JPH03228519A - 歯車の歯面位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、歯切如上や歯面成彩加工されたワークに面取
加工や仕上げ加工を施す場合に適用される歯車のｍ面位
置合せ方法に関する。

〔従来の技術〕

第８図は、歯切盤の一例を示している。この歯切盤では
、位置決め用治具ｌによってワーク２か位置決めされ、
その後、カッタ３によって荒歯防加工が該ワーク２に施
される。

たとえばハイポイドピニオンやスパイラルベベルビニオ
ンを形成する場合には、第９図に示すような歯が上記カ
ッタ３によってワーク２に荒歯防加工される。

上記荒歯切加工後においては、カッタ３を交換して面取
加工や仕上げ加工か実施されるが、その場合、歯切盤に
対する歯面の位置合せを行う必要があり、そのため従来
、第１１図に示すタッチセンサ４を用いて上記歯面の位
置合せを行っている。

なお、タッチセンサ４は、第８図に示した位置決め用治
具１のワーク保持体１ａに支承されており、適宜な位置
調整手段によりワーク２に対して近接離反される。

ます、第１０図に斜線を付して示した鋭角部２ａの面取
加■−をｉテうさいの歯面位置合せについて説明する。

二の場合には、第１１図にｍへ鎖線で示したタッチセン
サ４のＦ方にワーク２の歯ｌａ　２　Ｃかｆ立置される
ように、［］硯しなからワ−り２か手動で回転される。

その後、タッチセンサ４が上５己−点鎖線の（装置（Ｔ
−設定された既知の位置）から予設定量たけ手動で降下
され、この結果、センサ４の接触子４ａかワーク２の歯
溝２Ｃ内の所定位置に（１′Ｌ置決めされる。

−）いて、第１２図に示したように、上記接触子４ａか
歯面２ｄに接触する角変位置までワーク２か矢印方向（
第１１図参照）に手動で回転さね、その後、油圧等によ
りワーク２かロングされる。

なお、上記接触子４ａか歯面２ｄに接触したか占かは、
センサ４の出力信号に基ついて判断される。

以上の操作により、面取加工を行うための歯面の位置合
せか終ｒする。そこて、第１１図の一点鎖線位置までタ
ッチセンサ４か退避され、以後、面取加工用のカッタ３
による−１−記鋭角部２ａの面取加工か個々の歯に対し
て実行される。

なお、第１０図に斜線を付して示した他方の鋭角部２ａ
の面取加工を行うさいにも、上記に準した歯面位置合せ
操作が実行される。

つきに、仕上げ加工時の歯面位置合せについて説明する
。

第１３図に斜線を付して示した片側の歯面２ｅの仕上げ
加重を行う場合に（４、上記鋭角部２ａの面取加工時に
おける歯面位置合せ操作に準じた操作か実行される。つ
まり、第１１図に示したようなタッチセンサ４の位置決
めを行ったのち、該センサ４の接触子４ａに歯ｉ２ｄか
接触するまでワーク２か回転される。

また、第１４図に斜線を付して示した残る片側の歯面：
２ｄの仕上げ加工を行う場合には、センサ４の位置決め
後、すてに佳」げ加工を終λた歯面２ｅ’かセンサ４の
接触子４ａと接触するまでワク］２か回転される。

なお、第１′３図および第１４図に示す＆１線部分はそ
れぞれ佳」二げ加Ｊ、の取り代である。

（発明か解決しようとする課題〕 上記したように、歯面の位置合せ時には、センサ４の接
触ｒ−４ａをワーク２の歯溝２Ｃ内に進入さ什るので、
この接触Ｊ’−４８を進入させる前に７−ク２を回転さ
せて、歯溝２　ｃ−Ｌにセンサ４を位置させるという操
作か必ず実行される。

しかるに、上記したワーク２の同姓操作は、ワク２を１
１　硯りながら手動で行イツれるのて、上記複数回の歯
面位Ｗ合せ操作の度に狭い場所で二のような操作を行う
ことは、作業者にとって極めて面倒である。また、結果
的に上記面取加工や仕上げ加工の作業効率を低下させる
二とにもなる。

