專利名稱：螺紋狀砂輪的相位對合方法及齒輪磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺紋狀砂輪相對于由螺紋狀砂輪進行的磨削加工前的被加工齒輪、或螺紋狀砂輪的修整前的修整器的相位對合方法、及應用了該方法的齒輪磨床。
背景技術(shù)：
一直以來，對于作為熱處理后的被加工齒輪的工件一直采用作為磨削工具的螺紋狀砂輪進行磨削，從而對工件的齒面進行高效率地精加工的齒輪磨床。在這樣的齒輪磨床中，在使螺紋狀砂輪與工件嚙合的狀態(tài)下，由于使這些構(gòu)件同步旋轉(zhuǎn)而進行工件的磨削，因此，當嚙合精度變得不充分時，有可能發(fā)生在工件的齒面上產(chǎn)生磨削不均、或?qū)ι拜喪┘舆^大的負載、或使砂輪壽命變短等情況。
對此，在這種齒輪磨床中，為了高精度地進行螺紋狀砂輪與工件的嚙合，而在磨削時的嚙合之前，以使螺紋狀砂輪的切削刃(峰谷)與工件的齒槽(峰谷)成為適當?shù)南辔魂P(guān)系的方式來進行決定兩者的相位位置的相位對合。這樣的進行螺紋狀砂輪與工件的相位對合的相位對合方法例如在專利文獻1中所公開。
在先技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1 日本特開2003-165023號公報
在上述的現(xiàn)有的相位對合方法中，首先，使螺紋狀砂輪與工件以各自的峰谷對置的方式粗略地對合了位相(粗相位對合)之后，使工件正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)，使其兩齒面與對置的螺紋狀砂輪的刃面接觸，基于該接觸時的各齒面的接觸位置數(shù)據(jù)，精密地進行螺紋狀砂輪與工件的相位對合(精密相位對合)。
然而，在此種現(xiàn)有的方法中，粗相位對合只不過是為了避免螺紋狀砂輪的刀尖與工件的齒尖的干涉。由此，工件的齒尖在螺紋狀砂輪的刃槽內(nèi)靠近一側(cè)配置，在工件齒面接觸時(精密相位對合時)，工件旋轉(zhuǎn)控制變得復雜，到接觸檢測為止的時間變長，其結(jié)果是， 相位對合最終完成為止的時間可能變長。
另外，在齒輪磨床中，使用由修整器修整了的螺紋狀砂輪來磨削工件，因此認為不僅在磨削時的砂輪與工件的相位對合中，而且在修整時的砂輪與修整器的相位對合中也會發(fā)生同樣的問題。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是用于解決上述課題而作出的，其目的在于提供一種能夠高速地進行螺紋狀砂輪相對于被加工齒輪或修整器的相位對合的、螺紋狀砂輪的相位對合方法及齒輪磨床。
解決上述課題的第一發(fā)明的螺紋狀砂輪的相位對合方法進行螺紋狀砂輪相對于由螺紋狀砂輪進行的磨削加工前的被加工齒輪、或所述螺紋狀砂輪的修整前的修整器的相位對合，其特征在于，
將來自激光式位移傳感器的激光束向旋轉(zhuǎn)的所述螺紋狀砂輪的側(cè)面照射，從而測定該側(cè)面的凹凸量，
基于所述凹凸量來求出所述螺紋狀砂輪的刃槽位置，
以被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖與所述刃槽位置對置的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位，
使所述螺紋狀砂輪向兩個方向旋轉(zhuǎn)，由此使所述螺紋狀砂輪的一刃面與被加工齒輪的一齒面或所述修整器的一刃面接觸，接著使所述螺紋狀砂輪的另一刃面與被加工齒輪的另一齒面或所述修整器的另一刃面接觸，
