JP7567723B2 - 歯車研削加工シミュレーション方法および装置 - Google Patents
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Description
コンピュータにより、ねじ状砥石を用いて工作物を研削加工して歯車を創成する歯車研削加工のシミュレーションを行う歯車研削加工シミュレーション方法であって、
前記ねじ状砥石の軸方向断面において前記ねじ状砥石の凸刃の断面形状を定義する砥石刃断面点群を生成し、
前記砥石刃断面点群を、前記ねじ状砥石の前記凸刃の延在方向に配置することにより、前記ねじ状砥石の前記凸刃を3次元モデル化した砥石モデルを生成し、
前記工作物の表面上の工作物定義点群、および、前記工作物定義点群のそれぞれの点を一端とし前記工作物の径方向に延びる線分群により定義された工作物モデルを生成し、
前記工作物モデルを基準とする座標系において、時刻tn(nは序数)において前記砥石刃断面点群を構成する隣り合う2つの砥石刃断面点Pt(i,tn),Pt(i+1,tn)の区間である砥石定義点区間Se(i,tn)と、時刻tnのΔt後である時刻tn+1において隣り合う2つの砥石刃断面点Pt(i,tn+1),Pt(i+1,tn+1)の区間である砥石定義点区間Se(i,tn+1)とにより表される砥石定義点区間通過エリアを決定し、
前記工作物モデルを構成する前記工作物定義点群の各工作物定義点が、当該工作物定義点を一端とする線分の方向から見た場合において、前記砥石定義点区間通過エリアの内部に位置するか否かの包含チェックを行い、
前記包含チェックにおいて内部に位置すると判定された前記工作物定義点を一端とする対象線分と前記砥石定義点区間通過エリアを構成する面との交点を算出し、
前記対象線分の一端に位置する前記工作物定義点を前記交点の座標に変更し、
変更された前記工作物定義点群により定義された前記工作物モデルを出力する、歯車研削加工シミュレーション方法にある。
1.歯車研削加工装置1
歯車研削加工装置1の構成について図1および図2を参照して説明する。歯車研削加工装置1は、ねじ状砥石Tを用いて工作物Wを研削加工して、工作物Wに歯車の歯形を創成する。詳細には、歯車研削加工装置1は、ねじ状砥石Tをねじ状砥石Tの中心軸線回りに回転し、工作物Wを工作物Wの中心軸線回りに回転した状態において、ねじ状砥石Tを工作物Wの中心軸方向に相対移動することにより、工作物Wに歯車の歯形を研削する。
歯車研削加工シミュレーション装置10について、図3~図29を参照して説明する。歯車研削加工シミュレーション装置10は、コンピュータにより構成され、例えば、演算処理装置、記憶装置、インターフェースなどにより構成される。
上記実施形態によれば、ねじ状砥石Tの軸方向断面においてねじ状砥石Tの凸刃の断面形状を定義する砥石刃断面点群Pt_gを生成し、砥石刃断面点群Pt_gを、ねじ状砥石Tの凸刃の延在方向に配置することにより、ねじ状砥石Tの凸刃を3次元モデル化した砥石モデルMtを生成する。
Mw 工作物モデル
Pw 工作物定義点
Pw_g 工作物定義点群
LS 対象線分
T ねじ状砥石
Mt 砥石モデル
Pt 砥石刃断面点
Pt_g 砥石刃断面点群
Se 砥石定義点区間
At:砥石定義点区間通過エリア
Px 交点
Claims (9)
- コンピュータにより、ねじ状砥石を用いて工作物を研削加工して歯車を創成する歯車研削加工のシミュレーションを行う歯車研削加工シミュレーション方法であって、
前記ねじ状砥石の軸方向断面において前記ねじ状砥石の凸刃の断面形状を定義する砥石刃断面点群を生成し、
前記砥石刃断面点群を、前記ねじ状砥石の前記凸刃の延在方向に配置することにより、前記ねじ状砥石の前記凸刃を3次元モデル化した砥石モデルを生成し、
前記工作物の表面上の工作物定義点群、および、前記工作物定義点群のそれぞれの点を一端とし前記工作物の径方向に延びる線分群により定義された工作物モデルを生成し、
前記工作物モデルを基準とする座標系において、時刻tn(nは序数)において前記砥石刃断面点群を構成する隣り合う2つの砥石刃断面点Pt(i,tn),Pt(i+1,tn)の区間である砥石定義点区間Se(i,tn)と、時刻tnのΔt後である時刻tn+1において隣り合う2つの砥石刃断面点Pt(i,tn+1),Pt(i+1,tn+1)の区間である砥石定義点区間Se(i,tn+1)とにより表される砥石定義点区間通過エリアを決定し、
