출 수단을, 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 검출 위치로부터 퇴피시키는 퇴피 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하는 제 4 발명에 관련된 맞물림 장치는,

제 1 내지 3 중 어느 하나의 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서,

상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어의 축 방향에 있어서의 가공 오차를 흡수하는 가공 오차 흡수 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하는 제 5 발명에 관련된 기어 가공 기계는,

청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 맞물림 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

제 1 발명에 관련된 맞물림 장치에 의하면, 회전 공구와 피가공 기어를 맞물리게 하고, 이들을 상대적으로 회전시켜 기어 가공을 실시하는 것에 앞서, 상기 회전 공구와 상기 피가공 기어가 맞물릴 수 있는 회전 위상 관계가 되도록 맞물림을 실시하는 맞물림 장치로서, 상기 피가공 기어의 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 상기 피가공 기어를 그 축 둘레로 회전시키는 작업물 회전 수단측으로 가압하여 상기 피가공 기어를 회전 가능하게 유지하는 작업물 유지 수단과, 상기 작업물 유지 수단에 형성되고, 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어와 대향하여 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 회전 위상 검출 수단을 구비함으로써, 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지함과 함께, 상기 회전 위상 검출 수단에 의한 회전 위상의 검출을 실시할 수 있으므로, 맞물림 시간의 단축을 도모할 수 있다.

제 2 발명에 관련된 맞물림 장치에 의하면, 제 1 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서, 상기 회전 위상 검출 수단은, 상기 피가공 기어를 사이에 두고 상기 회전 공구의 반대측에 배치됨으로써, 상기 회전 위상 검출 수단이 상기 회전 공구의 맞물림 동작에 관여하지 않기 때문에, 그 동작을 간소화할 수 있음과 함께, 상기 피가공 기어의 절삭 부스러기가 상기 회전 위상 검출 수단에 부착되지 않으므로, 상기 회전 위상 검출 수단의 손상을 방지할 수 있다.

제 3 발명에 관련된 맞물림 장치에 의하면, 제 1 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서, 상기 회전 위상 검출 수단을, 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 검출 위치로부터 퇴피시키는 퇴피 수단을 구비함으로써, 상기 회전 위상 검출 수단이 상기 회전 공구의 맞물림 동작에 관여하지 않기 때문에, 그 동작을 간소화할 수 있음과 함께, 상기 피가공 기어의 절삭 부스러기가 상기 회전 위상 검출 수단에 부착되지 않으므로, 상기 회전 위상 검출 수단의 손상을 방지할 수 있다.

제 4 발명에 관련된 맞물림 장치에 의하면, 제 1 내지 3 중 어느 하나의 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서, 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어의 축 방향에 있어서의 가공 오차를 흡수하는 가공 오차 흡수 수단을 구비함으로써, 그 축 방향으로 가공 오차가 발생한 상기 피가공 기어를 유지한 경우에도, 상기 회전 위상 검출 수단을 일정한 상기 검출 위치에 배치시킬 수 있기 때문에, 고정밀도로 회전 위상의 검출을 실시할 수 있다.

제 5 발명에 관련된 기어 가공 기계에 의하면, 제 1 내지 4 중 어느 하나의 발명에 관련된 맞물림 장치를 구비하는 것으로서, 회전 공구와 피가공 기어를 맞물리게 하고, 이들을 상대적으로 회전시켜 기어 가공을 실시하는 것에 앞서, 상기 회전 공구와 상기 피가공 기어가 맞물릴 수 있는 회전 위상 관계가 되도록 맞물림을 실시하는 맞물림 장치를 가지며, 상기 피가공 기어의 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 상기 피가공 기어를 그 축 둘레로 회전시키는 작업물 회전 수단측으로 가압하여 상기 피가공 기어를 회전 가능하게 유지하는 작업물 유지 수단과, 상기 작업물 유지 수단에 형성되고, 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어와 대향하여 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 회전 위상 검출 수단을 구비하고, 상기 회전 위상 검출 수단은 상기 피가공 기어를 사이에 두고 상기 회전 공구의 반대측에 배치되고, 또, 상기 회전 위상 검출 수단을, 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 검출 위치로부터 퇴피시키는 퇴피 수단을 구비하고, 또한 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어의 축 방향에 있어서의 가공 오차를 흡수하는 가공 오차 흡수 수단을 구비하고 있다. 이로써, 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지함과 함께, 상기 회전 위상 검출 수단에 의한 회전 위상의 검출을 실시할 수 있으므로, 맞물림 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또, 상기 회전 위상 검출 수단이 상기 회전 공구의 맞물림 동작에 관여하지 않기 때문에, 그 동작을 간소화할 수 있음과 함께, 상기 피가공 기어의 절삭 부스러기가 상기 회전 위상 검출 수단에 부착되지 않으므로, 상기 회전 위상 검출 수단의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 그 축 방향으로 가공 오차가 발생한 상기 피가공 기어를 유지한 경우에도, 상기 회전 위상 검출 수단을 일정한 상기 검출 위치에 배치시킬 수 있기 때문에, 고정밀도로 회전 위상의 검출을 실시할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 맞물림 장치를 구비한 기어 연삭반의 요부 측면도이다.