以將被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖配置在接觸時的所述螺紋狀砂輪的相位間的中間相位上的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位。
解決上述課題的第二發(fā)明的螺紋狀砂輪的相位對合方法進行螺紋狀砂輪相對于由螺紋狀砂輪進行的磨削加工前的被加工齒輪、或所述螺紋狀砂輪的修整前的修整器的相位對合，其特征在于，
將來自激光式位移傳感器的激光束向旋轉(zhuǎn)的所述螺紋狀砂輪的側(cè)面照射，從而測定該側(cè)面的凹凸量，
基于所述凹凸量來求出所述螺紋狀砂輪的刃槽位置，
以被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖與所述刃槽位置對置的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位，
使所述螺紋狀砂輪向一個方向旋轉(zhuǎn)，將所述螺紋狀砂輪的一刃面與被加工齒輪的一齒面或所述修整器的一刃面接觸時的所述螺紋狀砂輪的相位作為第一相位進行存儲，
使所述螺紋狀砂輪向另一個方向旋轉(zhuǎn)，將所述螺紋狀砂輪的另一刃面與被加工齒輪的另一齒面或所述修整器的另一刃面接觸時的所述螺紋狀砂輪的相位作為第二相位進行存儲，
求出所述第一相位與所述第二相位之間的所述螺紋狀砂輪的中間相位，
以將被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖配置在所述中間相位上的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位。
解決上述課題的第三發(fā)明的齒輪磨床使螺紋狀砂輪和被加工齒輪在嚙合的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，對該被加工齒輪進行磨削加工，其特征在于，具備
修整器，其對所述螺紋狀砂輪進行修整；
激光式位移傳感器，其向旋轉(zhuǎn)的所述螺紋狀砂輪的側(cè)面照射激光束，從而測定該側(cè)面的凹凸量；
刃槽位置檢測部，其基于所述激光式位移傳感器測定出的凹凸量，檢測所述螺紋狀砂輪的刃槽位置；
粗相位對合機構(gòu)，其以被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖與由所述刃槽位置檢測部檢測出的刃槽位置對置的方式進行所述螺紋狀砂輪的相位對合；
相位存儲部，其使通過所述粗相位對合機構(gòu)進行了相位對合后的所述螺紋狀砂輪向兩個方向旋轉(zhuǎn)，對所述螺紋狀砂輪的各刃面與被加工物的兩齒面或所述修整器的兩刃面接觸時的所述螺紋狀砂輪的各相位進行存儲；
中間相位算出部，其算出存儲于所述相位存儲部的所述螺紋狀砂輪的各相位間的中間相位；
精密相位對合機構(gòu)，其以將被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖配置在所述中間相位算出部所算出的中間相位上的方式，進行所述螺紋狀砂輪的相位對合。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的螺紋狀砂輪的相位對合方法及齒輪磨床，以被加工齒輪的齒尖或修整器的刀尖與基于其側(cè)面的凹凸量所求出的螺紋狀砂輪的刃槽位置對置的方式，調(diào)整該螺紋狀砂輪的相位，之后，從該狀態(tài)開始，通過螺紋狀砂輪的向被加工齒輪或修整器的刃面接觸來求出中間相位，然后，以將被加工齒輪的齒尖或修整器的刀尖配置在該中間相位上的方式，調(diào)整螺紋狀砂輪的相位，由此，能夠縮短整個相位調(diào)整花費的時間，因此能夠高速地進行螺紋狀砂輪相對于被加工齒輪或修整器的相位對合。


