專利名稱：嚙合設(shè)備和齒輪加工機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪匹配裝置，所述齒輪匹配裝置執(zhí)行齒輪匹配以建 立旋轉(zhuǎn)工具和將被加工的齒輪之間的轉(zhuǎn)動相位關(guān)系，在所述轉(zhuǎn)動相位關(guān)系 中，旋轉(zhuǎn)工具和齒輪可以彼此嚙合，本發(fā)明還涉及一種使用齒輪匹配裝置 的齒輪加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
諸如齒輪磨床和滾齒機的齒輪加工設(shè)備迄今為止已經(jīng)作為用于通過 使用旋轉(zhuǎn)工具加工齒輪的工具。在這種齒輪加工設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)工具和將被 加工的齒輪(以下在說明書簡稱為"齒輪")通過單獨的驅(qū)動傳動電動機 被分別同步控制，并且然后通過使旋轉(zhuǎn)工具和齒輪彼此嚙合而執(zhí)行齒輪加 工。
另外，在齒輪加工設(shè)備中，在使旋轉(zhuǎn)工具和齒輪彼此嚙合之前執(zhí)行"齒 輪匹配"過程。執(zhí)行齒輪匹配過程以建立旋轉(zhuǎn)工具和齒輪之間的轉(zhuǎn)動相位 關(guān)系，在所述轉(zhuǎn)動相位關(guān)系中，旋轉(zhuǎn)工具的齒尖(齒頂)和齒間(齒槽) 可以與齒輪的齒尖(齒頂)和齒間(齒槽)嚙合。在此齒輪匹配過程中， 旋轉(zhuǎn)工具和齒輪的轉(zhuǎn)動相位首先通過使用諸如觸摸式探頭的接觸式傳感 器或諸如近程式傳感器的非接觸式傳感器檢測被分別檢測?；跈z測結(jié) 果，校正這些轉(zhuǎn)動相位之間的偏移，使得旋轉(zhuǎn)工具的轉(zhuǎn)動相位和齒輪的轉(zhuǎn) 動相位被調(diào)整。
例如，專利文獻l公開了這樣一種齒匹配裝置。在此齒輪匹配裝置中， 通過使用傳感器讀取齒輪的齒尖和齒間，同時分別確定旋轉(zhuǎn)工具和齒輪的 轉(zhuǎn)動。因此，可以執(zhí)行齒輪匹配。
專利文獻h日本專利申請待審公開No.2004-25333。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題
然而，在上述傳統(tǒng)的齒輪匹配裝置中，用于檢測齒輪的轉(zhuǎn)動相位的傳
感器設(shè)置在旋轉(zhuǎn)工具的一側(cè)，S卩，在可轉(zhuǎn)動地支撐旋轉(zhuǎn)工具的柱(column) 的一側(cè)。由于這個原因，齒輪匹配操作復(fù)雜，因而導(dǎo)致花費在齒輪匹配上 的時間增加。
具體地，假定其中在傳統(tǒng)的齒輪匹配裝置中執(zhí)行齒輪匹配操作的情 況。當(dāng)通過使用傳感器檢測齒輪的轉(zhuǎn)動相位時， 一旦到達其中旋轉(zhuǎn)工具不 對傳感器的檢測施加副作用的位置，必須撤回旋轉(zhuǎn)工具。然后，在轉(zhuǎn)動相 位被檢測之后，必須將傳感器從其檢測位置移動到其撤回位置，并且同時 將旋轉(zhuǎn)工具從其撤回位置移動到其加工位置。因此，由于旋轉(zhuǎn)工具在其加 工位置和其撤回位置之間的往復(fù)移動，并且還由于傳感器在其檢測位置和 其撤回位置之間的往復(fù)移動，齒輪匹配操作所花費時間增加。
在這方面，為了解決上述問題己經(jīng)完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提 供能夠縮短齒輪匹配所花費時間的齒輪匹配裝置，并且還提供使用齒輪匹 配裝置的齒輪加工設(shè)備。 解決問題的方法
用于解決上述問題的第一發(fā)明提供一種齒輪匹配裝置，在通過使旋轉(zhuǎn) 工具和齒輪相互嚙合，并且然后通過相對轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工具和齒輪而執(zhí)行齒輪 加工之前，所述齒輪匹配裝置執(zhí)行齒輪匹配以建立旋轉(zhuǎn)工具和齒輪之間的 轉(zhuǎn)動相位關(guān)系，在所述轉(zhuǎn)動相位關(guān)系中，旋轉(zhuǎn)工具和齒輪可以相互嚙合。 齒輪匹配裝置特征在于所述齒輪匹配裝置包括工件保持裝置和轉(zhuǎn)動相位 檢測裝置。工件保持裝置被支撐成在齒輪的軸向方向上可移動，并將齒輪 壓向工件轉(zhuǎn)動裝置從而可轉(zhuǎn)動地保持齒輪。工件轉(zhuǎn)動裝置使齒輪繞工件轉(zhuǎn) 動裝置的軸線轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動相位檢測裝置設(shè)置到工件保持裝置，并且當(dāng)工件 保持裝置保持齒輪時，轉(zhuǎn)動相位檢測裝置面對齒輪以檢測齒輪的轉(zhuǎn)動相 位。
