專利名稱：機床及加工工件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機床以及使用通過控制數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的一個或者多個工具來加工工件的方法。特別地，本發(fā)明涉及到一個程控機床，該程控機床通過控制數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的一個 或者多個工具來加工工件的。該機床包括至少五個同時可控軸、一個夾緊工件的夾持裝置 和一個支撐機床的一個或者多個工具的控制設(shè)備，尤其是，該機床的控制設(shè)備適合控制通 過控制數(shù)據(jù)控制的工具沿著刀具路徑切削用夾持裝置夾緊的工件。特別地，本發(fā)明涉及一種機床和程控加工工件的方法，該方法提供了具有第一齒 輪裝置的第一工件，尤其是把工件從毛坯加工到具有第一齒輪裝置的成品，該第一工件相 對于該具有第二齒輪裝置的第二工件相互而言是一個計數(shù)裝置以致于第一齒輪裝置的齒 根面形成該第二齒輪裝置的第二齒根面的相嚙齒面。特別地，本發(fā)明涉及一種機床以及在機床上將一個或多個工件由毛坯制成具有齒 輪的成品的加工方法，特別是齒輪，諸如有一個內(nèi)部齒輪的直齒輪、具有外部齒輪的直齒輪 或者傘形齒輪和齒條；特別是一種包括至少通過五軸傳動的程控機床，尤其是一種包括至 少通過五軸傳動的數(shù)控機床，尤其是本發(fā)明涉及到一種在數(shù)控機床上從毛坯加工成具有齒 輪的成品全套加工。
背景技術(shù)：
前案揭露了一種數(shù)控機床，該數(shù)控機床包括至少五個軸且可以使刀具在五自由度 自由移動以切削工件。五自由度運動包括至少三個空間自由度(傳統(tǒng)的3個正交可控空間 自由度被稱為X軸、Y軸和Z軸)，可以通過至少有三個線性軸和至少兩個角或旋轉(zhuǎn)自由度 控制該三個空間自由度從而控制刀具的任何方向。如今的數(shù)控機床至少有五個軸，它可以同時控制五自由度，這樣可以執(zhí)行相對于 被夾持的工件來說是復(fù)雜的和有效率的刀具路徑。此外，現(xiàn)有技術(shù)揭露的數(shù)控機床具有六 軸，其中有三個線性軸和三個旋轉(zhuǎn)軸可以同時控制。數(shù)控機床超過六軸也是有可能的。在效率高和準(zhǔn)確性高地加工具有復(fù)雜幾何形狀的成品零件時，使用上述的數(shù)控機 床是普遍的。在機械工程，特別是在造船，例如，在環(huán)保技術(shù)(例如在風(fēng)力發(fā)電廠)，在航空 和機床制造中，可能需要提供具有不同功率的變速箱，就其齒輪而言，尤其是直齒輪和斜齒 輪，必須根據(jù)表面光潔度、齒面接觸模式和運行特點和/或滾動特點上不同要求來生產(chǎn)。在 這里，往往沒有絕對必要生產(chǎn)大量物品，但類型范圍廣泛和高度的靈活性是相當(dāng)必要的，特 別是復(fù)雜的幾何形狀，包括復(fù)雜的齒側(cè)面幾何形狀和復(fù)雜的齒根面幾何形狀。就生產(chǎn)具有一個齒輪傳動的成品零件而言，特別是齒輪，諸如正齒輪或傘齒輪和 齒條，現(xiàn)有技術(shù)的幾個不同實施例揭露了一種裝備有特殊刀具的特殊機床來加工齒輪的齒 廓，例如正齒輪或傘齒輪。作為加工齒輪或齒條的齒輪裝置的特殊機器，現(xiàn)有技術(shù)特別揭露 了滾齒機，該滾齒機通過滾銑刀具用滾切方法加工具有齒輪裝置的工件。這些特殊的機器，尤其是上面描述的滾齒機，具有采購和維護(hù)成本高，各個齒側(cè)加工受到專用刀具形狀的限制，例如，滾齒機上用作滾齒的滾刀形狀已經(jīng)預(yù)定義了一個可以 實現(xiàn)的或可生產(chǎn)的輪齒和齒側(cè)面的幾何形狀刀的特殊形狀的工具。此外，用上面描述的專 用機器加工各個齒廓要受到自由度的限制，該自由度受到工件和刀具之間可能的相對運動 的限制。為了獲得高的表面光潔度，在上述專用機器加工工件之后，還可以選用其它的專 用機器再加工或修飾工件。為了解決上述專用設(shè)備的問題，特別是滾齒機，用于生產(chǎn)齒輪，尤其是正齒輪或傘 齒輪，或齒條，用包括至少五軸的數(shù)控機床來加工這種齒輪特別是正齒輪或傘齒輪是非常 有用的。至少在五自由度可控的機床具有高靈活性和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，這使得用標(biāo)準(zhǔn)工具 加工這些成品件、具有最復(fù)雜幾何形狀的工件，尤其是最復(fù)雜齒廓的工件，這超出已知的專 用機器加工生產(chǎn)至今正在使用的齒輪諸如正齒輪或傘齒輪的應(yīng)用范圍。
由漢斯·彼得·斯科斯格在《修理與操作》雜志上發(fā)表的題為“用簡單的方法加 工輪齒——用標(biāo)準(zhǔn)機器加工高品質(zhì)的齒輪”(卡爾澤爾出版社，慕尼黑，2007年版，第4/28， 28-32頁，ISSN 0043-2792)的論文里描述了在至少五軸的機床上加工預(yù)定齒輪的加工方 法。上述論文介紹了用五軸機床加工齒輪的方法，特別是在加工一個具有傳動品質(zhì)為 6級(按照DIN 3965)的表面光潔度的傘齒輪副的測試運行。在此方法中，按照DIN標(biāo)準(zhǔn)， 最初輸入所有必要的齒輪參數(shù)。這些參數(shù)與成品零件的基本幾何參數(shù)一致。為此目的，在 預(yù)定的輪齒形狀或者需要輪齒形狀條件下，可以輸入輪齒接觸斑點的量化數(shù)據(jù)或者輸入所 要凸面的進(jìn)一步數(shù)據(jù)或者輸入在個別區(qū)域的曲率或整個齒根面或整個齒根面?zhèn)容喞倪M(jìn) 一步數(shù)據(jù)。在實際加工操作之前，給出了或者確定了齒輪裝置的幾何形狀，例如，尤其是所 需的齒根面幾何形狀和/或所需的輪齒間隙形狀。這些基本幾何參數(shù)輸入計算機，然后通過數(shù)學(xué)和/或數(shù)值計算在計算機里生成對 所需的輪齒形狀的數(shù)學(xué)描述。通過一個CAD/CAM系統(tǒng)，基于計算機的數(shù)控程序就能生成按 照該五軸機床使用標(biāo)準(zhǔn)工具才能加工的所需成品的結(jié)果，尤其是公知的立銑床。專利為 W02008/133517A1的技術(shù)內(nèi)容介紹了類似的方法。在計算機上包括在具有至少五軸的機床上加工具有齒輪裝置的成品的上述加工 方法，特別是用于加工齒輪，這里涉及一個問題就在用機床加工操作之后，我們首先要確定 預(yù)定傳動質(zhì)量，所需的表面光潔度，所需的齒根面幾何形狀，所需的輪齒間隙幾何形狀，特 別是所需的齒根面輪廓，和/或進(jìn)一步預(yù)定的質(zhì)量要求是否已經(jīng)達(dá)到或者可能與在數(shù)控機 床上加工操作一致。為了達(dá)到這個目的，在數(shù)控機床用夾緊方式夾緊工件并加工工件之后，以及隨后 在檢測系統(tǒng)中檢查是否達(dá)到或者符合上述提到的給定質(zhì)量要求，這樣可以選擇是否要松開 被加工的工件。如果用數(shù)控機床進(jìn)行機加工操作的所需的齒輪形狀沒有達(dá)到要求，這個工 件必須要在另一臺機器上重新加工或者修飾，在數(shù)控機床上重新夾緊之后再一次加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有至少五軸的機床，該機床通過控制數(shù)據(jù)控制一個或多個的刀具加工工件，避免了上述工藝中加工具有齒輪裝置的成品所遇到的問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種使用通過控制數(shù)據(jù)控制一個或多個的刀具加工具有齒輪裝置的工件的機床和加工方法。與上述的現(xiàn)有加工方法相比，本發(fā)明的加工方法通 過在具有至少五軸的機床上加工具有齒輪裝置的成品上得到了優(yōu)化，特別是生產(chǎn)工藝中的 有關(guān)質(zhì)量檢驗，從而避免在額外的機器上進(jìn)行質(zhì)量檢查，尤其是避免在重新加工或者修飾 工件時需要夾緊和松開工件的操作上浪費時間。