KR930001124B1

KR930001124B1 - 다축선 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계

Info

Publication number: KR930001124B1
Application number: KR1019890700703A
Authority: KR
Inventors: 씨어도어 제이. 크렌저; 언스트 제이. 헝클러
Original assignee: 더 글리슨 워크스; 랄프 이.하퍼
Priority date: 1987-08-24
Filing date: 1987-08-24
Publication date: 1993-02-18
Also published as: DE3752009T3; AU7842991A; EP0374139B2; JPH02502358A; US4981402A; CA1332457C; EP0374139B1; CA1322035C; DE3752009T2; JPH0785843B2; DE3752009D1; DE3752340D1; AU627120B2; DE3752340T2; WO1989001838A1; AU7912787A; EP0374139A1; AU615165B2

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

다축선 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 신규한 기계형상의 사시도.

제2도는 제1도에 예시된 기계의 평면도.

제3도는 기계운동의 축선을 보다 잘 예시하기 위하여 매우 단순화 시킨 기계의 가동구조를 구비한 동일 기계의 개략도.

제4도는 공구 및 가공기어축선 사이의 각도분리의 범위와 피벗축선에 대한 공구 및 가공기어축선의 경사각도 사이의 관계를 나타내는 기하학적 각도.

제5도는 신규한 기계축선의 좌표운동을 조정하도록 프로그램할 수 있는 컴퓨터 수치제어시스템의 개략도.

제6a 및 6b도는 기계축선의 소정위치를 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램의 개략적인 프로우챠트.

제7도는 기계의 외형상에 중첩된 공지기계의 중요한 설정관계를 갖는 종래의 기어 창성기계의 개략정면도.

제8도는 공구 및 가공기어의 상대위치를 설정하는데 필요한 부가적인 설정관계를 포함하는 동일한 공지기계의 평면도.

제9도는 실제길이로 공구의 경사진 축선을 나타내는 제7도의 부분도.

제10도는 공지기계의 공구 및 가공축선을 새로운 방위로 회전시키기 위하여 새로운 기하학적 각도의 부가와 용이하도록 공지기계의 외형이 제거된 제7도와 같은 개략 정면도.

제11도는 공지기계의 외형이 제거되었으나 가공기어위치에 특히 관련된 새로운 기하학적 각도를 포함하는 제8도와 같은 평면도.

제12도는 공구를 도시하지 않았으나 공구위치에 특히 관련된 동일한 새로운 기하학적 각도를 포함하는 제9도의 부분도에 대응하는 도면.

제13도는 새로운 좌표시스템에서 공구 및 가공기어의 회전된 위치를 도시하는 제7도 및 제10도와 동일한 개략 정면도.

제14도는 본 발명에 따른 공구 및 가공기어축선의 새로운 위치를 나타내는 제9도 및 제11도의 동일 부분도.

제15도는 신규한 기계의 평면도에서 공구 및 가공기어축선의 새로운 위치를 한정하고 또한 새로운 좌표축선에 따른 제13도의 예시도.

제16도는 본 발명에서 공구 및 가공기어축선의 새로운 위치로의 전환을 수반하는 가공기어의 회전증분을 한정하고 또한 가공기어 축선에 따른 제15도의 부분도.

제17도는 제14도의 확대도 ; 및

제18도는 가공기어와 맞물려 플레어링 된 컵휠이 배설된 신규한 기계의 사시도이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 베벨 및 하이포이드 기어에 있어서의 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스(tooth space)창성기계 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 컴퓨터 수치제어식 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계 및 방법에 관한 것이며 이에 따라 감소된 갯수의 가동 기계축선이 설치 및 작동을 위하여 제공된다.

본 발명에 관련해서, 표현문구 “베벨 및 하이포이드”는 당해 기술분야에서 양 용어중의 어느하나의 용어(베벨 또는 하이포이드)를 다른하나의 용어에 대하여 총칭적인 것으로서 사용하는 것에 관한 호응부족 때문에 어느하나 또는 양타입의 기어를 의미하는 것으로 해석되어져야 한다.

베벨 및 하이포이드 기어용 기계들은 일반적으로 생산될 가공기어와 맞물리는 상대기어를 공구가 표현해 내도록 하는 방식으로 절삭 또는 연삭공구를 지지하도록 배열되어 있다. 예컨대, 당해기술분야에서는 짝을 이루는 한쌍의 가공기어의 양부재가 각각의 가공기어 부재와 맞물림하여 상호 보완의 이론적인 창성기어를 표현하는 공구에 의해 개별적으로 제조된다면, 이 제조된 가공기어는 서로서로 적절하게 맞물릴 것이라고 알려져 있다.

통상적인 실시에 따라, 짝을 이루는 가공기어쌍의 하나 또는 양부재의 치면은 마치 가공기어가 공구에 의해 표현된 이론적인 창성기어와 맞물리는 것처럼, 이 공구와의 상대적인 전조공정에 의해 제조된다. 그러나 그와 같은 창성공정은 대단히 시간 소비적이며 기어쌍중의 단지 하나의 부재만을 창성하는 것이 바람직할 때가 있다. 예컨대, 자동차 적용분야에 있어서 사용되는 여러 베벨 및 하이포이드 기어쌍들, 제1기어부재(통상 링기어)의 치면이 창성하지 않고 형성되며(즉, 공구는 고정상태의 이론적인 기어의 치면을 표현하도록 설정되고 가공기어 투쓰 스페이스가 이 공구에 의해 표현된 치의 형상을 채택하며)다른 기어부재(통산 피니언)의 치면은 이 다른 기어부재와 맞물리는 제1피성형부재의 치면을 표현하도록 설정되는 공정에 따라 제조된다.

경제목적상, 2가지 타입의 기어제작기계가 가공기어쌍의 서로 다른 부재들의 생산을 위하여 발전하여 왔는데 여기서는 이 쌍중 단지 하나의 부재만을 창성할 필요가 있다. 가공기어와 맞물리는 이론적인 청성기어의 구름운동을 표현하도록 배열된 이러한 기계들은 “창성기계”라고 호칭되며 고정상태의 이론적인 기어를 표현하도록 배열된 이러한 기계들은 “비창성기계”로서 호칭된다. 창성기계들은 추가적인 운동을 부여할 필요가 있으며 따라서 보다 더 훨씬 복잡하게 되고 비창성기계보다 고가이다. 무시못할 원가절감은 각각의 기어쌍중에서 하나의 부재를 생산하기 위해 보다 더 비싸지 않은 비창성기계를 사용하는데 관계된다. 창성기계는 비창성치 기어를 제조하는데 사용될 수도 있으나 비창성기계는 창성치면을 제조하기 위하여 필요한 설치나 제어를 포함하지 않는다.

전형적인 베벨 또는 하이포이드 기어 창성기계들은 기계베이스나, 가공기어 및 회전공구 장착을 위하여 베이스상에 올려놓고 별개의 지지구를 포함한다. 이 공구지지체는 가공기어와 맞물리도록 위치된 이론적인 창성기어를 표현하는 방식으로 회전공구를 지지하도록 배열된다. 기계 크레이들(cradle)은 이 공구 지지구에 저어널식으로 지지도어 있으므로 그 회전축선은 이론 창성기어의 축선을 의미한다. 이론창성기어에 있어서의 하나 또는 그 이상의 치를 표현하는 스톡(stock)제거표면을 가진 회전공구는 이 크레이들의 정면상에 지지된다. 특히 회전공구는 크레이들에 의해 이송 지지되는 경사 기구내에서 저어널식으로 지지되는 공구상에 장착되어 있다. 경사기구는 크레이들 축선에 대하여 회전공구축선의 각도위치를 조절하는데 사용되므로 공구의 스톡 제거표면을 이론창성기어상에 기어치의 위치를 적절히 표현하도록 설정된다.

가공기어 지지구는 일반적으로 가공기어의 장착위치를 조절하기 위한 부재를 포함하므로 가공기어는 이 공구지지구에 의해 표현되는 이론창성기어와 맞물리도록 끼워맞춰질 것이다

이 가공기어를 회전시키기 위한 부재는 기계크레이들을 회전시키기 위한 부재와 상호 연결시키므로 가공기어는 크레이들의 회전과 정시(定時)관계로 회전될 수 있다. 치의 측면들은 마치 가공기어와 공구의 스톡제거표면에 의해 표현된 기계 크레이들축선 및 짝을 이루는 치면과 일치하는 회전축선을 가진 다른 하나의 제거표면에 의해 표현된 기계 크레이들축선 및 짝을 이루는 치면과 일치하는 회전축선을 가진 다른 하나의 기어부재(즉, 이론창성기어)와 맞물리는 것처럼 공구와 가공기어 사이에 상대 구름 운동을 부여함으로써 가공기어내에 창성된다.

회전공구는 창성기어내에 단일의 치를 표현하도록 배열될 수 있거나 복수의 치로 창성기어를 표현하기 위하여 가공기어와의 정시회전을 위해 공구몸체상에 특별히 위치되는 다수의 스톡제거표면을 포함 할 수 있다. “간헐분할이송(indexing)”은 창성기어의 단일의 치를 표현하도록 설계된 회전공구의 사용과 관련된다. 간헐분할이송의 주지된 실시에 따라, 각각의 계속적인 트쓰스페이스는 원하는 개수의 모든 투쓰스페이스가 가공기어에 형성될때까지 한번에 한 개씩 형성된다. 예컨대, 공구가 가공기어회전과 정시관계에 있는 크레이들 축선둘레에서 회전되는 창성운동은 각각의 투쓰스페이스에 대하여 독립적으로 수행된다.

“연속분할이송”으로서 알려진 두번째의 주지된 기어 제작방법은, 창성기어상에 복수의 치들을 표현하기 위하여 공구몸체에 위치된 다수의 스톡제거표면에 배열된 호전공구를 사용한다. 이 주지의 실시에 따라, 가공기어는 가공기어내의 모든 투쓰 스페이스가 집합적으로 공구의 회전과 정시관계로 회전된다. 필요한 창성운동은 가공기어 회전의 추가적인 량이 기계크레이들 회전과 정시관계로 부여되도록 이 정시관계에 중첩된다. 모든 가공기어 트쓰스??페이스들이 집합적으로 처리되기 때문에, 이론적인 창성기어의 하나의 치의 스페이스를 통하는 크레이들 출선둘레에서의 공구의 단일회전만이 모든 가공기어 치면을 완벽하게 창성시키는데 필요하다.

베벨 및 하이포이드기어제조의 기본적인 기계요구조건의 논문은, 저자 ; 달 더블유. 더들리(Darle W. Dudley), 저작권 : 맥그로-힐 주식회사 1962, 의회도서관 카타로그 카드번호 : 61-7304의 기어 핸드북, 기어의 설계, 제조 및 응용(Gear Hand book, The design, Manufacture, and Application on Gear)의 제20장에 수록되어 있다. “베벨- 및 하이포이드-기어 제조”라는 명칭의 인용예의 제1 내지 11페이지가 발명의 배경과 당해 기술상태를 예사하기 위한 목적으로 참고로 여기에 포함되어 있다.

추가적인 배경을 위해서 수년동안 컴퓨터 및 전자산업에서의 발전이 공작기계에 관습적으로 적용되어 왔다는 사실을 꼽을 수 있을 것이다. 사실상, 대부분의 최신공작기계는 이제 몇종류의 컴퓨터제어를 포함하고 있다. 그와같은 기계들은 산업분야에서 컴퓨터 수치제어기계 또는 “CNC”기계로 호칭되고 있다. 예컨대 기계조작과 장치 양자 모두를 제어하기 위해서는 컴퓨터를 사용한다는 것이 주지되어 있다. 컴퓨터는 또한 별개의 기능을 수행하는 일련의 기계들이 실절적인 수동조정이 없이 상이한 조작을 수행하게 하고 다수의 상이한 가공편을 제조할 수 있게 한다.

종래의 베벨 및 하이포이드기어 창성기계들이 최근에 주로 기계조작의 감시와 제어를 위하여 컴퓨터제어에 적합하게 되어 왔지만 아직도 많은 이러한 기계장치는 여전히 수동조정을 필요로 한다. 예컨대, 미합중국 특허 제3,984,746호는 사용중에 상대적인 기계운동을 제어하는 종래의 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계에 있어서 어떤 기어열을 대체하기 위한 “마스터-슬레이브(master-salve)”서보-시스템을 개시하고 있다. 그러나 많은 수정된 기계장치는 여전히 실질적인 수동조정을 필요로 한다.

종래의 베벨 및 하이포이드 기어창성기계(즉, 상기 인용된 기어핸드북 내에 설명된 것들)는 공구를 가공기어 대하여 적절히 위치 결정시키기 위하여 9개 또는 그이상의 기계설치(“설치축선(setup axes)”으로도 알려짐)을 필요로 한다. 이러한 설치는 :(a) 크레이들의 각도상 설치, (b) 경사기구의 3개의 각도상 설치, (c) 공구와 가공물 지지구 사이의 직선상 이송장치, (d) 기계베이스위로의 가공기어높이의 직선상 설치, (e) 가공기어축선의 각도상 설치, (f) 그 축선을 따르는 가공기어의 직선상 설치, 및 (g) 어떤 절삭방법에서의 공구와 가공기어의 회전위치의 상대적인 설치를 포함한다. 이러한 설치들은 요구되는 정확도를 달성하기가 어렵고 시간소비적이다. 대부분의 이러한 설치는, 대다수의 설치와 통상의 과밀된 지점이 이러한 설치의 컴퓨터제어를 지나치게 복잡하게 및/또는 엄청나게 고가로 하기 수동으로 완수되고 있다.

예컨대, 베벨 및 하이포이드 기어창성기계상의 주지의 공구 경사지구는 아주 어려운 다수의 설치와 관련되어 있다. 이러한 설치들은, 공구의 스톡제거표면이 이론적인 창성기어의 치면을 적절히 표현하기 위하여 위치되도록 공구를 크레이들 축선에 대하여 경사시키고 방향 설정하도록 제작되었다.

“편심각도”, “스의블각도” 및 “경사각도”로서 기술분야에 주지된 이러한 조정된 설치는 통상 이 목적을 위하여 필요하다.

경사기구에 의해 작동하는 공구 구동장치는 또한 과도한 양의 복잡성을 수반하다. 이 구동장치는 크레이들 축선에 대한 가변각도방위와 위치에서 공구에 회전을 부여하는데 필요하다. 따라서 공구 경사기구의 복잡한 설치와 가변위치에서의 공구 구동장치의 양자 모두는 자체가 회전가능한 기계 크레이들의 공간내에서 발생한다.

따라서, 기계 크레이들은 매우 크고 귀찮은 경향이 있다. 공구지지구에 의해 표현된 이론적인 창성기어의 직경은 또한 기계크레이들의 직경에 의해 실질적으로 결정된다. 예컨대, 60㎝직경의 크레이들은 30㎝직경의 이론적인 창성기어의 치면을 표현할 수 있는 회전공구를 지지하는데 필요될 수 있다. 기계크레이들은 제조 및 원하는 정밀도로의 장착이 어렵고, 종래 기어창성기계의 크기, 중량 및 원가의 중요부분의 원인이 된다.

때때로 종래의 기계 크레이들을 한쌍의 직선형 슬라이드로 대체하고자 하는 제안이 있었다. 예컨대, “기어 핸드북”의 포함된 절내의 8페이지상의 제20-7도를 비창성 기계에 대한 이러한 가능성을 예시하고 있다.

거기에 설명되어 있는 바와같이, 비창성 기계는 기계 크레이들의 방식으로 가공기어축선에 대하여 공구축선의 위치결정을 필요로 하지만, 크레이들 회전에 상당하는 공구 축선의 어떠한 이동도 요구하지 않는다. 따라서, 상기 슬라이드는 공구 축선을 동일위치로 이동시키기 위해 사용될 수 있으나 다른 방법으로는 비창성 기계에서의 크레이들에 의해 달성될 수 있다. 이 일반 개념은 또한 소련공보 SU-A-724287(브이. 에이. 콘디유린(V.A.KONDYURIN))및 서독공보 DE-A-36 43 967(유다까 세이미쯔 고오교오 가부시끼 가이샤(YUTAKA SEIMITSU KOGYO K.K.))에서 베벨 및 하이포이드 창성기계에 대하여 제안되었다. 이러한 특허에서 개시된 제안기계이 있어서, 종래 기계 크레이들은 창성도중 크레이들 회전에 상응하는 원호경로를 따라 공구축선을 이동시키도록 제어될 수 있는 한쌍의 직선형 슬라이드에 의해 대체된다.

그러나, 이들 제안된 창성기계의 어느것도 종래 크레이들 축선의의도되는 표출에 대하여 공구 축선을 경사시키기 위한 어떠한 수단도 제시하지 못한다. 실제로, 공지의 공구축선경사기구의 제안된 기계들중의 하나에 부가되었다고 하더라도, 제안된 기계의 직선형 슬라이드를 따르는 경사진 공구축선의 원호병진이동은 종래 기계의 크레이들 축선 둘레에서 경사진 공구 축선의 회전운동을 재연하지 않을 것이다. 바꾸어 말하면, 초기에 경사진 다른 축선에 대한 경사축의 병진운동은 다른 축선에 대하여 경사진 축선의 회전과 동일하지 않다.

따라서, 상기 언급된 특허에 개시되어 있는 제안된 창성기계의 어느것도 적절한 위치결정과 공구 및 가공기어를 작동적으로 맞물리게 하기 위하여 대형의 기계 크레이들과 복잡한 경사기구를 사용하는 종래의 베벨 및 하이포이드 창성기계에 의해 종래 생산되는 다양한 제조에 적합하지 않다. 게다가, 공구 축선경사의 어떠한 제공도 없이 창성할 경우에라도, 제안된 기계의 어느것도 크레이들 축선 회전의 각각의 병진이동 표출을 동반하는 축선에 대하여 공구의 각도위치의 변화의 원인이 되는 것처럼 보이며, 각도위치에 있어서의 그와같은 변화가 없으면 연속 분할 조작도중에 공구 및 가공물회전간에 요구되는 정시관계에 바람직하지 않은 영향을 줄 것이다.

컴퓨터 제어 베벨 및 하이포이드기어 창성기계에 대한 다른 주지의 변형 구성은 다른 방법에 따라 작동하며 미합중국 특허 제4,565,474호에 개시되어 있다. 이 기계는 설치 및 조작의 양목적을 위하여 기계축선의 제어를 위해 CNC시스템을 사용한다. 그러나, 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스의 플래크중의 단지 하나만을 창성을 위할 경우에는 이 기계는 설치 및 조작을 위하여 대다수의 가동축선을 필요로 한다.