用于解決上述問題的第二發(fā)明提供一種根據(jù)第一發(fā)明的具有如下特 征的齒輪匹配裝置。轉(zhuǎn)動相位檢測裝置設(shè)置在齒輪的與旋轉(zhuǎn)工具相對的一用于解決上述問題的第三發(fā)明提供一種根據(jù)第一發(fā)明的具有如下特 征的齒輪匹配裝置。齒輪匹配裝置還包括撤回裝置，所述撤回裝置從檢測 位置撤回轉(zhuǎn)動相位檢測裝置，在所述撤回位置處，轉(zhuǎn)動相位檢測裝置檢測 齒輪的轉(zhuǎn)動相位。
用于解決上述問題的第四發(fā)明提供一種根據(jù)第一至第三發(fā)明中任一 項的具有如下特征的齒輪匹配裝置。齒輪匹配裝置還包括加工誤差吸收裝 置，當(dāng)工件保持裝置保持齒輪時，所述加工誤差吸收裝置吸收在齒輪在軸 向方向上的加工誤差。
用于解決上述問題的第五發(fā)明提供一種齒輪加工設(shè)備，其特征在于所 述齒輪加工設(shè)備包括根據(jù)第一至第四發(fā)明中任一項的齒輪匹配裝置。 本發(fā)明的效果
根據(jù)第一發(fā)明的齒輪匹配裝置在通過使旋轉(zhuǎn)工具和齒輪相互嚙合，并 且然后通過相對轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工具和齒輪而執(zhí)行齒輪加工之前，執(zhí)行齒輪匹配 以建立旋轉(zhuǎn)工具和齒輪之間的轉(zhuǎn)動相位關(guān)系，在所述轉(zhuǎn)動相位關(guān)系中，旋 轉(zhuǎn)工具和齒輪可以相互嚙合。齒輪匹配裝置包括工件保持裝置和轉(zhuǎn)動相位 檢測裝置。工件保持裝置被支撐成在齒輪的軸向方向上可移動，并將齒輪 壓向工件轉(zhuǎn)動裝置從而可轉(zhuǎn)動地保持齒輪。工件轉(zhuǎn)動裝置繞其軸線轉(zhuǎn)動齒 輪。轉(zhuǎn)動相位檢測裝置設(shè)置到工件保持裝置，并且當(dāng)工件保持裝置保持齒 輪時，所述轉(zhuǎn)動相位檢測裝置面對齒輪以檢測齒輪的轉(zhuǎn)動相位。因而，當(dāng) 工件保持裝置保持齒輪時，可以通過使用轉(zhuǎn)動相位檢測裝置檢測轉(zhuǎn)動相 位。因此，可以縮短齒輪匹配花費的時間。
根據(jù)第二發(fā)明，在根據(jù)第一發(fā)明的齒輪匹配裝置中，轉(zhuǎn)動相位檢測裝 置設(shè)置在齒輪的與旋轉(zhuǎn)工具相對的一側(cè)。因而，由于轉(zhuǎn)動相位檢測裝置不 干涉旋轉(zhuǎn)工具的齒輪匹配操作，因此可以簡化轉(zhuǎn)動相位檢測裝置的操作。 同時，由于齒輪碎片沒有粘附到轉(zhuǎn)動相位檢測裝置，因此可以防止轉(zhuǎn)動相 位檢測裝置被損壞。
根據(jù)第三發(fā)明，根據(jù)第一發(fā)明的齒輪匹配裝置還包括撤回裝置，所述 撤回裝置從檢測位置撤回轉(zhuǎn)動相位檢測裝置，在所述檢測位置處，轉(zhuǎn)動相 位檢測裝置檢測齒輪的轉(zhuǎn)動相位。因而，轉(zhuǎn)動相位檢測裝置不干涉旋轉(zhuǎn)工 具的齒輪匹配操作。這使得可以簡化轉(zhuǎn)動相位檢測裝置的操作。同時，由于可以防止齒輪碎片粘附到轉(zhuǎn)動相位檢測裝置，因此可以防止轉(zhuǎn)動相位檢 測裝置被損壞。
根據(jù)第四發(fā)明，根據(jù)第一至第三發(fā)明中任一項的齒輪匹配裝置還包括 加工誤差吸收裝置，當(dāng)工件保持裝置保持齒輪時，所述加工誤差吸收裝置 吸收齒輪軸向方向上的加工誤差。這使得當(dāng)工件保持裝置保持具有在齒輪 的軸向方向上的加工誤差的齒輪時，可以將轉(zhuǎn)動相位檢測裝置設(shè)置在固定 位置處。因此，可以在高精度的情況下檢測轉(zhuǎn)動相位。
