JPH04289020A - 歯車研削機の自動設定装置 - Google Patents
歯車研削機の自動設定装置Info
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- JPH04289020A JPH04289020A JP647991A JP647991A JPH04289020A JP H04289020 A JPH04289020 A JP H04289020A JP 647991 A JP647991 A JP 647991A JP 647991 A JP647991 A JP 647991A JP H04289020 A JPH04289020 A JP H04289020A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
- B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、歯車を製作する歯
車研削機において、研削用砥石車に対する被加工歯車の
研削加工初期の位置（角座標上の位置）と、砥石車が被
加工歯車の歯の谷に侵入する前進位置を自動的に設定す
る、歯車研削機の自動設定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】 従来の研削加工の初期設定は、すべ
て熟練工の人手に頼っていた。また、本発明者は、研削
用砥石車の軸と被加工歯車の軸を歯車機構で係合させず
、両軸を個別のモータで駆動させ、両モータを電子制御
装置で制御する発明を先に提案している（未公開）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】 従来技術によれば
、研削用砥石車の軸と被加工歯車の軸が同期回転して研
削加工が行われる前の初期設定時に、熟練工による調整
作業を要するため工程の完全自動化が不可能であった。 また、歯切機や研削機は、切削油が飛散するため、プラ
スチック等のカバーで覆われており、そのカバーが飛散
した油で汚れているため、ビデオカメラ等を用いた光学
的認識手段による自動設定制御は不可能である。 【０００４】本発明は、このような困難を克服して自動
設定作業を可能にすることを解決課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 本発明の歯車研削機
の自動設定装置は、被加工歯車の軸を両方向に駆動する
第１のモータと、その第１のモータの駆動トルクを所定
値以下に制御するトルク制御手段と、その第１のモータ
を所定範囲内で正逆両方向に交互に回転駆動する揺動回
転制御手段と、砥石車を固定保持する手段と、その砥石
車を上記被加工歯車に対して前後方向に変位させる第２
のモータと、上記砥石車の前後方向位置を検知する砥石
車前進位置検知手段と、上記被加工歯車の軸が揺動回転
中に上記トルク制御手段により被加工歯車の軸回転が停
止したことを検知する停止検知手段と、その軸回転が停
止したときの被加工歯車の回転位置情報を検知する停止
位置検知手段と、その停止位置検知手段の第１の検知情
報とその時の上記砥石車前進位置検知手段の第２の検知
情報から研削加工の初期の被加工歯車の位置と砥石車の
前進位置を求める演算手段を有することを特徴としてい
る。 【０００６】 【作用】 被研削歯車の軸は第１のモータの出力軸に
通常は直結されている。砥石車の軸も別個のモータの出
力軸に通常は直結されている。第１のモータおよび別個
のモータはそれぞれ独立した回転速度制御回路により制
御されている。第１のモータはトルク制御手段により弱
小な回転トルクに制御され、かつ、揺動回転制御手段が
歯のひとつの谷の中心角の半分程度の所定範囲内で正逆
両方向に振動するように被加工歯車を交互回転させる。 砥石車は切削加工中はモータにより回転駆動されるが、
設定作業中は固定保持されて第２のモータにより前後方
向に変位する。この砥石車が、第３図に示すように被研
削用歯車へ浅く侵入して揺動回転中の歯車の歯面に接触
すると、第１のモータのトルクが弱小値に制御されてい
るから、揺動回転していた歯車はその揺動を停止する。 この停止は停止検知手段、例えばロータリエンコーダに
より検知され、停止位置検知手段がそのときの位置情報
を検知する。第１のモータの回転方向が逆転すると、砥
石車はやがて対向するもうーつの歯面に接触し、再び歯
車は揺動を停止し、そのときの位置情報が検知される。 この２回の停止位置情報から歯の谷の中心が演算される
が、さらに砥石車を前進させて揺動停止をくり返すこと
により歯の谷の中心の演算精度が向上する。そして最終
的に、砥石車の両面が歯面に当接する最も深く侵入した
状態で、本発明による自動設定操作は終了し、つづいて
研削作業がスタートする。 【０００７】 【実施例】 図１に歯車研削機の外観図を示す。被研
