TW434072B - Method and machine for the machining of pre-machined toothed workpieces such as gears - Google Patents

Description

A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明之背景 發明領域 本發明係有關於機製特別是齒輪之預先機製之齒狀工 件的方法與機器。 習知技術之說明 預先機製之齒狀或有齒輪之工件均被使用於所有之技 術範圍內。在多數情況中，在熱處理之後，齒輪均例如由 硏磨預先機製且加工。在自動機製的情況中，存在有尋找 預先機製齒輪齒隙之問題，該間隙係允許供例如爲硏磨輪 或磨輪蝸桿之一加工工具無碰撞地進入。在本機器中，其 僅具有一心軸供夾持該工件之用，例如經由已知之感應型 感測器掃瞄齒輪之外部直徑來解決該問題。於此一所謂之 定心作業期間，工件心軸與該機器比較，大致上係以減少 數量之轉數旋轉，以使測量所有或至少數個齒輪根面之實 際位置，包含右及左齒輪根面。在一接下來之評估過程中 ，獲致實際位置之平均値，以使平衡變化之測量偏差或硬 化變形。以此方式決定之位置係被·指定爲控制之目標値， 以使將加工工具進入齒輪齒隙之中間。而後，可開始實際 之機製過程。 在依據一連續硏磨原理而工件之機器中’在機製可以 開始之前，於磨輪蝸桿進入工件之齒輪齒隙且與磨輪蝸桿 之角度位置同步之前，工件心軸仍首先必須加速達到機製 速率。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----111 訂-----|!*声 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f 434072 A7 ___B7___ 五、發明說明（2 ) 所有這些個別之過程’即爲，更換工件、測量齒輪根 靣位置、計算平均値、旋轉工件進入目標位置及加速至供 機製用之速率、係均爲無生產之時間，因而使得被硏磨之 工件成爲昂貴的。 爲使在連續演生硏磨中硏磨齒狀齒輪之傳動裝置，需 要有具有一多數之N C軸之硏磨機器。在傳統校準設備中 所需要之磨輪蝸桿之校準，仍爲多數之額外的校準軸。軸 之數量的減少可減少製作之成本，且因而，可分攤必須算 在已硏磨工件上之成本。 發明之槪要說明 本發明之目的係減少精細機製預先機製之齒狀或有齒 輪之工件的成本。 以本發明可以達成此一目的，本發明之一相位係針對 一種用以在加工機器上機製預先機製之齒狀或有齒輪之工 件的方法，其包括了一機器基座。一可移動在該基座上之 第一滑台。一被裝配在該第一滑台上之用以夾持一加工工 具之工具心軸。一載架可移動地被定位在機器基座上且可 被移動進人至少二位置內。至少二工件心軸被可旋轉地裝 配在該載架上且各由一馬達所驅動。至少配置一定心探針 。在一新的被放置在工件心軸之一上的未機製工件上，於 該載架抵達此一未機製部份與工具嚙合之位置前，進行必 要之定心作業，以供工具無碰撞地進入該工件之齒隙內。 於另一相位中，此一目的經由一種用以機製預先機製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公蜚> -----------.裝--------訂---------^ , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 434072 A7 __B7_ 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之齒狀或具有齒輪之工件的機器所達成。該機器包括一機 器基座。一用以夾持一加工工具且可繞著一第一軸旋轉並 由一第一馬達所驅動之工具心軸。一可由一第二馬達移動 進入至少二位置內之載架。至少二工件心軸被可旋轉地支 撐在載架上，以供夾持一工件。每一工件心軸係由一第三 馬達所驅動。該二工件心軸均各被連接至一旋轉送碼器。 至少一用以在該載架之位置的外側來測量工件之一的齒輪 根面之定心探針，其中，此一工件可被攜至與該加工工具 嚙合。 由下述之詳細說明中，可逐漸地使得本發明之其他相 位或爲更淸楚。 圖形之簡要說明 參照所附圖形，於後將說明本發明之一較佳實施例。 圖1顯示一齒狀齒輪磨床之槪略頂視圖。 圖2顯示一槪略橫向圖。 圖3顯？K沿著圖2中之線I I I- I I I取得之一橫 剖面圖。 