上述本發(fā)明的目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1所述具有至少五個同時可控軸的機床 加工工件來實現(xiàn)的，也通過根據(jù)權(quán)利要求16所述的通過機床加工工件的方法來實現(xiàn)的。從 屬權(quán)利要求描述了較佳實施方式。本發(fā)明涉及的一種加工機床，特別是程控加工機床，該機床通過控制數(shù)據(jù)控制一 個或多個刀具以加工工件，該機床包括至少五個可同時可控軸以及夾緊工件的夾持裝置以 及一個控制裝置，該控制裝置通過控制數(shù)據(jù)沿著刀具路徑用以控制被支撐裝置支撐的刀具 從而切削被夾持裝置夾緊的工件。根據(jù)本發(fā)明，該機床適合加工一第一工件以提供具有第一齒輪裝置的第一工件， 該第一工件相對于具有第二齒輪裝置的第二工件而言作為一個計數(shù)裝置，以致于該具有第 一齒輪裝置的第一齒根面與第二齒輪裝置的第二齒根面相互配合。根據(jù)本發(fā)明的機床，其特征在于該機床包括一個檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)適合確定 在機床上加工第一工件之后或者期間第一工件的第一齒輪裝置的當(dāng)前幾何形狀，特別是當(dāng) 前齒根面形狀和/或當(dāng)前的輪齒間隙形狀是否不同于目標(biāo)齒輪裝置的形狀，特別地是否不 同于第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀。本發(fā)明具有一個優(yōu)點就是在加工第一工件期間或者之后，在檢測系統(tǒng)檢查期間， 所述機床用于測定第一工件的第一齒輪裝置當(dāng)前形狀，即在當(dāng)前的加工條件下存在的形 狀，特別是當(dāng)前的齒根面形狀和/或當(dāng)前的屬于這種操作狀態(tài)的輪齒間隙形狀，在至少一 個齒根面或至少兩個齒根之間是否不同于在加工操作之前預(yù)先確定的所要目標(biāo)齒輪形狀。在這里，預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀最好是指定的齒輪，如直齒輪，螺旋齒輪，雙螺旋齒輪 或人字齒輪，圓弧齒輪，螺旋齒輪，漸開線齒輪或其他齒輪形狀。此外，預(yù)定的目標(biāo)齒輪形狀 最好顯示參數(shù)值，例如，提供成品的預(yù)定齒根面齒廓，特別是有關(guān)的參數(shù)如齒寬，齒高，凸性 和/或輪齒兩側(cè)預(yù)定曲率，例如漸開線齒形，擺線齒形或其他形狀。在具有至少五軸的數(shù)控機床，由于在至少五自由度有利地提供了刀具控制的靈活 性這樣可以加工幾乎所有的自由面。因此，可以加工具有任何齒根面的齒輪，但在預(yù)定的目 標(biāo)齒輪形狀也有可能包含齒根面的數(shù)學(xué)描述這種目的。本發(fā)明提供了一種機床進(jìn)一步包括檢測系統(tǒng)，運用該檢測系統(tǒng)，最好用該機床的 夾持裝置在夾緊位置夾緊工件，在用機床上加工工件之后和/或期間該工件和/或該工件 的當(dāng)前形狀可被確定。因此，本發(fā)明可以提供一種機床，這種機床除了工件加工之外還能進(jìn) 行質(zhì)量檢驗或者偏離預(yù)定目標(biāo)形狀的偏離檢查，以便沒有必要采用更多的機器來檢查齒輪 形狀的質(zhì)量。以上描述的具有第一齒輪裝置的第一工件的目標(biāo)齒輪形狀，特別是目標(biāo)齒根面形 狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀，和選擇具有第二齒輪裝置的第二工件的相應(yīng)目標(biāo)齒輪形狀最 好由給定的第一和/或第二工件的齒輪質(zhì)量來確定，特別是給定的表面光潔度。
本發(fā)明具有一個優(yōu)點就是在加工工件中要達(dá)到的預(yù)定的目標(biāo)齒輪形狀，尤其齒 輪，通過一個預(yù)定的齒輪質(zhì)量，尤其是齒根面的預(yù)定表面光潔度，該機床自身確定方向，從 而通過偵測第一工件的當(dāng)前的齒輪形狀偏離預(yù)定的目標(biāo)齒輪形狀來確定被該機床的夾持 裝置夾緊的第一工件是否符合所要求要達(dá)的齒輪形狀，特別是齒輪質(zhì)量或表面光潔度的加 工狀態(tài)，或者是否有必要用機床重新加工工件，或者選擇用程控方式加工工件，以獲得所需 的齒輪質(zhì)量或表面光潔度。在該機床上加工之后，特別是在第一工件被加工完成狀態(tài)后，所得的成品最好是一個具有內(nèi)部齒輪裝置的正齒輪，一個具有外部齒輪裝置的正齒輪，一個齒條或錐齒輪，并 且，在該機床上加工之后，特別是在第二工件被加工完成狀態(tài)后，所得的成品最好是一個具 有內(nèi)部齒輪裝置的正齒輪，一個具有外部齒輪裝置的正齒輪，一個齒條或錐齒輪，最好是這 樣的，加工后的第二個工件是加工后的第一件工件的計數(shù)裝置。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于用機床加工的具有內(nèi)部齒輪裝置的正齒輪，具有外部齒 輪裝置的正齒輪，齒條或錐齒輪與第二工件一起形成一齒輪裝置副，例如齒輪副，該第二工 件也是用機床加工成的具有內(nèi)部齒輪裝置的正齒輪，具有外部齒輪裝置的正齒輪，齒條或 錐齒輪，該第二工件可以選擇在第一工件加工之前加工，第一工件加工期間加工或在第一 工件加工之后加工。以上描述的機床的檢測系統(tǒng)最好包括傳感器，該傳感器通過掃描第一工件的第一 齒輪裝置的齒側(cè)面，以測定和偵測第一工件的第一齒輪裝置的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第 一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于，該機床的檢測系可以通過傳感器機械掃描第一工件的 第一齒輪裝置的齒側(cè)面，以確定第一齒輪裝置的當(dāng)前存在的齒輪形狀，然后與第一齒輪裝 置的目標(biāo)齒輪形狀相比較。這樣，可以確定和偵測可能出現(xiàn)的偏移量。為此，該傳感器最好 在不同角度位置掃描第一工件的表面以致于第一齒輪裝置的一個或多個齒側(cè)面當(dāng)前形狀 可以通過機械掃描測定。類似于機床上的工件，這里的傳感器最好通過機床的控制裝置的 支撐裝置來支撐以致于該傳感器可由控制裝置來控制以機械掃描該第一齒輪裝置的齒根 面。因此，類似于機床上的刀具，有可能通過機床上的至少5個軸相對于被夾緊的工件在5 自由度上控制該傳感器。以上描述機床檢測系統(tǒng)最好包括一第二傳感器，所述第二傳感器通過光學(xué)掃描和 /或感應(yīng)掃描第一工件的第一齒輪裝置的齒側(cè)面來確定或者偵測當(dāng)前的第一工件的第一齒 輪裝置的齒輪形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀，特別是第一工件 的第一齒輪裝置的齒根面形狀和/或輪齒間隙形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置 的目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于，代替以上描述的機械掃描第一工件的第一齒輪裝置的 齒側(cè)面，可以通過提供一第二傳感器光學(xué)掃描和/或感應(yīng)掃描第一工件的第一齒輪裝置的 齒側(cè)面來確定當(dāng)前的第一工件的第一齒輪裝置的齒輪形狀是否不同于第一工件的第一齒 輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀。最好在幾個角度位置通過該機床上的光學(xué)掃描裝置發(fā)出一個或多 個激光束來光學(xué)掃描齒根面，其中，這里的光學(xué)掃描不要被理解為局限在可見光范圍掃描。所述機床的支撐裝置最好用于支撐所述第二個工件。