도 2 는 센서의 장착 구조를 나타낸 개략도이다.

도 3 은 작업물에 대한 지석과 센서의 위치 관계를 나타낸 도면이다.

도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 맞물림 장치를 구비한 기어 연삭반의 요부 측면도이다.

도 5 는 센서의 장착 구조를 나타낸 개략도이다.

도 6 은 작업물에 대한 지석과 센서의 위치 관계를 나타낸 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 관련된 맞물림 장치를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 맞물림 장치를 구비한 기어 연삭반의 요부 측면도, 도 2 는 센서의 장착 구조를 나타낸 개략도, 도 3 은 작업물에 대한 지석과 센서의 위치 관계를 나타낸 도면이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 기어 가공 기계인 기어 연삭반 (1) 의 베드 (11) 상에는, 칼럼 (12) 이 X 축 방향 (수평 방향) 으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 칼럼 (12) 의 전면 (前面) 에는, 원통상을 하고, 또한 그 외주면에 있어서 나선상의 나사산(山)이 형성되어 있는 지석 (회전 공구) (13) 이 수평축 주위로 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 지석 (13) 은, 칼럼 (12) 에 대해 Y 축 방향 (수 평 방향), Z 축 방향 (상하 방향) 으로 이동 가능하게 지지됨과 함께, A 방향으로 선회 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 이 지석 (13) 을 후술하는 기어상 작업물 (피가공 기어) (W) 에 맞물리게 함으로써, 기어 연삭을 실시하게 되어 있다.

또한, 베드 (11) 상에는, 칼럼 (12) 의 전면과 대향하도록 카운터 칼럼 (14) 이 세워 형성되어 있다. 카운터 칼럼 (14) 의 칼럼 (12) 과 대향하는 전면에는 가이드 부재 (15) 가 장착되어 있고, 이 가이드 부재 (15) 에는 테일 스톡 (16) 이 Z 축 방향으로 승강 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 테일 스톡 (16) 의 하단에는, 대략 원추상의 테일 스톡 센터 (17) 가 테일 스톡 (16) 에 대해 수직축 둘레에서 회전 가능하게 지지되어 있다.

테일 스톡 (16) 의 하방에는, 베드 (11) 상에 있어서, 원반상의 회전 테이블 (작업물 회전 수단) (18) 이 C 방향으로 (연직축 주위) 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전 테이블 (18) 의 상부에는 대략 원추상의 장착 지그 (19) 가 착탈 가능하게 지지되어 있고, 또한 이 장착 지그 (19) 의 상부에는 작업물 (W) 이 착탈 가능하게 되어 있다.

또한, 테일 스톡 센터 (17) 의 중심축, 회전 테이블 (18) 의 중심축, 및 장착 지그 (19) 의 중심축은 동축 상에 배치되어 있다. 즉, 장착 지그 (19) 상에 장착된 작업물 (W) 에 대해, 그 상방으로부터 테일 스톡 (16) 을 하강시켜 테일 스톡 센터 (17) 를 작업물 (W) 의 중심 구멍 (Wa) (도 3 참조) 에 끼워 넣음으로써, 당해 작업물을 유지할 수 있다. 이로써, 회전 테이블 (18) 을 회전시킴으로써, 테일 스톡 센터 (17) 및 장착 지그 (19) 와 함께, 유지한 작업물 (W) 을 C 방향으 로 회전시킬 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3 에 나타내는 바와 같이, 테일 스톡 (16) 의 카운터 칼럼 (14) (가이드 부재 (15)) 측에는 단차부 (16a) 가 형성되어 있다. 테일 스톡 (16) 의 단차부 (16a) 에는 로드 (41) 의 상단이 장착되어 있고, 이 로드 (41) 의 하단에는 지지판 (31) 및 지지 로드 (32) 를 개재하여 센서 (회전 위상 검출 수단) (33) 가 지지되어 있다. 센서 (33) 는 근접 센서 등의 비접촉식 센서로서, 작업물 (W) 의 회전 위상을 검출하는 것이다.