根據(jù)第五發(fā)明的齒輪加工設(shè)備包括根據(jù)第一至第四發(fā)明中任一項的 齒輪匹配裝置。具體地，齒輪加工設(shè)備包括齒輪匹配裝置，在通過使旋轉(zhuǎn) 工具和齒輪相互嚙合，并且然后通過相對轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工具和齒輪而執(zhí)行齒輪 加工之前，所述齒輪匹配裝置執(zhí)行齒輪匹配以建立旋轉(zhuǎn)工具和齒輪之間的 轉(zhuǎn)動相位關(guān)系，在所述轉(zhuǎn)動相位關(guān)系中，旋轉(zhuǎn)工具和齒輪可以相互嚙合。 齒輪匹配裝置還包括工件保持裝置和轉(zhuǎn)動相位檢測裝置。工件保持裝置被 支撐以在齒輪的軸向方向上可移動。工件保持裝置將齒輪壓向工件轉(zhuǎn)動裝 置，從而可轉(zhuǎn)動地保持齒輪。工件轉(zhuǎn)動裝置繞其軸線轉(zhuǎn)動齒輪。轉(zhuǎn)動相位 檢測裝置設(shè)置到工件保持裝置。當(dāng)工件保持裝置保持齒輪時，轉(zhuǎn)動相位檢 測裝置面對齒輪以檢測齒輪的轉(zhuǎn)動相位。另外，轉(zhuǎn)動相位檢測裝置設(shè)置在 與齒輪的旋轉(zhuǎn)工具相對的一側(cè)上。而且，齒輪匹配裝置包括撤回裝置，所 述撤回裝置從檢測位置撤回轉(zhuǎn)動相位檢測裝置，在所述撤回位置處，轉(zhuǎn)動 相位檢測裝置檢測齒輪的轉(zhuǎn)動相位。而且，齒輪匹配裝置包括加工誤差吸 收裝置，當(dāng)工件保持裝置保持齒輪時，所述加工誤差吸收裝置吸收齒輪在 軸向方向上的加工誤差。這使得在工件保持裝置保持齒輪的同時可以通過 使用轉(zhuǎn)動相位檢測裝置檢測轉(zhuǎn)動相位。因而，可以縮短齒輪匹配花費的時 間。另外，由于轉(zhuǎn)動相位檢測裝置不干涉旋轉(zhuǎn)工具的齒輪匹配操作，因此 可以簡化轉(zhuǎn)動相位檢測裝置的操作。同時，由于齒輪碎片沒有粘附到轉(zhuǎn)動 相位檢測裝置，因此可以防止轉(zhuǎn)動相位檢測裝置被損壞。而且，由于即使 當(dāng)工件保持裝置保持具有齒輪在軸向方向上的加工誤差的齒輪時，轉(zhuǎn)動相 位檢測裝置也可以設(shè)置在固定位置，因此可以在高精度的情況下檢測轉(zhuǎn)動 相位。


圖l顯示包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例的齒輪匹配裝置的齒輪磨床的主 要部分的側(cè)視圖2顯示傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的示意性視圖； 圖3顯示磨石和傳感器相對于工件的位置關(guān)系；
圖4顯示包括根據(jù)本發(fā)明第二實施例的齒輪匹配裝置的齒輪磨床的主 要部分的側(cè)視圖5顯示傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的示意性視圖；以及
圖6顯示磨石和傳感器相對于工件的位置關(guān)系。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的齒輪匹配裝置。 實施例l
圖l顯示包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例的齒輪匹配裝置的齒輪磨床的主 要部分的側(cè)視圖。圖2顯示傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的示意性視圖。圖3顯示磨石 和傳感器相對于工件的位置關(guān)系。
如圖1所示，柱12支撐在齒輪磨床1的床11上，所述齒輪磨床l是齒輪 加工設(shè)備。柱12可以在X軸方向(水平方向)上移動。磨石(旋轉(zhuǎn)工具) 13支撐在柱12的前面，從而可繞水平軸線轉(zhuǎn)動。磨石13具有圓柱形形狀， 并且螺旋狀螺紋形成在磨石13的外周表面上。另外，磨石13被支撐成可在 Y軸方向(水平方向)和Z軸方向(垂直方向)上相對于柱12移動，并且可 同時在A方向上轉(zhuǎn)動。使磨石13與在后面說明的齒輪狀形狀的工件(將被 加工的齒輪)W嚙合，使得齒輪磨削被執(zhí)行。
而且，相對柱14豎立在床11上，以面對柱12的前面。導(dǎo)向構(gòu)件15連接 到面對柱12的相對柱14的前面。尾架16支撐在導(dǎo)向構(gòu)件15上以在Z軸方向 上上升和下降。另外，具有大致圓錐狀形狀的尾架中心17支撐在尾架16 的下端上，以可繞垂直軸線相對于尾架16轉(zhuǎn)動。
在尾架16的下方，盤形旋轉(zhuǎn)臺(工件轉(zhuǎn)動裝置)18支撐在床11上，以 在C方向(繞垂直軸線)上可轉(zhuǎn)動。安裝夾具19具有大致圓錐狀形狀， 所述形狀可拆卸地支撐在旋轉(zhuǎn)臺18的上部。而且，工件W可以連接到固定夾具19的上部，和與安裝夾具19的上部分開。