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于提供一種機床，所述機床包括一個設(shè)置在所述機床上的控制裝置上的支撐裝置，該支撐裝置能夠支撐所述第二工件，該支撐裝置也能支撐所述機床上的一個或者多個刀具或支撐上述的傳感器或支撐其他刀具，所述第二工件最好是如上 所述的具有外部齒輪裝置的正齒輪，具有內(nèi)部齒輪裝置的正齒輪，齒條或錐齒輪。因此，在 所述機床上，不僅夾持裝置可以支撐工件，而且控制裝置上的支撐裝置也可支撐工件，并且 可以通過機床上至少五軸由控制裝置控制工件。該機床最好用于控制被所述支撐裝置支撐的第二工件和被所述夾持裝置夾緊的 且與所述第二工件緊彼此相對的第一工件，以致于第一工件的第一齒輪裝置與第二工件的 第二齒輪裝置相互嚙合，且第一齒輪裝置的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置的至少一個 第一相嚙齒面相互配合。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于所述機床特別用于控制彼此形成為一齒輪副的第一和 第二工件以使得按照各自選擇的形狀相互嚙合第一工件的第一齒輪裝置的輪齒與第二工 件的第二齒輪裝置的輪齒，以致于第一齒輪裝置的第一齒面與第二齒輪裝置的至少一個第 一相嚙齒面相互配合。作為一個齒輪副，在后來的運行中，所述第一工件與所述第二工件相 互連接。所述機床的檢測系統(tǒng)最好包括一個齒面接觸斑點檢測裝置，所述齒面接觸斑點檢 測裝置通過涂上顏料測定在第一齒輪裝置的第一齒面和第二齒輪裝置的相嚙齒面之間的 齒面接觸斑點。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于分別被所述夾持裝置和支撐裝置夾緊的第一工件和第 二工件相互嚙合是為了通過涂上顏料檢測在第一齒輪裝置的第一齒面和第二齒輪裝置的 相嚙齒面之間的齒面接觸斑點。該齒面接觸斑點檢測裝置最好包括一個能將顏料涂到第一 齒輪裝置或第二齒輪裝置的輪齒上以致于當(dāng)?shù)谝积X輪裝置的第一齒面和第二齒輪裝置的 相嚙齒面配合時，所述顏料從該第一齒面?zhèn)鬟f到該第一相嚙齒面或者從該第一相嚙齒面?zhèn)?遞到該第一齒面，該齒面接觸斑點檢測裝置最好進(jìn)一步包括一個通過光學(xué)偵測以確定齒面 接觸斑點的裝置，特別是當(dāng)該第一齒面與該第一相嚙齒面相互配合時，通過光學(xué)偵測該第 一齒面上的顏料或該第一相嚙齒面上的顏料以確定齒面接觸斑點的裝置。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于所述機床特別設(shè)有該齒面接觸斑點檢測裝置，該齒面 接觸斑點檢測裝置可以自動偵測齒面接觸斑點，特別是根據(jù)第一工件的第一齒輪裝置的當(dāng) 前齒輪形狀，在機床上加工第一工件之后和/或期間偵測齒面接觸斑點。為了偵測當(dāng)前形 狀的接觸斑點，沒有必要將第一工件從夾持裝置上松開進(jìn)行人工測定齒面接觸斑點或者用 外部機器測定齒面接觸斑點。在第一工件或者第二工件是齒條的情況下，所述機床最好用于控制一個或多個線 性軸從而控制被支撐裝置支撐的第二工件和被夾持裝置夾緊的第一工件。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于當(dāng)該第一工件和第二工件的輪齒相互嚙合時，該第一 工件和第二工件可以相互控制，該機床的一個或多個線性軸和一個或多個旋轉(zhuǎn)軸影響到該 第一工件和第二工件的實際運動。如果第一工件或者第二工件是齒條，所述計數(shù)裝置是具 有外部齒輪裝置的正齒輪、錐齒輪或者尤其是小齒輪，優(yōu)選地，該小齒輪被所述機床的轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動以使得小齒輪圍繞其中心軸轉(zhuǎn)動。在所述第一工件和第二工件是齒輪的情況下，特別是錐齒輪或正齒輪的情況下， 該機床最好用于控制一個或者多個旋轉(zhuǎn)軸從而控制被支撐裝置支撐的第二工件和被夾持裝置夾緊的第一工件。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于當(dāng)該第一工件和第二工件的輪齒相互嚙合時，該第一 工件和第二工件可以相互控制，如果第一工件或者第二工件是齒輪的情況下，該機床通過 至少一個轉(zhuǎn)軸驅(qū)動該齒輪使該齒輪圍繞其中心軸轉(zhuǎn)動。如果第一工件和第二工件均為齒輪 的情況下，這樣所述第一工件和第二工件形成一齒輪副，該機床驅(qū)動方便地驅(qū)動形成為齒 輪副的第一工件和第二工件，該第一工件和第二工件分別圍繞各自的中心軸轉(zhuǎn)動。在所述第一工件是齒輪的情況下，特別是錐齒輪或正齒輪的情況下，所述第二工 件也是齒輪的情況下，特別是錐齒輪或正齒輪的情況下，該機床通過第一轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動第一 工件使該第一工件圍繞其中心軸轉(zhuǎn)動，所述第一轉(zhuǎn)動軸用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該機床上的夾持裝 置，該機床通過第二轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動第二工件使該第二工件圍繞其中心軸轉(zhuǎn)動，所述第二轉(zhuǎn)動 軸用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該機床上的支撐裝置。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于當(dāng)齒輪副的輪齒相互嚙合作為預(yù)定的或者所需 的齒輪 副運動時，該機床驅(qū)動該齒輪副。這樣，每個齒輪都被機床的旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動使每個齒輪圍繞其 中心軸轉(zhuǎn)動，通過機床上的數(shù)控功能，該機床上的至少五軸能夠控制齒輪副準(zhǔn)確定位以致 于能夠調(diào)整齒輪間的旋轉(zhuǎn)張力，特別是齒輪和對應(yīng)小齒輪的旋轉(zhuǎn)張力。經(jīng)機床上的5個數(shù) 控軸，可以調(diào)整齒輪副的齒輪位置，特別是齒輪相對于小齒輪的位置?？蛇x擇數(shù)控旋轉(zhuǎn)臺、 局部數(shù)控裝置或者完全集成數(shù)控夾持裝置驅(qū)動齒輪。該機床的工作主軸，特別是機床控制 裝置上的工作主軸可以驅(qū)動別的齒輪，特別是小齒輪。而且，優(yōu)選地，該機床的測試系統(tǒng)包括一個運行特征測試裝置，當(dāng)?shù)谝还ぜ偷诙?工件彼此相互控制以致所述第一工件的第一齒輪裝置和第二工件的第二齒輪裝置相互嚙 合，且第一齒輪裝置的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置的第一相嚙齒面滾動配合時，所 述運行特征測試裝置用以確定所述第一工件和第二工件的共同運行特征是否不同于第一 工件和第二工件目標(biāo)運行特征。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于當(dāng)?shù)谝还ぜ偷诙ぜ或?qū)動而且所述齒輪副的輪齒 相互嚙合時，可以測定或者檢測所述齒輪副的運行特征。因此，當(dāng)該第一工件被該夾持裝置 夾緊和該第二工件被該支撐裝置支撐時，在機床上可以測定或者檢測所述齒輪副的運行特 征，不需要松開被該夾緊裝置夾緊的要加工的第一工件。優(yōu)選地，所述運行特征測試裝置包括一個或多個聲波傳感器，當(dāng)?shù)谝还ぜ偷诙?工件彼此相互控制以致所述第一工件的第一齒輪裝置和第二工件的第二齒輪裝置相互嚙 合，且第一齒輪裝置的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置的第一相嚙齒面滾動配合時，所 述運行特征測試裝置通過所述一個或多個聲波傳感器以偵測所述第一工件和第二工件被 驅(qū)動時產(chǎn)生的噪音來確定所述第一工件和第二工件的共同運行特征是否不同于第一工件 和第二工件的目標(biāo)運行特征。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于所述機床包括一個運行特征測試裝置，所述運行特征 測試裝置具有一個或多個聲波傳感器，最好具有至少一個設(shè)置在工作主軸和/或控制裝置 的支撐裝置上的聲波傳感器以致于當(dāng)?shù)谝还ぜ还潭ㄔ跈C床上，可以測定齒輪副的運行特 征，特別是測定或記錄所述第一工件和第二工件相互嚙合時所述第一工件的第一齒輪裝置 上的第一齒面與所述第二工件的第一相嚙齒面滾動配合產(chǎn)生的運行噪音。發(fā)明具有又一個 優(yōu)點是在所述機床上可以實現(xiàn)所述運行特征的檢測或所述運行噪音的測定。