이러한 요구되는 축선들 중에서, 제어하기에 가장 어렵고 비용이 많이 드는 축선들은 시로에 대하여 공구 및 가공기어를 각운동시키기 위한(또는 피벗)축선이다. 길이방향으로 만곡된 이붙이 기어의 단일 프랭크의 창성을 위하여, 이 기계는 가공기어 대하여 공구를 피벗회전시키기 위한 제1축선과, 공구에 대하여 가공기어를 피벗회전시키기 위한 제2축선, 및 제3축선에 대하여 공구를 경사시키기 위한 공구경사기구(예컨대 미합중국 특허출원 제4,370,080호의 기구)를 포함한다. 상기 3개의 축선들은 공구 및 가공기어를 회전시키기 위한 축선들이 추가되며, 또한 공구 및 가공기어간의 상대운동에 대한 3개의 직선 축선들이 추가된다. 다른 투쓰 스페이스의 플랭크들이 동시에 창성된다면, 제2공구가 필요함과 동시에 이 제2공구를 회전 및 피벗회전시키기 위한 그 이상의 추가축선과, 가공기어에 대한 제2공구를 이동시키기 위한 2개의 추가 직선축선, 및 아마도 제2공구축선 경사기구가 필요하게 될 것이다.

미합중국 특허 제4,565,474호에 개시된 기계는(예컨대 직선 또는 만곡된 강체 와이어와 유사한)일정 형상의 단일 창성라인이 규정화된 치표면을 창성시키는데 사용되는 제한조건에 따라 작동한다. 창성라인은 공구 및 가공기어간의 접촉점의 궤적으로 구성되는 작용평면으로 회전공구에 의해 쓸려지는 스톡제거표면의 교선으로 정의된다. 공구는 고정된 깊이로 작용평면을 침입하며, 이 작동평면내에서의 일정형상 창성라인은, 작용평면이 가공기어의 베이스 원추표면과 함께 구르는 방식으로 가공기어의 회전과의 소정의 관계로 이 평면에 수직한 축선둘레에서 회전된다. 이에따라 가공기어에 대한 일정형상 창성라인의 상대이동에 의해 형성된 규정화된 치 표면이 작용표면내에 창성된다.

미합중국 특허번호 제4,565,474호의 방법을 규정하는 이러한 제한들 때문에 개시된 기계로는 가공기어와의 맞물림 상태에 있는 이론적 창성기어의 구름운동을 표출하는 종래의 기계운동에 의해 제공되는 치면을 복제할 수 없다. 종래 기계의 운동에 의해 공구와 가공기어와의 사이의 작용평면에 대하여 각도를 이루어 배치된 양자 사이에서의 상대적인 운동경로를 형성하는 이론적 창성기어의 축선(즉, 크레이들축선)에 대한 공구의 회전을 제공할 수 있다.

공구와 가공기어와의 사이의 접촉은 공구에 의해 표출된 창성기어 치표면에 상응하는 압력각에 의해 작용평면의 법선(수직선)에 경사진 공구의 스톡제거표면상의 다양한 지점들을 따라 진행한다. 따라서 종래 방법에 따르는 공구는, 역시 작용 평면의 수직선에 경사진 공구표면를 따라 변화하는 깊이로 작용평면을 침투하면서, 작용평면의 수직선에 경사진 경로를 따라 이동하며, 이에따라 접촉형상의 단일 창성라인에 의해서가 아니라, 피창성 치표면이 공구의 스톡 제거표면과 가공기어에 대한 상대운동에 의해 형성되는 포락 과정에 의해서 치표면을 창성시킨다. 또한, 종래 기계에서 사용된 공구의 스톡제거표면이 평면의 수직선에 경사져 있고, 작용평면에 대하여 각도를 이루어 이동되기 때문에 창성기어 투쓰의 양쪽 프랭크를 표출시키기 위해 배열된 단일의 공구로 가공기어내의 투쓰 스페이스의 양쪽 플랭크를 동시에 창성시키는 것이 가능하다.

길이방향으로 만곡된 투쓰 베벨 및 하이포이드 기어의 창성에 관한 또다른 중요한 고려사항은 그와같은 기계에 대한 적절한 설치 및 작동 매개변수의 결정이다. 종래의 베벨 및 하이포이드 창성기에 의해 형성된 치표면의 복잡성 때문에 그와같은 치표면을 이를 생산하기 위해 사용되는 기계운동에 의해 정확히 기하학적으로 형성될 수 있을뿐이다. 즉, 기어 설계의 어떤 일반적인 매개변수, 예컨대 치의 갯수 피치각등이 일일이 열거된다고 하더라도 베벨 및 하이포이드 치표면을 형성하기 위해 사용되는 식은 창성 기계의 운동방정식이다. 치표면이 기계운동에 독립적으로 형성되는 것이 아니기 때문에 치표면의 설계는 대개 “개발”과 같은 기술분야에서 알려진 반복형식의 과정이다. 종래의 베벨 및 하이포이드는 창성기계의 작동 매개변수의 적절한 조절에 의해 치표면을 개발하기 위하여 특히 컴퓨터 소프트웨어의 형태에 있어서 많은 노우-하우가 축적되어 왔다

이러한 많은 지고의 가치가 있고 수고를 덜어줄 수 있는 축적된 누우-하우가 기계운동을 제어하기 위한 상이한 작동 매개변수를 요구하는 종래 구성의 기계가 아닌 기계의 작동을 제어함에 있어서 거의 사용되지 않고 있음이 평가되져야만 한다. 대신에 그와같은 대안적인 구성의 기계는 주지의 기어 투쓰의 기하학적형상 및 정합 특성들을 생산하기 위하여 새로운 일련의 공식과 적절한 기계설치 및 작동매개변수의 결정하기 위한 다른 노우-하우를 요구할 것이다. 예컨대, “소프트웨어에 의한 창성기어(Gerating Gears Via Software)”라는 제호가 붙은 1983년 7월 발행의 미국 기계제작자 전문지(American Machinist magazine)의 항목에 기재된 기계는 종래구성의 기계가 아닌 기계의 작동 매개변수를 결정하기 위한 방법을 기술하고 있다(이 항목에 언급된 기계는 미합중국 특허 번호 제4,565,474호에 개시된 기계에 관하여 나타나 있다.)

요구되는 투쓰의 기하학적 형상 및 정합특성들의 일반적인 정보에 근거한 그와같은 적절한 기계설치 및 작동 매개변수의 결정은 종래 기계가 사용되는 상기 개발과정에 상응한다. 용이하게 형성되는 직선 투쓰 기어를 생산하기 위하여 그와같은 요구되는 기계운동을 결정하기 위하여 소프트웨어를 CNC기계에 부가시키는 것이 비교적 실행 가능한 것인 반면에, 특히 종래 창성법에 의해 생산된 길이방향으로 만곡된 베벨 및 하이포이드 기어의 추가적인 복잡성 때문에 소정의 경로를 따라 기계운동을 제어하는데 주로 확실한 CNC시스템에 꽤 많은 투자와 복잡성을 부가시키는데 광범위하고도 복잡한 개발을 필요로 하게 되는 것이다.

게다가, 그와같은 요구되는 투쓰의 가하학적 형상 및 정합특성들을 종래기계의 설치와 관련시키는 현존하는 대량의 노우하우로부터 도출된 이등은 거의 없거나 전혀없다. 이는 주지의 기계운동이나 이론적인 창성기어에 의해 직접적으로 표현될 수 있는 “고차(high order)”변형에 있어서 특히 사실이다.

일반적으로, 어떤 가동 기계축선을 자동적으로 설치 및 작동시키기 위하여 종래의 베벨 및 하이포이드 창성기계에 컴퓨터 수치 제어를 통합시키는 것이 미합중국 특허 번호 제3,984,746호로부터 이미 주지되어 있다. 그러나, 종래기계의 축선이 다수이고 혼잡되어 있기 때문에 이러한 모든 축선에 컴퓨터 제어를 적용시키는데는 특히 복잡하고 고가로 된다. 대형이고 귀찮은 종래기게의 기계 크레이들을 한쌍의 4각형 슬라이드로 대체시크는 것이 SU, A, 724287호 및 DE, A, 36 43 967호로부터 역시 주지되어 있지만, 이 2개의 제안중의 어느 것도후자가 경사진 공구 축선을 크레이들 축선에 대해서 회전시키는 한 공구축선을 원크레이들 축선에 대하여 경사시키기 위하거나 종래 기계의 회전기능을 대체시키기 위한 어떠한 수단도 개시하고 있지 않다.

게다가 아주 상이한 기계축선의 구조를 포함하고 있는 미합중국 특허 제4,565,747호의 컴퓨터 제어식 기어 창성기계조차도 길이방향으로 만곡된 투쓰 기어를 창성시키기 위하여 다수의 피제어 축선을 요구한다. 또한, 이러한 축선을 제어하기 위한 개시된 방법은 바람직하기 않게도 기정화된 표면의 창성에 제한되며, 종래 기계상에서 생산 가능한 투쓰 설계의 개발에 관한 축적된 노우-하우로부터 이득을 주지않는다. 결국, 개별적으로 또는 조합적으로 논의된 종래기술의 어느것도 어떠한 수단을 제시하지 못하며 이에따라 기계 크레이들상에 지지된 공구경사기구의 종래 배열을 보다 더 단순화된 구조로 배열된 컴퓨터 제어식 축선에 의해 안전히 대체될 수 있다.

[발명의 요약]

본 발명은 전혀 신규한 방법으로 기어절삭 및 연삭의 종래 원리를 적용하는데 사용하는 신규한 기어창성기계 및 그 방법에 관한 것이다. 이 기계형상은 종래 기술의 베벨 및 하이포이드 기어창성기계에 대하여 매우 단순화되어 있고 또한 기계를 자동으로 설치하고 조작하기 위해 컴퓨터제어에 용이하게 적용가능한 것이다.

본 발명의 기계는 최소갯수의 자동기계축선을 사용하는 공구축선 및 가공기어의 상대위치를 제어하도록 배열되어 있다. 그 사용방법에 따르면, 공구 및 가공기어와 그 각각의 축선에 대하여 각각 회전가능하다. 그러나 공지의 베벨 및 하이포이드 기어창성기계와는 달리 단일의 피벗축선만이 설치 및 조작을 위해 공구 및 가공기어축선의 상대적인 각도위치를 조정하는데 사용된다. 3개의 부수적인 축선이 공구 및 가공기어의 직교위치를 조정하는데 제공되어 있다.

가동기계에서의 이 중요한 감소의 의미는 종래 비창성기게에 보통 사용된 것 위에 부수적인 가동축선을 사용하지 않고 분 발명의 창성기계를 설치하는 것이 가능하다. 다시말해, 기계 크래들 및 경사기구로서의 그러한 가동구조와 관련된 부수적인 비용 및 복잡함이 제거되었다. 또한 이 감소는 다수의 공구 및 피벗축선의 사용이나 창성방법에 어떠한 제한도 요구하지 않는 형식의 것이다.

비록 공구 및 가공기어 사이의 상대운동의 6개축선이 설치 및 조작의 목적을 위해 보통 요구될지라도, 5개 축선의 운동만이 간헐분할이송 조작시 서로에 대하여 시간설정되어 있다. 이들은, (a)3개의 직교축선을 따른 운동, (b)단일의 피벗축선에 대한 각운동 및(c)가공기어축선에 대한 회전운동들이다. 그러나 연속분할이송작동은 3개의 모든 가동축선사이에 시간설정관계를 요구한다. 간헐조작과 관련된 전술한 축선에 부가하여, 연속분할이송작동도 역시 그 축선에 대하여 공구의 회전을 상호 종속적으로 제어할 것을 요구한다.

본 발명은 또한 설치 및 조작의 목적을 위해 사용되는 기계운동의 동일의 제어된 축선이 구비되어 있다. 그러므로 공지의 베벨 및 하이포이드 기어 절삭기계에 대하여 설치 및 조작의 목적을 위해 사용되는 가동기계축선의 총갯수는 9개 또는 그 이상에서 단지 6개로 감소된다. 이러한 감소는 기계설치 및 조작을 자동화하기 위한 컴퓨터 수치제어에 본 발명의 기계를 용이하게 장착하는 것을 가능하게 한다.

더우기 설치축선의 총갯수의 감소에도 불구하고, 본 발명의 기계는 범용성을 증가시켜왔다. 예컨대 본 발명의 기계는 요구되는 정확한 치면을 개발하기 위한 보다 많은 가능성을 가진 설계 및 가공기어크기의 넓은 범위를 생성하려는 것이다.

가공기와 맞물리는 이론 창성기어의 관계는 3개의 직교축선에 따른 공구 및 가공기어축선 사이의 상대적 선운동 및 그 축선에 대하여 가공기어의 회전운동 및 그 축선에 대하여 가공기어의 회전운동과 조합하여 공구 및 가공기어축선 사이의 단일의 각 조정에 의하여 본 발명에서 유지된다. 연속분할이송작동의 경우에, 그 축선에 대한 공구의 회전운동이 또한 제어된다.

공구축선 또는 가공기어축선의 어느것이나 기계에 대해 일정각도 범위에 위치될 수 있고 또한 이론창성기어의 축선은 공구 및 가공기어 사이의 소정상대 롤링관계를 유지하기 위해 기계페이스에 대하여 각도 방위로 변화되도록 허용될 수 있다.

예컨대, 공구축선은 기계에 대해 일정 각도방위로 장착될 수 있고, 이론창성기어축선의 위치는 공구축선에 대하여 설정된 임의의 소정각도로 실질적으로 한정되고 또한 공구 및 가공기어축선의 상대운동에 의해 설정된 이 상대각도로 유지될 수 있다.

공구 및 가공기어축선 사이의 상대각도방위의 범위는 공구 및 가공 기어축선에 대하여 특정기울기로 피벗축선을 위치 결정함으로써 제공된다.

설치 및 조작의 양자의 목적을 위하여, 공구축선 및 가공기어축선은 피벗축선에 대한 공정된 기울기로 유지된다. 이 기울기는 피벗축선과 공구 및 가공축선의 각각과 관련된 선분 사이의 사잇각으로서 측정된다. 공구 및 가공기어축선 사이의 최대 각도간격은 이들 피벗축선이 이루는 각각의 기울기의 각도의 합으로 결정된다. 이 두 축선 사이의 최소각도 간격을 동일의 각도 사이의 차의 절대치로부터 결정된다.

공구 및 가공기어축선이 피벗축선과 이루는 각각의 기울기의 고정 각도가 각각90°를 이루는 것이 바람직하다. 공구 및 가공기어축선에 수직인 피벗축선을 위치결정함으로써, 공구 및 가공축선사이의 각도변화의 범위가 거의 제한되자 않는다. 더욱이, 소정의 각도간격을 얻기 위한 피벗축선에 대한 각각의 축선의 상대이동 각도량은 최소화된다.

또한 잔여 직교축선의 이동요건을 최소화하기 위해 선택될 수 있는 가공기어축선에 따른 위치에 공구 및 가공기어축선 모두가 교차하도록 피벗축선을 위치시키는 것이 바람직하다. 예를들면, 피벗축선은 소정의 가공기어의 근처에 선택될 수 있다.

본 발명의 하나의 변형에 의하면, 이 신규한 기계는 기계베이스와, 이 베이스상에 장착된 가공 및 공구지지구를 포함한다. 이 공구 지지구는 베이스에 형성된 슬라이드상에 장착된 왕복대를 포함하며 이 베이스의촉을 따라 왕복대가 운동하도록 한다. 이 공구헤드는 와복대에 형성된 슬라이드상에 지지되어 이 공구헤드가 베이스에 대하여 수직으로 운동하도록 하며, 또한 공구스핀들은 그 축선을 중심으로 공구를 회전시키고 그리고 장착하기 위한 공구 지지구에 저어널 지지되어 있다.

가공물 지지구는 베이스에 형성된 통로상에 장착된 테이블을 포함하며 베이스의 길이를 따라 테이블이 운동하도록 한다. 가공물헤드는 테이블에 형성된 아아치형 통로상에 장착되어 테이블에 장착된 피벗에 대하여 가공물헤드가 각운동하도록 하며, 또한 가공물스핀들을 가공기어를 회전시키며 그리고 장착하기 위한 가공물 헤드에 저어널 지지되어 있다.

특정된 축선을 따른 공구 및 가공기어의 상대운동은 그 축선의 각각과 관련된 밀도의 구동모터에 의해 제어된다. 구동모터의 한 그룹은 3개의 상호 직교축선을 따라 공구헤드 및 가공물 헤드 사이의 상대 직교운동을 부여하기 위해 제공되어 있다. 이들 운동은 베이스의 폭을 교차하는 왕복대의 운동, 베이스에 대해 공구 헤드의 수직운동 및 베이스의 길이에 따른 가공물 테이블의 운동을 포함한다.

구동모터의 제2그룹은 공구스핀들 및 가공물 스핀들에 회전을 부여하기 위해 제공되어 있다. 별도의 모터는 또한 공구 지지구에 대해 가공테이블상의 공물 헤드의 각 위치를 제어하기 위해 제공되어 있다. 구동모터의 각각은, 회전공구 및, 가공기어사이의 상대 구름운동이 가공기어와 맞물려 이론창성기어의 운동학적 요구조건을 충족시키도록 컴퓨터에 의해 제어될 수 있다. 기계 크레이들 및 경사기구의 공지의 기능은 동일의 전자의 기능을 독립적으로 수행하는 대체구조에 의해 단순히 대체되지 않았으나 완전히 신규한 좌표조정된 운동은 가공기어와 맞무려 이론창성기어를 나타내기 위해 연속하는 방법으로 가공기어에 공구를 적절히, 나타내도록 기하학적으로 정의된 기계축선에 대하여 그리고 이에 따라 제공된다는 것을 주목할 필요가 있다.

예를들면, 비록 베이스의 상면에 직교하는 공구헤드 및 베이스의 폭을 교차하는 공구왕복대의 직교운동이 크레이들 축선에 대하여 공구의 전자의 아아치형 운동을 나타내는데 사용될 수 있고, 그러한 단순한 아아치형 운동은 본 발명의 대부분의 목적을 위해 공구스핀들을 적절히 위치시키지 않을 것이다.

실제로, 이론창성기어가 공구축선경사의 어떤 크기에 의해 전술한 것처럼 규정된 경우에 있어서, 베이스의 상면에 직각인 공구헤드 및 베이스의 폭을 교차하는 공구 왕복대의 조합된 직선운동에 의해 재생된 단순히 아아치형 운동은 가공기어에서 부정확하게 될 것이다. 즉 이론창성기어 및 가공기어 사이의 운동학적 요구조건을 충족시키지 못함). 그러나, 본 발명에 따르면, 공구왕복대 및 공구헤드의 조합 직선운동은 요구될 수 있는 가상적인 어떤 곡선경로를 따라서 회전공구를 이송시키는데 사용될수 있다.

종래의 기술에 따른 이상적인 창성기어에 원하는 치면의 방위설정을 달성하기 위하여 고정된 크레이들 축선에 대하여 공구 축선에 대하여 공구 축선을 경사시키는 대신에, 본 발명은 공구 축선 또는 가공기어 축선의 어느 하나의 고정된 각도방위에 대하여 창성기어축선의 원하는 방위를 형성하기 위하여 공구와 가공기어와의 특별한 정시운동을 제공한다.

공구회전의 평면에 표현된, 이론적인 창성기어의 치면이 고정된 공구축선방위의 경우에 기계 베이스에 대하여 고정된 각도 방위를 포함하지만, 본 발명은 청성기어축선의 각도위치를 수정함으로써 이론적인 창성기어상의 치면의 상대방위에 있어서 실제로 비제한적인 변화를 제공한다 .