本発明の目的は、かかる状況に鑑み、上記ワークの歯溝
の位置調整をワーク２を目視することなく容易かつ確実
に行うことかできる歯車の歯面位置合せ方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

そのため本発明では、近（妾スイッチが歯車の南の歯先
または歯溝を検出した場合に、タノチセ〉すか上記歯の
歯溝上に位置されるように上記近接スイッチとタッチセ
ンサの位置関係を予設定する行程と、上記近接スイッチ
か上記歯先または歯溝を検出するまで上記＠巾を回転さ
せる行程と、上記タッチセンサを上記歯溝に進入させる
行程と、上記タッチセンサか上記歯の面を検出するまで
土。

紀歯車を回転させる行程とか実施される。

〔作用〕

上記近接スイツチが上記歯先または歯溝を検出した時に
タッチセンサが土１の歯溝上に位置される。そこで、近
接スイッチが上記歯先または歯溝音検出しまた時点てタ
ッチセンサが上記歯溝に進入される。

〔実施例〕 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の歯面位置合せ方法を実施する場合に
使用される近接スイッチ１０、夕・ソチセンサ２０およ
びこれらに２４する位置決め機構３０を示している。

上記近接スイッチ１０は、その先端面近傍における磁気
的変化を険出する形式のものであり、該先端面近傍に金
属か（ｒ在している場合にオン信号を出力する。そして
、二の近接スイッチ１０と上記タッチセンサ２０は、位
置決め機構３０に備えられたセンサホルタ３１に支承さ
れている。

なお、タッチセンサ２０の先端は、近接スイッチ１０の
先端よりも若干下方に位置されている。

位置決め機構３０の基体３２の前面には、サーボモー、
夕３３で回転されるポールスクリュウ３４が配設され、
該ポールスクリュウ３４に上記センサホルダ３１の基端
部か螺合されている。

したかって、サーボモータ３４てポールスクリュウ３３
を回転させれば、上記センサホルダ３１が基体３２て案
内されながら上下動する。

なお、上記センサホルダ３１には、近接スイッチ１０と
タッチセンサ２０間の距離調整を行うためのスライド手
段３１ａが設けられており、上記距離調整はハンドル３
１．　ｂを回動操作することによって行われる。

上記位置決め機構３　ｒ〕の基体３２は、第８図に示し
た歯切盤の位置決め用治具１に備えられたワク保持体１
ａの前面に固定配置されている。そしてワーク保持体１
ａに上記歯切盤によって既に荒歯切加工された第１図に
示すワーク４０（たとえはハイポイドピニオン　スパイ
ラルヘベルピニオン）が装着された場合、上記近接スイ
ッチ１０とタッチセンサ２０が該ワーク４０の周面に対
向して位置される。

なお第２図は、近接スイッチ１０およびタッチセンサ２
０の各先端とワーク４０の位置関係を平面的に例示して
いる。

第３図は、本発明の歯面位置合せ方法を実施する場合に
実行される処理手順を示しており、この手順は第６図に
示すマイクロプロセッサ５０によって実行される。

なお、同図に示す位置センサ６０は、上記センサホルダ
３１の上下動に応動して該ホルダ３１の位置を計測する
しのであり、例えばポテンンヨメタやアブソリュウトエ
ンコーダなとか適用される。

また、同図に示す角度センサ７０は、上記ワク４０の回
転角度を険出するものであり、アブソ１ユウトエンコー
ダなとか適用される。

そして、上記位置センサ６０、角度センサ７０の出力信
号および前記近接スイッチ１０、タッチセンサ２０の出
力信号は、いずれも上記マイクロプロセッサ５０に加え
られる。

第３図に示すように、この実施例では、まず前記サーボ
モータ３３の作動によって上記センサホルダ３１が予設
定基準位置から所定距離下降され（ステップ１０１）　
　これにより上記近接スイッチ１０とタッチセンサ２０
が第７図（ａ）の鎖線位置（基準位置）から実線位置ま
で下降される。