優(yōu)選地，所述運行特征測試裝置包括一個或多個振動傳感器，當(dāng)?shù)谝还ぜ偷诙?工件彼此相互控制以致所述第一工件的第一齒輪裝置和第二工件的第二齒輪裝置相互嚙 合，且第一齒輪裝置的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置的第一相嚙齒面滾動配合時，所 述運行特征測試裝置通過所述一個或多個振動傳感器以偵測所述第一工件和第二工件被 驅(qū)動時產(chǎn)生的振動來確定所述第一工件和第二工件的共同運行特征是否不同于第一工件 和第二工件的目標(biāo)運行特征。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于可以用一個或者多個振動傳感器偵測齒輪副的運行特 征來替換用聲波傳感器測定齒輪副的運行特征，特別地，當(dāng)該第一工件和第二工件的輪齒 相互嚙合時，可以用一個或者多個振動傳感器偵測所述第一齒面在所述相嚙齒面上滾動或 者運動產(chǎn)生的振動。當(dāng)運行特征的噪音標(biāo)準(zhǔn)或運行噪音有時在對應(yīng)于目標(biāo)齒輪形狀的噪音標(biāo)準(zhǔn)之上 時，或者當(dāng)所測定的振動顯示出齒面形狀與目標(biāo)齒輪形狀不一致時，以上描述的第一工件 和第二工件的運行特征的測定基本上可以通過檢測目標(biāo)齒輪形狀的偏移量來實現(xiàn)的。當(dāng)檢測系統(tǒng)在加工第一工件的期間或之后偵測第一工件的第一齒輪裝置的當(dāng)前 齒輪形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀，特別是第一工件的第一齒 輪裝置的當(dāng)前齒根面形狀和/或當(dāng)前輪齒間隙形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置 的目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀時，所述機床用通過支撐裝置支撐在該控制裝 置上的刀具來重新加工被所述夾持裝置夾緊的第一工件。本發(fā)明具有一個優(yōu)點在于當(dāng)檢測到當(dāng)前齒輪形狀偏移預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀時，無 需夾緊和松開第一工件，所述機床可重新加工被所述夾持裝置夾緊的第一工件。因此，從毛坯到成品所述機床可以完成具有齒輪裝置的工件的全套加工操作。所 述全套加工操作包括預(yù)加工具有輪齒形狀的第一工件的準(zhǔn)備，在加工第一工件期間或者之 后，通過目標(biāo)齒輪形狀無需夾緊和松開第一工件，所述機床可測定輪齒的形狀和重新加工 所述工件以達(dá)到所期望的表面光潔度、齒輪質(zhì)量，特別是目標(biāo)齒輪形狀。如果發(fā)現(xiàn)第一工件 的第一齒輪裝置的當(dāng)前齒輪形狀對應(yīng)于所期望的目標(biāo)齒輪形狀，或者如果偵測到當(dāng)前齒輪 形狀與所期望的目標(biāo)齒輪形狀之間的偏移量小于預(yù)定的最大偏移量，這表明第一工件或者 第一工件的第一齒輪裝置對應(yīng)于所要求的目標(biāo)齒輪形狀。根據(jù)本發(fā)明的一種加工工件的方法，所述加工方法在所述機床上通過由控制數(shù)據(jù) 控制的一個或多個刀具來加工件，包括以下步驟確定第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀，特別是第一齒輪裝置的目標(biāo)齒根 面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀；以及按照確定的目標(biāo)齒輪形狀加工被所述機床上的夾持裝置夾緊的第一工件以形成 具有第一齒輪裝置的第一工件，所述第一工件相對于一具有第二齒輪裝置的第二工件而言 是一計數(shù)裝置，以致于第一齒輪裝置的第一齒根面成為第二齒輪裝置的第二個齒根面的相 嚙齒面。按照本發(fā)明的加工方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括方法步驟在機床上加 工第一工件期間和/或之后確定第一工件的第一齒輪裝置的當(dāng)前形狀，特別是當(dāng)前的齒根 面形狀和/或當(dāng)前的輪齒間隙形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置的確定的目標(biāo)齒 輪形狀，特別是目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀。
按照本發(fā)明的加工方法，優(yōu)選地，還包括以下一種或幾種步驟用傳感器機械掃描第一工件的第一齒輪裝置的齒側(cè)面以確定第一工件的第一齒輪裝置的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀，光學(xué)掃描第一工件的第一齒輪裝置的齒側(cè)面以確定第一工件的第一齒輪裝置的 當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀，及感應(yīng)掃描第一工件的第一齒輪裝置的齒側(cè)面以確定第一工件的第一齒輪裝置的 當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀。此外，優(yōu)選地，所述加工方法還包括以下步驟通過所述機床上的支撐裝置以支撐所述第二工件，相互控制支撐在所述支撐裝置上的第二工件和被所述夾持裝置夾緊的第一工件 以致于第一工件的第一齒輪裝置與所述第二工件的第二齒輪裝置相互嚙合，且第一齒輪裝 置的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置的至少一個第一相嚙齒面相互滾動嚙合，及當(dāng)?shù)谝还ぜ偷诙ぜ舜讼嗷タ刂埔灾滤龅谝还ぜ牡谝积X輪裝置和第二 工件的第二齒輪裝置相互嚙合，且第一齒輪裝置的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置的第 一相嚙齒面滾動配合時，確定所述第一工件和第二工件的共同運行特征是否不同于第一工 件和第二工件的目標(biāo)運行特征。此外，優(yōu)選地，所述加工方法還包括以下步驟當(dāng)在所述機床上加工第一工件期間或者之后，測定第一工件的第一齒輪裝置的當(dāng) 前齒輪形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝置的目標(biāo)齒輪形狀，特別是第一工件的第一 齒輪裝置的當(dāng)前齒根面形狀和/或當(dāng)前輪齒間隙形狀是否不同于第一工件的第一齒輪裝 置的目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀時，重新加工或修飾被所述機床上的夾持裝