削歯車１は第１のモータ２により直接駆動され、研削用
砥石車３は第３のモータ４により直接駆動される。また
、研削用砥石車３の保持台５は第２のモータ６と送りネ
ジにより被研削歯車１に対して前進、後退することがで
きる。第１のモータ２は時計方向、反時計方向の両方向
に駆動され、これにより被加工歯車を所定角度範囲で揺
動させることができる。第１および第２のモータ２，６
はいずれもインバータ交流電源により駆動されており、
インバータの変換周波数を制御することによりその回転
速度を高範囲にわたり連続的に変化させることができ、
しかも、回転磁界を静止させてモータ出力軸を大きなト
ルクで停止させる、いわゆるサーボロック状態に制御す
ることができる。最近実用化されたファクトリーオート
メーション用ＤＤモータ（ダイレイト・ドライブモータ
）、殊に、回転フィード駆動を行う低速ＤＤモータは、
低速回転制御が可能で脈動トルクが低く、高分解の位置
決め制御が可能なため、本発明の第１，第２のモータに
適しており、特に、脈動トルクを補償制御するために高
分解能（１秒以下）のエンコードが内蔵されたモータを
用いるときは、位置センサとしてのエンコードを付設す
る必要がない（日経メカニカル１９９０．１１．２６日
号、Ｐ．１０８〜Ｐ．１１４）。 【０００８】図２に本発明の制御系実施例のブロック図
を示す。第１のモータの駆動制御回路部１１は、揺動回
転の目標値となる例えば正弦波信号を発生する揺動信号
発生手段１２、その揺動信号とロータリエンコーダ７の
フィードバック信号Ｓ１ から位置決め指令信号を出力
する位置決め制御回路１３、位置決め指令信号を微分し
て速度信号を得るとともに目標値に対する位置のフィー
ドバック値の偏差が小さいときは速度を低速にする速度
制御回路１４、トルク値設定手段１７により設定された
弱小なトルク値ＴＲ に対し次段のパワーアンプ１６か
らトルク値変換回路２２を介してフィードバックされる
駆動トルクＴＭ の偏差を検出して所定の弱小なトルク
に制御する電流制御回路１５、上記各制御回路により指
令された回転方向、速度、トルク値で第１のモータを回
転駆動するパワーアンプ１６により構成される。 【０００９】砥石車保持台５を前後方向に変位駆動する
第２のモータ６の駆動制御回路部は、位置決め制御回路
１８と速度制御回路１９により制御され、そのフィード
バック信号Ｓ２ はロータリー・エンコーダ８により検
出され、このパルス信号の計算値が砥石車の前進位置信
号となる。砥石車３を回転させ、或いはサーボロックさ
せる第３のモータ４は位置決め制御回路２０と速度制御
回路２１により制御され、そのフィードバック信号Ｓ３
は位置決め制御回路２０に入力されてサーボロック状
態を制御するとともに、前記した第１のモータの駆動制
御回路部１１に入力されて、研削加工中における第１の
モータの回転速度を第２のモータの回転速度に対して所
定の比率１／Ｎに制御するために供される。これは本発
明の自動設定後に被加工歯車を研削加工するときに不可
欠である。この回転比率制御手段等は、中央数値制御装
置ＣＮＣ２３のソフトウエアにより実施することができ
、ほかの制御回路の機能もこのＣＮＣ２３に兼務させる
ことができる。 【００１０】この実施例における第１のエンコーダ７、
揺動範囲目標設定手段１２、および位置決め制御回路１
３が本発明の揺動回転制御手段を構成しており、電流制
御回路１５、パワーアンプ１６、トルク値設定手段１７
およびトルク値変換回路２２が本発明のトルク制御手段
を構成している。また、第２のモータ６のエンコーダ８
、位置検知手段２４が砥石車前進位置検知手段を構成し
、第１のモータ２のエンコーダ７、速度制御回路１４が
被加工歯車の停止検知手段を構成し、エンコーダ７、位
置決め制御回路１３が停止位置検知手段を構成している
。図３に従い本発明実施例の作用を説明する。被研削歯
車１は時計方向、反時計方向に揺動回転し、砥石車３は
被研削歯車１の間の中心線Ｃ上に砥石車の谷の中心が位
置するようにサーボロック状態で位置決め制御されなが
らその中心線Ｃ上に沿って前後方向に変位することがで
きる。 【００１１】歯車１が反時計方向（正方向）に回転した
ときの停止位置検出信号をθＣＣＷ 、時計方向（負方
向）に回転したときの停止位置検出信号をθＣＷとすれ
ば、歯車１の歯の山の中心を上記中心線Ｃ上に設定する
ための位置決め指令信号θＯ は、 θ０ ＝（θＣＷ−θＣＣＷ ）／２ 軸方向の間隙ｈを０に近づける向きに砥石車３を前進さ
せながら、この操作を数回くり返すと、θ０ ，θＣＷ
，θＣＣＷ ともに実質的に０になって砥石車３と歯車
１が密着する状態になる。この状態のとき、本発明によ
る自動設定行程は終了する。 【００１２】被加工歯車がはすば歯車の場合は、はすば
角αだけ被加工歯車の軸を傾斜させるだけで、本発明を
同様に適用することができる。なお、被加工歯車の取り
付け、取りはずし作業は、従来公知の技術をそのまま用