이와유사하게, 고정된 가공기어축선방위의 경우에 공구와 가공물 사이에서의 상대 직선운동과 가공기어 축선둘레에서의 가공기어의 회전운동과 협력하여 단일의 피벗축선둘레에서의 공구축선의 각 운동이, 기계 베이스에 대하여 각도방위에서 변화하는 회전축선을 가진 이론적인 창성기어상의 치면의 상대방위에 있어서 실제로 비제한적인 변화를 형성하는데 사용될수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이론적인 창성기어를 형성하기 위한 출발점은 공구축선 또는 가공기어 축선중의 어느 하나의 고정된 각도 방위이다. 공구 및 가공기어의 상대위치를 제어하기 위하여 선택된 축선은 기계의 실제적인 제한 범위내에서 어떤 원하는 상대위치를 달성하기 위하여 필요한 최소 기하학적 자유도를 제공한다, 종래의 기어창성기계의 정확한 동일 상대운동은 동일한 운동학적 관계에서의 공구와 가공기어를 상대적으로 운동시킴으로써 나타낼 수 있는 반면, 본 발명의 공구축선 또는 가공기어축선중의 하나가 기계베이스에 대하여 각도방위로 고정된다.

예컨대, 만약 본 발명의 공구축선이 고정된 방위에 위치되는 반면에 종래 기계의 종래 공구방위가 고정된 방위에 경사져 있고 공구와 가공기어사이의 동일한 상대위치가 새로운 고정방위에서 요구되고 있다면, 본 발명의 가공기어는 역시 새로운 방위로 이동되어져야만 한다는 사실을 알 수 있을 것이다. 이것은 비교적 간단한 기하학적 구조에 의해 도시될 수 있다. 이와마찬가지로, 각각의 기계조작의 연속적인 순간에서, 종래의 기어창성기계의 공구 및 가공기어의 상대방위는 신규의 기계의 베이스에 대하여 공구 및 가공기어의 새로운 방위에 의해 표현될 수 있다. 주지의 베벨 및 하이포이드 기어창성기계와 본 발명과의 사이의 차이는 어떠한 기계제어 선의 제거와 다른 축선들의 추가를 넘어서고 있다.

종래 기계와 공통으로 제어되는 그러한 축선들 조차도 상이한 기능을 수행한다. 예를들면 연속분할이송조작이 공구의 회전에 대하여 고정비율로 가공기어를 회전시킨다고 알려져 있지만, 본 발명은 또한 회전의 단일 평면으로부터의 이론적인 창성기어의 운동을 수용하기 위해 추가적인 분량만큼 가공기어를 회전시키는데 제공된다. 게다가, 목적을 설정하기 위해 주축대를 다양한 각도방위에 위치결정하는 것이 주지되어 있지만, 본 발명의 하나의 변형중의 중요한 특징은 주축대의 각도방위가 조작중에 변화하여 회전공구와 가공기어의 운동학적 위치결정 요구조건을 충족시키는 것이다.

본 발명의 중요한 특징은 또한 종래의 베벨 및 하이포이드 형성기계의 설치 및 조작과 관련된 입력 매개변수가 상이한 구조를 가진 기계의 설치 및 조작을 제어하는데 사용될 수 있다는 것이다. 특히, 본 발명은 일련의 종래의 조작매개변수를 입력하고 서로 상이한 구조를 가진 기계축선의 필요한 위치를 구별하기에 적당한 형태로 연산에 의해 이 정보를 변형하는데 제공된다. 이러한 방법으로, 종래 기계의 치면의 개발에 관련된 축적된 노우-하우가 본 발명의 기계에 용이하게 적용될 수 있다. 다른 잇점은 가동기계축선에 대한 상기 운동경로를 결정하는데 필요한 기계연산의 개수를 줄이고 사용자가 기계설치와 조작의 매개변수와 친숙하도록 하는 것이다.

마이크로프로세서를 구비한 컴퓨터는 키이보오드와 CRT(음극선관)를 통하거나 기록매체로부터 간접적으로 조작자에게 종래의 입력명령을 수신하도록 배치된다. 또한 프로그램은 종래 창성기계의 조작위치와 관련된 입력정보를 신규의 기계의 각각의 축선에 필요한 위치를 구별하는 형태로 변환시키는 일련의 명령을 포함한다.

이 변형은 (a) 종래기계의 좌표계와 관련된 신규의 기계의 좌표계에 관한 설명과 (b) 신규의 기계의 좌표계로 공구와 가공기어의 동일한 상대위치를 참고하기 위해 공지된 수학적 기술의 적용(즉, 행렬, 벡터변형 및 삼각함수)이 필요하다. 새로운 기계의 좌표계를 예를들면 새로운 기계의 피벗축선과 일치하는 공구와 가공기어축선의 소정의 각도 기울기에서 좌표계의 좌표축중의 하나를 선택함으로써, 그리고 나머지 직각좌표축을 새로운 기계의 수명 또는 수직방향에 대해 소요의 값으로 구정함으로써 규정될 것이다. 바람직하게는 피벗축은 공구와 가공기어축선의 양쪽에 수직으로 놓이지만, 종래 기계에서 규정되는 공구와 가공기어의 최대 및 화소 각 분리가 피벗축과 방향지워진 가공물 및 공구축선의 합과 차로 규정되는 범위안에만 들면 다른 위치도 가능할 것이다. 더욱 편리하도록 하기 위해, 새로운 기계의 직선축을 이 기계에 대해 규정된 직각좌표축에 일치하도록 방향설정하는 것이 바람직하다.

좀더 상세히는, 종래와 같이 배열된 기계의 공구축선과 가공기어축선은 함께 회전되어서 새로운 기계에 대해 고정적인 각도방위로 놓여져야 할 2개의 축선중의 하나가 또한 새로운 기계의 피벗축선과 소정의 각도 기울기를 이루고, 피벗축선주위를 회전하는 다른 축선을 피축선 주위의 회전위치에 공구와, 가공기어축선간의 소정범위의 각도분리를 이루도록 하게 한다. 바람직하게는 물론, 공구와 가공기어 축선은 모두 피벗축선에 수직으로 위치하는 것이다. 이 경우에 직각좌표계는 편의상, 새로운 좌표축선중의 하나와 일차한다고 생각되는 피벗축선으로 규정되고, 나머지 2개의 직각축선은 피벗축선 주위의 각 운동평면을 형성하여 공구와 가공기어축선은 나머지 좌표중의 하나의 방향으로 뻗도록 형성될 수 있다. 직선 기계축선은 더 이상의 연산을 최소화하기 위해 각각의 좌표방향으로 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 종래기계(예를들면, 각도조정 가능한 크레아들축선, 가공물축선 및 공구축선을 갖는 것)위의 공구 및 가공기어의 동일한 상대위치는 단지 공구와 가공물 축선이 각도조정될 수 있는 다른 기계에 의해 표현될 있을 것이다.

분리변환은 종래 기계의 창성운동의 각각의 증가분을 위해 필요하다. 이들 변환은 조작중에 또는 의도된 작동중에 계산될 수 있으며 추후 사용을 위해 기억(예를들면, 소위 “찾아보기(look up)”표)될 수 있다. 일단 축선의 원하는 위치가 계산되며, 이들 계산된 위치를 나타내는 제어신호가 각각의 가동기계축선과 관련된 구동모우터를 제어하기 위해 마이크로프러세서로부터 출력될 수 있다. CNC시스템의 종래의 실시에 따라서, 기계축선의 실제위치는 엔코우더에 의해 측정되고 구동모우터는 관련된 기계축선의 실제 및 필요한 위치의 차를 교정하기 위해 마이크로프로세서로 제어된다.

고정 크레이들 축선주위의 이론적인 창성기어 회전을 쉽게 상상할 수 있는 종래의 기계와 대조적으로, 본 발명의 기계의 작동중에 변할 수 있는 몇 개의 다른 위치에서 방향설정될 수 있는 이론적인 창성기어를 운동학적으로 형성하기 위하여 제공되어 있다. 그러나 종래의 기계와 동일한 입력매개변수를 사용함으로서, 정확한 가공기어 투쓰의 기하학적 형상을 개발하기 위하여 이론적 창성기어에 치면의 위치와 방위에서의 미묘한 변화에 관련된 축적된 노우-하우는 본 발명의 기계에 역시 적용될 수 있다.

또한, 공구축선의 각도방위를 제어하는 계크레이들과 복잡한 경사기구의 요구조건을 제거함으로써 본 발명은 훨씬 작고 보다 덜 복잡한 기어창성기계를 제공한다. 공지의 기어창성기계에 있어서는 단지 공구 경사의 제한된 범위만이 주지의 경사기구에 의해 적용될 수 있다는 것을 주목하는 것이 중요하다.

본 발명은 그러나, 그러한 공구경사가 사실상 제한없는 범위까지 미치는 것과 통상적인 관련된 피제조 치면의 기하학적 형상에 대한 유사한 효과를 얻는데 제공된다. 더욱이 종래기술의 기어절삭기계에 제공된 사실상의 모든 운동, 조정 및 특징과 그와같은 특징으로 제공하기 위해 특별히 배열된 많은 것들은 가공물 및 공구 지지구조의 한층 단순화된 배열을 가진 단일의 기계에 적합케될 수 있다.

최소갯수의 CNC 축선을 가진 새로운 기계의 구조는 또한 쌍으로 성형된 제 1가공기어쌍을 표현하는 방위에 가공기어에 대해 공구를 위치시키는데 적절하다. 더욱이, 단일의 공구가 이론적 창성기어 치면의 양 플랭크를 표현하는데 사용될 수 있으며, 동시에 베벨 및 하이포이드 기어에서 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스의 양 플랭크를 형성하는데 사용될 수 있다는 것이 중요하다. 이 공구는 컵타입이거나 플레이드(flered)컵타입일 수 있고 어떠한 추가적인 축선운동이 필요없이 사용중에 접촉상태를 개선하기 위해 공지의 실시에 따라 궤도를 따르거나 진동하거나 할 수 있다.

본 발명의 기계가 길이방향으로 만곡된 치의 베벨 및 하이포이드기어를 창성시키기 위해 주로 의도외었지만, 이 기계는 또한 비창성 베벨 및 하이포이드기어와 길이방향으로 만곡된 치의 평행축선기어를 포함하는 다른 기어형식을 제조하는 데에도 사용될 수 있다.

즉, 본 발명이, 기어제조를 위한 가장 복잡한 가동축선 배열을 구체화하는 주지의 베벨 및 하이포이드 타입 창성기계에 대하여 잘 설명되었지만, 본 발명의 가장 단순화된 기계배열도 역시 상이한 기어형상의 제조와 다른 산수요 적용에도 용이하게 적용될 수 있을 것이다.

본 발명의 이들 및 기타의 특징과 정점은 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 그 설명을 함에 있어서는, 다음에 간단히 기술된 바와 같은 첨부도면을 기준으로 하다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

본 발명에 따른 전형적인 베벨기어 및 하이포이드 기어창성기계가 제1도 및 제2도에 도시되어 있다. 이 기계는 공구지지구(12)와 가공물 지지구(14)가 기계베이스 (10)상에 장착된 일반적인 형상을 포함한다. 공구지지구(12)는 왕복대(18)가 베이스 (10)의 폭을 교차하여 직선운동하도록 베이스(10)에 형성된 슬라이드(16)상에 장착된 왕복대(18)를 포함한다. 공구헤드(22)는 베이스에 대하여 공구헤드(22)가 수직운동하도록 왕복대(18)의 슬라이드(20)상에 지지되어 있다. 공구스핀들(24)은 공구의 전면에서 돌출하는 스톡제거면(28)을 가진 회전공구(26)를 회전가능하게 장착하기 위해 공구헤드(22)에서 저널 연결되어 있다.

본 발명의 목적을 위해 회전공구(26)는 컵타입 또는 플레어링 된 컵타입의 커터 또는 연삭숫돌(grinding wheel)로서 형성될 수 있다. 그러나 이 실시예에서 도시된 컵타입공구이다

가공물지지구(14)는 테이블(32)이 베이스의 길이를 따라 운동하도록 베이스 (10)에 형성된 슬라이드(30)상에 장착된 테이블을 포함한다. 주축대(30)는 주축대 (38)가 피벗(36)둘레로 아아치운동 하도록 테이블(32)위의 아아치형슬라이드 (34)및 피벗(36)상에 장착되어 있다. 가공물 스핀들(40)은 가공기어 베벨피니언타입이다.

제3도에서 각각의 가공축선의 운동방향을 보다 더 명료하게 나타내도록 제1도 및 제2도의 기계를 개략적으로 예시하였다. 또한 이러한 목적을 위해 가공기어 (43)가 크게 확대되어 있고 공구(27)와의 맞물림이 해제되어 있다.

공구축선 “T”과 가공물축선 “W”은 3개의 직교축선 “X”,“Y” 및“Z”를 따라 또한 1개의 피벗축선 “P”중심으로 하여 상대적으로 움직일 수 있다는 것을 제3도에서 알 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 축선 X, Y 및 Z는 상로 직교한다. 가공물 축선(W)은 가공물축선(W)과 공구축선(T)모두에 수직에 Y방향으로 뻗어있는 피벗축선(P)에 대하여 피벗 가능하다. 피벗축선(W)은 가공기어(43)부근에서 가공물축선 (W)을 따르는 위치에서 가공물기어축선(W)를 교차한다. 회전공구(27)와 가공기어 (43)는 공구와 가공기어의 각각의 중심을 관통하는 그들의 관련된 축선(T)와(W)에 대하여 각각 회전가능하다.

이제 이들 가동축선의 비교를 제1도 및 제2도에 따른 실시예의 상세한 도시에에 의하여 하고자 한다. 예를들면, 축선(T)와(W)는 각각 공구스핀들(24)및 가공물스핀들 (40)상의 회전공구(26)및 가공기어(42)의 회전축선에 대응한다는 것을 알 수 있다. 베이스(10)의 폭을 교차하는 왕복대(18)의 운동은 X방향의 공구축선(T)의 운동에 대응한다.

이와 마찬가지로 베이스에 수직인 공구헤드(22)의 운동과 베이스의 길이에 따른 주축대(38)의 운동은 각각 공구축선(T)의 Y방향운동과 공구축선(W)의 Z방향운동에 대응한다. 피벗축선(P)은 공구헤드(22)의 Y방향운동에 평행 하는 방향으로 테이블(32)상의 피벗(36)을 통하여 뻗는다는 것을 알 수 있다.

각각의 직선 슬라이드에 따른 운동은 감속 맞물림 및 재순환 볼스크류 드라이브를 통하여 작용하는 각각의 구동모터에 의하여 행해진다. 예컨대, 베이스의 길이를 따라 테이블(32)의 Z방향운동은 감속기어(64)를 통해 나사식 볼스크류(66)에 작동 가능하게 연결된 구동모터(60)에 의해 행해진다. 종래의 실시예 따르면, 볼스크류(66)는 테이블(32)에 고정된 볼너트(도시안됨)와 나사결합된다. 나사식 볼스크류(66)는 베이스 (10)에 축방향으로 고착되고, 그 회전은 볼너트에 의해 테이블(32)의 직선운동으로 변환된다.

유사하게 X방향으로 왕복대(18)의 직선운동은 감속기어(48)와 볼스크류(50)를 통해 작용하는 구동모터(44)에 의해 행해진다. 공구헤드(22)는 구동모터(52), 감속기어(도시안됨)및 볼스크류(58)에 의해 Y방향으로 이동된다. 가공물 헤드의 아아치운동은 일정한 반경방형 거리에서 피벗(36)을 부분적으로 둘러싸는 슬라이드 (34)의 외면(74)과 접촉하는 마찰휘일(72)를 통하여 작용하는 구동모터(58)에 의해 행해진다. 마찰휘일(72)의 축선은 주축대(38)에 고착되어 있고 또한 슬라이드(34)의 외면과 접촉하는 마찰휘일의 회전은 피벗(36)둘레의 주축대의 일단을 전진시킨다. 구동모터(76, 80)는 또한 각각 공구 및 가공기어를 회전시키기 위하여 제공되어 있다.

각각의 구동모터는 컴퓨터에 입력되는 지시에 따라 구동모터의 작동을 지배하는 CNC시스템의 일부로서 선형이나 또는 회전 엔코더의 어느것과 결합되어 있다. 이 엔코더는 가동기계축선의 각각의 실제 위치에 관하여 피드백 정보를 컴퓨터에 제공한다.

예컨대, 도시된 실시예에 있어서, 슬라이드(16)상의 왕복대(18)의 운동은 선형엔코더(46)에 의해 측정되고, 또한 슬라이드(30)상에 테이블(32)의 운동은 선형엔코더(62)에 의해 측정된다. 피벗(36)에 대한 주축대(38)의 아아치운동은 회전엔코더 (70)에 의해 측정된다. 회전엔코더(72, 82)는 또한 가공물 스핀들(40)및 공구스핀들 (24)의 회전위치를 측정하기 위해 제공된다. 종래기술에 따라, 연합된 구동모터는 볼스크류의 회전위치를 측정하기 위함으로써 직선운동을 직접 측정하기 위한 회전엔코더를 대체하거나 또는 가동축선의 각각의 위치를 측정하기 위한 적절한 다른 장치를 대채하는 것이 가능하다.

비록 되시된 실시예가 회전공구 및 가공기어를 상대적으로 위치결정하기 위하여 가공구조의 특정장치를 포함할지라도, 원칙적으로 기타의 많은 장치가 조정의 자유를 제공하는데 사용될 수 있다. 따라서 전술한 임의의 축선중 어느것을 따라 서로에 대하여 가공물지지구나 공구 지지구를 이동시키기 위하여 제공하는 것이 가능하다. 예컨대, 임의의 직선축선은 공구지지구 또는 가공물지지구의 운동과 연합될 수 있고, 또한 공구지지구 또는 가공물 지지구가 서로에 대하여 피벗될 수 있다.

그러나, 본 말명에 따른 여러 가지 중요한 관계를 서로에 대하여 축선을 적절히 향하게 하기 위해 공구축선(T)과 가공물축선(W)사이에서 만나야 한다. 예컨대, 가공물 축선(W)과 공구축선(T)은 3개의 직교축선과 1개의 회전(즉, 피벗)축선에 대하여 상대운동 가능하고, 또한 회전공구와 가공기어는 그들 각각의 축선에 대하여 회전가능하고다는 것이 중요하다. 또한 공구축선(T)이나 가공물축선(W)을 기계베이스(10)에 대하여 일정각도방위에서 위치되고 또한 피벗축선(P)은 공구축선과 가공물 축선(W)중의 하나 또는 다른것의 아아치운동과 관련된다는 것이 중요하다. 더욱이 가공물 축선(W)과 공구축선(T)모두는 일정각도로 피벗축선(P)에 대하여 경사져 있다는 것이 중요하다. 각각의 경사각 또는, 이들 각도의 합과 차이가 가공기어와 맞물려 이론적 창성기어의 창성운동을 수용하기 위해 피벗축선에 대하여 공구와 가공기어축선 사이의 각도 방위의 소정범위를 한정하도록 선택된다.