置夾緊的第一工件。因此，根據(jù)本發(fā)明的機床，所述機床提供了用以加工工件的全套加工方法，其中， 特別是在所述機床上將第一工件進(jìn)行加工成具有第一齒輪裝置的第一工件，所述方法包括 無必要夾緊或松開所述第一工件就能檢驗當(dāng)前齒輪形狀的質(zhì)量，并且還包括當(dāng)檢測到當(dāng)前 的齒輪裝置形狀不同于預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀時有可能重新加工該第一工件。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明一個實施例用以加工第一工件的機床；圖2是本發(fā)明另一個實施例用以加工第一工件的機床；圖3是本發(fā)明又一個實施例用以加工第一工件的機床。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。以下通過多個實施例來詳細(xì)描述和說明本發(fā)明，本發(fā)明的機床是利用通過控制數(shù) 據(jù)控制的一個或者多個刀具來加工工件，該機床包括至少五軸。通過附圖的解釋說明，本發(fā)明還描述了用該機床加工工件的方法。如圖1所示，本發(fā)明第一個實施例的機床100包括至少五軸。該機床100包括一個 具有支撐裝置111的控制裝置110。該控制裝置110的支撐裝置111用于收容該機床100 上的刀具130。該具有支撐裝置111的控制裝置110在此特別用于驅(qū)動該機床100上的刀 具130以使得該刀具130圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，從而在該機床100上切削加工該工件200。為 此，該機床100是沿著預(yù)定的刀具路徑通過移動受該控制裝置110控制的刀具130來切削 該工件200。此外，該機床100包括一個夾持裝置120，該夾持裝置120用于夾緊 在該機床100 上加工的工件200，以便可以通過控制裝置110控制控制刀具130以加工該工件200。為 此，按照本發(fā)明的實施例的夾持裝置120至少是用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動由該夾持裝置120夾緊的工 件200使其圍繞該工件200的中軸線Ml轉(zhuǎn)動?？傊?，按照本發(fā)明實施例，該機床100具有至少五軸，該機床100用于同時控制刀 具130在至少五軸上的五自由度運動。在此，該驅(qū)動是通過機床100上的至少五軸來實現(xiàn) 的，尤其是在至少三個直線軸和至少二個旋轉(zhuǎn)軸。如圖1所示，第一工件200是由夾持裝置120夾持，本發(fā)明實施例的第一工件是即 將在機床100上從毛坯加工到成品的工件。根據(jù)本發(fā)明實施例的機床100(和相應(yīng)的描述 方法)來加工，在機床100上經(jīng)過修飾步驟之后得到所要的成品是錐齒輪，如圖1所示，被 夾持裝置120夾住的第一工件200為當(dāng)前修飾狀態(tài)或加工狀態(tài)，在此狀態(tài)下這只是一個基 本結(jié)構(gòu)，它對應(yīng)于錐齒輪的頂部。在圖1中，第一工件200可以選擇用機床100從毛坯開始 加工。在機床100上自動改變或通過程序控制改變刀具之后，然后在該機床上100加工 第一工件200，以便該第一工件200通過受控制裝置110控制的刀具130或者其他刀具按照 預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀加工形成有一個齒輪裝置，特別是第一齒輪裝置。由于在刀具130和第一工件200之間存在5自由度可控的相對運動，該機床100 有可能將該第一工件200加工成任何復(fù)雜的齒輪形狀，尤其是復(fù)雜的齒根面形狀。尤其是，在該控制數(shù)控機床100上，相對于該工件200對該刀具的控制具有高度靈 活性，這樣通過自動、程控地選擇改變刀具，和/或自動、地程控地改變工件可以自動、程控 地加工成具有齒輪裝置的工件，尤其是具有內(nèi)部和/或外部齒輪裝置的正齒輪、齒條或錐 齒輪。如圖2所示，本發(fā)明另一個實施例的機床100包括一個具有支撐裝置111的控制 裝置110，機床100進(jìn)一步包括類似于圖1中的機床100的夾持裝置120，該夾持裝置120夾 緊具有第一齒輪裝置210的第一工件200。例如，用刀具130加工圖1中的工件200之后就 是圖2中的第一工件200。該夾持裝置120用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該具有第一齒輪裝置210的第一 工件200，使得第一工件200圍繞第一工件200的中心軸Ml轉(zhuǎn)動，該第一工件200的中心軸 Ml與將第一工件200加工之后形成圖2中的錐齒輪的旋轉(zhuǎn)軸對應(yīng)，例如，當(dāng)錐齒輪的輪齒 與對應(yīng)齒輪的輪齒嚙合時，該成品的齒輪裝置與該第一齒輪裝置相互配合，該第一工件200 與一個成品共同旋轉(zhuǎn)，例如，一個配合的齒輪對應(yīng)該錐齒輪。在圖2中，傳感器140設(shè)置在該機床100的支撐裝置111上。該傳感器140通過 選擇在第一工件200的不同角度位置的表面的幾個點進(jìn)行機械掃描以測量第一工件200的表面。特別地，在不同的角度位置通過該控制裝置110控制該傳感器140在目前的加工狀 態(tài)下機械掃描第一工件200的第一齒輪裝置210的一個或多個齒面或齒側(cè)面，以確定是否 當(dāng)前的第一齒輪裝置的齒輪形狀，特別是齒根面的形狀或者輪齒間隙與預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀 (如所要求的凸度或與所要求的齒根面曲率或所需的徑向齒根面路線)一致，或者確定是 否當(dāng)前的齒輪形狀與預(yù)定的目標(biāo)齒輪形狀不同。為此，經(jīng)過該機床100上的至少五軸，尤其 是至少3根直線軸和至少2個旋轉(zhuǎn)軸，通過驅(qū)動該控制裝置110和/或夾持裝置120以控 制第一工件200相對于該傳感器140的位置，該傳感器140可以在不同角度位置掃描第一 工件200的表面。因此，該機床100包括一檢測系統(tǒng)用以確定第一工件200的第一齒輪裝置210的 當(dāng)前形狀是否與預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀有所不同，在機床100上加工第一工件200之后或期間 用傳感器140機械掃描來檢查或確定當(dāng)前加工工件的狀態(tài)下的齒輪形狀是否與預(yù)定目標(biāo) 齒輪形狀相對應(yīng)或者不同，這是有可能的。然而，本發(fā)明不限于使用傳感器140機械掃描當(dāng)前的齒輪形狀，根據(jù)本發(fā)明提供 的具有檢測系統(tǒng)的機床100也是可以的，該檢測系統(tǒng)包括傳感器，該傳感器通過光學(xué)或感 應(yīng)掃描工件的第一齒輪裝置的齒根面形狀以確定是否當(dāng)前的第一工件的第一齒輪裝置的 齒輪形狀不同于第一工件200的第一齒輪裝置210的目標(biāo)齒輪形狀。此外，可以提供一種 具有傳感器的機床100，該傳感器可以通過組合機械掃描、光學(xué)掃描和/或感應(yīng)掃描方式來 掃描第一齒輪裝置210的齒根面以檢測相對于預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀的偏差。例如，在相對于 工件的不同角度位置，可以通過激光束來實施光學(xué)掃描。