圖1是適用了本發(fā)明的一實施例涉及的螺紋狀砂輪的相位對合方法的齒輪磨床的簡要結(jié)構(gòu)圖，是表示利用盤式修整器對螺紋狀砂輪進行修整時的情況的圖。
圖2是表示通過螺紋狀砂輪磨削工件時的情況的圖。
圖3是表示激光式位移傳感器向螺紋狀砂輪進行激光束照射的情況的圖。
圖4是表示激光式位移傳感器測定出的到螺紋狀砂輪的距離的變化的圖。
圖5是表示螺紋狀砂輪相對于工件的粗相位對合的情況的圖。
圖6是表示螺紋狀砂輪相對于工件的精密相位對合的情況的圖，(a)是表示使螺紋狀砂輪的一刃面與工件的一齒面接觸時的情況的圖，(b)是表示使螺紋狀砂輪的另一刃面與工件的另一齒面接觸時的情況的圖，(c)是表示工件的齒尖配置在螺紋狀砂輪的兩刃面接觸時的相位間的中間相位上時的情況的圖。
圖7是表示螺紋狀砂輪相對于盤式修整器的粗相位對合的情況的圖。
圖8是表示螺紋狀砂輪相對于盤式修整器的精密相位對合的情況的圖，(a)是使螺紋狀砂輪的一刃面與盤式修整器的一刃面接觸時的情況的圖，(b)是使螺紋狀砂輪的另一刃面與盤式修整器的另一刃面接觸時的情況的圖，(c)是表示盤式修整器的刀尖配置在螺紋狀砂輪的兩刃面接觸時的相位間的中間相位上時的情況的圖。
具體實施方式
以下，使用附圖，對本發(fā)明所涉及的螺紋狀砂輪的相位對合方法進行詳細說明。
實施例
如圖2所示，適用了本發(fā)明所涉及的螺紋狀砂輪的相位對合方法的齒輪磨床1是通過桶形的螺紋狀砂輪14對內(nèi)齒輪原材料的工件(被加工齒輪)W進行磨削的裝置，進而如圖1所示，其具有通過盤式修整器32對該螺紋狀砂輪14進行修整的修整功能。
如圖1及圖2所示，在齒輪磨床1上支承有能夠移動且能夠回旋的砂輪頭11。在該砂輪頭11上支承有能夠旋轉(zhuǎn)的主軸12，在該主軸12的前端形成有砂輪軸13。并且，在砂輪軸13的前端安裝有可拆裝的螺紋狀砂輪14。S卩，通過對砂輪頭11進行驅(qū)動，而經(jīng)由主軸12的砂輪軸13驅(qū)動螺紋狀砂輪14旋轉(zhuǎn)。
在砂輪頭11的正表面支承有能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)工作臺21，在該旋轉(zhuǎn)工作臺21的上表面經(jīng)由未圖示的安裝夾具而安裝有可拆裝的工件W。即，通過對旋轉(zhuǎn)工作臺21進行驅(qū)動， 而驅(qū)動工件W旋轉(zhuǎn)。
在旋轉(zhuǎn)工作臺21的側(cè)方支承有能夠移動的修整器驅(qū)動部31，在該修整器驅(qū)動部 31上安裝有可拆裝的盤式修整器32。即，通過對修整器驅(qū)動部31進行驅(qū)動，而驅(qū)動盤式修整器32旋轉(zhuǎn)。
在螺紋狀砂輪14的側(cè)方設(shè)有激光式位移傳感器41。該激光式位移傳感器41采用一種應用了三角測量的方式，將由投光透鏡聚光的半導體激光束向測定對象物照射，使從該測定對象物反射出的激光束聚光在光位置檢測元件上于一點(而形成光點)，通過檢測該光點的位置，來測定出到測定對象物的位移量。
S卩，如圖3所示，將由激光式位移傳感器41聚光的激光束L向旋轉(zhuǎn)的螺紋狀砂輪 14的側(cè)面的刃寬中心位置照射，由此來測定出到該峰谷(刀尖及刃槽)的距離(凹凸量)。 然后，如圖4所示，通過激光式位移傳感器41測定出的距離在砂輪旋轉(zhuǎn)時的測定中始終被顯示，該顯示的波形的凹部是螺紋狀砂輪14的刀尖，該凸部是其刃槽。