지지판 (31) 에는 관통 구멍 (31a) 이 형성되어 있고, 이 관통 구멍 (31a) 의 상부 및 하부에는 링 부재 (34) 가 형성되어 있다. 한편, 로드 (41) 는, 상단측에 형성되는 대경부 (大徑部) (41a) 와, 하단측에 형성되며 대경부 (41a) 보다 소경 (小徑) 을 이루는 소경부 (小徑部) (41b) 와, 대경부 (41a) 와 소경부 (41b) 사이에 형성되는 플랜지부 (41c) 를 갖고 있다.

그리고, 로드 (41) 의 소경부 (41b) 는, 지지판 (31) 의 관통 구멍 (31a) 및 링 부재 (34) 내에 슬라이딩 가능하게 관통 지지되어 있다. 로드 (41) 의 플랜지부 (41c) 와 상방의 링 부재 (34) 사이에 있어서의 소경부 (41b) 의 외측에는, 스프링 (35) 이 압축 상태로 배치되어 있다. 이로써, 지지판 (31) 은 스프링 (35) 의 탄성 지지력에 의해 로드 (41) 에 대해 하방으로 탄성 지지된 상태로 되어 있다. 또, 지지판 (31) 의 일단에는 상기 서술한 지지 로드 (32) 를 개재하여 센서 (33) 가 지지되어 있고, 지지판 (31) 의 타단의 하방에는, 카운터 칼럼 (14) 의 전면 하방에 지지되는 스토퍼 (36) 가 배치되어 있다.

즉, 테일 스톡 (16) 이 하강하면, 당해 테일 스톡 (16) 에 형성되는 지지판 (31) 이 스토퍼 (36) 에 맞닿게 되어 테일 스톡 (16) 의 하한 위치가 설정되어 있다. 이로써, 로드 (41) 의 하단 (소경부 (41b)) 은 하강 기준 위치 (R) 에 배치되고, 센서 (33) 는 유지된 작업물 (W) 과 대향하도록 배치된다.

여기서, 칼럼 (12) 의 X 축 방향으로의 이동, 지석 (13) 에 있어서의 Y, Z 축 방향으로의 이동 및 A 방향으로의 요동이나 회전 구동, 테일 스톡 (16) 의 Z 축 방향으로의 승강, 회전 테이블 (18) (작업물 (W)) 의 C 방향으로의 회전 구동, 센서 (33) 의 회전 위상의 검출 등은, 도시되지 않은 NC 장치에 의해 제어되도록 되어 있다. 즉, 이들을 제어함으로써, 작업물 (W) 에 대해 연삭 가공을 실시할 수 있다.

또한, 지지판 (31), 지지 로드 (32), 스프링 (35), 스토퍼 (36), 로드 (41) 등은, 가공 오차 흡수 수단을 구성하는 것이다.

다음으로, 기어 연삭반 (1) 에 있어서의 맞물림 동작 및 연삭 가공에 대해 설명한다.

먼저, 작업물 (W) 을 장착 지그 (19) 상에 장착하고, 테일 스톡 (16) 을 하강시킨다. 이와 같이 테일 스톡 (16) 을 하강시키면, 지지판 (31) 이 스토퍼 (36) 에 맞닿아 당해 테일 스톡 (16) 이 하한 위치에 배치된다. 이로써, 테일 스톡 센터 (17) 가 작업물 (W) 의 중심 구멍 (Wa) 에 끼워 넣어져 당해 작업물 (W) 이 유지됨과 함께, 센서 (33) 가 그 유지된 작업물 (W) 과 대향하는 검출 위치에 배치된다.