特別是，當(dāng)確定或檢測到第一齒輪裝置210目前的齒輪形狀不同與目標(biāo)齒輪形狀 時，可以實現(xiàn)自動更換刀具，例如，在圖2中，設(shè)置在支撐裝置111上的傳感器140更換成 圖1所示的刀具130或其他的刀具以進(jìn)一步加工或修飾該被夾持裝置120夾緊的第一工件 200，從而使第一工件200的齒輪形狀接近目標(biāo)齒輪形狀，直到第一工件200的齒輪形狀對 應(yīng)于目標(biāo)齒輪形狀或者至少不超過預(yù)定的最大偏差。特別地，這涉及到當(dāng)前齒根面的光潔 度與目標(biāo)光潔度的偏差或者當(dāng)前確定的齒輪質(zhì)量與目標(biāo)齒輪質(zhì)量的偏差。在本發(fā)明的又一個實施例中，該第一工件200可在該機床100移動，不用夾持裝置 120夾緊該第一工件200就可以確定或者檢查該第一工件200。在圖3顯示的是錐齒輪作 為具有第一齒輪裝置210的第一工件200，該夾持裝置120用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動該錐齒輪200繞 中心軸Ml轉(zhuǎn)動，該中心軸Ml與錐齒輪200的旋轉(zhuǎn)軸相對應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，圖3中上的機床100用于收容具有齒輪裝置310的第 二工件300，控制裝置110上的支撐裝置111支撐該第二工件300，該控制裝置110旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動該第二工件300使該第二工件300圍繞該第二工件300的中軸線M2轉(zhuǎn)動。舉例來說，在 圖3中的第二個工件300是錐齒輪或小齒輪和錐齒輪200共同形成了齒輪副，或者在假定 為是實施例的情況下至少是要形成一齒輪副。該錐齒輪200的第一齒輪裝置210大體上相 當(dāng)于預(yù)定目標(biāo)齒輪形狀。該錐齒輪300，以下簡稱小齒輪300，在這里是一個測試齒輪或者 工件，如果需要，也可先用機床100通過程序控制方式生產(chǎn)或加工出來。通過自由移動和/或在5自由度移動的可控性，該控制設(shè)備110和機床100的夾 持裝置120使小齒輪300和錐齒輪200彼此相互連接，該可控性是通過同時控制機床100 的至少五軸在五自由度運動，以致于錐齒輪200的第一齒輪裝置210與小齒輪300的第二個齒輪裝置310相互嚙合或者相互連接，以致于該第一齒輪裝置210的第一次齒面與第二齒輪裝置310對應(yīng)的齒面協(xié)同運行。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該機床100還包括至少在第二齒輪裝置310的第一配合齒 面上或至少在第一齒輪裝置210的第一齒面上應(yīng)用顏料的方式，以確定輪齒接觸斑點，當(dāng) 該控制裝置110連接該小齒輪300和錐齒輪200時，該第二齒輪裝置310的第一配合齒面 和第一齒輪裝置210的第一齒面共同作用從而將顏料從第一配合齒面?zhèn)鬟f到第一齒面或 者從第一齒面?zhèn)鬟f到第一配合齒面，該機床100上的光學(xué)檢測裝置通過光學(xué)檢測在第一齒 面或者第一配合齒面上的顏料形狀來確定齒面接觸斑點。按照本發(fā)明的又一個實施例，如圖3中的機床100還可通過其至少五軸同時控制 該小齒輪300和錐齒輪200，從而使該小齒輪300的輪齒與該錐齒輪的輪齒相互嚙合，該控 制裝置110的轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動該小齒輪300使該小齒輪300圍繞其中心軸M2轉(zhuǎn)動，該夾持裝置 120的轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動該錐齒輪200使該錐齒輪200圍繞其中心軸Ml轉(zhuǎn)動，以致于在隨后的運 動中，該小齒輪300和錐齒輪200被看作為齒輪副。當(dāng)達(dá)到目標(biāo)齒輪形狀時(如最佳齒根 面齒廓的曲率)，當(dāng)運動是滾動運動時，在每一種情況下，該錐齒輪200的第一齒輪裝置210 的至少一個第一齒面與該小齒輪300的第二齒輪裝置310的第一相嚙齒面共同滾動，或者 基本上與該小齒輪300的第二齒輪裝置310的第一相嚙齒面一起共同滾動。根據(jù)本發(fā)明的實施例，機床100或機床100的檢測系統(tǒng)還包括至少一個聲波傳感 器和振動傳感器，特別地，該控制裝置110上設(shè)有至少一個聲波傳感器和一個振動傳感器， 這樣，當(dāng)小齒輪300和錐齒輪200相互驅(qū)動時，由該錐齒輪200與該小齒輪300形成的齒輪 副的運行特征可以經(jīng)檢測系統(tǒng)的聲波傳感器和振動傳感器檢查或確定運行噪音，將該運行 噪音和預(yù)定的目標(biāo)運行噪音相比較后可以確定齒輪副的運行特征。此外，當(dāng)由錐齒輪200 和小齒輪300組成的齒輪副受到驅(qū)動時，在第一配合齒面于第一齒面上滾動期間該振動傳 感器用于測量振動，所述的振動用于測定當(dāng)前存在的表面光潔度和齒輪質(zhì)量或者當(dāng)前齒輪 形狀與目標(biāo)齒輪形狀的偏移量。在本發(fā)明的這個實施例中，當(dāng)通過運行特征的檢查和以上描述的輪齒接觸斑點的 測定表明當(dāng)前第一齒輪裝置210的齒輪形狀不同于目標(biāo)齒輪形狀時，在該機床100中，該刀 具130自動替換小齒輪300以重新加工和修飾錐齒輪200或者錐齒輪200的第一齒輪裝置 210。然而，本發(fā)明不局限于上述的實施例。相反，以上描述的實施例中的個別方面或個 別特征相互結(jié)合構(gòu)成本發(fā)明的另一個實施例，特別是本發(fā)明機床100的實施例或本發(fā)明的 加工方法。如上所述，本發(fā)明特別提供了一種機床和用機床100加工工件200的方法，該機床 和加工方法為工件從毛坯加工成具有齒輪裝置的成品提供整套加工，在加工工件期間或者 之后該機床可以檢測該工件的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于預(yù)定目標(biāo)的齒輪形狀，如果檢測到 有偏移，那么就選擇自動加工或者程控加工的方式去重新加工該工件。這種方式具有一個 優(yōu)點就是這里沒有必要松開被夾持裝置120夾緊的工件拿到外部檢測系統(tǒng)去檢查齒輪質(zhì) 量或者表面光潔度或者當(dāng)前的齒輪形狀。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種通過由數(shù)據(jù)控制的一個或多個刀具(130)加工工件(200，300)的機床，所述機床(100)包括至少五個同時可控軸、用于夾緊工件(200，300)的夾持裝置(120)和具有一個支撐所述一個或多個刀具(130)的支撐裝置(111)的控制裝置(110)，所述控制裝置(110)用于控制刀具(130)，設(shè)置在所述支撐裝置(111)上的所述刀具(130)通過控制數(shù)據(jù)沿著刀具路徑切削被所述夾持裝置(120)夾緊的工件(200，300)，所述機床(100)用于加工第一工件(200)以形成具有第一齒輪裝置(210)的第一工件(200)，所述第一工件(200)相對于一具有第二齒輪裝置(310)的第二工件(300)而言是一計數(shù)裝置，以致于第一齒輪裝置(210)的第一齒根面成為第二齒輪裝置(310)的第二個齒根面的嚙合齒面，其特征在于所述機床(100)進(jìn)一步包括檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)用于確定在機床上(100)上加工第一工件(200)之后和/或期間第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的當(dāng)前形狀，特別是當(dāng)前的齒根面形狀和/或當(dāng)前的輪齒間隙形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒輪形狀，特別是目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于所述目標(biāo)齒輪形狀，特別是所述目標(biāo)齒根 面形狀和/或所述目標(biāo)輪齒間隙形狀由加工過的第一或者第二工件的給定齒輪質(zhì)量來確 定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機床，其特征在于所述第一工件(200)被所述機床 (100)加工之后成為成品，所述成品是具有內(nèi)部齒輪裝置的正齒輪、具有外部齒輪裝置的正 齒輪、齒條或者錐齒輪，且所述第二工件(300)被所述機床(100)加工之后成為成品，所述 