前記工作物モデルを構成する前記工作物定義点群の各工作物定義点が、当該工作物定義点を一端とする線分の方向から見た場合において、前記砥石定義点区間通過エリアの内部に位置するか否かの包含チェックを行い、
前記包含チェックにおいて内部に位置すると判定された前記工作物定義点を一端とする対象線分と前記砥石定義点区間通過エリアを構成する面との交点を算出し、
前記対象線分の一端に位置する前記工作物定義点を前記交点の座標に変更し、
変更された前記工作物定義点群により定義された前記工作物モデルを出力する、歯車研削加工シミュレーション方法。 - 前記砥石定義点区間通過エリアは、前記工作物モデルの周方向角度、軸方向位置および線分長により表される3次元極座標系、または、前記工作物モデルの前記周方向角度および前記軸方向位置により表される2次元極座標系において決定され、
前記包含チェックは、前記3次元極座標系または前記2次元極座標系において算出される、請求項1に記載の歯車研削加工シミュレーション方法。 - さらに、
前記3次元極座標系または前記2次元極座標系において、前記工作物定義点群の一部である複数の工作物定義点を含むように前記工作物モデルを複数の工作物分割エリアに分割し、
前記砥石定義点区間通過エリアの決定後に、前記2次元極座標系において、前記工作物分割エリア毎に、前記砥石定義点区間通過エリアが干渉するか否かの干渉チェックを行い、
前記包含チェックは、前記干渉チェックにおいて前記砥石定義点区間通過エリアが干渉する前記工作物分割エリアを対象として、前記2次元極座標系において算出される、請求項2に記載の歯車研削加工シミュレーション方法。 - 前記砥石定義点区間通過エリアは、点Pt(i,tn)、点Pt(i+1,tn)、点Pt(i,tn+1)、点Pt(i+1,tn+1)の4点により区画されるエリアであり、
前記砥石定義点区間通過エリアを構成する前記面は、前記4点のうち隣り合う点同士を接続する線および前記4点の対角の2点を接続する線により表される2個の三角形平面であり、
前記交点は、前記対象線分と前記2個の三角形平面の一方との交点である、請求項1~3のいずれか1項に記載の歯車研削加工シミュレーション方法。 - さらに、前記歯車の軸直交方向断面において前記歯車の目標歯形の断面形状を定義する目標歯形断面点群を生成し、
前記砥石刃断面点群は、前記目標歯形断面点群の各点において、前記歯車の目標歯形における歯面法線ベクトルと前記ねじ状砥石の前記凸刃における砥石刃法線ベクトルとが同軸上に位置するように生成される、請求項1~4のいずれか1項に記載の歯車研削加工シミュレーション方法。 - 前記砥石刃断面点群は、多条ねじを構成する複数の前記凸刃の断面形状を定義する、請求項1~5のいずれか1項に記載の歯車研削加工シミュレーション方法。
- 前記砥石モデルは、前記砥石刃断面点群を、前記ねじ状砥石の所定角度毎に、かつ、前記ねじ状砥石のリードから求められる所定軸方向位置毎に配置することにより生成される、請求項1~6のいずれか1項に記載の歯車研削加工シミュレーション方法。
- 前記砥石モデルにおいて、前記砥石刃断面点群のそれぞれを構成する隣り合う2つの前記砥石刃断面点により表される砥石定義点区間毎に、研削量を記憶する、請求項1~7のいずれか1項に記載の歯車研削加工シミュレーション方法。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の歯車研削加工シミュレーション方法を実行する歯車研削加工シミュレーション装置。
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| JP2021139738A JP7567723B2 (ja) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 歯車研削加工シミュレーション方法および装置 |
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