經濟部智慧財產局Μ工消费合作社印*'《 主要元件對照表 1 機器基座 2 磨輪滑台 3 磨輪頭 4 磨輪蝸桿 本紙張尺度適用_國國家標準(CNS)A4規格（210x 297公茇) 434072五、發明說明（4 ) 5 工件 A7 B7 6 b 7 8 a 8 b 9 a 9 b 10 7 2 0 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 2 4 5 工件心軸 工件心軸 旋轉板 已機製工件 未機製工件 感測器 感測器· 裝載器 第一滑台 軸 硏磨心軸 伺服馬達 衝程感測器 載架 心軸 軸 伺服馬達 旋轉送碼器 第二滑台 伺服馬達 旋轉送碼器 伺服馬達 旋轉送碼器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·！--产 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐〉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5衣 434072五、發明說明（5 ) 3 1a 伺服馬達 3 1 b 伺服馬達 32a 旋轉送碼器 32b 旋轉送碼器 3 3a 軸 3 3b 軸 3 4 軸 3 5 軸桿 3 6 伺服馬達 3 7 旋轉送碼器 3 8 控制裝置 4 1a 滑台 4 1b 滑台 4 4 A7 B7 4 4 2 下 部 止 件 3 輥 子 4 滑 台 5 伺 服 馬 達 6 旋 轉 送 碼 器 1—» ί 水 平 滾 動 表面 8 控 制 裝 置 4 校 準 5又 備 δ 馬 達 6 輸 出 軸 桿 了 校 準 盤 ----------- ----1 丨 --- ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 夂紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4340 72 a7 ___B7_ 五、發明說明（6 ) 5 8 軸 較佯盲施例之詳細說明 在一機器基座1上’ 一具有磨輪頭3之磨輪滑台2被 可滑動地導引，該磨輪頭3載有一磨輪蝸桿4。磨輪蝸桿 4機製一被夾持在一工件心軸6 a上之工件5 ’其中，工 件心軸6 a係可旋轉地被支撐在一旋轉板7上。第二工件 心軸6 b係位於旋轉板7上’一方面’用以於機製工件5 時，使用一裝載器1 〇以一新的未機製部份8 b更換一已 機製之工件8 a ;但另一方面’依據本發明’其額外地作 用以在不損失時間的情況下執行定心。依據目前何一工件 心軸6 a，6 b係於硏磨或裝載之位置，以安排在旋轉板 7上之感測器9 a或9 b來進行定心。在裝載過程完成且 一新的未機製部份8 b已被夾持在工件心軸6 b上時，即 開始定心。特別是在今曰之極短的機製時間中，此即代表 了沒有浪費生產時間在定心上，因爲定心之工作於工件5 上之硏磨過程或旋轉板7之旋轉期間，事實上爲平行進行 之過程。 經由在旋轉板之旋轉動作期間，在二工件心軸6 a， 6 b上添加一額外之旋轉，該旋轉係相對於旋轉板之移動 ，但其係與旋轉板之移動爲同步之方式，使得工件5不會 產生碰撞地嚙合進入或離開磨輪蝸桿，可進一步地達成減 少無生產時間。以此方式進行，在硏磨之後或開始硏磨新 工件之前所必須進行的磨輪滑台2之縮回與前進移動，僅 本纸張尺度適用令國國家標準（CNS>A4規格（21〇 x 297公蹵) -----— — — — — — .裝---ill 訂·！ II----^、 (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 434072 A7 _B7__ 五、發明說明（7 ) 要一小的位移動作，便可允許供在新的未機製部份8 b中 硏磨所需之材料數量》除了在工件心軸之旋轉上添加額外 之旋轉移動，該種額外之旋轉移動亦可被添加在硏磨心軸 之不變旋轉上。 可由圖2看出，磨輪滑台2係一橫滑台。一第一滑台 1 5係可在一前進方向X中垂直於硏磨心軸1 7之軸1 6 而在基座1上位移，且係由具有一衝程感測器1 9之伺服 馬達1 8所移動。在滑台1 5上*樞轉地裝配一載架2 0 ，且該載架2 0係由一心軸2 1之機構繞著垂直交叉於該 軸1 6之一軸2 2而樞轉。