成品具有內(nèi)部齒輪裝置的正齒輪、具有外部齒輪裝置的正齒輪、齒條或者錐齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的機床，其特征在于所述機床(100)的檢測系統(tǒng) 包括一第一傳感器，所述第一傳感器通過機械掃描第一工件(200)的第一齒輪裝置(210) 的齒側(cè)面，以確定當(dāng)前的第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的齒輪形狀是否不同于第 一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒輪形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的機床，其特征在于所述機床(100)的檢測 系統(tǒng)包括一第二傳感器，所述第二傳感器通過光學(xué)掃描和/或感應(yīng)掃描第一工件(200)的 第一齒輪裝置(210)的齒側(cè)面，以確定當(dāng)前的第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的齒 輪形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒輪形狀，特別是第一工 件(200)的第一齒輪裝置(210)的齒根面形狀和/或輪齒間隙形狀是否不同于第一工件 (200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的機床，其特征在于所述機床(100)的支撐裝 置(111)用于支撐所述第二個工件(300)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機床，其特征在于所述機床(100)用于控制被所述支撐裝 置(111)支撐的第二工件(300)和被所述夾持裝置(120)夾緊的且與所述第二工件(300) 緊彼此相對的第一工件(200)，以致于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)與第二工件 (300)的第二齒輪裝置(310)相互嚙合，且第一齒輪裝置(210)的至少一個第一齒面與第二 齒輪裝置(310)的至少一個第一相嚙齒面相互嚙合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機床，其特征在于所述機床(100)的檢測系統(tǒng)包括一個 齒面接觸斑點檢測裝置，所述齒面接觸斑點檢測裝置通過涂上顏料測定在第一齒輪裝置(210)的第一齒面和第二齒輪裝置(310)的相嚙齒面之間的齒面接觸斑點。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機床，其特征在于所述第一或第二工件(200;300)是一 齒條，所述機床(100)用于控制所述機床(100)上的一個或多個線性軸以控制被支撐裝置 (111)支撐的第二個工件(300)和被夾持裝置(120)夾緊的且與第二工件彼此相對的第一 工件(200)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的機床，其特征在于所述第一工件(200)和/或第二工 件(300)是齒輪，尤其是錐齒輪或正齒輪，所述機床(100)用于控制所述機床(100)上的一 個或多個旋轉(zhuǎn)軸以控制被支撐裝置(111)支撐的第二個工件(300)和被夾持裝置(120)夾 緊的且與第二工件彼此相對的第一工件(200)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7或10所述的機床，其特征在于所述第一工件(200)是齒輪， 尤其是錐齒輪或正齒輪，且所述第二工件(300)是齒輪，尤其是錐齒輪或正齒輪，所述機床(100)通過第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述機床(100)的夾持裝置(120)，從而旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動所述第一工件(200)且使所述第一工件(200)圍繞其中心軸(Ml)轉(zhuǎn)動，和/或所述機床(100)通過第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述機床(100)的支撐裝置(120)，從而旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動所述第而工件(300)且使所述第二工件(300)圍繞其中心軸(M2)轉(zhuǎn)動。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任意一項所述的機床，其特征在于所述機床(100)的檢 測系統(tǒng)還包括一個運行特征測試裝置，當(dāng)?shù)谝还ぜ?200)和第二工件(300)彼此相互控制 以致所述第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)和第二工件(300)的第二齒輪裝置(310) 相互嚙合，且第一齒輪裝置(210)的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置(310)的第一相嚙 齒面滾動配合時，所述運行特征測試裝置用以確定所述第一工件(200)和第二工件(300) 的共同運行特征是否不同于第一工件(200)和第二工件(300)目標(biāo)運行特征。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的機床，其特征在于所述運行特征測試裝置包括一個或多 個聲波傳感器，當(dāng)?shù)谝还ぜ?200)和第二工件(300)彼此相互控制以致所述第一工件(200) 的第一齒輪裝置(210)和第二工件(300)的第二齒輪裝置(310)相互嚙合，且第一齒輪裝 置(210)的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置(310)的第一相嚙齒面滾動配合時，所述運 行特征測試裝置通過所述一個或多個聲波傳感器以偵測所述第一工件(200)和第二工件 (300)被驅(qū)動時產(chǎn)生的噪音來確定所述第一工件(200)和第二工件(300)的共同運行特征 是否不同于第一工件(200)和第二工件(300)的目標(biāo)運行特征。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的機床，其特征在于所述運行特征測試裝置包括一個 或多個振動傳感器，當(dāng)?shù)谝还ぜ?200)和第二工件(300)彼此相互控制以致所述第一工件 (200)的第一齒輪裝置(210)和第二工件(300)的第二齒輪裝置(310)相互嚙合，且第一齒 輪裝置(210)的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置(310)的第一相嚙齒面滾動配合時，所 述運行特征測試裝置通過所述一個或多個振動傳感器以偵測所述第一工件(200)和第二 工件(300)被驅(qū)動時產(chǎn)生的振動來確定所述第一工件(200)和第二工件(300)的共同運行 特征是否不同于第一工件(200)和第二工件(300)的目標(biāo)運行特征。
15.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任意一項所述的機床，其特征在于當(dāng)檢測系統(tǒng)偵測第一 工件(200)的第一齒輪裝置(210)的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪 裝置(210)的目標(biāo)齒輪形狀，特別是第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的當(dāng)前齒根面 形狀和/或當(dāng)前輪齒間隙形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀時，所述機床用通過支撐裝置(111)支撐在所述控制裝 置(110)上的刀具(130)來重新加工或修飾被所述夾持裝置夾緊的第一工件(200)。