另外，在齒輪磨床1設(shè)有NC裝置(刃槽位置檢測部、相位存儲部、中間相位算出部)50。該NC裝置50例如與砂輪頭11、旋轉(zhuǎn)工作臺21、修整器驅(qū)動部31、激光式位移傳感器41等連接，并基于所輸入的工件各種因素或加工條件，來控制由螺紋狀砂輪14進行的工件W的磨削或由盤式修整器32進行的螺紋狀砂輪14的修整，并且在這些磨削時或修整時的嚙合(咬合)之前，進行螺紋狀砂輪14相對于工件W或盤式修整器32的相位調(diào)整(粗相位對合機構(gòu)，精密相位對合機構(gòu))。
因此，在利用螺紋狀砂輪14磨削工件W時，首先，如圖2所示，使螺紋狀砂輪14移動到安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺21上的工件W內(nèi)，之后，使其旋轉(zhuǎn)。
接著，將激光式位移傳感器41的激光束L朝向處于旋轉(zhuǎn)中的螺紋狀砂輪14照射。 由此，連續(xù)地測定出到螺紋狀砂輪14的峰谷的距離，如圖4所示，該測定的到峰谷的距離與時間的經(jīng)過一起顯示。此時，所顯示的波形的凹部被判定為到螺紋狀砂輪14的刀尖的距離，并將其凸部判定為到螺紋狀砂輪14的刃槽的距離。
然后，基于該測定結(jié)果，算出螺紋狀砂輪14的刃槽的中心位置，如圖5所示，以工件W的齒尖與該刃槽的中心位置對置的方式來調(diào)整螺紋狀砂輪14的相位(粗相位對合)。 而且，以工件W的齒尖位于比螺紋狀砂輪14的刀尖稍靠刃槽側(cè)(螺紋狀砂輪14的中心側(cè)) 的方式來調(diào)整螺紋狀砂輪14的位置。
接下來，從此種粗相位對合狀態(tài)開始，如圖6 (a)所示，使螺紋狀砂輪14正轉(zhuǎn)，使其一刃面與工件W的一齒面接觸。如此，當螺紋狀砂輪14與工件W接觸時，通過未圖示的接觸傳感器，檢測此時的螺紋狀砂輪14的相位(第一相位)，并存儲在NC裝置50中。
然后，如圖6 (b)所示，使螺紋狀砂輪14反轉(zhuǎn)，使其另一刃面與工件W的另一齒面接觸。如此，當螺紋狀砂輪14與工件W接觸時，通過所述接觸傳感器，檢測此時的螺紋狀砂輪14的相位(第二相位)，并存儲在NC裝置50中。
并且，通過NC裝置50，根據(jù)在正轉(zhuǎn)時及反轉(zhuǎn)時與工件W接觸時存儲的兩個螺紋狀砂輪14的相位，求出其中間的相位即中間相位，之后，如圖6(c)所示，以將工件W的齒尖配置在所求出的中間相位上的方式，調(diào)整螺紋狀砂輪14的相位(精密相位對合)。接著，在這樣的精密相位對合狀態(tài)下，通過使螺紋狀砂輪14與工件W嚙合，并使螺紋狀砂輪14及工件W同步旋轉(zhuǎn)，由此利用螺紋狀砂輪14的刃面來對工件W的齒面進行磨削。
此處，當使用螺紋狀砂輪14來磨削規(guī)定數(shù)量的工件W時，其刃面因磨損而鋒利度下降，因此，定期地通過盤式修整器32對螺紋狀砂輪14進行修整。
因此，在利用盤式修整器32修整螺紋狀砂輪14時，首先，如圖1所示，使螺紋狀砂輪14向盤式修整器32側(cè)移動，之后，使其旋轉(zhuǎn)。
接著，將激光式位移傳感器41的激光束L朝向處于旋轉(zhuǎn)中的螺紋狀砂輪14照射。 由此，連續(xù)地測定出到螺紋狀砂輪14的峰谷的距離，如圖4所示，該測定的到峰谷的距離與時間的經(jīng)過一起顯示。此時，所顯示的波形的凹部被判定為到螺紋狀砂輪14的刀尖的距離，并將其凸部判定為到螺紋狀砂輪14的刃槽的距離。
然后，基于該測定結(jié)果，算出螺紋狀砂輪14的刃槽的中心位置，如圖7所示，以盤式修整器32的刀尖與該刃槽的中心位置對置的方式來調(diào)整螺紋狀砂輪14的相位(粗相位對合)。而且，以盤式修整器32的刀尖位于比螺紋狀砂輪14的刀尖稍靠刃槽側(cè)(螺紋狀砂輪14的中心側(cè))的方式來調(diào)整螺紋狀砂輪14的位置。