このとき近接スイッチ１０の先端は、ワーク４０の歯先
面の検出を可能にする距離Ａたけ該歯先面から離れ、ま
たタッチセンサ２０の先端は上記歯先面から距１１１Ｂ
たけ離れている。

なお、上記マイクロプロセッサ５０は、上記センサホル
ダ３１か上記所定距離下降されたことを前記位置センサ
６０の出力信号に基ついて確認する。

つぎのステップ１０２では、ワーク４０が第７図（ａ）
に示す矢印の方向に低速度で回転される。

ステップ１０３ては、近接スイッチ１０かオンしたか否
かが判断され、その判断結果がＹＥＳの場合にはステッ
プ１０４でツー９４００回転が停止される。

この結果、同図（ｂ）に示すように、ワーク４０の歯先
面が近接スイッチ１０の先端面と対向し、かつタッチセ
ンサ２０の接触子２０ａがワーク４０の歯溝４０ａ上に
位置される。第２図には、このときの近接スイッチ１０
およびタッチセンサ２０の先端面位置がＰＡ、ＰＢで示
されている。

なお、上記ワーク４０の回転は、第１図に示したワーク
回転用モータ８０によって行われる。

ステップ１０５ては、上記センサホルダ３１か同図（Ｃ
）に示すようにさらにαたけ下降される。

これにより、近接スイッチ１　Ｆ’）の先端とワーク４
０の歯先面との間には間隔Ａ−αが形成され、がつタッ
チセンサ２０の接触子２０ａかワーク４゜の歯溝４０ａ
内に位置される。

つきのステップ１Ｃ〕６ては、同図（ｄ）に示すよ−）
に、ワーク４０の一ノｊの歯面４０ｂか接触ｒ２０ａに
接触するまて１咳ワーク４０か回転される。

第４図は、ステップ１．　Ｃ）　６の接触認識処理の詳
細な手順を示している。

いま、第５図の位置Ｐ１１、および位ａ　Ｐ　ｌ　４が
それぞれ第７図（Ｃ）における歯面４０ｂの位置および
接触子２０ａの位置であるとすると、同図（Ｃ）の状態
からワーク４０を右回転した場合、歯面４ｆ）））は接
触子２０ａに向かって接近していくことになる。

なお、第５図では歯面４０ｂの移動軌跡が直線であられ
されている。

第４図のステップ１０６Ａては、を目７図（ｃ）の状態
からワーク４０を比較的早い速度て回転させて、歯面４
０ｂを接触＝Ｆ　２０　ａに向かって速度Ｖ１．で早送
りする処理か実行される（第５図の大矢印参ｌ（＜）。

そして、次のステップ１０６　Ｂでは、第６図に示した
前記角度センサ７０の出力に基づいて、歯面４０ｂか第
５図に示した位置Ｐｌ＋に到達したか否かが判断され、
その判断結果かＮｏである間は」二足早送り処理か継続
される。

位置ｐＨへの歯面４０ｂの到達かステップ１０６Ｂで判
断されると、ワーク４０の回転速度か減少されて、ステ
ップ１０６Ｃに示すように普通送り速度Ｖ１２て歯面４
０ｂかさらに前進方向に移動される（第１図の実線矢印
参照）。

第１図に示した位置Ｐ１２および位置Ｐ１５は、タッチ
センサ２０がオンすると予想される範囲Ｌ１１を規定す
るために予設定された位置であり、これらは第６図のメ
モリ９０に格納されている。

次のステップ１０６Ｄでは、前記角度センサ７０の出力
に基つき、歯面４０ｂが上記位置Ｐ１２に到達したか否
かが判断され、その判断結果かＹＥＳである場合には、
ステップ１０６Ｅに示すように」−記音連送り速度Ｖ１
２ての南面４１〕ｂのＥ多動か継続される。

ステップ１　［１６Ｆにおいては、タッチセンサ２（１
かオンしたか占がか判断される。モしてセンサ２［］の
オン動作か判断された場合には、ワーク４（１の回転、
つまり歯面４１）ｂの移動か停止トされ、かつ」二足オ
ン時点での南面４０　ｂの移動位置Ｐか一定接触位置と
して第６図に示すメモリ９〔〕に３己憶される（ステッ
プ１０６　Ｇ　）。