心軸2 1可具有人工設定裝置 或如圖所示之具有旋轉送碼器2 4之一伺服馬達2 3，以 供設定傾轉角度。在載架2 0上，一第二滑台2 5可平行 於該軸16而位移。此一磨輪蝸桿4之y移動係被使用以 移位。滑台2 5係由額外之具有旋轉送碼器2 7之伺服馬 達2 6所移動。在滑台2 5上，硏磨心軸1 7係被可旋轉 地裝配且由具有旋轉送碼器3 0之一伺服馬達2 9所驅動 〇 二心軸6 a、6b亦均由具有旋轉送碼器32 a、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 2 b之伺服馬達3 1 a、3 1 b所驅動，且環繞心軸之 軸33a、 33b旋轉。旋轉板7係被固定在一軸桿35 上，該軸桿35係環繞一平行於軸33a、 33b之軸 3 4而可旋轉地被支提在基座1上。軸3 5係連接至一旋 轉送碼器3 7且由一伺服馬達3 6所驅動。 所有之馬達、旋轉送碼器、及衝程感測器均連接至一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21CU297公釐） 10- 434072 A7 ____B7____ 五、發明說明（8 ) 控制裝置3 8。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲使達成在工件5之軸的方向中（Z方向）之工件5 與工具4之間的相對移動，以供切削齒輪之全體寬度，二 工件心軸6 a、6 b均可旋轉地被支撐在個別之滑台 41a、 41b上，該滑台41a、 41b均可滑動地被 支撐在旋轉板7上之Z方向中。滑台導件具有一下部止件 4 2，用以限制滑台4 1 a、4 1 b之向下移動=在每一 滑台4 1 a、4 1 b上，具有一可環繞一水平軸旋轉之輥 子4 3。在滑台4 1 a係位於硏磨位置之情況中，具有另 一滑台44被以傾斜於軸33a、 33b與34之方向而 可位移地裝配在基座1上。滑台4 4亦由具有旋轉送碼器 4 6之一伺服馬達4 5所移動。滑台4 4亦具有一垂直於 軸33a、 33b之一水平滾動表面47。在由馬達45 之機構向前驅動滑台4 4中，輥子4 3在表面4 7上運行 ，且滑台4 1 a自其之止件4 2上昇並於Z方向中位移。 只要滑台4 4未被拉回至其之起始位置而使得輥子4 3自 表面4 7上昇離開，旋轉板7之旋轉移動會被阻斷。 因爲Z滑台41a、 b係自橫滑台15、 25分離’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其可以更簡單、更堅固、且較小體積之方式形成。以此方 式，可減少製造成本及空間需求。二Z滑台4 1 a、 4 1 b僅需要一單一之驅動，其亦可減少成本。 在旋轉板7上1裝配有一額外之校準設備5 4。其包 括了具有一输出軸桿5 6之一馬達5 5，一校準盤5 7裝 配在該軸桿5 6上。校準盤5 7可例如依據德國專利 ^纸張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -11: 434072 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9) DE — A— 196 24 842而形成。校準設備54亦 可由未顯示之馬達繞著垂直於軸桿5 6之軸的一軸5 8而 樞轉。因而，旋轉板7可移動進入三位置中，即爲，進入 未顯示之第一位置，其中，齒輪5與磨輪蝸桿4嚙合；進 入以18 0°旋轉之與齒輪8嚙合之一位置；及進入以 9 0°旋轉之一位置，以供由校準設備5 4校準該磨輪蝸 桿4 。 因爲在嚙合該齒輪5時’於相同位置發生與傳統校準 過程相反之校準，由於自磨輪蝸桿4之圓形行進行程的偏 離可自動地被補償1故可達成一較高之校準精度。該校準 可由供硏磨所需要之NC滑台軸X、 Y、 Z所進行，可選 用的*亦可以繞著軸5 8之校準設備5 4之額外樞轉移動 來進行。 與所示之實施例不同的，二工件心軸6a、 6b之載 架7可不繞著軸3 4旋轉，而係直線地滑入二或三位置。 但於此種實施例中，必需有二裝載機1 0。 於齒輪8之定心可在旋轉板7係靜止地直立時專屬地 達成之情況下，因而在齒輪5之硏磨過程期間，於齒輪8 處（於某些情況下已足夠）亦可使用一單一的定心探針9 ，於此情況，探針9係堅固地裝配至機器基座1。 