接下來，從此種粗相位對合狀態(tài)開始，如圖8 (a)所示，使螺紋狀砂輪14正轉(zhuǎn)，使其一刃面與盤式修整器32的一刃面接觸。如此，當螺紋狀砂輪14與盤式修整器32接觸時， 通過未圖示的接觸傳感器，檢測此時的螺紋狀砂輪14的相位(第一相位)，存儲在NC裝置 50中。
然后，如圖8 (b)所示，使螺紋狀砂輪14反轉(zhuǎn)，使其另一刃面與盤式修整器32的另一刃面接觸。如此，當螺紋狀砂輪14與盤式修整器32接觸時，通過所述接觸傳感器，檢測此時的螺紋狀砂輪14的相位(第二相位)，存儲在NC裝置50中。
并且，通過NC裝置50，根據(jù)在正轉(zhuǎn)時及反轉(zhuǎn)時與盤式修整器32接觸時存儲的兩個螺紋狀砂輪14的相位，求出其中間的相位即中間相位，之后，如圖8(c)所示，以將盤式修整器32的刀尖配置在所求出的中間相位上的方式，調(diào)整螺紋狀砂輪14的相位(精密相位對合)。接著，在這樣的精密相位對合狀態(tài)下，通過使螺紋狀砂輪14與盤式修整器32嚙合， 并使盤式修整器32旋轉(zhuǎn)，由此利用盤式修整器32的刃面來對螺紋狀砂輪14的刃面進行修離iF. ο
需要說明的是，在本實施例中，將本發(fā)明的螺紋狀砂輪的相位對合方法適用在對內(nèi)齒輪原材料的工件進行磨削的內(nèi)齒輪磨床中，不過，也可以使用在對外齒輪原材料的工件進行磨削的外齒輪磨床中。
因此，根據(jù)本發(fā)明所涉及的螺紋狀砂輪的相位對合方法及齒輪磨床，在磨削時或修整時的螺紋狀砂輪14與工件W或盤式修整器32嚙合之前，在進行螺紋狀砂輪14相對于工件W或盤式修整器32的相位對合之際，以工件W的齒尖或盤式修整器32的刀尖與螺紋狀砂輪14的刃槽的中心位置對置的方式，調(diào)整該螺紋狀砂輪14的相位，之后，從該粗相位對合狀態(tài)開始，通過螺紋狀砂輪14的向工件W或盤式修整器32的刃面接觸來求出中間相位，然后，以將工件W的齒尖或盤式修整器32的刀尖配置在該中間相位上的方式，精密地調(diào)整螺紋狀砂輪14的相位。由此，能夠縮短整個相位調(diào)整花費的時間，因此能夠高速地進行螺紋狀砂輪14相對于工件W或盤式修整器32的相位對合。
工業(yè)實用性
本發(fā)明能夠適用在實現(xiàn)非加工時間的縮短化的齒輪磨床中。
權(quán)利要求
1.一種螺紋狀砂輪的相位對合方法，該方法是進行螺紋狀砂輪相對于由螺紋狀砂輪進行的磨削加工前的被加工齒輪、或所述螺紋狀砂輪的修整前的修整器的相位對合的相位對合方法，其特征在于，將來自激光式位移傳感器的激光束向旋轉(zhuǎn)的所述螺紋狀砂輪的側(cè)面照射，從而測定該側(cè)面的凹凸量，基于所述凹凸量來求出所述螺紋狀砂輪的刃槽位置，以被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖與所述刃槽位置對置的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位，使所述螺紋狀砂輪向兩個方向旋轉(zhuǎn)，由此使所述螺紋狀砂輪的一刃面與被加工齒輪的一齒面或所述修整器的一刃面接觸，接著使所述螺紋狀砂輪的另一刃面與被加工齒輪的另一齒面或所述修整器的另一刃面接觸，以將被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖配置在接觸時的所述螺紋狀砂輪的相位間的中間相位上的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位。