上記メモリ９０には、位置計測のための必要最小距離Ｌ
１２が予め格納されており、次のステップ１、　［１７
Ｈては上記暫定接触位置Ｐ１４から上紀必要最小距ＡＩ
　Ｌｌ□を減して、第１図に示す微速移動開始基準位置
Ｐ１３を求める演算が実行される。

ステップ１０８Ｉては、ワーク４０を逆転させて、歯面
４０ｂを上紀酋通送り速度Ｖ１２て上記微速移動開始基
準位置Ｐ１３に向けて後退移動（第５図の一点鎖線矢印
を参照）させる処理か実行され、二の後退移動は位置Ｐ
　ｌ（への歯面４０ｂの到達かステップ１０６Ｊて判断
されるまで続行される。

なお、上５己後退移動は上記普通送り速度■１゜で行わ
れる。また、ステップ１．　ｎ　６　Ｊの判断は前記角
度センサ７０の出力に基づき行われる。

ステップ１０６Ｊて位置Ｐ１３に南面４０Ｆ）が到達し
たと判断された場合、第５図に点線で示（−１たように
歯面４０ｂが微小送り速度Ｖ１３てタッチセンサ２０に
向けて前進移動され（ステップ１０６ｋ）　この前進移
動はステップ１０６してタッチセンサ２０のオン動作が
判断されるまで続行される。

そして、ステップ１０６Ｌでタッチセンサ２０のオン動
作が判断されると、歯面４０ｂの移動が停止されるとと
もに、前記角度センサ７０の出力に基ついて上記オン時
点でのワーク４０の角度が正式接触位置として第５図に
示すメモリ９０に記憶される（ステップ１０６Ｍ）。

なお、上記普通送り速度Ｖ１２は、仮にこの速度Ｖ１□
て歯面４０ｂがタッチセンサ２０に接触し、でも該セン
サか破損しない大きさに設定され、上記微小送り速度■
１３はタッチセンサ２０の仕様や要求される位置認識精
度に基ついて適宜設定される。

次に、前記ステップ１　ｒ］６　Ｄでの判断結果かＮＯ
である場合について、つまり歯面４０　ｂが位置ｐＨと
位置Ｐ１２の間を移動している場合について、悦明する
。

この場合には、手順かステップ１０６Ｎに移行される。

そしてこのステップ１０６Ｎでは、タッチセンサ２０か
オンしたか否かか判断され、その判断結果かＮＯである
場合には手順かステップ１０６Ｃに戻される。この結果
、位置ｐＨより位置Ｐ１２に至る区間を歯面４０ｂか移
動移動している際のタッチセンサ２０のオン動作かチエ
ツクされる。

そして、通常タッチセンサ２０かオンすることのない上
記区間ｐＨ〜Ｐ１□において、何らかの要因でタッチセ
ンサ２０かオンし、それによってステップ１０６Ｎの判
断結果がＹＥＳになった場合には、ワーク４０の回転か
非常停止されるとともに（ステップ１０６０）、第６図
に示した異常表示器９１にアラーム信号か出力される（
ステップ１０６Ｐ）　　。

なお、異常表示器９１には警報ランプやブサなとが用い
られる。

方、前記ステップ１０６Ｆでの判断結果かＮＯである場
合には、手順かステップ１０６Ｑに移行される。そして
ステップ〕０６Ｑては、歯面４［）ｂか前記位置ｐ＋ｑ
に到達したか否かが判断され、その判断結果がＮｏであ
る場合には手順がステップ１０６Ｅに戻される。

かくして、位置Ｐ１□から位置Ｐ、、にいたる区間Ｌｌ
ｌてのタッチセンサ２０のオン動作かチエツクされる。

そして何らかの要因により同区間Ｌｌｌでタッチセンサ
２０かオン動作しなかった場合には、つまり歯面４０ｂ
か位置Ｐ１５に到達してステップ１０６　Ｑの判断結果
かＹＥＳになった場合には、ワーク４０の回転を非常停
止させる処理と異常表示器１つにアラーム信号を出力さ
せる処理とが実行される（ステップ１０６０．１０６Ｐ
）。