要注意的是，尾架中心17的中心軸線、旋轉(zhuǎn)臺18的中心軸線、安裝夾 具23的中心軸線布置在同一軸線上。此布置可以以如下方式保持工件W。 當(dāng)尾架16朝向裝載在安裝夾具23上的工件W被降下時，尾架中心17配合到 工件W的中心孔Wa(見圖3)，使得工件W被保持。然后，通過轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)臺18， 因此被保持的工件W可以同尾架中心17和安裝夾具19一起在C方向上轉(zhuǎn)動。
如圖l-3中所示，階梯部分16a形成在尾架16的在相對柱14 (導(dǎo)向構(gòu)件 15)側(cè)上的部分中。桿41在其上端處連接到尾架16的階梯部分16a。傳感 器(轉(zhuǎn)動相位檢測裝置)33利用在所述傳感器13與桿41之間的支撐板31 和支撐桿32支撐在所述桿41的下端。傳感器33是用于檢測工件W的轉(zhuǎn)動相
位的諸如近程式傳感器的非接觸式傳感器。
通孔31a形成在支撐板31中，環(huán)狀構(gòu)件34分別設(shè)置在通孔31a的上部分 和下部分上。另一方面，桿41包括大直徑部分41a、小直徑部分41b和凸緣 部分41c。大直徑部分41a形成在桿41的上端側(cè)上，而小直徑部分41b形成 在桿41的下端側(cè)上以具有比大直徑部分41a的直徑小的直徑。凸緣部分41c 形成在大直徑部分41a和小直徑部分41b之間。
桿41的小直徑部分41b穿入環(huán)狀構(gòu)件34和支撐板31的通孔31a，從而可 滑動地支撐在所述環(huán)狀構(gòu)件和所述通孔中。彈簧35在桿41的凸緣部分41c 和上側(cè)上的環(huán)狀構(gòu)件34之間的位置處以收縮狀態(tài)設(shè)置在小直徑部分41b的 外側(cè)上。因而，支撐板31通過彈簧35的偏壓力相對于桿41向下偏壓。而且， 傳感器33利用在傳感器33與支撐板31之間的上述支撐桿32支撐在支撐板 31的一端上。另一方面，止動器36設(shè)置在支撐板31的另一端的下側(cè)上，同 時支撐在相對柱14的前面的下部分上。
當(dāng)尾架16被降下時，使設(shè)置到尾架16的支撐板31鄰接在止動器36上。 因而尾架16的位置的下限以此方式被設(shè)定。因此，桿41的下端(小直徑部 分41b)設(shè)置在下降參考位置R，而傳感器33被設(shè)置成面對保持工件W。
這里，柱12在X軸方向上移動、磨石13在Y軸和Z軸方向上的移動及其 在A方向上的擺動和轉(zhuǎn)動驅(qū)動、尾架16在Z軸方向上的上升和下降、工作臺 18 (工件W)在C方向上的轉(zhuǎn)動驅(qū)動、通過傳感器33檢測轉(zhuǎn)動相位等等通過 沒有圖示的NC (數(shù)字控制)裝置控制。換言之，這些操作的控制可以在工件W上執(zhí)行磨削。
應(yīng)注意的是支撐板31、支撐桿32、彈簧35、止動器36、桿41和類似物 構(gòu)成加工誤差吸收裝置。
下面將說明齒輪匹配操作和在齒輪磨床l中的磨削。
首先，工件W被裝載到安裝夾具19上，然后降下尾架16。尾架16的下 降使支撐板31鄰接在止動器36上，使得尾架16設(shè)置在下限位置處。因此， 尾架中心17配合到工件W的中心孔Wa以保持工件W，并且同時傳感器33設(shè)置 在檢測位置處，傳感器33在所述檢測位置處面對如此保持的工件W。
然后，旋轉(zhuǎn)臺18在其中傳感器33設(shè)置在檢測位置處的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，并 且測量工件W的第一齒尖(齒頂)位置。此后，旋轉(zhuǎn)臺18在相反的方向上 轉(zhuǎn)動，并且測量緊跟第一齒尖的第二齒尖的位置?；谶@些測量結(jié)果，檢 測在這些第一和第二齒輪頂之間的C方向上的轉(zhuǎn)動相位。下面，由檢測的 這些齒尖之間的C方向上的轉(zhuǎn)動相位使NC裝置計算工件W的第一和第二齒 尖之間的第一齒間(齒槽)中的C方向上的轉(zhuǎn)動相位。