그리고, 센서 (33) 가 검출 위치에 배치된 상태에서, 회전 테이블 (18) 을 회전시켜 작업물 (W) 의 1 개의 톱니 끝 (산) 의 위치를 계측한 후, 역회전시켜 그 1 개의 톱니 끝 옆의 톱니 끝의 위치를 계측하고, 이들의 계측 결과에 기초하여 그 톱니 끝 사이에 있어서의 C 방향의 회전 위상을 검출한다. 이어서, NC 장치에 의해, 이 검출한 작업물 (W) 의 톱니 끝 사이에 있어서의 C 방향의 회전 위상으로부터, 당해 톱니 끝 사이의 톱니 홈 (골) 에 있어서의 C 방향의 회전 위상을 연산한다.

이어서, 이 연산된 센서 (33) 와 대향한 작업물 (W) 의 톱니 홈에 있어서의 C 방향의 회전 위상, 작업물 (W) 의 제원 (諸元) (톱니수, 비틀림각 등), 센서 (33) 의 작업물 (W) 에 있어서의 검출 높이, 센서 각도 (지석 (13) 측으로부터의 상대적인 C 방향의 회전 각도) 등으로부터, 지석 (13) 측의 작업물 (W) 의 톱니 홈에 있어서의 C 방향의 회전 위상을 연산한다. 그리고, 지석 (13) 에 대한 이 연산한 지석 (13) 측의 작업물 (W) 의 톱니 홈에 있어서의 C 방향의 회전 위상의 어긋남량을 구하고, 이 회전 위상의 어긋난 양만큼만 작업물 (W) 을 보정 회전시켜 지석 (13) 과 작업물 (W) 의 맞물림을 실시한다.

그 후, 지석 (13) 의 회전과 회전 테이블 (18) 의 C 방향으로의 회전을 동기시키고, 동시에 칼럼 (12) 을 X 축 방향으로 이동시키고, 지석 (13) 을 Y, Z 축 방향으로 이동시킴과 함께 A 방향으로 선회시킴으로써, 지석 (13) 이 작업물 (W) 에 맞물려 당해 작업물 (W) 에 연삭 가공이 실시된다.

여기서, 작업물에는 미소하기는 하지만 가공 오차가 발생하는 경우가 있고, 상기 서술한 바와 같이, 작업물를 연직축 주위의 C 방향으로 회전시켜 연삭하는 경우에는, 작업물의 높이 치수, 즉, 톱니 폭 치수에 가공 오차가 발생하면, Z 축 방향에 있어서의 센서의 검출 위치에 편차가 생겨 고정밀도로 검출할 수 없다.

그래서, 본 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서는, 지지판 (31) 과 로드 (41) 사이에 스프링 (35) 을 배치함으로써, 만일 작업물 (W) 의 높이 방향으로 가공 오차가 발생해도, 센서 (33) 는 Z 축 방향에 있어서 항상 동일한 위치에 배치되게 되어 있다.

요컨대, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수보다 큰 경우에는, 그 치수가 커진 만큼, 테일 스톡 (16) 의 하한 위치는 작업물 소정 치수 가공시의 그것보다 약간 상방으로 변경되고, 이것에 수반하여, 로드 (41) 의 하단도 하강 기준 위치 (R) 보다 상방에 위치하는 기준 상방 위치 (R1) 까지밖에 하강하지 않는다. 그러나, 지지판 (31) 은, 스프링 (35) 의 탄성 지지력에 의해 로드 (41) 에 대해 하방으로 탄성 지지되어 있으므로, 스토퍼 (36) 와 맞닿게 된다. 이로써, 센서 (33) 는, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수보다 큰 경우에도, 그 높이 치수가 소정 치수로 가공되어 있는 경우와 동일하게 Z 축 방향에 있어서 동일한 위치에 배치된다.

한편, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수보다 작은 경우에는, 그 치수가 작아진 만큼, 테일 스톡 (16) 의 하한 위치는 작업물 소정 치수 가공시의 그것보다 약간 하방으로 변경된다. 이 때, 지지판 (31) 이 스토퍼 (36) 에 맞닿음과 함께, 로드 (41) 의 하단은 스프링 (35) 의 탄성 지지력에 저항하여 하강 기준 위치 (R) 보다 하방에 위치하는 기준 하방 위치 (R2) 까지 하강한다. 즉, 지지판 (31) 은 스토퍼 (36) 에 의해 그 하강이 규제되지만, 로드 (41) 만이 하강하게 된다. 이로써, 센서 (33) 는, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수보다 작은 경우에도, 그 높이 치수가 소정 치수로 가공되고 있는 경우와 동일하게 Z 축 방향에 있어서 동일한 위치에 배치된다.