제4도에는 피벗축선(P)의 상대위치와 관련된 공구축선(T)과 가공물축선(W)사이의 가능한 각도방위의범위가 도시되어 있다. 세축선 모두는 제4도의 평면도에서 지시선분으로서 표시되어 있다. 피벗축선(P)은 사잇각 “Pt” 와 “Pw”를 이루는 공구축선(T)과 가공물축선(W)을 교차한다.

이들 각은 피벗축선(P)에 대한 공구축선(T)과 가공물축선(W)의 경사를 측정한다. 이 경사각은 세축선모두가 실제길이를 나타내는 공통평면에서 공구 및 가공물 축선과 피벗축선의 교차점에 형성된 사잇각으로서 정의된다. 지시선분으로서의 피벗축선 (P)의 방향의 의미는 사잇각(Pt)와(Pw)의 합을 최소화 하도록 선택된다. 제4도에 예시된 예에서, 각(Pw)은 약 45 이고 각(Pt)은 직각(즉, 90)이다. 두 지시선분 사이의 최대 및 최소각도 간격모두는 지시선분이 동일평면에 나타나는 위치에서 측정된다. 따라서 180를 지나 피벗축선(p)에 대하여 공구축선(w)의 초기 및 회전 위치 모두가 도면의 평면에 도시되어 있다. 축선(W)의 회전된 위치는, 그러나, 이 점쇄선으로 도시되고 “Wr”로서 표시되어 있고, 공구축선(T)과 가공물축선(W)의 사이의 최소 각도간격은 각 “pmin”으로 측정되고 회전된 공구축선(Wr)의 최소각도간격(pmin)이 각(pt)와 (pw)사이의 차이와 동일하고, 또한 최소각도 간격(pmax)은 각(pt)와(pw)의 합과 동일하다는 것을 알 수 있을 것이다.

도시된 실시예에 있어서, 각(pmin)는 45이고 각(pmax)는 135이다. 그러므로 한 축선에 수직이고 다른것과 45 각도를 이루는 단일의 피벗축선(P)을 사용하는 공구축선 및 가공기어축선 사이에 수용될 수 있는 각도간격의 범위는 45와 135 사이에 있다. 또한 공구 및 가공기어축선 사이의 180의 상대회전은 90 범위의 각도간격만을 얻는데 필요하다.

그러나, 바람직한 실시예에 다른 공구 및 가공기어축선 모두에 수직인 필벗축선 (P)은 가리킴으로써 공구 및 가공기어축선 사이의 각도간격의 전범위(즉, 0 내지 180)는 가능하다. 더욱이 공구 및 가공기어축선 사이의 상대회전의 각도는 축선들 사이의 각도간격의 동일향에 정확하게 대응한다. 이는 축 사이의 측정각도 간격을 얻는데 요구되는 기계이동각도량을 최소화 한다. 근본적으로, 약 0 내지 100도의 공구 및 가공물 축선사이의 각도간격의 범위는 종래의 베벨 및 하이포이드 창성기계의 가공범위를 적절히 나타내는데 필요하다. 따라서, 피벗축선이 공구 및 가공물축선에 수직하게 위치된다면, 경사 각 사이의 차이가 0°정도이고 또한 경사각의 합이 100°정도인 것이 바람직하다. 이것을 설명하는 보다 일반적인 방법은 피벗축선에 대한 공구 및 가공기어축선의 경사각 사이의 차이가 각 경사각중의 어느하나 이하가 되어야 한다는 것이다.

각각의 구공모터의 작동을 지배하는 CNC 시스템이 제5도에 개략적으로 도시되어 있다. 이 시스템은 가공기어 및 회전공구의 상대위치에 의해 표시되는 이론적인 창성기어와 특징 가공기어 사이에 요구되는 관계를 한정하는 일련의 상수형태로 설정입력 (92)을 받는 마이크로콘트롤러(90)를 포함한다.

이 마이크로콘트롤러는 마이크로프로세서, 입력-출격포인트, 메모리 및 디지털 -아날로그 그 변환기로 이루어져 있다. 마이크로콘트롤러(90)로의 부가적인 작동입력 (94)은 실제의 기어 창성 작동시(즉, 작동속도,공급물,스타트-스톱위치, 기계사이클 등)공구 및 가공기어운동을재제어하기 위해 제공된다.

설정 및 작동상수는, 비란다면 종래의 기어창성기계에 사용된 것으로 표현될 수 있다. 양쪽의 입력은 키보드 및 CRT(도시안됨)를 통해 또는 직접적으로 기억매체(96) (즉, PAM)를 통해 조작자와 상호 작용적으로 얻어질 수 있다. 기계의 설정 및 조작을 규정하는 일련의 상수는 다양한 작업이 표준 CNC 실행에 따라 더 이상의 조작자의 간섭을 요구하지 않고 연속적으로 수행될 수 있도록 다수의 상이한 작업을 위해 조작이전에 기억될 수 있다.

마이크로 콘트롤러(90)는 가공기어와 맞물려 이론적인 창성기어를 적절히 나타내도록 제어된 축선의 각각의 요구되는 경로를 계산하고 또한 입력데이타를 받기 위한 프로그램(98)에 의해 제어된다. 각각의 기계축선(X,Y,Z,T,Y 및 W)의 요구되는 다음 위치에 관한 계산된 정보는 서보위치제어루프내에서 엔코더(46,54,62,70,78 및 82)로부터 얻어진 각각의 축선의 실제위치와 각각의 축선과 관련된 각각의 구동모터(45,52, 60,68,76 및 80)를 제어하기 위해 사용되는 각각의 가동 축선의 실제 및 계산된 위치사이의 차이에 관한 정보와 비교된다. 간헐분할이송작동시에, 그 지정된 경로에 따른 축선(X, Y, Z, P 및 W)의 변화율은 이론적인 창성기어입력(94)의 요구되는 변화율에 따라 결정된다. 축선(T)에 대한 회전공구의 회전은 다른축의 이동과 독립적이다. 그러나 연속분할이송자동시에,축선(W)에 대한가공기어의 회전율의 한 부분은 이론적인 창성기어에 대해 요구되는 회전량에 의해 결정되고 또한 그 회전율의 제 2 부분은 축선 (T)에 대한 회전공구의 회전율의 일정비율로서 결정된다. 전술한 경로에 따른 다수의 기계축선의 운동을 제어하기 위한 CNC시스템은 이제 보편화되었다. 그와 같은 공지의 시스템은 기계베이스에 대해 변화하도록 허용되는 회전축을 가진 이론창성기어와 맞물려 가공기어가 회전되는 폴링공정에 따른 베벨 및 하이포드 기어에서 치면을 형성하기 위한 전술한 경로를 따라 선택된 축선의 운동을 제어하기 위해 본 발명에 적용되었다.

본 발명은 그 바람직한 실시예에서 종래의 창성기계의 설정 및 작동특성(즉, 회전가능한 크래들 축선에 대한 공구축선을 경사시키는 것)을 특정하는 상수의 형태로 입력(92,94)을 받기 위해 제공된다. 프로그램(98)은 다른 좌표시스템을 한정하기 위한 일련의 지시를 포함하는데, 다른 좌표계내에서 종래의 기계에 대한 특정된 공구 및 가공기어 축선의 위치가 소정의 피벗축선에 대하여 3좌표 크기 및 하나의 각도 크기만큼 변환될 수 있고 또한 확실히 놓여질 수 있다. 또한 프로그램은 새로운 좌표계에서 하나의 피벗축선에 대하여 또한 3직교축선을 따른 크기로 종래의 창성기계에 대한 공구 및 가공기어 축선의 기지의 위치로의 수학적인 변환을 수행하기 위한 일련의 지시를 포함한다. 종래의 기계에서 그들 각각의 축선에 대하여 공구 및 가공기어의 기지의 회전위치는 또한 새로운 좌표계에서 공구 및 가공기어의 대응 회전위치를 특정하기 위해 이러한 변환의 부분을 형성한다. 그러나 간헐분할이송작동시에, 공구의 상대적인 회전위치는 다른축선에 독립적으로 제어될 수 있고 또한 변환으로부터 배제될 수 있다. 피멋축선, 가공기어축선, 및, 필요하다면, 공구축선에 대한 3직교축선 및 각도크기에 따른 크기의 합은 새로운 기계에서 대응하는 기계의 축선을 제어하는데 사용된다.

제6a도 및 제6b도는 종래의 베벨 및 하이포이드 창성기계의 입력 인수에 응답하여 본 발명의 기계축선위치를 결정하는데 사용될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 개략적인 플루오 차트이다. 특히, 이 플로우챠트는 종래의 창성기계에 대해 용이하게 적용가능한 입력정보를 가진 새로운 기계의 창성작동을 수행하는데 필요한 일반적인 로직을 예시하고 있다.

이 프로그램은 제6a도 및 제6b도에 각각 도시되어 있는 2개의 부분을 포함한다. 제6a도는 기계작동을 제어하는 메인프로그램의 플로우챠트이고, 제6b도는 순환하는 인터벌에서 메인프로그램과 평행하게 수행되는 시간설정 “인터럽트”사이클의 플로우챠트이다. 메인프로그램은 종래의 기계의 가동축선을 제어하기 위한 일련의 지시를 제공하며, 인터럽트사이클은 본 발명의 기계의 가동축선의 대응위치를 결정하기 위한 일련의 계산을 수행하고 또한 이 새로운 위치를 새로운 기계의 CNC서보위치제어루프에 출력한다. 이 인터럽트 사이클은 일련의 계산의 종료에 따른 메인프로그램에 소정의 간격과 귀환제어에서의 메인프로그램의 실행을 정지시킨다. 제6a도의 메인프로그램은 블록(100)에서 2가지 타입의 입력을 받는다. 이들은 그것의 여러 가지 축선의 위치를 포함하는 종래기계의 초기설 정인수, 창성용 가공기어회전에 대한 크레들회전의 상대속도, 연속적 분할이송등을 위한 가공기어회전에 대한 공구회전의 상대속도, (b)작동속도, 이송율, 스타트-스톱위치, 기계사이클등이다. 초기 설정인수는 각각 입력블록 (102,104,106)으로서 제6b도의 인터럽트 사이클로 통과된다. 그러나 작동인수는 메인프로그램에 보지된다. 메인프로그램에 의해 수행되는 제 1예시적 작동은 제6a도의 108에 지시된다. 이러한 작동은 스타트공구회전을 제공하고 가상크레들과 종래 기계의 슬라이딩베이스를 각각의 스타트 위치로 움직인다. 각각 공구와 크레들회전위치 및 슬라이딩 베이스 직선위치의 증가량을 표시하는 변수 △t,△q,△Xb 각각 크레들과 작동을 끝낸 슬라이딩베이스의 위치를 표시하는 변수 qs,Xbs는 이 작동에 의해 계산된다. 제6b도에 도시되는 인터럽트사이클은, 주기적으로 입력블록(110)에서의 이들 변수를 나타내보이며, 이들변수의 최신값을 사용하여 새로운 기계의 가동축선의 대응위치를 결정하는 부가적인 계산을 수행한다.

변수 △t,△q 및 △Xb의 변수의 계산값은 연속적인 인터럽트 사이클간의 주어진 시간간격동안의 종래 기계축선의 위치의 소요증가변화량을 나타낼 수 있다. 그러므로 가상의 종래 기계축선의 이동율은 이들 변수의 계산된 크기에 의해 제어될 수 있다.

공구속도와 가상의 크레들과 슬라이딩베이스의 스타트, 스톱율을 제어하기 위해 이들 각각의 변수값을 설정하기 위해 작동(108)은 100에서의 작동인수입력에 의존한다.

계산치 qs 및 Xbs는 작동(108)과 관련된 크레들과 슬라이딩베이스의 소요단부위치를 제어한다. 인터럽트사이클 또한 일단 그 소요위치에 도달한 후 크레들과 슬라이딩 베이스의 더 이상의 운동을 중지하는 이들 변수의 값을 보여준다. 100에서의 작동인수입력은 각각의 작동에 변수 qs와 Xbs의 특정값 특정하기 위해 사용된다.

결정블록(112)은 작동(108)을 뒤따르고 새로운 기계의 축선이 변수 qs 및 Xbs로 특정되는 소용의 대응 “스타트”위치에 도달할때까지 작동(108)에서의 메인프로그램을 지지한다. 전형적으로 가상의 크레들의 스타트위치는 창성롤의 중앙에 있으며 슬라이딩베이스는 가공기어와의 맞물림에서 벗어나서 위치한다.

예시적인 메인프로그램의 다음 단계는 슬라이딩 베이스가 회전공구와 가공기어사이에 완전히 깊게 맞물리도록 이송운동을 제어하는 것이다.

블록(114)에서 보여지는 이 단계는 변수 △Xb와 △Xbs에 대한 새로운 값의 계산을 요구한다. 가상의 크레들은 전위치의 계산값과 동일한 지지변수 qs에 의해 창성롤의 중안에 유지되며, 공구회전속도는 변수 △t의 고정값에 의해 유지된다. 인터럽트사이클에 의해 수행되는 계산은 변수 Xbs의 현재값에 의해 표시되는 완전한 깊이의 이송위치에 도달될때까지 종래 기계의 슬라이딩 베이스의 소요 이송운동을 나타내는 새로운 기계의 축선의 소요위치를 얻기 위해 변수 △Xb의 내용에 의해 새롭게 된다. 전술한 결정블록(112)과 유사한 방식으로 결정블록(116)은 변수 Xbs에 의해 특정되는 종래 기계의 슬라이딩베이스 위치에 대응하는 소요위치에 새로운 기계의 축선이 도달할때까지 메인프로그램의 작동을 작동블록(114)에 지지한다. 작동의 유사한 포맷과 결정블록은 가공기어의 투쓰스페이스의 창성을 완성하기 위해 필요한 종래 기계축선의 운동의 각각의 설정을 위한 메인프로그램에서 조립(assemble)된다.

예를들면, 작동블록(118)과 결정(120)은 외피에 의해 가공기어 투쓰스페이스를 창성하는 종래기계의 가상의 크레들의 운동을 제어하기 위해 협동한다. 이러한 작동중에 변수 Xbs는 전의 작동에서 계산된 완전한 깊이를 맞물림값에 유지될 수 있다. 변수 △q는 가공기어와 맞물리는 이론적 창성기어의 롤링맞물림을 나타내는 기계크레들의 소요회전을 만들어내도록 제어된다. 크레들롤의 최종위치는 변수 qs의 계산값에 의해 특정된다.

작동(122)과 결정(124)은 창성작동(120)의 완료후 가공기어로부터 공구의 상대적인 퇴각을 제공한다. 최종적으로 결정(126)은 기계작동의 마감이나, 유사한 가공기어나 다른 특정화의 하나를 창성하는 메인프로그램의 더 앞선 위치로 되돌아오는 것을 제공한다. 유사한 가공기어가 만들어지기 위해, 설정압력과 블록(100)에서의 작동상수를 반복하는 것이 반드시 필요하지는 않다. 프로그램의 시간설정 인터럽트 부분은, 메인프로그램에 평행하게 작동되는데, 소정의 시간간격(예를들면 14밀리초)에 반복적인 베이스에 따라 일련의 계산을 수행한다. 메인프로그램의 수행은 일련의 계산을 수행하기 위해 소정의 시간간격에 따라 인터럽트 사이클에 의해 일시적으로 중단되고, 각각의 사이클은 완료한 후 제어는 메인프로그램으로 되돌아온다. 기계작동이 진행되지 않는 경우에 그러나 결정블록(128)은 인터럽트 사이클의 계산 시퀸스를 우회하고 제어를 메인프로그램으로 되돌려 보낸다. 인터럽트사이클안에서 수행된 제 1계산??은 블록(130)에 보인다. 작동은 입력블록(102)으로부터 이동가능한 종래 기계의 기계축선의 참고위치에 관계되는 정보를 입력블록(110)에서의 메인프로그램에 의해 특정되는 이들 축선의 위치변화와 경합해서 종래 기계축선의 소요위치에 대응하는 값을 만들어낸다. 입력블록(110)은 메인프로그램에서 변수 △t,△t,△q,△Xb,qs 및 Xbs의 현재값을 포함한다. 입력블록(102)으로부터의 공구, 크래이들 및 슬라이딩베이스의 참고위치는 각각 to,qo, 및 Xbo로 표시된다. 이들 값은 종래 기계축선의 참고위치를 선도하기 위해 단 한번만 인터럽트 사이클에서 의존하며 그 이후에는 기계축선위치의 최종계산치를 가진다. 작동블록(130)에서 수행된 계산결과는 가동종래기계축선의 다음의 소요위치를 나타내는 변수 t, q, 및 Xb로서 132의 변환작동에로 넘어간다.

그러나, 일단 변수 q 또는 Xb의 계산된 위치가 변수 ps 및 Xbs로 특정되는 그 연관 마감위치의 균등에 도달하면 변수 △q 또는 △Xb의 내용은 무시된다(예를들면 세트는 제로와 같다). 이것은 변수 q와 Xb가 각각의 작동의 완료시의 소요위치에 유지되도록 한다. 작동(130)에서 변수 t, q 및 Xb에 부가해서 변화작동은 또한 종래기계의 고정된 설정축선과 연관되는 설정상수의 연속의 형태로 블록(102)으로부터 입력을 받는다. 이 상수들은 S, Ern, gml, i 및 j로 표시된다. 이들 설정상수로 표시되는 종래 기계세팅은 제 7도 내지 9도 이하와의 관계에서 설명된다. 아래에서 또한 자세히 설명되는 수학적 변형작업은 블록(104)에서의 설정상수의 함수와 작동(130)에서의 가동 종래축선의 다음 위치로서, 새로운 기계의 가동기계축선의 각각에 대해 수행된다. 이들 작동의 결과는(a)새로운 기계의 각각의 직선축선(X,Y 및 Z)의 대응위치를 특정하는 변수 X, Y, X에 의해 수용되고(b)또한 피보트축선(P)주위의 공구축선에 상대적인 가공기어축선의 대응하는 각도위치를 특정하는 변수 gm에 의해 수용되고, (c)새로운 기계의 코오디네이트 시스템에의 변환과 연관된 가공축선 W과 공구축선 T의 회전위치에의 페이스 앵글 조정을 특정하는 변수 α 및 β에 의해 수용된다.

입력블록(106)에서의 페이스앵글 α,β 및 다른 설정상수에 따라 가공기어축선의 소요회전위치를 결정하기 위해 계속되는 작동(134)이 수행된다. 블록(106)에 의해 공급되는 잔존 설정상수값은 가상의 크레들과 창성용 가공기어 사이의 상대적 회전율을 특정하는 롤상수 Ra의 비율을 포함하고, 공구와 연속적인 분할이송용기공기어 사이의 상대적 회전율을 특정하는 분할이송상수 Rc를 포함하고, 및 공구와 가공기어사이의 기지의 회전위치를 특정하는 참고상수 Wo를 포함한다. 다른 상수(도시안됨)들이 “수정된 롤”과 같은 종래 기계의 특별운동을 복제하는 가공기어축선 회전위치를 더욱 고정하기 위해 사용될 수 있다.

기타 상수(도시되어 있지 않음)들은 “변형로울(modified roll)”과 같은 통상의 기계들의 특수동작을 복사하기 위하여 가공기어축선 회전위치를 또 조정하는데 사용될 수 있다.