隨后，工件W在磨石13側(cè)上的第二齒間中的C方向上的轉(zhuǎn)動相位由以下 計算工件W的面對傳感器33的第一齒間中的C方向上所計算的轉(zhuǎn)動相位； 工件W的技術(shù)規(guī)格(齒數(shù)、螺旋角和類似物)；用于工件W的傳感器33的檢 測高度；傳感器角度(從磨石13側(cè)在C方向上的相對轉(zhuǎn)動角度)和類似物。 然后，獲得工件W在磨石13側(cè)上的齒間中的C方向上所計算的轉(zhuǎn)動相位相對 于磨石13的的偏移量。轉(zhuǎn)動工件W，以便通過轉(zhuǎn)動相位偏移量進行校正， 使得磨石13與工件W的齒輪匹配被執(zhí)行。
此后，在C方向上，磨石13的轉(zhuǎn)動與旋轉(zhuǎn)臺18的轉(zhuǎn)動同步。同時，柱 12在X軸方向上移動，而磨石13在Y軸和Z軸方向上移動并在A方向上轉(zhuǎn)動。 因此，使磨石13與工件W嚙合，使得磨削在工件W上被執(zhí)行。
在這種情況下，在工件W中有時產(chǎn)生微小加工誤差。假定如上所述的 其中工件在C方向上繞垂直軸線轉(zhuǎn)動而被磨削的情況。在這種情況下，當(dāng) 在工件的高度尺寸上，即，在工件的表面寬度中產(chǎn)生加工誤差時，傳感器 在Z軸方向上的檢測位置產(chǎn)生變化。因此，不能在高精度的情況下檢測位 置。
在這方面，在根據(jù)本發(fā)明的齒輪匹配裝置中，彈簧35設(shè)置在支撐板31和桿41之間。即使當(dāng)在工件W的高度方向上產(chǎn)生加工誤差時，彈簧35允許 傳感器33在Z軸方向上總是設(shè)置在相同位置處。
具體地，如圖2所示，當(dāng)工件W的高度尺寸大于預(yù)定尺寸時，通過使當(dāng)
工件被加工成具有預(yù)定尺寸時的位置稍微向上增加高度尺寸而改變尾架 16的下限位置。根據(jù)這個變化，桿41的下端僅僅降低到位于下降參考位置 R上方的上參考位置R1。然而，由于支撐板31通過彈簧35的偏壓力相對于 桿41向下偏壓，所以支撐板31鄰接在止動器36上。因而，即使當(dāng)工件W的 高度尺寸大于預(yù)定尺寸時，傳感器33在Z軸方向上設(shè)置在與其中工件被加 工成具有等于預(yù)定尺寸的高度尺寸的情況下的位置相同的位置處。
另一方面，當(dāng)工件W的高度尺寸小于預(yù)定尺寸時，通過使當(dāng)工件被加 工成具有預(yù)定尺寸時的位置稍微向下減少高度尺寸而改變尾架16的下限 位置。這時，支撐板31鄰接在止動器36上，且同時桿41的下端克服彈簧35 的偏壓力被降下到位于下降參考位置R下方的下參考位置R2。換言之，通 過止動器36限制支撐板31的下降，但是只有桿41被降下。因而，即使當(dāng)工 件W的高度尺寸小于預(yù)定尺寸時，傳感器33在Z軸方向上設(shè)置在與其中工件 被加工成具有等于預(yù)定尺寸的高度尺寸的情況下的位置相同的位置處。
因而，由于設(shè)置在支撐板31和桿41之間的彈簧35吸收工件W的高度尺 寸上的加工誤差，因此傳感器33的檢測位置在Z軸方向上可以保持恒定。
另外，當(dāng)執(zhí)行齒輪匹配操作時，由于傳感器33支撐在尾架16上，因此 即使在由傳感器33進行檢測期間也不必須撤回磨石13。因此，可以縮短操 作齒輪匹配所花費的時間。而且，如圖3所示，傳感器33設(shè)置在工件W的與 磨石13相對的一側(cè)。在此結(jié)構(gòu)情況下，從磨石13到傳感器33的距離可以更 長。因此，防止了在磨削時傳感器33被工件W的碎片或被冷卻劑的供給和 噴射損壞。
因而，傳感器33在尾架16上的支撐可以在使尾架16保持工件W的同時 通過使用傳感器33檢測工件W的轉(zhuǎn)動相位。因此，可以縮短齒輪匹配花費 的時間。
而且，由于傳感器33設(shè)置在工件W的與磨石13相對的一側(cè)，所以傳感 器33不干涉磨石13的齒輪匹配操作。這可以簡化操作，并因而進一步縮短 齒輪匹配花費的時間。另外，由于從磨石13到傳感器33的距離可以保持足
10夠，可以防止在磨削時傳感器33被工件W的碎片或者被冷卻劑的供給和噴 射損壞。
而且，彈簧35在支撐板31和桿41之間的設(shè)置提供如下效果。具體地， 即使當(dāng)在工件W的高度尺寸上產(chǎn)生加工誤差時，也可以吸收加工誤差。因 而，傳感器33可以不變地設(shè)置在相同的檢測位置處。因此，可以在高精度 的情況下檢測轉(zhuǎn)動相位。 實施例2