따라서, 지지판 (31) 과 로드 (41) 사이에 스프링 (35) 을 배치함으로써, 작업물 (W) 의 높이 치수의 가공 오차가 흡수되어, 센서 (33) 의 검출 위치는 Z 축 방향에 있어서 일정하게 유지된다.

또, 센서 (33) 를 테일 스톡 (16) 에 지지시키고 있으므로, 맞물림 동작을 실시하는 경우에는, 센서 (33) 의 검출시에도 지석 (13) 을 일단 퇴피시킬 필요도 없다. 이 결과, 맞물림 동작에 필요로 하는 시간이 단축된다. 또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 작업물 (W) 을 사이에 두고 지석 (13) 의 반대측에 센서 (33) 를 형성하고 있으므로, 지석 (13) 으로부터 센서 (33) 까지의 거리를 길게 형성할 수 있어, 연삭시에 있어서의 작업물 (W) 의 절삭 부스러기나 냉각제의 공급 및 비산에 의한 센서 (33) 의 손상이 방지된다.

따라서, 센서 (33) 를 테일 스톡 (16) 에 지지시킴으로써, 테일 스톡 (16) 이 작업물 (W) 을 유지함과 함께, 센서 (33) 에 의해 작업물 (W) 의 회전 위상의 검출을 실시할 수 있으므로, 맞물림 시간의 단축을 도모할 수 있다.

또, 작업물 (W) 을 사이에 두고 지석 (13) 의 반대측에 센서 (33) 를 배치시킴으로써, 센서 (33) 가 지석 (13) 의 맞물림 동작에 관여하지 않기 때문에, 그 동 작의 간소화를 도모할 수 있어, 맞물림 시간의 추가적인 단축을 도모할 수 있다. 또한, 지석 (13) 으로부터 센서 (33) 까지의 거리를 충분히 유지할 수 있으므로, 연삭시에 있어서의 작업물 (W) 의 절삭 부스러기나 냉각제의 공급 및 비산에 의한 센서 (33) 의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 지지판 (31) 과 로드 (41) 사이에 스프링 (35) 을 형성함으로써, 작업물 (W) 의 높이 치수에 가공 오차가 발생해도, 그 가공 오차분만큼 흡수할 수 있기 때문에, 센서 (33) 를 일정한 검출 위치에 배치시킬 수 있다. 이 결과, 고정밀도의 회전 위상의 검출을 실시할 수 있다.

실시예 2

도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 맞물림 장치를 구비한 기어 연삭반의 요부 측면도, 도 5 는 센서의 장착 구조를 나타낸 개략도, 도 6 은 작업물에 대한 지석과 센서의 위치 관계를 나타낸 도면이다. 또한, 상기 서술한 실시형태에서 설명한 것과 동일한 구조 및 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 중복되는 설명은 생략한다.

도 4 내지 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기어 가공 기계인 기어 연삭반 (2) 에 있어서의 테일 스톡 (16) 의 측면에는 실린더 (51) 가 형성되어 있고, 이 실린더 (51) 는 Z 축 방향으로 슬라이딩하는 로드 (52) 를 구비하고 있다. 로드 (52) 의 하단에는 지지판 (31) 및 지지 로드 (32) 를 개재하여 센서 (33) 가 지지되어 있다.

로드 (52) 는, 상단측에 형성되는 대경부 (52a) 와, 하단측에 형성되며 대경 부 (52a) 보다 소경을 이루는 소경부 (52b) 와, 대경부 (52a) 와 소경부 (52b) 사이에 형성되는 플랜지부 (52c) 를 갖고 있다.

그리고, 로드 (52) 의 소경부 (52b) 는, 지지판 (31) 의 관통 구멍 (31a) 및 링 부재 (34) 내에 슬라이딩 가능하게 관통 지지되어 있다. 로드 (52) 의 플랜지 (52c) 와 상방의 링 부재 (34) 사이에 있어서의 소경부 (52b) 의 외측에는, 스프링 (35) 이 압축 상태로 배치되어 있다. 이로써, 지지판 (31) 은 스프링 (35) 의 탄성 지지력에 의해 로드 (52) 에 대해 하방으로 탄성 지지된 상태로 되어 있다.