して容易に実施することができる。 【００１３】 【発明の効果】 本発明によれば、従来至難とされて
いた、研削開始前の被研削歯車と砥石車との位置合せ作
業を自動化することができる。また、従来のように被研
削歯車の軸と砥石車の軸を係合させる歯車機構がなく、
両軸がそれぞれのモータにより直接駆動されるので、歯
車機構の遊びによる製作誤差がなく、極めて高精度の研
削加工を行うことができる。
車研削機において、研削用砥石車に対する被加工歯車の
研削加工初期の位置（角座標上の位置）と、砥石車が被
加工歯車の歯の谷に侵入する前進位置を自動的に設定す
る、歯車研削機の自動設定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】 従来の研削加工の初期設定は、すべ
て熟練工の人手に頼っていた。また、本発明者は、研削
用砥石車の軸と被加工歯車の軸を歯車機構で係合させず
、両軸を個別のモータで駆動させ、両モータを電子制御
装置で制御する発明を先に提案している（未公開）。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】 従来技術によれば
、研削用砥石車の軸と被加工歯車の軸が同期回転して研
削加工が行われる前の初期設定時に、熟練工による調整
作業を要するため工程の完全自動化が不可能であった。 また、歯切機や研削機は、切削油が飛散するため、プラ
スチック等のカバーで覆われており、そのカバーが飛散
した油で汚れているため、ビデオカメラ等を用いた光学
的認識手段による自動設定制御は不可能である。 【０００４】本発明は、このような困難を克服して自動
設定作業を可能にすることを解決課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】 本発明の歯車研削機
の自動設定装置は、被加工歯車の軸を両方向に駆動する
第１のモータと、その第１のモータの駆動トルクを所定
値以下に制御するトルク制御手段と、その第１のモータ
を所定範囲内で正逆両方向に交互に回転駆動する揺動回
転制御手段と、砥石車を固定保持する手段と、その砥石
車を上記被加工歯車に対して前後方向に変位させる第２
のモータと、上記砥石車の前後方向位置を検知する砥石
車前進位置検知手段と、上記被加工歯車の軸が揺動回転
中に上記トルク制御手段により被加工歯車の軸回転が停
止したことを検知する停止検知手段と、その軸回転が停
止したときの被加工歯車の回転位置情報を検知する停止
位置検知手段と、その停止位置検知手段の第１の検知情
報とその時の上記砥石車前進位置検知手段の第２の検知
情報から研削加工の初期の被加工歯車の位置と砥石車の
前進位置を求める演算手段を有することを特徴としてい
る。 【０００６】 【作用】 被研削歯車の軸は第１のモータの出力軸に
通常は直結されている。砥石車の軸も別個のモータの出
力軸に通常は直結されている。第１のモータおよび別個
のモータはそれぞれ独立した回転速度制御回路により制
御されている。第１のモータはトルク制御手段により弱
小な回転トルクに制御され、かつ、揺動回転制御手段が
歯のひとつの谷の中心角の半分程度の所定範囲内で正逆
両方向に振動するように被加工歯車を交互回転させる。 砥石車は切削加工中はモータにより回転駆動されるが、
設定作業中は固定保持されて第２のモータにより前後方
向に変位する。この砥石車が、第３図に示すように被研
削用歯車へ浅く侵入して揺動回転中の歯車の歯面に接触
すると、第１のモータのトルクが弱小値に制御されてい
るから、揺動回転していた歯車はその揺動を停止する。 この停止は停止検知手段、例えばロータリエンコーダに
より検知され、停止位置検知手段がそのときの位置情報
を検知する。第１のモータの回転方向が逆転すると、砥
石車はやがて対向するもうーつの歯面に接触し、再び歯
車は揺動を停止し、そのときの位置情報が検知される。 この２回の停止位置情報から歯の谷の中心が演算される
が、さらに砥石車を前進させて揺動停止をくり返すこと
により歯の谷の中心の演算精度が向上する。そして最終
的に、砥石車の両面が歯面に当接する最も深く侵入した
状態で、本発明による自動設定操作は終了し、つづいて
研削作業がスタートする。 【０００７】 【実施例】 図１に歯車研削機の外観図を示す。被研
削歯車１は第１のモータ２により直接駆動され、研削用
砥石車３は第３のモータ４により直接駆動される。また
、研削用砥石車３の保持台５は第２のモータ６と送りネ
ジにより被研削歯車１に対して前進、後退することがで
きる。第１のモータ２は時計方向、反時計方向の両方向
に駆動され、これにより被加工歯車を所定角度範囲で揺
動させることができる。第１および第２のモータ２，６
はいずれもインバータ交流電源により駆動されており、
インバータの変換周波数を制御することによりその回転
速度を高範囲にわたり連続的に変化させることができ、