圖4顯示包括根據(jù)本發(fā)明第二實施例的齒輪匹配裝置的齒輪磨床的主 要部分的側(cè)視圖。圖5顯示傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的示意性視圖。圖6顯示磨石 和傳感器相對于工件的位置關(guān)系。要注意的是在如下說明中，具有與第一 實施例中說明的部件相同的結(jié)構(gòu)和功能的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并 且與第一實施例中說明相同的說明省略。
如圖4-6中所示，氣缸51設(shè)置在齒輪磨床2中的尾架16的側(cè)部上，齒輪 磨床2是齒輪加工設(shè)備。氣缸51設(shè)置有在Z軸方向上滑動的桿52。傳感器33 利用在傳感器33與桿52之間的支撐板31和支撐桿32支撐在桿52的下端上。
桿52包括大直徑部分52a、小直徑部分52b和凸緣部分52c。大直徑部 分52a形成在桿52的上端側(cè)上，而小直徑部分52b形成桿52的下端側(cè)上以具 有比大直徑部分52a的直徑小的直徑。凸緣部分52c形成在大直徑部分52a 和小直徑部分52b之間。
桿52的小直徑部分52b穿入環(huán)狀構(gòu)件34和支撐板31的通孔31a，從而可 滑動地支撐在所述環(huán)狀構(gòu)件和所述通孔中。彈簧35以收縮狀態(tài)在桿52的凸 緣部分52c和上側(cè)上的環(huán)狀構(gòu)件34之間的位置處設(shè)置在小直徑部分52b的 外側(cè)上。因而，支撐板31通過彈簧35的偏壓力相對于桿52向下偏壓。
具體地，當(dāng)尾架16被降下時，使設(shè)置到尾架16的支撐板31鄰接在止動 器36上。因而以這種方式設(shè)置尾架16的位置的下限。因此，桿52的下端(小 直徑部分52b)設(shè)置在下降參考位置R處，而傳感器33被設(shè)置成面對保持工 件W。當(dāng)尾架16設(shè)置在下限位置處時，通過驅(qū)動氣缸51膨脹和縮回桿52使 傳感器33在檢測位置S1和撤回位置S2之間移動。
這里，柱12在X軸方向上的移動、磨石13在Y軸和Z軸方向上的移動及 其在A方向上的擺動和轉(zhuǎn)動驅(qū)動、尾架16在Z軸方向上的上升和下降、工作臺18 (工件W)在C方向上的轉(zhuǎn)動驅(qū)動、由傳感器33進行的轉(zhuǎn)動相位檢測、 氣缸51的驅(qū)動等等由未顯示的NC裝置控制。換言之，這些操作的控制可以 在工件W上執(zhí)行磨削。
應(yīng)注意的是支撐板31、支撐桿32、彈簧35、止動器36、氣缸51、桿52 等構(gòu)成加工誤差吸收裝置。
下面將說明齒輪匹配操作和在齒輪磨床l中的磨削。
首先，工件W裝載到安裝夾具19上，然后在其中氣缸51的桿52伸出的 情況下降下尾架16。尾架16的下降使支撐板31鄰接在止動器36上，使得尾 架16設(shè)置在下限位置處。因此，尾架中心17配合到工件W的中心孔Wa中， 從而保持工件W，并且同時傳感器33設(shè)置在其中傳感器33面對如此保持的 工件W的檢測位置S1處。
然后，旋轉(zhuǎn)臺18在其中傳感器33設(shè)置在檢測位置S1的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，并 且測量工件W的第一齒尖(齒頂)位置。此后，旋轉(zhuǎn)臺18在相反的方向上 轉(zhuǎn)動，并且測量緊跟第一齒尖的第二齒尖的位置。基于這些測量結(jié)果，檢 測這些第一和第二齒尖之間的C方向上的轉(zhuǎn)動相位。接下來，由檢測的這 些齒尖之間的C方向上的轉(zhuǎn)動相位，使NC裝置計算在工件W的第一和第二齒 尖之間的齒間(齒槽)中的C方向上的轉(zhuǎn)動相位。
隨后，工件W在磨石13側(cè)上的齒間中的C方向上的轉(zhuǎn)動相位由以下計 算工件W的面對傳感器33的齒間中的C方向上所計算的轉(zhuǎn)動相位；工件W 的技術(shù)規(guī)格(齒數(shù)、螺旋角和類似物)；用于工件W的傳感器33的檢測高度； 傳感器角度(從磨石13側(cè)在C方向上的相對轉(zhuǎn)動角度)和類似物。然后， 獲得工件W在磨石13側(cè)上的齒間中的C方向上所計算的轉(zhuǎn)動相位相對于磨 石13的的偏移量。轉(zhuǎn)動工件W，以便通過轉(zhuǎn)動相位偏移量進行校正，使得 磨石13與工件W的齒輪匹配被執(zhí)行。
此后，通過驅(qū)動氣缸51以縮回桿52使傳感器33從檢測位置S1升高到 撤回位置S2。然后，磨石13的轉(zhuǎn)動與旋轉(zhuǎn)臺18的轉(zhuǎn)動在C方向上同步。同 時，柱12在X軸方向上移動，而磨石13在Y軸和Z軸方向上移動并且在A方向 上轉(zhuǎn)動。因此，使磨石13與工件W嚙合，使得在工件W上執(zhí)行磨削。