依據本發明之方法亦可應用圓筒形磨輪蝸桿4之外的 其他硏磨工具’例如一硏磨盤、於此情況，齒輪5係被當 成指標：或例如一球形硏磨蝸輪，其可沿著全體寬度同時 地機製齒輪5。此外，其可被應用在其他之齒輪的精細機 — — — — —丨 — — — — J . !丨 — I I I 訂--丨· — ! — ··^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210x297公爱） -12- 4340 7 2 A7 _B7_ 五、發明說明（10) 製作業中，例如爲搪光或刮齒，其中，工具必須與預先機 製之齒狀或有齒輪之工件嚙合。於這些情況中，以一搪光 桿 蝸 輪 磨 該 代 取 輪 齒 齒 nu 舌 I 或 輪 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * —------訂 ---------^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13-

Claims (1)

1. ί 434072 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種用以在加工機器上機製預先機製之齒狀工件 之方法，其包括了一機器基座、一可移動於該基座上之第 一滑台、一被裝配在該第一滑台上之用以夾持一加工工具 之工具心軸、一載架可移動地被定位在機器基座上且可被 移動進入至少二位置內、至少二工件心軸被可旋轉地裝配 在該載架上且各由一馬達所驅動、及至少一定心探針，其 中’在一新的被放置在工件心軸之一上的未機製工件上， 於該載架抵達此一未機製部份與工具嚙合之位置之前，進 行必要之定心作業，以供該工具無碰撞地進入該工件之齒 隙內。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，於載架移 動之期間，與載架之移動同步的，在相對於工具心軸之旋 轉的該工件心軸之旋轉上，添加一額外之旋轉移動，由此 ’產生一演生移動，可無碰撞地將工件攜入或攜出該加工 工具之範圍。 3 .—種用以機製預先機製之齒狀工件之機器，包括 一機器基座、一用以夾持一加工工具且可繞著一第一軸旋 轉並由一第一馬達所驅動之工具心軸、一可由一第二馬達 移動進入至少二位置內之載架、各用以夾持一工件並均具 有一第三馬達之至少二工件心軸，該工件心軸互相以一距 離分隔地被置於載具上以供繞著二第二軸旋轉，其中，該 二工件心軸均各被連接至一旋轉送碼器’至少一用以在該 載架之位置的外側測量該工件之一的齒輪根面之定心探針 ，其中，此一工件可被攜至與該加工工具嚙合。 本?氏張又度透用中0國家標準（CN’S)A4規烙（21ϋ X 297公釐） -------------裝.I — ----訂--------線 (請先閲讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局工消費合作钍却裝 -14- 4340 7 2 A8 B8 C8、 D8 六、申請專利範圍 4 _如申請專利範圍第3項之機器’其中，一分離之 疋心探針被提供以供每一工件心軸之用’且該定心探針均 被裝配在該載架上。 5 .如申請專利範圍第3項之機器，其中，該載架可 繞著一第三軸旋轉，且其中，該第二軸與該第三軸均互相 平行。 6 ·如申請專利範圍第3項之機器，其中，進一步包 括一自動工件交換器，可在該工件心軸之一上以一未機製 工件更換一已完成、已機製之工件，在該工件心軸上，該 工件係不在與工具嚙合之位置中。 7 .如申請專利範圍第3項之機器，其中，一用以校 準該工具之校準裝置被額外地裝配在該載架上，且該載架 可被移動進入至少三位置內，其中，於這些位置之一內， 可製造一校準工具以校準該工具。 8 ·如申請專利範圍第3項之機器，其中，該工件心 軸均各可旋轉地裝配在一第一滑台上，該滑台可平行於相 關之第二軸而在載架上移動，其中，每一第一滑台包括一 載架兀件’其於此一滑台之工作位置中，與可在該基座上 移動之一第二滑台結合》 本纸張尺度適用电园國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） -------- - ----1^4 ---------------i {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智绝財產局員工消費合泎社身製 -15-