前記ステップ１０６Ｍの処理が終了すると、つまり第７
図（ｄ）に示すように歯面４０ｂが接触ｆ　２　（１ａ
に接触するまで該ワーク４０が回転されると、第３図に
示したステップ１０７て上記センサホルダ３１が前記Ｔ
設定基準位置まで上昇される。もちろん、このホルダ３
１の上昇は前記サーボモータ３３の作動によって行われ
る。

以上で、歯面４０ｂの位置合せが終ｒするので、第８図
に示した歯切盤のカッタ３てたとえば第７図（ｄ）に示
すワーク４０の歯面４０ｃが仕上げ加工される。そして
、ワーク４０か各歯のピッチ間隔に相当する角度たけ回
動される度に歯面４０Ｃの仕上げ加工か行われる。

なお、ワーク４０の歯面４０ｂの仕上げ加工を行う場合
、あるいわ該ワーク４０の歯の鋭角部分（第９図の各斜
線部に対応する部分）の面取り加工を行う場合にも、上
記歯面４０ｂの位置合せ処理に準した処理が実行される
。

また、仕上げ加工位置の取り代の調整、つまり歯厚の調
整は第７図（ｃ）に示す距離αを変更することによって
行われる。

上記実施例では、サーボモータ３４てボールスクリュウ
３３を回動させることによりセンサホルダ３１を位置変
化させているか、流体圧で作動するシリンダを上記位置
変化用のアクチュエータとして適用することも可能であ
る。

さらに上記実施例では、近接スイッチ１０とタッチセン
サ２０かセンサホルダ３１によって一体移動されるか、
第７図（ｂ）の状態からタッチセンサ２０のみを同図（
Ｃ）の位置まで下降させるようにしても良い。

なお、上記実施例に示した歯面の位置合せ方法は、ベベ
ルギヤたけでなく円筒歯車等の他の歯車の位置合せにも
有効に適用することかできる。

〔発明の効果〕

本発明に係る歯面の位置合せ方法によれば、タッチセン
サがワークの歯溝上に位置したことを近接スイッチで検
出しているので、タッチセンサに対する歯溝の位置調整
を目視することなく容易かつ確実に行うことかできる。

したかって、歯面の位置合せ作業の能率化を図れ、かつ
該作業の自動化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実帷例に適用されるセンサの（１′Ｌ
置決め機構を例示した概念図、第２図はワークに利する
センサの位置関係を示した千面図、第３図は木イｄ明の
実施例において実行される手順を示した一フローチャー
ト、第４図は接触認識処理の詳！ＩｌｌなＦ順んを例示
したフローチャート、第５図は」−記接触認識処理の実
行態様を示（７た概念図、第６図は第３図および第４図
のｆ、順を実行だめの制御系を示したブロック図、第７
図は本発明を適用した南面位置合せの具体的な実施態様
を示す概念図、第８図は歯切盤の一例を示した斜視図、
第９図は荒歯切加工された歯車を例示した斜視図、第１
０図は面取り加工部分を示した斜視図、第１１図、第１
２図は従来の南面位置合せの実施態様を示しまた概念図
、第１３図および第１４図は仕上げ加重位置を示した概
念図である。 ３・カッタ、１　ｒ）・近接スイッチ、２０　タンチセ
レザ、３０　位置決め機構、３］・センサホルダ、３４
　サーホモータ、４０・ワーク、４０歯溝、 ・・歯面、 ０　・・ マイク ロプロセッサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 近接スイッチとタッチセンサとの位置関係を、上記近接
   スイッチが歯車の歯の歯先または歯溝を検出した場合に
   、上記タッチセンサが上記歯の歯溝上に位置されるよう
   に予設定する行程と、、上記近接スイッチが上記歯先ま
   たは歯溝を検出するまで上記歯車を回転させる行程と、 上記タッチセンサを上記歯溝に進入させる行程と、 上記タッチセンサが上記歯の面を検出するまで上記歯車
   を回転させる行程と を含む歯車の歯面位置合せ方法。