在這種情況下，在工件中有時產(chǎn)生微小加工誤差。在如上所述其中工 件在C方向繞垂直軸線轉(zhuǎn)動以被磨削的情況下，當(dāng)工件的高度尺寸，艮口，表面寬度中產(chǎn)生加工誤差時，傳感器在Z軸方向上的檢測位置S1產(chǎn)生變化。 因此，不能在高精度的情況下檢測位置。 、
在這方面，在根據(jù)本發(fā)明的齒輪匹配裝置中，彈簧35設(shè)置在支撐板31 和桿52之間。即使當(dāng)在工件W的高度方向上產(chǎn)生工誤差時，彈簧35允許傳 感器33在Z軸方向上總是設(shè)置在相同位置處。
具體地，如圖5所示，當(dāng)工件W的高度尺寸大于預(yù)定尺寸時，通過使當(dāng) 工件被加工成具有預(yù)定尺寸時的位置稍微向上增加尺寸而改變尾架16的 下限位置。根據(jù)這個變化，桿52的下端僅僅被降下到位于下降參考位置R 上方的上參考位置R1。然而，由于支撐板31通過彈簧35的偏壓力相對于桿 52向下偏壓，所以支撐板31鄰接在止動器36上。因而，即使當(dāng)工件W的高 度尺寸大于預(yù)定尺寸時，傳感器33在Z軸方向上設(shè)置在與其中工件被加工 成具有等于預(yù)定尺寸的高度尺寸的情況下的位置相同的位置處。
另一方面，當(dāng)工件W的高度尺寸小于預(yù)定尺寸時，通過使當(dāng)工件被加 工成具有預(yù)定尺寸時的位置稍微向下減少尺寸而改變尾架16的下限位置。 這時，支撐板31鄰接在止動器36上，且同時桿52的下端克服彈簧35的偏壓 力被降下到位于下降參考位置R下方的下參考位置R2。換言之，通過止動 器36限制支撐板31的下降，但是只有桿52被降下。因而，即使當(dāng)工件W的
高度尺寸小于預(yù)定尺寸時，傳感器33在Z軸方向上設(shè)置在與其中工件被加 工成具有等于預(yù)定尺寸的高度尺寸的情況下的位置相同的位置處。
因而，由于設(shè)置在支撐板31和桿52之間的彈簧35吸收工件W的高度尺 寸上的加工誤差，因此傳感器33的檢測位置S1在Z軸方向上可以保持恒定。
另外，當(dāng)執(zhí)行齒輪匹配操作時，由于傳感器33支撐在尾架16上，因此 即使在由傳感器33進行檢測期間也不必須撤回磨石13。因此，可以縮短操 作齒輪匹配所花費的時間。而且，由于已經(jīng)完成旋轉(zhuǎn)相位檢測的傳感器33 升高大撤回位置S2，所以從磨石13到傳感器33的距離可以更長。因此，防 止了在磨削時傳感器33被工件W的碎片或被冷卻劑的供給和噴射損壞。
要注意的是在上述操作中，傳感器33在其中氣缸51的桿52伸出的情 況下通過降下尾架16而設(shè)置在檢測位置S1處。然而，傳感器在其中氣缸51 的桿52縮回的情況下一旦被設(shè)置在撤回位置S2處以后，通過降低尾架16 可以將傳感器33下降到檢測位置S1。而且，除了氣缸51和桿52之外，可以設(shè)置用于在工件W的徑向方向上向外撤回傳感器33的另一個撤回機構(gòu)。可 選地，可以只設(shè)置此撤回機構(gòu)。
因而，傳感器33在尾架16上的支撐使在尾架16保持工件W的同時可以 通過使用傳感器33檢測工件W的轉(zhuǎn)動相位。因此，可以縮短齒輪匹配花費 的時間。
而且，由于提供用于在檢測位置S1和撤回位置S2之間升高和下降傳感 器33的氣缸51，因此傳感器33在沒有檢測轉(zhuǎn)動相位時，g卩，在齒輪匹配和 磨削期間設(shè)置在撤回位置S2處。因而，由于傳感器33不干涉磨石13的齒輪 匹配操作，因此可以簡化操作，并因而進一步縮短齒輪匹配花費的時間。 另外，由于從磨石13到傳感器33的距離可以保持足夠，因此在磨削時可以 防止傳感器33被工件W的碎片或冷卻劑的供給和噴射損壞。
而且，由于彈簧35設(shè)置在支撐板31和氣缸51的桿52之間，因此提供了 如下效果。具體地，即使當(dāng)工件W的高度尺寸上產(chǎn)生加工誤差時，也可以 吸收加工誤差。因而，傳感器33可以不變地設(shè)置在檢測位置處。因此，可 以在高精度的情況下檢測轉(zhuǎn)動相位。