위상각 베타가 공구축선의 회전위치에 대한 조정을 가리킨다고 하더라도, 공구상수의 회전속도를 유지하는 것이 바람직하게 될 수 있다. 위상각 조정베타는 분할이송상수(Rc)의 역수를 곱한 각 베타를 통하여 가공기어축선의 회전위치에 적용될 수 있다. 따라서, 가공기어축선(W)의 위치는 로울상수(Rc)의 비가 크래들위치(△t)의 변화의 함수, 분할이송상수(Rc)와 위상각 베타의 함수와 조합된 가공기 어축선(Wo)의 기준위치 및 위상각 알파로부터 계산될 수 있다.

x, y, z, g, m, t 및 w로 이루어진 계산값들은 그리하여 신규한 기계의 각 축선(X,Y,Z,P,T 및 W)들을 제어하기 위하여 CNC시스템의 서보-위치 제어루프 (loop)에 출력된다.

프로그램 실행은 그리하여 다음 인터럽트까지 메인 프로그램으로 복귀한다.

대체 실시예에 있어서, 신규한 기계의 작동을 제어하기 위해 요구되는 다수의 계산결과들은 통산의 기계의 슬라이딩 베이스의 운동을 제어하기 위한 오퍼레이팅들의 대신에 신규한 기계의 축선(Z)용 오퍼레이팅 상수들을 치환함으로써 감소될 수 있다. 다시말해서, 메인프로그램 있어서 △xb의 계산값들의 대신에, 신규한 기계의 축선(z)의 방향으로 △z의 값들이 통산의 기계에 있어서의 슬라이딩 베이스의 운동에 접근하도록 계산될 수 있다. 변수(Xb)는 그리하여, 기준항수(Xbo)와 똑같게 되고 단지 변화하기 쉬운 변형함수에 잇어서의 변수만이 q이다.

변형작업(132)의 출력변수들의 각각의 변수(q)의 변화값에 응답하여서만 변화하므로, 변수(q)용 값들의 기대범위 이상의 출력변수들용 선(先)계산 값들을 목록에 올리고 있는 목록에 올리고 있는 록업 테이블이 이작업에 의하여 수행된 수학적 변형에 대신될 수 있다. 선계산값들의 테이블은 테이블에서 q의 목록값들과 정확하게 매치되지않는 q의 값들용 공지의 보간법 기술을 적용함으로써 원하는 정확도를 유지함과 동시에 크기가 감소될 수 있다.

변수(△z)는 그리하여 신규한 기재의 축선(Z)을 적당하게 정위치시키도록 테이블에 기입된 z의 값을 변경하는데 사용될 수 있다. 작동(132)의 기타출력변수들의 기입된 값들은(x, y, z, gm, 알파 및 베타)그들이 “리얼타임”으로 계산되는 것과 같이 똑같은 방식으로 인터럽트 주기의 나머지 부분으로 처리된다. 그러나, 오랜기간절차들을 위한 반환으로서 룩업테이블의 사용은 인터럽트 주기의 요구시간 간격을 짧게하고 기계작동의 개량된 정확도 및 속도를 달성할 수 있다.

본 발명의 내용에서 있어서, “기계결정(machine determining)”이라는 용어는 기동기계축선들의 원하는 위치에 도달하기 위하여 요구되는 컴퓨터입력 및 계산의 작업을 말한다. 목적을 이루기 위한 신규한 기계의 작동은(a) 통상의 베벨 및 하이포이드 창성 기계의 다른 배열 축선들의 설정인수들에 기초한 신규한 기계의 가동기계축선들의 초기 설정위치들을 기계결정하는 단계, (b) 초기 설정위치들로 신규한 기계의 축선들을 이동시키는 단계, (c) 통상의 기계의 다른 배열축선들의 상대운동에 관련한 오퍼레이팅 인수들에 기초한 신규한 기계의 축선들의 오퍼레이팅 위치들을 또한 기계결정하는 단계, (d) 그 이상의 오퍼레이팅 위치들로 신규한 기계의 축선들을 이동시키는 단계 및 (e) 창성작업을 완료하기 위하여 “(c)”및“(d)”단계들을 반복하는 단계로 요약될 수 있다.

본 발명의 신규한 기계에 대한 통상의 기계입력들은 통상의 기계들의 설정 및 작동의 항에 축선된 원하는 기하학적 치형을 개발하기 위한 방대한 양의 노우하우의 사용을 허용한다는 것을 인정하게 될 것이다. 부가적으로 이 노우하우는 특정의 통상의 기계들의 특성을 나타내는 공구기울기의 제한된 범위들과 같은 많은 물리적 제한들을 미연에 방지하는 본 발명의 기계에 더욱 광범위하게 적용하게 적용될 수 있다. 나아가서, “나선운동(helical motion)” 및 “변형로울”과 같은 특정의 창성기계들의 공지의 특수동작의 모든 것은 통상의 기계의 기지위치들을 한정하고 요구된 변형을 신규한 기계의 좌표 시스템으로 수행함으로써 본 발명에 있어서 쉽게 적응시킬수 있다.

제7도 내지 제9도는 통상의 베벨 및 하이포이드기어 창성기계상에 공구 및 가공기어를 정위치시키기 위하여 설정인수들을 묘사하는 기지의 기하학적 관계를 묘사하고 있다. 각각의 도면에 있어서, 기하학적관계는 통상의 기계의 부분적인 외형에 중첩된다.

그 외형은 공구 지지구(140)와 가공물지지구(142)를 묘사하고 있다. 크레이들 (144)은 기계 설정에 의하여 형성된 가상 창성기어의 축선이기도 한 크레이들 축선 (C1)에 관한 회전을 위하여 공구 지지구(140)에 장착되어 있다. 기울기 기구(146)및 회전공구(148)는 크래이들(144)에 의하여 지지되어 있다. 회전공구(148)는 공구축선 (T₁)에 관한 회전을 위하여 기울기기구(146)에 축받이 되어 있다. 가공기어(150)는 기어축신(W₁)에 관한 회전을 위하여 가공물 지지구(142)에 축받이되어 있다.

공구(148)는 통상의 기계의 통상의 공간적인 크기에 관하여 크기가 감소되었으며 그리고 통상의 기계의 설정시에 포함된 기하학적 관계의 명확한 예증을 허용하도록 가공기어(150)와의 작동적 맞물림으로부터 벗어나 크레이들축선(C₁)에 관하여 회전되었다는 것은 토론에 의해 도면으로부터 관찰될 수 있다. 작동중에 공구(148)는 가공기어(150)와의 작동적 맞물림상태로 정위치되어 있고 가공기어 축선(W₁)에 관한 가공기어(150)의 회전과의 시기적절한 관계(에를들면, 비(Ra)), 위에(supra)로 크래이들 축선(C₁)에 관하여 회전된다. 이러한 방법으로 상대적 로울링운동은 마치 가공기어가 크래이들축선(C₁)과 일치하는 회전의 축선을 가지고 있는 이론적 차성기어와의 맞물림 상태에 있는 것처럼 공구(148)와 기공기어(150)의 사이에서 전달된다. 또한 연속적인 분할 이송작동은 또한 공구(148)와 가공기구(150)의 각각의 축선들에 관한 그것들의 시기적절한 회전(예를들면, 비(Rc), 위에)요구한다. 창성 및 연속적인 분할 이송에 기인한 가공기어(150)의 시기적절한 회전은 결과적 가공기어 회전을 제어하기 위해 서로의 위에 중첩되어 있다.

공구 축선(T₁)은 그것의 길이를 따라서 공구(148)의 끝면에서 지점(A₁)을 포함하고 있다. 지점(A₁)은 공구 중심으로 생각되며 크래이들축선에 따라서 지점(O₁)에서 크레이들 축선(A₁)에 직교하여 뻗어있는 수직평면(VR)에 놓여 있는 것을 알게된다. 평면(VR)은 “크레이들 회전의 평면”으로 설정되어 있다, 지점(A₁)은 선분(O₁-A₁)의 길이(S)와 가공기어축선(W₁)에 평형하게 뻗어있는 수평평면(H)으로부터 측정된 극각(q)에 의해 이 평면(VR)에 위치 되어 있다.

가공기어축선(W₁)은 수평평면(H)로부터 어떤거리(Em)를 두고 정위치되어 있다. 이 거리는 “가공물 오프셋”으로 설명되어 있다. 부가적으로 가공기어축선(W₁)은 크레이들 회전의 평면(VR)에 대하여 각(g_m1)만큼 경사져 있다. 가공기어축선(W₁)에 따르너 지점(P₀)는 크레이들 축선(W₁)을 포함하고 수평 평면(H)과 크레이들회전의 평면(VR)에 직교하여 뻗은 수직평면(VA)에 대한 가공기어축선(W₁)의 교선에 의해 형성되어 있다. 지점(P₀)는 크레이들 회전을 평면으로부터 거리(X_b)만큼 오프셋되어 있다. 이 인수는 가공기어안으로의 공구관통깊이를 변화시킨다.

이론적 창상기어상의 치면들의 원하는 방위는 지점(A₁)에서 크레이들 회전의 평면에 직교하여 뻗어있는 선(N)에 관하여 공구축선(T₁)을 기울게 함으로써 달성된다. 각(i)은 제9도의 정면도에서 실장(實長)이 도시되어 있다. 크래이들 회전이 평면내에 경사진 공구축선의 각 방위는 평면(VR)에서 선분(O₁-A₁)에 직교하여 뻗어있는 선(M)에 관하여 측정되어 있는 각(j)으로 주어져 있다. 각(i 및 j)들은 각각 “기울기 (tilt)” 및 “회전(swivel)”의 각들로 설명되어 있다.

통상의 기계의 작동중에 경사진 공구 축선(T₁)은 가공기어(150)의 회전과의 시기적절한 관계에서 변화각(q)을 통하여 크래이들 축선(C₁)에 관하여 회전된다. 각(q)의 변화는 통상의 기계의 고정 기준 평면(VA 및 H)들에 관하여 공구축선(T₁)의 각 방위를 변화시키는 효과를 가지고 있다. 이것은 공구로 하여금 크레이들 축선(C₁)과 일치하여 고정축선에 관하여 회전되고 있는 이론적 창성기어의 경사진 치면들을 묘사할 수 있게 한다.

통상의 기계의 초기설정요구의 또 하나의 동일함의 목적을 위하여 3개의 상호 직교하는 단위 벡터(e₁,e₂, 및 e₃)들에 의해 형성된 카티시언 좌표 시스템(Cartesian coordinate system)은 기준면(VR, VA 및 H)들과 일치하여 방향설정되어 있다. 단위 벡터(e₁및e₂)들은 수직평면(VR)을 통해서 수평평면(H)및 수직평면(VA)의 각각의 궤적들로 나타낸다. 단위 벡터(e₃)는 수평평면(H)을 통해서 수직평면(VA)의 궤적으로 나타난다.

가공기어축선(W₁)은 그것의 길이를 따라서 단위 벡터(g₁)을 포함하도록 뻗어 있다. 단위 벡터(g₁)는 다음의 관계에 의해 한정될 수 있다.

단위 벡터(a₁)은 축선(W₁)에 관한 가공기어(150)의 회전위치와 제휴하도록 추가되어, 다음의 벡터크로스 프로덕트에 의해 한정된다.

단위 벡터(g₁및 a₁)들은 통상의 기계상에서 가공기어(130)의 방위와 제휴하며 제8도에 실장이 도시되어 있다.

제10도, 제11도 및 제12도의 도면들은 제7도, 제8도 및 제9도의 도면들에 해당한다. 그러나, 통상의 기계의 외형은 구조의 개량된 명쾌함을 위해서 배제되었으며 이제 토의될 추가 기준선들이 추가되었다.

벡터(r₁)는 가공물축선(W₁)상에 공구중심(A₁)으로부터 지점(Po)으로 뻗어있고 그것에 의하여 공구중심(A₁)에 관하여 지점(Po)을 위치시킨다. 통상의 기계의 앞서 토의된 설치의 항에서, 벡터(r₁)는 다음과 같이 한정된다.

고려한 실례에서 피벗지점(Po)이 제8도에서 평면(VA)의 궤적에 놓인다하더라도, 기어 축선에 따라서 피벗 지점의 기타 위치들이 가공기어들의 특정범위에 대하여 기계동작을 최소화하는데 사용될 수 있음이 고려되어 있다. 예를들면 피벗지점 (Po)는 평면(VA)과의 기어축선상의 교선으로부터 기어 축선을 따라서 거리(Pg)(도시되어 있지 않음)을 통해서 이동될 수 있다. 그 경우에 있어서, 상기 등식의 오른쪽은 새로운 피벗축선위치에 대하여 벡터(r₁)를 새방향으로 들리도록 항(Pg g₁)를 뺌으로써 변경될 수 있다.

예시된 실시예에 따라서 본 발명에서 원하는 기계형상의 한예는 크래이들 회전의 평면(VR)에 직교하여 공구축선(T₁)을 정위치시키기 위해 제공되어 있다. 이것은 평면(VR)(즉, 제10도의 평면)에서 공구축선(T₁)의 궤적에 직교하여 뻗어 있는 선에 관한 공구 및 가공기어 축선들 양자를 회전시킴으로써 통상의 기계에 관하여 공구 및 가공기어의 상대적 방위를 보전하는 한 달성될 수 있다.

따라서 단위 벡터(v)는 공구축선(T₁)의 궤적에 대한 수선을 따라서 평면(VR)에 추가되었다. 단위 벡터(v)는 다음과 같이 수학적으로 표현된다.

공구축선(T₁)은 기울기(i)의 각에 대하여 크기가 같고 방향이 반대인 각량만큼 벡터(v)에 관하여 공구 및 가공기어 축선들의 양자를 회전시킴으로써 크래이들 축선(C₁)과 평행하게 정렬된다. 그러나, 회전량은 원하는 각 방위에 대하여 공구 축선을 방향 재설정하도록 선택되었으므로(즉, 평면(VR)에 수직하게), 기준 벡터(g₁,a₁및 r₁)들을 회전시키는 것만이 필요하다. 이들 기준벡터의 회전위치는 아래 관계에 따라서, 각각 벡터(“g”,“a”,“r”)에 의해서 주어진다.

제13도 및 제14도는 제10도 내지 제12도의 도면과 각각 대응된다. 하지만, 제14도의 비교적 작은 도면에 나타내야 하는 중요한 선의 수 때문에 제17도에서 크게 확대하여 도시하였다. 공구 및 가공물축선의 새로운 회전위치는 그들의 최초 위치에서 아래에 쓴 숫자 호칭(T₁,W₁)에 대하여 각각 T 및 W로 호칭하였다. 유사하게 기준벡터(g,a,r)는 대응 아래에 쓴 숫자 특성(g₁,a₁,r₁)에 의해서 표시된 그들의 새로운 위치가 도시되어 있다. 벡터(r)는 점(“A”)에서 공구센터의 새로운 위치로부터 점(Po)까지 뻗어있다. 상기에서 언급한 회전의 부분이 아닐지라도 크래들축선의 새로운 위치(회전하는 것처럼)는 제17도에서 “C”로 표시되어있다. 이것은 이론적인 창성 기어축선의 회전위치에 상응한다.

제13도의 평면은 본 발명의 새로운 기어 제작기계의 정면으로 된다. 그러므로, 공구축선(T)는 새로운 기계의 정면에 수직이다. 하지만, 가공물 축선(W)은 새로운 기계의 수평면에 전적으로 놓여있는 것은 바람직하다. 이것은 제13도의 평면에 돌출한 가공물 축선기준 벡터(g)의 새로운 방위와 일치하는 새로운 수평면에 궤적을 규정하므로서 쉽게 달성된다.

새로운 직교좌표 시스템은 새로운 기계의 정면에 부착되었다. 축(X,Y,Z)을 포함하고 있는 새로운 직교좌표 시스템의 원점은 점(Po)이 중심이며, 새로운 좌표 시스템의 X축선은 제13도의 평면에서 벡터(g)의 장축과 일직선으로 정렬되어 있다. 새로운 시스템의 Y축선은 X축선의 반시계 방향으로 90°회전 위치한 제13도의 평면에(즉, 새로운 기계의 정면)역시 놓여있다.

제15도는 제13도에서 X축선으로 나타난 본 발명의 추적에 따라서 기계의 새로운 수평면이 도시되어 있다. 가공물축선(W)은 제15도의 평면에서 전적으로 놓여있으며 새로운 기계의 정면과 각도(gm)를 이루고 있다.

새로운 좌표 시스템의 제3축선(Z)은 X축선에서 시계방향으로 90°회전위치한 제15도의 평면에서 규정되어 있다.

더 계산한 목적으로 단위 벡터(u_x,u_y,y_z)는 새로운 직교 좌표축선에 각각 소속되어 있다.

직교 단위 벡터는 아래와 같이 수학적으로 규정된다.

새로운 좌표 시스템에서 공구센터(A)의 위치는 아래의 관계식에서 주어진 바와 같이 각각의 좌표축선을 따라서 측정(X, Y, Z)함으로써 확인된다.

새로운 좌표 시스템의 원점, 점(Po)은 새로운 수평면에서 피벗되는 가공물 축선(W)의 새로운 기계에서 원점으로 역시 고려된다. 피벗축선(P)은 Y좌표축선을 따라서 점(Po)을 통해서 뻗어있다.

그러므로, 공구 축선(T)및 가공물축선(W)이 실제 길이로 나타나는 제15도의 수평면에서 피벗 축선(P)은 이들 도면의 평면 및 축선 모두에 수직으로 뻗어있다.

제15도에 도시된 공구 및 가공 기어축선(“gm”)사이에 각도 간격은 아래와 같이 계산된다.

공구축선(T)및 가공기어축선(W)와 상대 위치는 4개의 성분(x, y, z, gm)을 측정함으로써, 완전히 규정된다.

새로운 기계의 유동 기계축선은 각각의 이들 성분 방향을 따라서 가공기어 축선 및 공구축선의 상대위치를 독립적으로 조정하기 위해 제공된다.

제13도 내지 제16도에서 규정된 직교좌표시스템은 본 발명에서 여러 가지 기계축선의 운동 방향을 규정하기 위해서 제3도에 예시된 방향(x, y, z)에 정확하게 대응한다는 것은 이해하여야 한다.

제13도 내지 제16도의 배치에서 피벗 축선(P), 가공물 축선(W)및 공구축선 (T)은 더욱 앞선 도면에서 본 발명을 위해서 규정된 동일한 명칭의 축선에 역시 대응된다.

공구축선(T), 및 가공기어축선(W)의 상대위치를 제어하는 것에 부가해서, 축선(W)에 대하여 가공기어의 회전위치를 제어하는 것이 역시 중요하다.

제8도 및 제11도는 종래의 창성기계의 수평면에서 최초위치 회전기준 벡터 (a₁)을 예시하고 있다.

벡터(v)에 대하여 가공기어축선(W₁)의 회전은 벡터(a₁)를 종래의 기계의 수평면(H)에서 위치(a)로 움직이게 한다.

제16도는 새로운 기계의 수평면(x-z)에 대하여 벡터(a)의 회전위치를 도시한 가공기어축선(W)을 내려다본 것이다. 키 웨이 선분의 기울기량은 각도(알파)로 주어진다.