しかも、回転磁界を静止させてモータ出力軸を大きなト
ルクで停止させる、いわゆるサーボロック状態に制御す
ることができる。最近実用化されたファクトリーオート
メーション用ＤＤモータ（ダイレイト・ドライブモータ
）、殊に、回転フィード駆動を行う低速ＤＤモータは、
低速回転制御が可能で脈動トルクが低く、高分解の位置
決め制御が可能なため、本発明の第１，第２のモータに
適しており、特に、脈動トルクを補償制御するために高
分解能（１秒以下）のエンコードが内蔵されたモータを
用いるときは、位置センサとしてのエンコードを付設す
る必要がない（日経メカニカル１９９０．１１．２６日
号、Ｐ．１０８〜Ｐ．１１４）。 【０００８】図２に本発明の制御系実施例のブロック図
を示す。第１のモータの駆動制御回路部１１は、揺動回
転の目標値となる例えば正弦波信号を発生する揺動信号
発生手段１２、その揺動信号とロータリエンコーダ７の
フィードバック信号Ｓ１ から位置決め指令信号を出力
する位置決め制御回路１３、位置決め指令信号を微分し
て速度信号を得るとともに目標値に対する位置のフィー
ドバック値の偏差が小さいときは速度を低速にする速度
制御回路１４、トルク値設定手段１７により設定された
弱小なトルク値ＴＲ に対し次段のパワーアンプ１６か
らトルク値変換回路２２を介してフィードバックされる
駆動トルクＴＭ の偏差を検出して所定の弱小なトルク
に制御する電流制御回路１５、上記各制御回路により指
令された回転方向、速度、トルク値で第１のモータを回
転駆動するパワーアンプ１６により構成される。 【０００９】砥石車保持台５を前後方向に変位駆動する
第２のモータ６の駆動制御回路部は、位置決め制御回路
１８と速度制御回路１９により制御され、そのフィード
バック信号Ｓ２ はロータリー・エンコーダ８により検
出され、このパルス信号の計算値が砥石車の前進位置信
号となる。砥石車３を回転させ、或いはサーボロックさ
せる第３のモータ４は位置決め制御回路２０と速度制御
回路２１により制御され、そのフィードバック信号Ｓ３
は位置決め制御回路２０に入力されてサーボロック状
態を制御するとともに、前記した第１のモータの駆動制
御回路部１１に入力されて、研削加工中における第１の
モータの回転速度を第２のモータの回転速度に対して所
定の比率１／Ｎに制御するために供される。これは本発
明の自動設定後に被加工歯車を研削加工するときに不可
欠である。この回転比率制御手段等は、中央数値制御装
置ＣＮＣ２３のソフトウエアにより実施することができ
、ほかの制御回路の機能もこのＣＮＣ２３に兼務させる
ことができる。 【００１０】この実施例における第１のエンコーダ７、
揺動範囲目標設定手段１２、および位置決め制御回路１
３が本発明の揺動回転制御手段を構成しており、電流制
御回路１５、パワーアンプ１６、トルク値設定手段１７
およびトルク値変換回路２２が本発明のトルク制御手段
を構成している。また、第２のモータ６のエンコーダ８
、位置検知手段２４が砥石車前進位置検知手段を構成し
、第１のモータ２のエンコーダ７、速度制御回路１４が
被加工歯車の停止検知手段を構成し、エンコーダ７、位
置決め制御回路１３が停止位置検知手段を構成している
。図３に従い本発明実施例の作用を説明する。被研削歯
車１は時計方向、反時計方向に揺動回転し、砥石車３は
被研削歯車１の間の中心線Ｃ上に砥石車の谷の中心が位
置するようにサーボロック状態で位置決め制御されなが
らその中心線Ｃ上に沿って前後方向に変位することがで
きる。 【００１１】歯車１が反時計方向（正方向）に回転した
ときの停止位置検出信号をθＣＣＷ 、時計方向（負方
向）に回転したときの停止位置検出信号をθＣＷとすれ
ば、歯車１の歯の山の中心を上記中心線Ｃ上に設定する
ための位置決め指令信号θＯ は、 θ０ ＝（θＣＷ−θＣＣＷ ）／２ 軸方向の間隙ｈを０に近づける向きに砥石車３を前進さ
せながら、この操作を数回くり返すと、θ０ ，θＣＷ
，θＣＣＷ ともに実質的に０になって砥石車３と歯車
１が密着する状態になる。この状態のとき、本発明によ
る自動設定行程は終了する。 【００１２】被加工歯車がはすば歯車の場合は、はすば
角αだけ被加工歯車の軸を傾斜させるだけで、本発明を
同様に適用することができる。なお、被加工歯車の取り
付け、取りはずし作業は、従来公知の技術をそのまま用
して容易に実施することができる。 【００１３】 【発明の効果】 本発明によれば、従来至難とされて
いた、研削開始前の被研削歯車と砥石車との位置合せ作
業を自動化することができる。また、従来のように被研
削歯車の軸と砥石車の軸を係合させる歯車機構がなく、
両軸がそれぞれのモータにより直接駆動されるので、歯
車機構の遊びによる製作誤差がなく、極めて高精度の研
削加工を行うことができる。
【図１】 本発明実施例の機械的部分の正面図である
。
。
【図２】 本発明実施例の制御系のブロック図である