應(yīng)注意的是雖然在上述實施例中彈簧35設(shè)置在支撐板31和桿41或52 之間，但是設(shè)置彈簧35可以不是不需的?？蛇x地，桿41或52的下端可以固 定到支撐板31。而且，在上述實施例中，根據(jù)本發(fā)明的齒輪匹配裝置應(yīng)用 于齒輪磨床，齒輪磨床通過使用螺旋狀形狀的磨石用于磨削齒輪狀形狀的 工件。然而，根據(jù)本發(fā)明的齒輪匹配裝置可以應(yīng)用于諸如滾齒機的齒輪加 工設(shè)備，所述齒輪加工設(shè)備通過使用螺旋狀形狀的齒輪滾刀加工齒輪狀形 狀的工件。 工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明可以應(yīng)用于諸如齒輪磨床的齒輪加工設(shè)備，其中可以精確地校 正產(chǎn)生在將被加工的齒輪中的齒廓誤差和齒線誤差。
權(quán)利要求
1. 一種齒輪匹配裝置，在通過使旋轉(zhuǎn)工具和齒輪相互嚙合，并然后通過相對轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)工具和所述齒輪而執(zhí)行齒輪加工之前，所述齒輪匹配裝置執(zhí)行齒輪匹配從而建立所述旋轉(zhuǎn)工具和將被加工的齒輪之間的轉(zhuǎn)動相位關(guān)系，在所述轉(zhuǎn)動相位關(guān)系中，所述旋轉(zhuǎn)工具和所述齒輪能夠相互嚙合，所述齒輪匹配裝置的特征在于所述齒輪匹配裝置包括工件保持裝置，所述工件保持裝置被支撐成能夠在齒輪的軸向方向上移動，并且所述齒輪通過所述工件保持裝置壓向工件轉(zhuǎn)動裝置從而能夠被轉(zhuǎn)動地保持，所述工件轉(zhuǎn)動裝置繞其軸線轉(zhuǎn)動所述齒輪；和轉(zhuǎn)動相位檢測裝置，所述轉(zhuǎn)動相位檢測裝置設(shè)置到所述工件保持裝置，并且當(dāng)所述工件保持裝置保持所述齒輪時，所述轉(zhuǎn)動相位檢測裝置面對所述齒輪以檢測所述齒輪的所述轉(zhuǎn)動相位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的齒輪匹配裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)動相位 檢測裝置設(shè)置在所述齒輪的與所述旋轉(zhuǎn)工具相對的一側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的齒輪匹配裝置，其特征在于還包括撤回裝 置，所述撤回裝置從檢測位置撤回所述轉(zhuǎn)動相位檢測裝置，在所述撤回位 置處，所述轉(zhuǎn)動相位檢測裝置檢測所述齒輪的所述轉(zhuǎn)動相位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項所述的齒輪匹配裝置，其特征在于還 包括加工誤差吸收裝置，當(dāng)所述工件保持裝置保持所述齒輪時，所述加工 誤差吸收裝置吸收所述齒輪在軸向方向上的加工誤差。
5. —種齒輪加工設(shè)備，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項 所述的齒輪匹配裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種齒輪匹配裝置，所述齒輪匹配裝置能夠縮短齒輪匹配所花費的時間，并且還提供了一種使用齒輪匹配裝置的齒輪加工設(shè)備。為了此目的，提供了一種齒輪匹配裝置，在通過使磨石(13)和工件(W)相互嚙合，然后通過相對轉(zhuǎn)動磨石(13)和工件(W)而執(zhí)行齒輪加工之前，所述齒輪匹配裝置執(zhí)行齒輪匹配以建立磨石(13)和齒輪狀形狀的工件(W)之間的轉(zhuǎn)動相位關(guān)系，在所述轉(zhuǎn)動相位關(guān)系中，磨石(13)和工件(W)可以相互嚙合。齒輪匹配裝置包括尾架(16)，所述尾架(16)被支撐成可在工件(W)的軸向方向上移動，并且齒輪(W)通過所述尾架(16)壓向旋轉(zhuǎn)臺(18)以可轉(zhuǎn)動地保持所述齒輪(W)，旋轉(zhuǎn)臺(18)繞其軸線轉(zhuǎn)動工件(W)；和傳感器(33)，所述傳感器(33)設(shè)置到尾架(16)，并且當(dāng)尾架(16)保持工件(W)時，所述傳感器(33)面對工件(W)以檢測工件(W)的轉(zhuǎn)動相位。
文檔編號B23F23/12GK101547765SQ200880000870
公開日2009年9月30日 申請日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者勝間俊文, 藏敷博之 申請人:三菱重工業(yè)株式會社