2.一種螺紋狀砂輪的相位對合方法，該方法是進行螺紋狀砂輪相對于由螺紋狀砂輪進行的磨削加工前的被加工齒輪、或所述螺紋狀砂輪的修整前的修整器的相位對合的相位對合方法，其特征在于，將來自激光式位移傳感器的激光束向旋轉(zhuǎn)的所述螺紋狀砂輪的側(cè)面照射，從而測定該側(cè)面的凹凸量，基于所述凹凸量來求出所述螺紋狀砂輪的刃槽位置，以被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖與所述刃槽位置對置的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位，使所述螺紋狀砂輪向一個方向旋轉(zhuǎn)，將所述螺紋狀砂輪的一刃面與被加工齒輪的一齒面或所述修整器的一刃面接觸時的所述螺紋狀砂輪的相位作為第一相位進行存儲，使所述螺紋狀砂輪向另一個方向旋轉(zhuǎn)，將所述螺紋狀砂輪的另一刃面與被加工齒輪的另一齒面或所述修整器的另一刃面接觸時的所述螺紋狀砂輪的相位作為第二相位進行存儲，求出所述第一相位與所述第二相位之間的所述螺紋狀砂輪的中間相位，以將被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖配置在所述中間相位上的方式調(diào)整所述螺紋狀砂輪的相位。
3.一種齒輪磨床，其使螺紋狀砂輪和被加工齒輪在嚙合的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，從而對該被加工齒輪進行磨削加工，其特征在于，具備修整器，其對所述螺紋狀砂輪進行修整；激光式位移傳感器，其向旋轉(zhuǎn)的所述螺紋狀砂輪的側(cè)面照射激光束，從而測定該側(cè)面的凹凸量；刃槽位置檢測部，其基于所述激光式位移傳感器測定出的凹凸量，來檢測所述螺紋狀砂輪的刃槽位置；粗相位對合機構(gòu)，其以被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖與由所述刃槽位置檢測部檢測出的刃槽位置對置的方式進行所述螺紋狀砂輪的相位對合；相位存儲部，其使通過所述粗相位對合機構(gòu)進行了相位對合后的所述螺紋狀砂輪向兩個方向旋轉(zhuǎn)，對所述螺紋狀砂輪的各刃面與被加工物的兩齒面或所述修整器的兩刃面接觸時的所述螺紋狀砂輪的各相位進行存儲；中間相位算出部，其算出存儲于所述相位存儲部的所述螺紋狀砂輪的各相位間的中間相位；精密相位對合機構(gòu)，其以將被加工齒輪的齒尖或所述修整器的刀尖配置在所述中間相位算出部所算出的中間相位上的方式，進行所述螺紋狀砂輪的相位對合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠高速地進行螺紋狀砂輪相對于被加工齒輪或修整器的相位對合的螺紋狀砂輪的相位對合方法及齒輪磨床。因此，在磨削時或修整時的螺紋狀砂輪(14)與工件(W)或盤式修整器(32)嚙合之前，在進行螺紋狀砂輪(14)相對于工件(W)或盤式修整器(32)的相位對合之際，以工件(W)的齒尖或盤式修整器(32)的刀尖與螺紋狀砂輪(14)的刃槽的中心位置對置的方式，調(diào)整該螺紋狀砂輪(14)的相位，之后，從該粗相位對合狀態(tài)開始，通過螺紋狀砂輪(14)的向工件(W)或盤式修整器(32)的刃面接觸來求出中間相位，然后，以將工件(W)的齒尖或盤式修整器(32)的刀尖配置在該中間相位上的方式，精密地調(diào)整螺紋狀砂輪(14)的相位。
文檔編號B24B49/12GK102548710SQ200980161678
公開日2012年7月4日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者柳瀨吉言, 石津和幸 申請人:三菱重工業(yè)株式會社