즉, 테일 스톡 (16) 이 하강하면, 당해 테일 스톡 (16) 에 형성되는 지지판 (31) 이 스토퍼 (36) 에 맞닿게 되어 테일 스톡 (16) 의 하한 위치가 설정되어 있다. 이로써, 로드 (52) 의 하단 (소경부 (52b)) 은 하강 기준 위치 (R) 에 배치되고, 센서 (33) 는 유지된 작업물 (W) 과 대향하도록 배치된다. 또, 테일 스톡 (16) 이 하한 위치에 배치될 때, 실린더 (51) 를 구동하여 로드 (52) 를 신축시킴으로써, 센서 (33) 가 검출 위치 (S1) 와 퇴피 위치 (S2) 사이를 이동한다.

여기서, 칼럼 (12) 의 X 축 방향으로의 이동, 지석 (13) 에 있어서의 Y, Z 축 방향으로의 이동 및 A 방향으로의 요동이나 회전 구동, 테일 스톡 (16) 의 Z 축 방향으로의 승강, 회전 테이블 (18) (작업물 (W)) 의 C 방향으로의 회전 구동, 센서 (33) 의 회전 위상의 검출, 실린더 (51) 의 구동 등은, 도시되지 않은 NC 장치에 의해 제어되고 있다. 즉, 이들을 제어함으로써, 작업물 (W) 에 대해 연삭 가공을 실시할 수 있다.

또한, 지지판 (31), 지지 로드 (32), 스프링 (35), 스토퍼 (36), 실린더 (51), 로드 (52) 등은, 가공 오차 흡수 수단을 구성하는 것이다.

다음으로, 기어 연삭반 (2) 에 있어서의 맞물림 동작 및 연삭 가공에 대해 설명한다.

먼저, 작업물 (W) 을 장착 지그 (19) 상에 장착하고, 실린더 (51) 의 로드 (52) 를 신장시킨 채로 테일 스톡 (16) 을 하강시킨다. 이와 같이 테일 스톡 (16) 을 하강시키면, 지지판 (31) 이 스토퍼 (36) 에 맞닿아 당해 테일 스톡 (16) 이 하한 위치에 배치된다. 이로써, 테일 스톡 센터 (17) 가 작업물 (W) 의 중심 구멍 (Wa) 에 끼워 넣어져 당해 작업물 (W) 이 유지됨과 함께, 센서 (33) 가 그 유지된 작업물 (W) 과 대향하는 검출 위치 (S1) 에 배치된다.

그리고, 센서 (33) 가 검출 위치 (S1) 에 배치된 상태에서, 회전 테이블 (18) 을 회전시켜 작업물 (W) 의 1 개의 톱니 끝 (산) 의 위치를 계측한 후, 역회전시켜 그 1 개의 톱니 끝 옆의 톱니 끝의 위치를 계측하고, 이들의 계측 결과에 기초하여 그 톱니 끝 사이에 있어서의 C 방향의 회전 위상을 검출한다. 이어서, NC 장치에 의해, 이 검출한 작업물 (W) 의 톱니 끝 사이에 있어서의 C 방향의 회전 위상으로부터, 당해 톱니 끝 사이의 톱니 홈 (골) 에 있어서의 C 방향의 회전 위상을 연산한다.

이어서, 이 연산된 센서 (33) 와 대향한 작업물 (W) 의 톱니 홈에 있어서의 C 방향의 회전 위상, 작업물 (W) 의 제원 (톱니수, 비틀림각 등), 센서 (33) 의 작업물 (W) 에 있어서의 검출 높이, 센서 각도 (지석 (13) 측으로부터의 상대적인 C 방향의 회전 각도) 등으로부터, 지석 (13) 측의 작업물 (W) 의 톱니 홈에 있어서의 C 방향의 회전 위상을 연산한다. 그리고, 지석 (13) 에 대한 이 연산한 지석 (13) 측의 작업물 (W) 의 톱니 홈에 있어서의 C 방향의 회전 위상의 어긋남량을 구하고, 이 회전 위상의 어긋남량만큼만 작업물 (W) 을 보정 회전시켜 지석 (13) 과 작업물 (W) 의 맞물림을 실시한다.