이러한 각도는 종래의 기계에서 가공기어의 최초 각도 위치에 대하여 가공기어 각도위치의 페이즈 시프트(phase shift)를 나타낸다.

각도 알파는 아래와 같이 규정된다.

비슷한 페이즈 조정각도 “베타”는 연속 분할이송방법이 사용될때 공구의 새로운 각도 위치를 얻는데 필요하다.

연속방법은 기계의 종래 창성운동에 부가하여 공구 및 가공기어 회전사이에서 시간관계가 덧붙여진다.

각도베타는 아래와 같이 주어진다.

통상 공구의 회전속도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하며, 페이즈 조절각도베타는 가공기어의 회전에 이전된다. 이것은 연속분할 이송에 요구되는 공구 및 가공기어회전의 동일한 소정의 비율에서 상기 조절의 비례량을 빼므로서 이루어진다.

그러므로, 인수(s, q, E_m, g_m1, X_b, i, j)에 의해서 종래의 창성기계용으로 규정된 공구(148)및 가공기어(150)의 상대위치는 직선 인수(x, y, z), 3개의 회전인수(gm, 알파, 베타)에 의해서 새로운 창선 기계에서 규정된다.

제7도 내지 제9도에 도시된 종래 기계를 사용하는 창성 과정에서, 크레이들 (144), 및 가공기어(150)는 각각의 축선에 대하여 좌표회전을 수행한다.

이것은 이론적인 창성기어가 가공기어와 맞물리는 것처럼 상대 롤링 운동으로서 알려져 있다. 이러한 기능을 제어하는 종래 기계의 ??업 인수는 제6a도 및 제6b도에서 Ra로서 나타냈다.

크레이들 로울의 각각의 위치는 다른 플라 각도(q)및 다른 가공기어 회전위치에 대응된다.

연속 분할이송 작용은 공구의 회전과 가공기어사이에서 시간관계(6a도 및 제6b도에서 Rc로 나타낸)를 상기 관계에 겹치게 한다.

본 발명의 성분(x, y, z, gm, 알파, 베타)에 상기에서 언급한 변형은 크래들의 각각의 로울위치로 수행되며, 종래의 기계에서 공구 및 가공기어의 회전위치와 결합된다.

x, y, z 및 gm의 새로운 성분치는 종래기계에서 이들 축의 동일한 상대위치를 표시하는 것이 필요한 새로운 기계에서 공구 및 가공기어 축선의 정확한 위치를 규정한다. 페이즈 각도 알파 및 베타는 새로운 좌표시스템에 변형을 동반하는 그들의 상대 위치에서 변화를 보상하기 위해서 종래의 기계에 연속분할이송 및 창성과 결합된 가공기어 및 공구의 알려진 회전위치를 조절한다.

따라서 종래의 창성기계의 창성로울은 상기 유도에 따라서 성분(x, y, z, gm, 알파, 베타)에 의해서 정확하게 나타나게 될 것이다.

상기 실시예에서 각도(q), 공구축선(T)을 통해서 창성로울의 각각의 예에서 공구축선(W)이 공구축선(T)에 평행인 수평면(x-z)내에서 각도 방위가 변하는 한편 고정된 각도 방위로 남아있다. 이러한 특징은 이들의 상대각도분리를 변화하도록 상대각도운동의 최소량이 요구되는 한편 공구와 가공기어 축선 사이에서 최소 및 최대 각도분리 모두를 허용한다.

상기의 수학적 관계가 벡터 작용의 관점에서 개시되었을지라도, 기어 이론가의 오랜 선택체제, 동일한 관계는 동등한 삼각법 표현 또는 단일 매트릭스 변형에 모인다. 예를들면 적절한 변형매트릭스는 매트릭스 체제에서 종래의 기계의 좌표 벡터(즉, e₁, e₂, e₃)에 대하여 새로운 기계의 좌표 단위 벡터(즉, u_x, u_y, u_z)의 방향코사인을 배열함으로써 정의된다.

종래의 기계에서(즉, g₁, a₁,r₁)공구 및 가공기어의 기준 벡터는 소정의 매트릭스를 곱하므로 새로운 기계의 좌표 시스템에서 새로운 기준벡터(즉, g, a, r)로 변형된다.

하지만, 변형이 달성되면, 피벗축선과 공구 또는 가공기어축선을 새로운 기계에 부착된 좌표시스템내에서 고정된 각도 방위로 규정된다. 바람직하게 새로운 기계의 3개의 직각 유동 축선은 좌표 시스템에 부착된 좌표 축선에 대응하는 방향으로 공구와 가공기어 사이에서 상대운동으로 제공되었다.

피벗 축성은 공구와 가공기어 축선사이에서 각도분리의 범위를 수용하도록 공구 및 가공기어 모두에 대하여 향해 있는 것은 중요하다. 상기 범위는 피벗 축선과 공구 및, 가공기어 축선 사이에서 상대 경사 각도사이에서 합 및 차이에 의해서 규정된다.

바람직하게는 피벗 축선은 부착된 좌표 시스템의 좌표 축선들중의 하나와 일렬로 정렬되어 있으며 공구축선과 가공기어축선과 직각을 형성하고 있다.

대체 실시예가 확장컵 연삭휠(152)이 공구헤드(154)에 설치된 제18도에 예시되어 있다. 그렇지않으면 예시한 기계는 제1도 및 제2도 기계와 동일하다. 전형적으로 확장 컵 연삭 휠은 비-창성 작용에서 종래이 베벨 및 하이포이드 창성 기계에 사용된다.

창성의 상대 로울링 운동을 일으키도록 종래의 기계 크래들을 사용하는 대신 기계 크래들은 확장 컵 휠을 치 길이를 따라서 전후방으로 요동시키는 진동운동을 전달하는데 사용된다.

이러한 점근은 비-창성기어의 연삭면에서 접촉상태를 개선하기 위해 우선적으로 사용된다.

종래의 기계의 좌표 시스템으로부터 본 발명의 기계로 동일한 변형은 크래들 회전의 각각의 증분으로 수행된다. 가공기어회전이 크래들회전과 더 이상 결합되지 않을지라도 상기에서 언급한 페이즈 각도 알파는 변형을 동반한 공구축선에 대하여 상대회전 위치에서 변화를 보상하도록 가공기어의 회전위치를 조정하는데 사용된다.

본 발명의 베벨 및 하이포이드 창성기계는 길이방향으로 만곡된 치평행 축선 기어를 생산하는데 사용된다는 것은 주목할 만하다.

종래의 베벨 및 하이포이드 창성기계에서 연속 분할이송작용에 따라서 이러한 기어생산방법은 미합중국 특허 번호 제4, 211, 511호에 개시되어 있다. 다시한번, 유동축선의 동일한 변형은 종래기계 입력이 기계축선의 상당히 단순화한 장치를 제어하는데 사용되도록 본 발명에 따라서 수행될 수 있다.

본 발명의 단지 제한된 수의 실시예가 상기에서 설명되었을지라도, 당해 기술에 익숙한자는 본 발명의 교시에 따라서 많은 다른 실시예가 쉽게 나타날 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다.