16.一種加工工件的方法，所述加工方法在權(quán)利要求1至15任意一項所述的機床 (100)上通過由控制數(shù)據(jù)控制的一個或多個刀具來加工件，包括以下步驟確定第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒輪形狀，特別是目標(biāo)齒根面形狀 和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀；以及按照確定的目標(biāo)齒輪形狀加工被所述機床(100)上的夾持裝置(120)夾緊的第一工件 (200)以形成具有第一齒輪裝置(210)的第一工件(200)，所述第一工件(200)相對于一具 有第二齒輪裝置(310)的第二工件(300)而言是一計數(shù)裝置，以致于第一齒輪裝置(210) 的第一齒根面形成為第二齒輪裝置(310)的第二個齒根面的相嚙齒面，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括方法步驟在機床上(100)加工第一工件(200)期間和/或之后確定第一工件(200)的第一齒輪 裝置(210)的當(dāng)前形狀，特別是當(dāng)前的齒根面形狀和/或當(dāng)前的輪齒間隙形狀是否不同于 第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的確定的目標(biāo)齒輪形狀，特別是目標(biāo)齒根面形狀和 /或目標(biāo)輪齒間隙形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的加工工件的方法，其特征在于，還包括以下一種或幾 種步驟用傳感器(140)機械掃描第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的齒側(cè)面以確定第一 工件(200)的第一齒輪裝置(210)的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪 裝置(210)的目標(biāo)齒輪形狀，光學(xué)掃描第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的齒側(cè)面以確定第一工件(200)的第 一齒輪裝置(210)的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目 標(biāo)齒輪形狀，及感應(yīng)掃描第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的齒側(cè)面以確定第一工件(200)的第 一齒輪裝置(210)的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目 標(biāo)齒輪形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的加工工件的方法，其特征在于，還包括以下步驟通過所述機床(100)上的支撐裝置(111)以支撐所述第二工件，相互控制支撐在所述支撐裝置(111)上的第二工件(300)和被所述夾持裝置(120)夾 緊的第一工件(200)以致于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)與所述第二工件(300) 的第二齒輪裝置(310)相互嚙合，且第一齒輪裝置(210)的至少一個第一齒面與第二齒輪 裝置(310)的至少一個第一相嚙齒面相互滾動嚙合，及確定在第一齒輪(210)的第一齒面和第二齒輪裝置(310)的相嚙齒面之間的齒面接觸 斑點。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18任意一項所述的加工工件的方法，其特征在于，還包括以下 步驟通過所述機床(100)上的支撐裝置(111)以支撐所述第二工件，相互控制支撐在所述支撐裝置(111)上的第二工件(300)和被所述夾持裝置(120)夾 緊的第一工件(200)以致于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)與所述第二工件(300)的第二齒輪裝置(310)相互嚙合，且第一齒輪裝置(210)的至少一個第一齒面與第二齒輪 裝置(310)的至少一個第一相嚙齒面相互嚙合，及當(dāng)?shù)谝还ぜ?200)和第二工件(300)彼此相互控制以致所述第一工件(200)的第一齒 輪裝置(210)和第二工件(300)的第二齒輪裝置(310)相互嚙合，且第一齒輪裝置(210) 的至少一個第一齒面與第二齒輪裝置(310)的第一相嚙齒面滾動配合時，確定所述第一工 件(200)和第二工件(300)的共同運行特征是否不同于第一工件(200)和第二工件(300) 的目標(biāo)運行特征。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19任意一項所述的加工工件的方法，其特征在于，還包括以下 步驟當(dāng)在機床(100)上加工第一工件(200)期間或者之后，測定第一工件(200)的第一齒 輪裝置(210)的當(dāng)前齒輪形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒 輪形狀，特別是第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的當(dāng)前齒根面形狀和/或當(dāng)前輪齒 間隙形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo) 輪齒間隙形狀時，重新加工或修飾被所述機床(100)上的夾持裝置(120)夾緊的第一工件 (200)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機床和通過由控制數(shù)據(jù)控制一個或多個刀具來加工工件(200；300)的方法，所述機床(100)包括至少五個同時可控軸，所述機床(100)還包括用于夾緊工件(200；300)的夾持裝置(120)和具有一個用以支撐所述刀具(130)的支撐裝置(111)的控制裝置(110)，所述控制裝置(110)用于控制刀具(130)，設(shè)置在所述支撐裝置(111)上的所述刀具(130)通過控制數(shù)據(jù)沿著刀具路徑切削被所述夾持裝置(120)夾緊的工件(200；300)，所述機床(100)用于加工第一工件(200)以形成具有第一齒輪裝置(210)的第一工件(200)，所述第一工件(200)相對于一具有第二齒輪裝置(310)的第二工件(300)而言是一計數(shù)裝置，以致于第一齒輪裝置(210)的第一齒根面成為第二齒輪裝置(310)的第二個齒根面的嚙合齒面，其中，所述機床(100)進(jìn)一步包括檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)用于確定在加工第一工件(200)之后和/或期間第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的當(dāng)前形狀，特別是當(dāng)前的齒根面形狀和/或當(dāng)前的輪齒間隙形狀是否不同于第一工件(200)的第一齒輪裝置(210)的目標(biāo)齒輪形狀，特別是目標(biāo)齒根面形狀和/或目標(biāo)輪齒間隙形狀。
文檔編號B23F23/12GK101811207SQ201010123750
公開日2010年8月25日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者尤文卡斯滕·漢森, 托馬斯·勞切比勒, 約瑟夫·紐麥爾 申請人:德克爾馬霍普夫龍滕有限公司