그 후, 실린더 (51) 를 구동하여 로드 (52) 를 단축시키고, 센서 (33) 를 검출 위치 (S1) 로부터 퇴피 위치 (S2) 로 상승시킨다. 이어서, 지석 (13) 의 회전과 회전 테이블 (18) 의 C 방향으로의 회전을 동기시키고, 동시에 칼럼 (12) 을 X 축 방향으로 이동시키고, 지석 (13) 을 Y, Z 축 방향으로 이동시킴과 함께, A 방향으로 선회시킴으로써, 지석 (13) 이 작업물 (W) 에 맞물려 당해 작업물 (W) 에 연삭 가공이 실시된다.

여기서, 작업물에는 미소하기는 하지만 가공 오차가 발생하는 경우가 있고, 상기 서술한 바와 같이, 작업물를 연직축 주위의 C 방향으로 회전시켜 연삭하는 경우에는, 작업물의 높이 치수, 즉, 톱니 폭 치수에 가공 오차가 발생하면, Z 축 방향에 있어서의 센서의 검출 위치 (S1) 에 편차가 생겨 고정밀도로 검출할 수 없다.

그래서, 본 발명에 관련된 맞물림 장치에 있어서는, 지지판 (31) 과 로드 (52) 사이에 스프링 (35) 을 배치함으로써, 만일 작업물 (W) 의 높이 방향으로 가공 오차가 발생해도, 센서 (33) 는 Z 축 방향에 있어서 항상 동일한 위치에 배치되게 되어 있다.

요컨대, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수 보다 큰 경우에는, 그 치수가 커진 만큼, 테일 스톡 (16) 의 하한 위치는 작업물 소정 치수 가공시의 그것보다 약간 상방으로 변경되고, 이것에 수반하여, 로드 (52) 의 하단도 하강 기준 위치 (R) 보다 상방에 위치하는 기준 상방 위치 (R1) 까지밖에 하강하지 않는다. 그러나, 지지판 (31) 은, 스프링 (35) 의 탄성 지지력에 의해 로드 (41) 에 대해 하방으로 탄성 지지되어 있으므로, 스토퍼 (36) 와 맞닿게 된다. 이로써, 센서 (33) 는, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수보다 큰 경우에도, 그 높이 치수가 소정 치수로 가공되어 있는 경우와 동일하게 Z 축 방향에 있어서 동일한 위치에 배치된다.

한편, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수보다 작은 경우에는, 그 치수가 작아진 만큼, 테일 스톡 (16) 의 하한 위치는 작업물 소정 치수 가공시의 그것보다 약간 하방으로 변경된다. 이 때, 지지판 (31) 이 스토퍼 (36) 에 맞닿음과 함께, 로드 (41) 의 하단은 스프링 (35) 의 탄성 지지력에 저항하여 하강 기준 위치 (R) 보다 하방에 위치하는 기준 하방 위치 (R2) 까지 하강한다. 즉, 지지판 (31) 은 스토퍼 (36) 에 의해 그 하강이 규제되지만, 로드 (52) 만이 하강하게 된다. 이로써, 센서 (33) 는, 작업물 (W) 의 높이 치수가 소정 치수보다 작은 경우에도, 그 높이 치수가 소정 치수로 가공되어 있는 경우와 동일하게 Z 축 방향에 있어서 동일한 위치에 배치된다.

따라서, 지지판 (31) 과 로드 (52) 사이에 스프링 (35) 을 배치함으로써, 작업물 (W) 의 높이 치수의 가공 오차가 흡수되어, 센서 (33) 의 검출 위치 (S1) 는 Z 축 방향에 있어서 일정하게 유지된다.

또, 센서 (33) 를 테일 스톡 (16) 에 지지시키고 있으므로, 맞물림 동작을 실시하는 경우에는, 센서 (33) 의 검출시에도 지석 (13) 을 일단 퇴피시킬 필요도 없다. 이 결과, 맞물림 동작에 필요로 하는 시간이 단축된다. 또한, 회전 위상의 검출이 완료된 센서 (33) 를 퇴피 위치 (S2) 로 상승시키고 있으므로, 지석 (13) 으로부터 센서 (33) 까지의 거리를 길게 형성할 수 있어, 연삭시에 있어서의 작업물 (W) 의 절삭 부스러기나 냉각제의 공급 및 비산에 의한 센서 (33) 의 손상이 방지된다.