Claims

스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 베벨 및 하이포리스 기어의 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 창성하기 위한 타입의 기계에 있어서, 기계 베이스 ; 상기 베이스에 장착된 공구지지구 ; 상기 공구지지구에서 상기 공구를 공구축선(T)둘레에 회전시키기 위한 부재 ; 상기 베이스 상에 장착된 가공물지지구 ; 상기 가공물지지구에서 가공기어를 가공물축선(W) 둘레에 회전시키기 위한 부재 ; 3개의 직선축선(X, Y 및 Z)을 따라서 상기 공구지지구와 상기 가공물 지지구와의 사이에 상대운동을 부여하기 위한 부재 ; 하나 이하의 피벅축선(P) 둘레에서 상기 공구지지구와 상기 가공물 지지구와의 사이에 상대각운동을 부여하기 위한 부재 ; 및, 상기 가공기어에 상기 길이방향의 투쓰 스페이스를 창성시키기 위하여 공구 및 가공물 지지구의 사이의 상기 상대 직선운동과 함께 가공기어의 상기 회전을 실직적으로 동시에 제어하기 위한 부재로 구성되어 있으며, 상기 제어부재는 또한 공구와 가공물 지지구 사이의 상기 상대각운동을 실질적으로 동시에 제어하기 위한 부재를 포함하며, 이에 따라 기계상에 별개의 공구축선 경사기구가 종래 달성된 결과를 환수하는데 필요하지 않은 것을 특징으로 하는 기계.
제1항에 있어서, 상기 제어부재는 상기 공구축선, 상기 가공물 축선 및 상기 피벅축선에 대하여 경사진 하나 또는 그 이상의 위치를 취하는 공구 및 가공물 축선 사이의 상기 운동에 의해 형성된 이론적인 회전축선둘레에서 상기 공구축선과 상기 가공물 축선과의 사이에 상대각운동을 부여하기 위하여 제공된 것을 특징으로 하는 기계.
제2항에 있어서, 상기 제어부재는 또한 마치 상기 가공기어가, 상기 이론 회전축둘레를 회전하고 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 이론적인 창성기어와 맞물려있는 것처럼, 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에 선정된 상대구름운동을 더부여하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제3항에 있어서, 상기 이론적인 창성기어축선은 공구와 가공기어와의 사이의 상기 선정된 상대구름 운동 동안에 상기 기계베이스에 대하여 각도 방위에 있어서 변화하는 것을 특징으로 하는 기계.
제4항에 있어서, 상기 제어 부재는 또한 공구와 가공기어와의 사이의 상기 선정된 구름운동을 유지하도록 기계베이스에 대한 이론적인 창성기어의 상기 변화하는 각도 방위의 함수로서 가공 기어의 상기 회전을 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제5항에 있어서, 상기 제어 부재는 또한 서로서로와의 선정된 정사관계로 상기 가공기어 및 상기 공구 사이의 각각의 축선에 둘레에서의 상대운동을 실질적으로 동시에 제어하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제6항에 있어서, 상기 제어부재는 또한 공구와 가공기어와의 사이의 상기 선정된 상대운동도중에 공구와 가공기오와의 사이의 상기 선정된 정사관계를 유지하도록 기계베이스에 대한 이론적인 창성기어축선의 상기 변화하는 각도 방위의 함수로서 공구의 상기 회전과 가공기어의 상기 회전중의 하나를 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제7항에 있어서, 상기 제어부재는 또한 공구와 가공기어와의 사이의 상기 선정된 상대 구름운동도중에 공구와 가공기어와의 사이의 상기 선정된 정시관계를 유지하도록 기계베이스에 대하여 이론적인 창성기어의 상기 변화하는 각도 방위의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 더 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제5항에 있어서, 상기 이론적인 창성기어는 공구와 가공기어와의 사이의 상기 상대구름운동도중에 상기 가공물 축선 및 상기 공구축선 양자 모두에 대하여 실질적으로 일정한 각도 경사로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제1항에 있어서, 상기 공구축선과 상기 가공물 축선중의 하나는 상기 기계베이스에 대하여 고정된 각도 방위에 유지되며 상기 2개의 축선중의 나머지는 상기 기계베이스에 대하여 각도 방위에 있어서 변화하며 ; 상기 공구축선 및 상기 가공물축선 양자 모두는 상기 가공기어에 길이방향의 투쓰 스페이스를 창성시키는 도중에 상기 피벗축선에 대한 일정 각도경사로 유지되는 것을 특징으로 하는 기계.
제10항에 있어서, 피벗축선과 각각 공구 및 가공물 축선과의 사이에 형성된 상기 일정 경사각도의 합과 차는, 경사각도 사이의 상기 차가 상기 경사각도의 어느 하나의 크기보다 더 작도록 상기 공구축선과 상기 가골물 축선과의 사이에 각도 분리 범위를 규정하는 것을 특징으로 하는 기계.
제11항에 있어서, 공구와 가공물 축선사이의 상기 각도분리범위는 적어도 0°내지 100°인 것을 특징으로 하는 기계.
제1항에 있어서, 상기 공구지지구는 상기 직선 축선중의 하나(X)를 따르는 운동을 위하여 상기 베이스상에 장착된 왕복대, 상기 직선축선중의 다른 하나(Y)를 따르는 운동을 위하여 상기 왕복대에 의해 지지된 공구헤드, 및 상기 공구를 상기 공구축선(T)둘레에 회전적으로 장착하기 위해 상기 공구헤드에 저어널실으로 지지된 공구 스핀들을 포함하고 있으며, 상기 제어부재는 상기 왕복대와 상기 공구헤드가 이동되는 각각의 직선축선(X,Y)에 의해 형성된 평면내에서의 상기 공구축선(T)에 의해 추적된 결과적인 경로가 원으로부터 벗어나도록 상기 왕복대 및 상기 공구헤드의 운동을 제어하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기체.
제13항에 있어서, 상기 가공물 지지구는 상기 직선방향중의 나머지 하나(Z)에 있어서의 운동을 위하여 상기 베이스에 장착된 테이블, 상기 피벗축선(P)둘레에서의 각운동을 위하여 상기 테이블 상에 피벗식으로 장착된 주축대, 및 상기 가공기어의 상기 가공물 축선(W)툴레에 회전적으로 장착시키기 위하여 상기 주축대에 저어널식으로 지지된 가공물 스핀들을 포함하고 있으며, 상기 제어부재는 또한 상기 공구축선(T), 상기 가공물 축선(W)및 상기 피벗축선(P)에 대하여 경사진 이론적인 회축선(C) 둘레에 상가 공구스핀들과 상기 가공물 스핀들과의 사이에 상대각운동을 부여하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제14항에 있어서, 상기 3개의 직선 축선(X,Y,Z)은 실질적으로 상호직교이며 상기 피벗축선(P)은 상기 3개의 직교직선축선(X,Y,Z)중의 하나와 실질적으로 평행한 방향으로 뻗으며 가공 기어의 부근에서 상기 가공물 축선(W)과 실질적으로 교차하는 것을 특징으로 하는 기계.
제15항에 있어서, 상기 3개의 상호 직교직선축선(X,Y,Z)은 좌표계를 형성하며, 상기 제어부재는 또한 상기 좌표계내에서의 상기 이론회전축선의 각도방위를 변화시키기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제16항에 있어서, 상기 이론회전축선(C)은 상기 가공물 축선(W)및 상기 공구축선(T)에 대하여 실질적으로 일정한 각도경사로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제17항에 있어서, 상기 제어 부재는 또한 가공물축선(W)둘레에서의 가공기어의 상기 회전과의 정시관계로 공구축선(T) 둘레에서의상기 공구회전을 실질적로 동시에 제어하기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기계.
기어에 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스의 양 플랭크를 가공하기 위하여 앞면으로부터 돌출한 스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 베벨 및 하이포이드 기어를 창성하기 위한 형식의 컴퓨터 수치제어기계에 있어서, 공구축선둘레에서의 회전을 위하여 상기 공구를 장착하기 위한 지지구 ; 가공물 축선둘레에서의 회전을 위하여 가공기어를 장착시키기 위한 지지구 ; 상기 공구를 그 축선둘레에서 회전시키기 위한 부재 ; 상기 가공 기어를 그 축선둘레에서 회전시키기 위한 부재 ; 3개의 직선방향에서 서로 대하여 상기 가공물지지구와 상기 공구지지구를 상대적으로 이동시키기 위한 부재 ; 피벗축선둘레에서 서로에 대하여 상기 공작물 지지구와 상기 공구지지구를 상대적으로 피벗회전시키기 위한 부재 ; 및 상기 공구를 가공기어의 상기 투쓰 스페어와 작동적으로 맞물리게 하기 위하여 그리고 마치 가공기어가 상기 소정의 구름 운동에 의해 형성된 회전축선과 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 투쓰 플랭크를 가진 이론적인 창성기어와 맞물려 있는 것처럼, 상기 공구와 상기 가공기어 사이에 소정의 상대구름운동을 부여하기 위하여, 공구 및 가공 기어 사이에서의 상기 상대직선운동과 함께 가공기어의 상기 회전을 실질적으로 동시에 제어하기 위한 컴퓨터로 구성되어 있으며 ; 상기 컴퓨터는 또한 상기 창성기어축선으로 경사진 상기 공구축선을 상대적으로 방위설정하도록 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 상대 피벗지지를 실질적으로 동시에 제어하기 위하여 구비되어 있으며, 이에 따라 창성 기어 범위가 그렇지 않은 경우에 있어서 통상적으로 이 목적을 위하여 별개의 기계적 구조를 필요로 하는 상기 소정의 구름운동에 의해 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제19항에 있어서, 상기 창성기어축선은 가공기어에 상기 투쓰 스페이스의 양 플랭크를 창성시키는 도중에 상기 피벗축선에 대한 경사에 있어서 변화하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제20항에 있어서, 상기 창성기어축선은 가공기어에 상기 투쓰 스페이스의 양 플랭크를 창성시키는 도중에 상기 가공물 축선과 상기 공구축선에 대하여 실질적으로 일정한 각도 경사로 유지되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제21항에 있어서, 상기 컴퓨터는 또한 공구와 가공기어와의 사이의 상기 선정된 구름운동을 유지하도록 피벗축선에 대한 창성기어 축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 조정하기 위하여 구비되어있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치 제어기계.
제22항에 있어서, 상기 컴퓨터는 또한 서로서로와의 선정된 정시 관계로 상기 가공기어와 상기 공구와의 사이의 각각의 축선둘레에서의 상대회전을 제어하기 위하여, 그리고 가공기어에 상기 투쓰 스페이스의 양 플랭크를 창성시키는 도중에 공구와 가공기어와의 사이의 상기 선정된 정시관계를 유지하도록 피벗축선에 대하여 창성기어축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 상기 공구의 회전과 상기 가공기어의 회전중의 하나를 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제23항에 있어서, 상기 컴퓨터는 또한 상기 선정된 정시관계를 유지시키기 위하여 가공기어의 상기 회전을 더 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제21항에 있어서, 하나 이하의 피벗축선이 상기 공구 및 가공물 축선의 각도 방위를 서로서로에 대하여 변화시키기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제25항에 있어서, 상기 공구 및 가공물 축선 양자 모두는 가공기어에 상기 투쓰 스페이스의 양. 플랭크를 창성시키는 도중에 상기 피벗축선에 대하여 일정한 경사각도로 유지되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제26항에 있어서, 상기 일정한 경사각도의 합과 차는, 경사각도 사이의 상기 차가 상기 경사각도의 어느 하나의 크기보다 작도록 상기 공구와 가공물 축선과의 사이의 각도분리범위를 규정하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제27항에 있어서, 상기 피벗축선은 상기 공구축선과 상기 가공물 축선 양자 모두에 실질적으로 수직으로 뻗은 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제28항에 있어서, 상기 3개의 직선방향은 상호 직교이며 상기 피벗축선은 상기 방향중의 하나와 일직선 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
앞면으로 부터 돌출한 스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 한쌍의 베벨 및 하이포이드 기어중 적어도 하나의 부재에 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 창성시키기 위한 형식의 컴퓨터 수치제어기계에 있어서, 공구축선둘레에서의 회전을 위하여 상기 공구를 장착시키기 위한 지지구 ; 공작물 축선둘레에서의 회전을 위하여 짝을 이루는 가공기어쌍중의 하나의 부재를 장착시키기 위한 지지구 ; 상기 공구를 상기 공구 축선둘레에서 회전시키시 위한 부재 ; 상기 하나의 부재를 상기 가공물 축선둘레에서 회전시키기 위한 부재 ; 서로서로에 대해 상기 가공물 지지구와 상기 공구지지구를 3개의 직선방향으로 상대적으로 이동시키기 위한 부재 ; 서로서로에 대해 상기 가공물 지지구와 상기 공구지지구를 피벗 축선둘레에서 상대적으로 피벗 회전시키기 위한 부재 ; 및, 하나의 부재에 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 창성시키기 위하여 하나의 부재의 상기 회전과 가공물 및 공구지지구 사이에서의 상기 상대 직선운동을 실질적으로 동시에 제어하기 위하 컴퓨터로 구성되어 있으며, 상기 컴퓨터는 또한 상기 공구축선으로 경가신 회전축선을 가진 상기 가공기어쌍의 나머지 부재의 치면을 표면하도록 공구의 상기 스톡제거표면에 상기 하나의 부재에 대하여 방향설정되도록 가공물 및 공구지지구 사이에서의 상기 상대 피벗회전을 실질적으로 동시에 제어하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제30항에 있어서, 상기 컴퓨터는 또한 마치 상기 하나으 부재가 상기 가공기어쌍중의 나머지 부재와 맞물려 있는 것처럼 상기 공구와 상기 하나의 부재와의 사이의 선정된 상대구름운동을 제어하기 위해 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제31항에 있어서, 상기 나머지 부재의 축선은 상기 가공물 축선 둘레의 위치에서 변화하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제32항에 있어서, 상기 컴퓨터는 또한 공구와 하나의 부재와의 사이의 상기 선정된 상대구름운동을 유지하도록 나머지 부재의 축선의 위치에서의 상기 변화를 보상하기 위하여 하나의 부재의 상기 회전을 조정하기 위해 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제33항에 있어서, 상기 가공물 축선은 상기 공구축선둘레의 위치에서 변화하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제34항에 있어서, 상기 컴퓨터는 또한 서로서로의 선정된 정시 관계로 각각의 축선둘레에서의 상기 가공기어와 상기 하나의 부재 사이의 상대회전을 제어하기 위하여, 그리고 공구 및 가공기어의 회전사이의 상대회전을 제어하기 위하여, 그리고 공구 및 가공기어의 회전사이의 상기 선정된 정시관계를 유지하도록 공구축선둘레에서의 가공물 축선의 위치의 상기 변화를 보상하기 위하여 상기 공구의 회전과 상기 하나의 부재의 회전중의 하나를 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제35항에 있어서, 상기 컴퓨터는 공구와가공기어의 회전사아의 상기 소정된 정시관계를 유지시키기 위하여 가공기어의 상기 회전을 추후 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제33항에 있어서, 상기 공구축선과 상기 가공물 축선은 공구와 가공기어 사이의 상기 상대구름운동도중에 상기 피벗축선에 대하여 실질적으로 일정한 경사각도로 유지되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제37항에 있어서, 피벗축선과 각각의 공구 및 가공물 축선과의 사이에 형성된 상기 일정 경사각도의 합과 차는, 경사각도 사이의 상기 차가 상기 경사각도의 어느 하나의 크기보다 더 작도록 상기 공구축선과 상기 가공물 축선과의 사이에서의 각도분리범위를 규정하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제38항에 있어서, 상기 피벗축선은 상기 공구축선과 상기 가공물축선 양자 모두에 실질적으로 수직으로 뻗은 것은 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제39항에 있어서, 상기 3개의 직선방향은 상호 지교이며 상기 피벗축선은 상기 방향중의 하나와 일직선 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 베벨 및 하이포이드 기어에 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 창성시키기 위한 형식의 기계에 있어서, 기계베이스 ; 상기 베이스상에 장착된 공구지지구 ; 상기 공구를 장착시키기 위하여 상기 공구지지구에 저어널식으로 지지되어 있는 상기 공구스핀들 ; 상기 공구를 회전시키기 위한 부재 ; 상기 베이스상에 피벗식으로 장착된 가공물 지지구 ; 가공기어를 장착시키기 위하여 상기 가공물 지지구에 저어널식으로 지지된 가공물 스핀들 ; 상기 가공기어를 회전시키기 위한 부재 ; 서로에 대하여 상기 공구지지구와 가공물 지지구를 상대적으로 운동시키기 위한 부재 ; 및 마치 상기 가공기어가, 상기 상대구름운동에 의해 형성된 회전축선과 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 이론적인 창성기어와 맞물려 있는 것처럼 상기 공구와 상기 가공기어 사이에서 소정의 상대구름운동을 달성시키기 위한 부재로 구성되어 있으며, 상기 구름운동부재는 상기 공구스핀들의 고정된 각도방위와 다른 하나 또는 그 이상의 각도방위에 이론적인 창성기어의 상기 회전축선을 위치결정하기 위하여 구비되어 있으며, 이에 따라 이론적인 창성기어에 대한 공구스핀들의 경사와 관련된 종래의 창성효과는 고정된 방위에 유지된 공구스핀들로 달성되는 것을 특징으로 하는 기계.
제1항에 있어서, 상기 창성기어축선은 공구 및 가공기어 사이의 상기 선정된 상대구름운동도중에 상기 기계베이스에 대하여 각도방위에 있어서 변화하는 것을 특징으로 하는 기계.
제42항에 있어서, 상기 가공기어의 회전은 창성기어축선의 각도 방위에 있어서의 상기 변화의 함수로서 상기 선정된 상대구름운동을 유지하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 기계.
제43항에 있어서, 상기 구름운동은 피벗축선둘레에서 상기 공구지지구에 대하여 상기 가공물 지지구를 피벗회전시키기 위한 부재를 포함하고 있으며, 상기 가공물 스핀들은 상기 선정된 상대구름운동도중에 상기 공구스핀들에 대하여 각도방위에 있어서 변화하는 것을 특징으로 하는 기계.
제44항에 있어서, 상기 가공물 스핀들과 상기 공구스핀들은 상기 선정된 상대구름운동도중에 상기 피벗축선에 대하여 실질적으로 일정한 경사각도로 유지되는 것을 특징으로 하는 기계.
제45항에 있어서, 상기 구름운동은 3개의 직선방향에 있어서 상기 가공물 스핀들에 대하여 상기 공구스핀들은 운동시키기 위한 부재를 포함하고 있으며, 상기 방향중의 하나는 상기 공구 스핀들을 따르며 다른 하나는 상기 피벗축선을 따르는 것을 특징으로 하는 기계.
스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 베벨 및 하이포이드기어에 투쓰 스페이스를 창성시키기 위항 형식의 컴퓨터 수치제어기계에서 있어서, 공구축선둘레에서의 회전을 위하여 상기 공구를 장착시키기 위한 지지구 ; 가공물축선둘레에서의 회전을 위하여 가공기어를 장착시키기 위한 지지구 ; 상기 공구축선둘레에서 상기 공구를 회전시키기 위한 구동모우터 ; 상기 가공물축선둘레에서 상기 가공기어를 회전시키기 위한 구동 모우터 ; 3개의 직선축을 따라서 서로서로에 대하여 상기 가공물지지구와 상기 공구지지구를 상대적으로 이동시키기 위한 각각의 구동 모두터 ; 및, 피벗축선둘레에서 서로서로에 대하여 상기 가공물 지지구와 상기 공구지지구를 상대적으로 피벗회전시키기 위한 구동 모우터 ; 및, 각각의 상기 축선에 대하여 공구 및 가공기어의 위치에 관계된 피이드백 정보를 제공하기 위하여 각각의 상기 구동 모우터와 결합된 엔코우더 ; 및, 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에 소정의 상대구름운동을 부여하기 위하여, 마치 가공기어가, 상기 소정의 구름운동에 의해 형성된 회전축선과 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 투쓰플랭크를 가진 이론적인 창성기어와 맞물려 있는 것처럼, 각각의 상기 구동 모우터를 소정의 설치위치로 이동시키기 위하여 그리고 상기 가공기어구동모우터와 상기 각각의 구동 모우터를 실질적으로 동시에 제어하기 위한 컴퓨터로 구성되어 있으며, 상기 컴퓨터는 상기 이론적인 창성기어의 증분회전위치를 결정하기 위한, 그리고 상기 소정의 구름운동을 부여하는 것과 관계된 각각의 상기 구동모우터를 제어하기 위해 상기 증분위치에 근거를 두고 연산을 수행하기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제47항에 있어서, 상기 컴퓨터는 상기 공구축선에 대하여 경사진 창성기어축선을 형성하고 선정된 구름운동을 부여하는 상기 다른 동시피제어모우터와 함께 상기 피벗구동모우터를 실질적으로 동시에 제어하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제48항에 있어서, 상기 연산은 상기 창성기어축선에 부속된 제1좌표계에서의 상기 공구 및 상기 가공기어의 위치를 상기 기계에 부속된 제2좌표계에서의 새로운 위치로 변환시키는 것을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제49항에 있어서, 상기 새로운 위치는 자신의 축선둘레에서 상기 가공기어의 위치와 상기 3개의 직선축선을 따르는 그리고 상기 피벗축선둘레에서의 상기 가공물 및 공구지지구의 상대위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
제47항에 있어서, 상기 컴퓨터는 또한 서로 선정된 정사관계에 있는 각각의 축선둘레에서의 상기 가공기어와 상기 공구와의 사이에서의 상대회전을 제어하기 위하여 제공되어 있으며, 상기 가공물 구동 모우터는 상기 선정된 정시관계를 유지하도록 상기 공구축선 둘레에서의 상기 가공물 축선의 상대위치에 있어서의 변화를 보상하기 위하여 제어되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 수치제어기계.
공구와 가공기어의 초기위치를 설정하기 위한 6개 이하의 가동 기계 축선을 포함하며 상기 공구를 상기 가공기어와 작동적으로 맞물레게 하기 위하여, 스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여, 베벨 및 하이포이드 기어를 창성시키기 위한 타입의 기계에 있어서, 상기 가공기어를 회전시키기 위한 축선 ; 상기 공구를 회전시키기 위한 축선 ; 서로에 대하여 상기 공구와 상기 가공기어를 변환시키기 위한 3개의 축선 ; 서로에 대하여 상기 공구와 상기 가공기어를 피벗회전시키기 위한 하나 이하의 축선 ; 상기 운동에 의해 형성된 이론적인 회전축선둘레에서 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에 소정의 상대구름운동을 유지하도록 상기 가공물 축선둘레에서의 상기 이론회전축선의 추가적인 상대운동을 보상하기 위하여 상기 가공기어의 회전을 조정하기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제52항에 있어서, 상기 운동부재는 또한 서로 선정된 정시관계에 있는 각각의 축선둘레에서의 상기 가공기어와 상기 공구와의 사이에 상대 회전을 부여하기 위하여, 그리고 상기 선정된 정시 관계를 유지하도록 상기 공구축선둘레에서의 상기 가공물 축선의 추가적인 상대운동에 반응하여 상기 가공기어의 회전과 상기 공구의 회전중의 하나를 조정하기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기계.
제53항에 있어서, 상기 이론회전축은 마치 가공기어가 상기 이론회전축선에 의해 형성된 회전축선과 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 형성된 치면을 가진 이론적인 창성기어와 맞물려있는 것처럼 상기 공구와 상기 가공기어 사이에서의 상대구름운동에 의해 더 형성되는 것을 특징으로 하는 기계.
제54항에 있어서, 상기 창성기어축선은 상기 공구축선에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 기계.
치면이 공구의 스톡제거표면과 상기 가공기어에 대한 상기 공구의 상대운동에 의해 가공기어에 형성되는 포락 과정에서 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 가진 베벨 및 하이포이드 기어를 제작하기 위한 타입의 장치에 있어서, 공구축선둘레에서 상기 공구를 회전시키기 위한 부재 ; 가공물 축선둘레에서 상기 가공기어를 회전시키기 위한 부재 ; 3개의 방향으로 서로에 대하여 상기 공구축선과 상기 가공물 축선을 변환시키기 위한 부재 ; 서로에 대하여 상기 공구축선 및 가공물 축선을 피벗회전시키기 위한 부재 ; 및, 공구와 가공물 축선사이에서 작용평면에 대하여 각도상으로 가공기어의 상기 치면과의 맞물림 경로에 상기 스톡제거표면을 운동시키기 위해 공구 및 가공물 축선 사이에서의 상기 변환과 함께 가공기어의 상기 회전을 실질적으로 동시에 제어하기 위한 부재로 구성되어 있으며, 상기 제어부제는 또한 공구와 가공물 축선과의 사이에서의 상기 회전지지를 실질적으로 동시에 제어하고 이에 따라 상기 축선이 경사지고 상기 피벗축선에 대한 경사가 변화하는 상기 공구축선과 상기 가공물 축선과의 사이의 이론회전축선을 형성하기 위하여 구비되어 있으며, 이에 따라 공구와 가공기어 사이의 상기 맞물림 각도형성은 더욱이 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제56항에 있어서, 상기 스톡제거표면은 0보다 더 큰 압력각도에서 상기 공구축선으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제57항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이의 상기 맞물림 경로는 게다가 마치 상기 가공기어가, 상기 이론축선둘레에서 회전하고 상기 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 이론적 창성기어와 맞물려 있는 것처럼 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에서의 선정된 상대구름운동에 의해 형성된는 것을 특징으로 하는 장치.
제58항에 있어서, 상기 제어부재는 또한 공구와 가공기어사이에서의 선정된 구름운동을 유지하도록 피벗축선에 대하여 창성기어의 상기 변화하는 경사의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제59항에 있어서, 상기 제어부재는 서로 정시관계에 있는 각각의 축선둘레에서의 상기 가공기어 및 상기 공구 사이의 상대회전을 제어하기 위하여, 그리고 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 선정된 구름운동 도중에 공구 및 가공기어 사이의 상기 선정된 정시관계를 유지하도록 피벗축선에 대한 창성기어축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 상기 공구의 회전과 상기 가공기어 회전중의 하나를 조정하기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제60항에 있어서, 상기 제어부재는 또한 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 선정된 정시관계를 유지하도록 창성기어축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 상기 가공기어의 회전을 더 조정하기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제59항에 있어서, 상기 창성기어축선은 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 상대구름운동 도중에 상기 가공물 축선과 상기 공구축선 양자 모두에 대하여 실질적으로 일정한 각도경사로 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