。
。
【図３】 本発明の作用説明図である。
１・・・・被研削歯車
２・・・・第１のモータ
３・・・・研削用砥石車
５・・・・砥石車の保持台
６・・・・第２のモータ
Claims (1)
- 【請求項１】 被加工歯車の軸を両方向に駆動する第
１のモータと、その第１のモータの駆動トルクを所定値
以下に制御するトルク制御手段と、その第１のモータを
所定範囲内で正逆両方向に交互に回転駆動する揺動回転
制御手段と、砥石車を固定保持する手段と、その砥石車
を上記被加工歯車に対して前後方向に変位させる第２の
モータと、上記砥石車の前後方向位置を検知する砥石車
前進位置検知手段と、上記被加工歯車の軸が揺動回転中
に上記トルク制御手段により被加工歯車の軸回転が停止
したことを検知する停止検知手段と、その軸回転が停止
したときの被加工歯車の回転位置情報を検知する停止位
置検知手段と、その停止位置検知手段の第１の検知情報
とその時の上記砥石車前進位置検知手段の第２の検知情
報から研削加工の初期の被加工歯車の位置と砥石車の前
進位置を求める演算手段を有する、歯車研削機の自動設
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP647991A JPH04289020A (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 歯車研削機の自動設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP647991A JPH04289020A (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 歯車研削機の自動設定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04289020A true JPH04289020A (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=11639613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP647991A Pending JPH04289020A (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 歯車研削機の自動設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04289020A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003251529A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-09 | Reishauer Ag | ギアの歯すじ修正および／または歯すじ偏差の補正方法 |
| JP2012148352A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 歯車研削盤の位相合わせ装置及び方法 |
| CN119347000A (zh) * | 2024-10-23 | 2025-01-24 | 江苏中科爱码信自动化技术有限公司 | 一种摆臂式双定位高精度对齿机构 |
| JP7752226B1 (ja) * | 2024-10-09 | 2025-10-09 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械およびホブの位相合わせ方法 |
-
1991
- 1991-01-23 JP JP647991A patent/JPH04289020A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003251529A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-09 | Reishauer Ag | ギアの歯すじ修正および／または歯すじ偏差の補正方法 |
| JP2012148352A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 歯車研削盤の位相合わせ装置及び方法 |
| JP7752226B1 (ja) * | 2024-10-09 | 2025-10-09 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械およびホブの位相合わせ方法 |
| CN119347000A (zh) * | 2024-10-23 | 2025-01-24 | 江苏中科爱码信自动化技术有限公司 | 一种摆臂式双定位高精度对齿机构 |
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