또한, 상기 서술한 동작에 있어서는, 실린더 (51) 의 로드 (52) 를 신장시킨 채로 테일 스톡 (16) 을 강하 (降下) 시켜 센서 (33) 를 검출 위치 (S1) 에 배치시키도록 했지만, 실린더 (51) 의 로드 (52) 를 단축시킨 채로 테일 스톡 (16) 을 강하시켜 센서 (33) 를 일단 퇴피 위치 (S2) 에 배치시킨 후, 검출 위치 (S1) 에 하강시켜도 된다. 또, 실린더 (51) 및 로드 (52) 에 추가하여, 센서 (33) 를 작업물 (W) 의 직경 방향 외측으로 퇴피시키는 퇴피 기구를 추가로 구비해도 되고, 또는 이 퇴피 기구만을 형성하도록 해도 된다.

또, 센서 (33) 를 검출 위치 (S1) 와 퇴피 위치 (S2) 사이에서 승강시키는 실린더 (51) 를 형성하고, 센서 (33) 가 회전 위상의 검출을 실시하지 않을 때, 즉, 맞물림시나 연삭시에는 당해 센서 (33) 를 퇴피 위치 (S2) 에 배치시킴으로써, 센서 (33) 가 지석 (13) 의 맞물림 동작에 관여하지 않기 때문에, 그 동작의 간소화를 도모할 수 있어 맞물림 시간의 추가적인 단축을 도모할 수 있다. 또한, 지석 (13) 으로부터 센서 (33) 까지의 거리를 충분히 유지할 수 있으므로, 연삭시에 있어서의 작업물 (W) 의 절삭 부스러기나 냉각제의 공급 및 비산에 의한 센서 (33) 의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 지지판 (31) 과 실린더 (51) 의 로드 (52) 사이에 스프링 (35) 을 형성함으로써, 작업물 (W) 의 높이 치수에 가공 오차가 발생해도, 그 가공 오차분만큼 흡수할 수 있기 때문에, 센서 (33) 를 일정한 검출 위치에 배치시킬 수 있다. 이 결과, 고정밀도의 회전 위상의 검출을 실시할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시예에서는, 지지판 (31) 과 로드 (41) 또는 로드 (52) 사이에 스프링 (35) 을 형성하도록 했는데, 반드시 이 스프링 (35) 을 형성하지 않아도 되고, 로드 (41) 또는 로드 (52) 의 하단을 지지판 (31) 에 고정시켜도 된다. 또, 나사상 지석을 이용하여 기어상 작업물를 연삭하는 기어 연삭반에 본 발명에 관련된 맞물림 장치를 적용하도록 했지만, 예를 들어 나사상 호브 커터를 이용하여 기어상 작업물를 가공하는 호브반 등의 기어 가공 기계에 적용해도 된다.

피가공 기어에 치형 오차 및 치근 오차가 발생했을 때, 양 오차를 정확하고 적절하게 수정하도록 한 기어 연삭반 등의 기어 가공 기계에 적용할 수 있다.

Claims

회전 공구와 피가공 기어를 맞물리게 하고, 이들을 상대적으로 회전시켜 기어 가공을 실시하는 것에 앞서, 상기 회전 공구와 상기 피가공 기어가 맞물릴 수 있는 회전 위상 관계가 되도록 맞물림을 실시하는 맞물림 장치로서,

상기 피가공 기어의 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 상기 피가공 기어를 그 축 둘레로 회전시키는 작업물 회전 수단측으로 가압하여 상기 피가공 기어를 회전 가능하게 유지하는 작업물 유지 수단과,

상기 작업물 유지 수단에 형성되고, 상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어와 대향하여 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 회전 위상 검출 수단을 구비하고,

상기 작업물 유지 수단이 상기 피가공 기어를 유지했을 때, 상기 피가공 기어의 축 방향에 있어서의 가공 오차를 흡수하는 가공 오차 흡수 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 맞물림 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 위상 검출 수단은, 상기 피가공 기어를 사이에 두고 상기 회전 공구의 반대측에 배치되는 것을 특징으로 하는 맞물림 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 위상 검출 수단을, 상기 피가공 기어의 회전 위상을 검출하는 검출 위치로부터 퇴피시키는 퇴피 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 맞물림 장치.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 맞물림 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기어 가공 기계.