제57항에 있어서, 상기 공구축선과 상기 가공물 축선은 양자 모두 공구와 가공기어 사이의 상기 맞물림 경로를 따라서 상기 피벗축선으로의 일정각도경사에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제63항에 있어서, 피벗축선과 각각의 공구 및 가공물 축선과의 사이에 형성된 상기 일정경사각도의 합과 차는, 경사각도 사이의 상기 차가 상기 경사각도의 어느 하나의 크기보다 더 작도록 상기 공구축선과 상기 공작물 축선과의 사이에서의 각도분리범위를 규정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제64항에 있어서, 상기 피벗축선은 상기 공구축선과 상기 가공물 축선 양자 모두에 실질적으로 수직으로 뻗은 것을 특징으로 하는 장치.
제65항에 있어서, 상기 3개의 직선방향은 상호 직교이며 상기 피벗축선은 상기 방향중의 하나와 일직선 정렬되며 상기 공구축선은 상기 방향중의 다른 하나와 일직선 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
공구부재와 성형될 가공기어부재를 위치결정 및 상대운동시키기 위하여 N개의 가동축선을 가진 제1기어제작기계상에서 기어를 제작하기 위한 장치에 있어서, 상기 제 1기계의 상기 N개의 축선중의 어떤 축선과 동일한 형상으로 배열(상기 M개의 축선은 상기 N개의 축선보다 축선의 개수가 더 많음)되어 있는 M개의 축선중의 어떤 축선을 가진 제2기어 제작기계를 사용하여 소정의 기어를 성형시키기기 위해 필요한 바와 같은, 상기 부재들 사이의 위치 및 상대운동을 표현하는 상기 M개의 가동축선에 대한 신호값을 발생시키기 위한 부재 ; 상기 M개의 축선에 대한 상기 신호값을 상기 N개의 축선에 대한 신호값(M개의 축선중의 상기 어떤 축선에 대한 상기 신호값들은 동일형상으로 배열된 N개의 축선중의 상기 어떤 축선에 대한 상호 신호값과 다름)으로 변환시키기 위한 부재 ; 및 상기 가공기어 부재로부터 상기 소정의 기어를 성형하기 위하여 상기 N개의 축선에 대한 상기 신호값에 반응하여 상기 제1기어 제작기계를 제어하기 위한 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제67항에 있어서, 상기 M개의 축선에 대한 신호값을 발생기키기 위한 상기 부재는 길이방향으로 만곡된 치를 가진 하이포이드 및 베벨기어를 제조하기 위하여 그와 같은 값을 발생시키기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제68항에 있어서, 상기 M개의 축선중의 하나는 상기 공구부재와 상기 가공기어부재 사이에 상대구름운동을 부여하기 위하여 회전가능한 크레이들인 것을 특징으로 하는 장치.
제69항에 있어서, 상기 M개의 축선중의 적어도 하나는 크레이들 축선에 대하여 공구축선을 경사지게하기 위하여 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제70항에 있어서, 상기 N개의 축선을 6개의 가동기계축선과 동등하며 상기 M개의 축선은 적어도 9개의 가동축선과 동등한 것을 특징으로 하는 장치.
스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 연속분할이송과정에 따라 길이방향으로 만곡된 치의 기어를 창성하기 위한 타입의 장치에 있어서, 베이스 ; 상기 베이스에 장착되어 있으며 공구가 회전가능한 공구축선을 형성하는 공구지지구, 상기 베이스에 대하여 고정된 각도방위를 가진 상기 공구축선 ; 가공기어가 회전가능한 가공물 축선을 형성하는 상기 베이스에 장착된 가공기어 지지구 ; 상기 공구축선과 상기 가공물축선에 대하여 소정의 경사로 경사지고 상기 가공물 축선이 상기 베이스에 대하여 피벗식으로 장착된 하나 이하의 피벗축선 ; 상기 공구를 회전시키기 위한 부재 ; 상기 가공기어를 회전시키기 위한 부재 ; 상기 공구 및 가공물 지지구 사이에 3차원 직선상대운동을 발생시키기 위한 직선운동부재 ; 및 이론 회전축선둘레에서 공구와 가공기어 사이에 소정의 상대구름운동을 부여하기 위하여 그리고 서로 소정의 정시관계에 있는 각각의 축선둘레에서 상기 가공기어와 상기 공구와의 사이에서의 상대운동을 실질적으로 동시에 제어하기 위하여 공구 및 가공물 지지구 사이에서의 상기 직선운동과 함께 상기 가공기어의 회전을 실질적으로 동시에 제어하기 위한 운동제어수단으로 구성되어 있으며, 상기 운동제어수단은 공구 및 가공기어 사이에 상기 소정의 정시관계를 유지하도록 상기 창성기어 축선둘레에서의 상기 공구축선의 운동의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 조정하기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제72항에 있어서, 상기 이론회전축선은 상기 베이스에 대하여 방위에 있어서 변화하며, 상기 가공기어의 회전은 게다가 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 선정된 구름운동을 유지하도록 베이스에 대하여 상기 이론회전축선의 변화의 함수로서 조정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제73항에 있어서, 상기 선정된 구름운동은 게다가, 마치 상기 가공기어가, 상기 이론축선둘레에서 회전하며 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 이론적 창성기어와 맞물려 있는 것처럼 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 베벨 및 하이포이드 기어에 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 성형시키는 방법에 있어서, 상기 공구를 공구지지구에 장착시키는 단계 ; 가공기어를 가공기어지지구에 장착시키는 단계 ; 상기 공구를 상기 공구를 관통하는 축선둘레에 회전설치하는 단계 ; 상기 가공기어를 상기 가공기어를 관통하는 축선둘레 회전설치하는 단계 ; 상기 가공물 및 공구지지구를 서로에 대하여 직선적으로 초기 위치결정하기 위하여 3개의 직선축선을 따라서 상기 가공물 지지구에 대하여 상기 공구지지구를 상대 이동시키는 단계 ; 상기 가공물 및 공구지지구를 서로에 대하여 각도상으로 초기 위치결정하기 위하여 하나이하의 피벗축선둘레에서 상기 공구지지구에 대하여 각도상으로 상기 가공물 지지구를 상대적으로 피벗회전시키는 단계 ; 및 가공기어의 상기 회전, 가공물과 공구지지구 사이에서의 상기 직선운동, 및 상기 공구축선에 경사져 있는 이론축선둘레에서 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에서의 소정의 구름운동으로 상기 공구을 상기 가공기어와 작동적으로 맞물리게 하도록 가공물과 공구지지구 사이에서의 상기 피벗회전을 실질적으로 동시에 제어하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제75항에 있어서, 상기 이론적인 회전축선은 상기 선정된 구름운동도중에 상기 피벗축선에 대한 경사에 있어서 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
제76항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 구름운동을 유지하도록 피벗축선에 대하여 이론축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 조정하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제77항에 있어서, 상기 소정의 구름운동은, 상기 이론축선둘레에서 회전하고 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 이론적 창성기어와의 맞물림을 통하여 상기 가공기어구름에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 방법.
제78항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 구름운동 도중에 서로 소정의 정시관계에 있는 각각의 축선둘레에서의 상기 가공기어와 상기 공구와의 사이에 상대회전을 부여하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제79항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 정시관계를 유지하도록 피벗축선에 대한 창성기어축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 상기 공구의 회전과 상기 가공기어의 회전중의 하나를 조정하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제80항에 있어서, 상기 회전중의 하나를 조정하는 단계를 게다가 공구 및 가공기어 사이에서의 상시 소정의 정시관계를 유지하도록 상기 가공기어의 회전을 조정하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제75항에 있어서, 상기 3개의 직선축선은 상호 직교방향이며, 상기 공구축선은 상기 직교방향중의 하나와 일직선정렬되어 있으며 상기 피벗축선은 상기 방향중의 다른 하나와 일직선정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 베벨 및 하이포이드 기어에 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 성형하는 방법에 있어서, 기계베이스에 대하여 고정된 각도방위로 상기 공구를 장착시키는 단계 ; 가공기어와 맞물려 있는 상기 공구를 회전시키는 단계 ; 3개의 직선기계축선을 따라서 상기 가공기어에 대하여 상기 공구를 상대이동시키는 단계, 상기 공구에 대하여 상기 가공기어를 피벗회전시키는 단계, 및 마치 가공기어가 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면과 공구의 상기 고정된 각도방위와 다른 하나 또는 그 이상의 각도방위에 위치되어 있는 회전축선을 가진 이론적인 창성기어와 맞물려 있는 것같이 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에 소정의 상대구름운동을 부여하도록 상기 가공기어를 그 축선상에서 회전시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제83항에 있어서, 가공기어에 대하여 공구를 상대적으로 운동시키는 상기 단계는 상기 공구의 운동이 원으로부터 벗어난 곡선경로를 추적하는 평면을 형성하는 2개의 직교방향에 있어서 상기 베이스에 대한 상기 공구 및 가공기어 사이에서의 상대운동을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제84항에 있어서, 상기 창성기어축선은 상기 베이스에 대하여 방위에 있어서 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
제85항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 구름운동을 유지하도록 베이스에 대하여 창성기어의 상기 변화하는 방위의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 조정하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제86항에 있어서, 서로 정시관계에 있는 각각의 축선둘레에서의 상기 가공물과 상기 공구와의 사이에 상대회전을 부여하는 추후단계와, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 구름운동도중에 공구와 가공기어 사이에서 상기 소정의 정시관계를 유지하도록 베이스에 대하여 창성기어축선의 상기 변화하는 방위의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 조정하는 추후단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
치면이 공구의 스톡제거표면과 상기 가공기어에 대한 상기 공구의 상대운동에 의해 가공기어에 형성되는, 포락과정에 따라서 길이 방향으로 만곡된 치를 가진 베벨 및 하이포이드 기어를 제작하는 방법에 있어서, 공구지지구에서의 회전을 위해 상기 공구를 회전시키는 단계 ; 가공물지지구에서의 시작위치로 상기 가공기어를 회전시키는 단계 ; 3개의 직선축선을 따라서 상기 시작위치로 상기 공구지지구와 상기 가공물 지지구를 이동시키는 단계; 서로에 대하여 상기 공구지지구와 가공물 지지구를 상기 시작위치로 피벗회전시키는 단계, 및 가공기어의 상기 회전, 가공물 및 공구지지구 사이의 상기 직선운동, 및 상기 가공물 및 공구지지구 사이의 작용평면에 대하여 각도상으로 가공기어의 상기 치면과의 맞물림 경로에서 공구의 상기 스톡제거표면을 이동시키고 이에 따라 상기 공구축선이 경사지고 상기 피벗축선에 대하여 경사가 변화하는 상기 공구축선과 상기 가공물 축선 사이에서 이론회전축선을 형성하기 위한 상기 가공물 및 공구지지구 사이에서의 상기 피벗회전을 실질적으로 동시에 제어하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제88항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 맞물림 경로는 게다가, 마치 가공기어가, 상기 이론회전축선둘레에서 회전하고 상기 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 이론적인 창성기어와 맞물려 있는 것처럼, 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이의 소정의 상대구름운동에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제89항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 구름운동을 유지하도록 피벗축선에 대하여 창성기어축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 상기 가공기어의 회전을 조정하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제90항에 있어서, 서로 소정의 정시관계에 있는 각각의 축선둘레에서의 가공기어 및 상기 공구사이에 상대회전을 부여하는 추후 단계와, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 구름운동도중에 공구 및 가공기어 사이에서 상기 소정의 정시관계를 유지하도록 피벗베이스에 대하여 창성기어축선의 상기 변화하는 경사의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 추후조정하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제88항에 있어서, 상기 가공기어는 기어쌍중의 하나의 부재이며, 공구 및 가공기어 사이의 상기 맞물림 경로는 게다가 마치 상기 가공기어가, 상기 이론회전축선둘레에서 회전하고 상기 공구의 상시 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 상기 쌍중의 나머지 부재와 맞물려 있는 것처럼 상기 공구와 상기 가공 기어와의 사이에서의 소정의 상대구름운동에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제92항에 있어서, 나머지 부재의 축선에 대한 공구축선의 상기 경사와 함께 공구의 상기 스톡제거표면은 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 맞물림 경로를 따라서 상기 하나의 부재에 투쓰 스페이스의 양 플랭크를 창성시키도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
공구부재와 성형될 가공기어부재를 위치결정 및 상대 운동시키기 위하여 N개의 가동축선을 가진 제 1기어제작기계상에서 기어를 제작하는 방법에 있어서, 상기 제1기계의 상기 N개의 축선중의 어떤 축선과 동일한 형상으로 배열(상기 M개의 축선은 상기 N개의 축선보다 축선의 개수가 더 많음)되어 있는 M개의 축선중의 어떤 축선을 가진 제2기어제작기계를 사용하여소정의 기어를 성형시키기 위하여 필요한 바와 같은, 상기 부재들 사이의 위치 및 상대운동을 표현하는 상기 M개의 가동축선에 대한 신호값을 발생시키는단계 ; 상기 M개의 축선에 대한 상기 신호값을 상기 N개의 축선에 대한 신호값(M개의 축선중의 상기 어떤 축선에 대한 상기 신호값들은 동일형상으로 배열된 N개의 축선중의 상기 어떤 축선에 대한 상기 신호값과 다름)으로 변환시키는 단계 ; 및 상기 가공기어부재로부터 상기 소정의 기어를 성형하기 위하여 상기 N개의 축선에 대한 상기 신호값에 반응하여 상기 제1기어 제작기계를 제어하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제94항에 있어서, 신호를 발생시키는 단계는 길이방향으로 만곡된 치를 가진 하이포이드 및 베벨기어를 제조하기 위하여 상기 M개의 축선에 대한 신호값을 발생시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제95항에 있어서, 신호를 발생시키는 상기 단계는 제2기계의 크레이들 축선에 대하여 공구축선의 경사를 표현하는 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제96항에 있어서, 신호를 발생시키는 상기 단계는 제2기계의 상기 공구부재와 상기 가공기어부재와의 사이에 상대구름운동을 부여하기 위하여 상기 크레이들 축선둘레에서의 상기 경사진 공구축선의 운동을 표현하는 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제97항에 있어서, 상기 N개의 축선은 6개의 가동 기계축선과 동등하며 상기 M개의 축선은 적어도 9개의 가동축선과 동등한 것을 특징으로 하는 방법.
제98항에 있어서, 상기 N개의 축선은, 공구축선, 가공물 축선, 상기 공구 및 가공물 축선을 서로에 대하여 변환시키기 위한 3개의 직선축선, 및 상기 공구 및 공작물 축선을 서로에 대하여 피벗 회전시키기위한 하나의 피벗축선을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
위치결정을 위한 복수의 컴퓨터 제어축선을 가지며 공구를 가공기어와 작동적으로 맞물리게 하는 컴퓨터 제어기계로 베벨 및 하이포이드 기어에 길이방향으로 만곧된 투쓰 스페이스를 가진 치를 창성하는 방법에 있어서, 크레이들 축선둘레에서 회전가능한 크레이들과, 상기 크레이들 축선에 대하여 공구축선을 경사키기 위하여 상기 크레이들상의 조절 가능하게 장착된 상기 공구축선을 가진 공구지지구, 및 가공물 축선을 가진 가공물지지구를 포함하는 타임의 종래의 베벨 및 하이포이드 창성기계의 상이한 배치의 축선의 설치 매개변수를 근거로 하여 상기 컴퓨터 제어 축선의 초기 설치위치를 기계결정하는 단계 ; 서로에 대하여 상기 공구 및 가공기어를 초기에 위치결정시키기 위하여 상기 초기설치위치로 상기 컴퓨터 제어 축선을 이동시키는 단계 ; 종래기계의 상기 상이한 배치의 축선의 상대운동에 관계된 조작 변수를 근거로 하여 상기 컴퓨터 제어 축선의 추후 조작위치를 기계결정하는 단계 ; 상기 공구를 상기 가공기어와 작동적으로 맞물리게 하기 위하여 상기 컴퓨터 제어 축선을 상기 추후작동위치로 이동(여기에서 상기 공구와 상기 가공기어는 종래기계의 상이한 배치의 축선에 의해 달성된 그러한 위치와는 다른 컴퓨터 제어기계에서의 위치를 취하나 상기 공구와 상기 가공기어는 종래기계에서와 같이 서로에 대하여 동일한 상대위치를 유지함)시키는 단계 ; 및 추후 조작위치를 기계결정하는 상기 단계를 반복하는 단계와 창성조작을 완수하기 위하여 상기 추후 조작위치로 상기 컴퓨터 제어축선을 이동시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
제100항에 있어서, 상기 조작 매개변수는 종래기계에 있어서의 크레이들 축선둘레에서의 공구 및 가공기어 사이의 소정의 구름운동에 따라서 가공기어와 함께 상기 크레이들 축선둘레에서 공구를 회전시키기 위한 값을 표함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제101항에 있어서, 상시 설치 매개변수는 종래기계에 있어서의 크레이들 축선에 대하여 상기 공구축선을 경사시키기 위한 값을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제102항에 있어서, 설치 및 조작위치를 기계결정하는 상기 단계는, 상기 공구축선 및 상기 가공기어축선이 컴퓨터 제어기계에 있어서 3개의 직선축선과 하나의 피벗축선을 따른 측정에 의해 상대적으로 위치될 수 있는 좌표계로의 좌표변환을 수행하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제103항에 있어서, 사이 좌표변환은 컴퓨터 제어기계에 있어서 종래기계의 상기 크레이들 축선의 기준위치를 변화시키 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제104항에 있어서, 상기 컴퓨터 제어 축선을 이동시키는 상기 단계는 상기 축선중의 3개를 직선방향으로 이동시키는 단계와 상기 축선중의 하나이하를 상기 피벗축선둘레에 이동시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제105항에 있어서, 추후조작위치로 상기 컴퓨터 제어축선을 이동시키는 상기 단계는 컴퓨터 제어 기계에 있어서 종래기계의 상기 크레이들 축선의 상기 변화하는 기준위치를 보상하기 위하여 가공기어가 종래기계에서 회전되게 되는 것보다 상이한 속도로 컴퓨터 제어기계에서 상기 가공기어를 회전시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
스톡제거표면을 가진 플레어드 컵 연삭숫돌차를 사용하여 베벨 및 하이포이드 기어에 길이방향으로 만곡된 투쓰 스페이스를 성형하는 방법에 있어서, 기계베이스에 대하여 고정된 각도방위로 상기 연삭숫돌차를 관통하는 숫돌차 축선둘레에서 상기 플레어드 컵 연삭숫돌차를 회전시키는 단계 ; 상기 요동운동에 의해 형성되며 상기 숫돌차 축선으로 경사진 제 1 이론회전축선둘레에서 가공기어의 상기 투쓰 스페이스의 길이를 따라서 상기 연삭숫돌차와 가공기어 사이에 상대 요동운동을 부여하는 단계 ; 상기 제 1 이론축선과 상기 숫돌차 축선 양자 모두에 경사져 있으며, 상기 가공기어와 맞물려 있는 이론적인 창성기어구름의 회전축선에 상응하고 상기 투쓰 스페이스의 길이를 따라서 상기 연삭숫돌차의 상기 요동운동과 함께 연삭술돌차의 상기스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 제 2 이로회전축선둘레에서 상기 연삭숫돌차와 상기 가공기어와의 사이에 상대구름운동을 부여하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제107항에 있어서, 요동 및 구름운동을 부여하는 상기 단계는 기계 베이스에 대하여 고정된 각도 방위에 장착되어 있는 하나 이하의 피벗축선둘레에서 상기 연삭숫돌차 축선에 대하여 각도 상으로 상기 가공물 축선을 운동시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
앞면으로부터 돌출한 스톡제거표면을 가진 공구를 사용하여 길이방향으로 만곡된 기어를 창성하기 위한 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계를 제어하기 위한 컴퓨터 프로세서에 있어서, 상기 컴퓨터 프로세서는, 공구축선둘레서의 상기 공구의 회전을 제어하기 위한 부재 ; 가공물 축선둘레에서의 가공기어의 회전을 제어하기 위한 부재 ; 3개의 직선 축선을 따라서 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에서의 운동을 제어하기 위한 부재 ; 피벗축선둘레에서 상기 공구축선과 상기 가공물 축선 사이에서의 각 운동을 제어하기 위한 부재 ; 가공기의 상기 회전, 공구와 가공기어와의 사이의 상기 직선 운동, 상기 공구축선으로 경사져 있으며 공구 및 가공기어 사이의 접점 궤적에 의해 형성된 공구 및 가공기어 사이의 작용선에 경사진 경로를 따르는 상기 공구의 상대운동을 나타내는 이론 회전축선둘레에서 상기 공구와 상기 가공기어와의 사이에 소정의 상대구름운동을 부여하기 위한 공구 및 가공물 축선 사이의 상기 각운동을 실질적으로 동시에 제어하기 위한 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.
제109항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이의 상기 맞물림경로는, 마치 가공기어가, 상기 이론 축선과 일치하는 회전축선과 공구의 상기 스톡제거표면에 의해 표현된 치면을 가진 이론적인 창성기어와 맞물려 있는 것처럼 공구와 가공기어 사이에서의 소정의 구름운동에 의해 더 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.
제110항에 있어서, 상기 창성기어 축선은 상기 소정의 구름운동 도중에 상기 피벗축선에 대하여 각도방위에 있어서 변화하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.
제111항에 있어서, 공구 및 가공기어 사이에서의 상기 소정의 구름운동을 유지하도록 창성기어축선의 상기 변화하는 각도 방위의 함수로서 가공기어의 상기 회전을 조정하기 위한 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.
위치결정을 위한 복수의 컴퓨터 제어축선을 가지며 공구를 가공기어와 작동적으로 맞물리게 하는 복수개의 컴퓨터 제어축선을 가진 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계를 제어하기 위한 컴퓨터 프로세서에 있어서, 상기 컴퓨터 프로세서는, 크레이들 축선둘레에서 회전가능한 크레이들과, 상기 크레이들 축선에 대하여 공구축선을 경사시키기 위하여 상기 크레이들상에 조절 가능하게 장착된 상기 공구축선을 가진 공구지지구, 및 가공물 축선을 가진 가공물지지구를 포함하는 타입의 종래의 베벨 및 하이포이드 기어 창성기계의 상이한 배치의 축선의 설치 매개변수를 근거로 하여 상기 컴퓨터 제어 축선의 초기 설치위치를 결정하기 위한 수단 ; 및, 종래기계의 상기 상이한 배치의 축선의 상대운동에 관계된 조작 매개변수를 근거로 하여 상기 컴퓨터 제어축선의 추후 조작위치를 결정하기 위한 수단으로 구성되어 있으며, 상기 추후조작수단은, 상기 종래의 기계축선에 의해 달성된 조작 위치를 컴퓨터 제어축선의 상기 추후조작위치와 관련시키기 위한 좌표변환을 수행하기 위하여 구비되어 잇는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.
제113항에 있어서, 상기 조작 매개변수는 종래기계에서 크레이들 축선둘레에서의 공구 및 가공기어사이의 소정의 구름 운동에 따라 상기 가공물 둘레에서의 가공기어와 함께 상기 크레이들 축선 둘레에서 회전시키 위한 값을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서
제114항에 있어서, 상기 설치 매개변수는 종래 기계에서의 상기 크레이들 축선에 대하여 상기 공구축선을 경사시키기 위한 값을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.
제115항에 있어서, 종래기계축선에 의해 달성된 상기 조작위치는, 종래 기계의 상기 크레이들 축선에 부착된 좌표계에 있어서 기준이 되고 상기 공구축선 및 상기 가공기어축선의 위치는 3개의 직선축선을 따라서 그리고 하나의 피벗축선둘레에서의 측정에 의해 상대적으로 위치될 수 있는 제 2 좌표계로 변환되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.
제116항에 있어서, 상기 추후 조작부재는 또한 상기 제 2 좌표계내에서 상기 크레이들 축선의 기준위치를 변화시키기 위하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로세서.