專利名稱：用于測量齒面偏差的裝置和方法、用于成形磨削工具的裝置和方法、以及用于齒輪磨削裝 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及當在磨削工具的磨削齒面和齒輪的齒面能夠保持相互接觸的同時使該磨削工具和該齒輪同步旋轉時測量該齒輪的齒面相對于該磨削工具的磨削齒面的偏差 (偏轉(rim-out))的裝置和方法，成形磨削工具的裝置和方法，以及在用磨削工具磨削齒輪時用于齒輪磨削裝置的齒輪嚙合方法。
背景技術：
迄今，廣泛已知有一種在磨削工具的磨削齒面和修整齒輪的修整齒面保持相互接觸的同時通過使磨削工具和修整齒輪同步旋轉來成形磨削工具的磨削齒面的技術，以及一種在磨削工具的磨削齒面和工件齒輪的齒面保持相互接觸的同時通過使磨削工具和工件齒輪同步旋轉來磨削工件齒輪的齒面的技術。在前述技術的技術領域中，日本專利No. 3679184公開了一種在成形磨削齒面之前用于使修整齒輪的修整齒和磨削工具的磨削齒精確地嚙合的方法。日本專利No. 3679184描述了脈沖發生器產生與磨削齒輪驅動馬達的角位移對應的脈沖。基于來自脈沖發生器的脈沖輸出的變化，針對磨削齒輪旋轉的正常方向和相反方向的每個來檢測修整齒輪的齒的齒面和磨削齒輪之間的接觸。從檢測到的接觸確定修整齒輪的齒和磨削齒輪相互嚙合的中心位置。在后述技術的技術領域中，日本專利No. 3910427和日本特開2000-3^141號公報
公開了與上述嚙合方法有關的嚙合方法。日本專利No. 3910427描述了基于工件軸相對于用于該工件軸或工具軸的命令值的位置偏差，針對工件軸旋轉的正常方向和相反方向中的每個檢測工件的齒的齒面和磨削工具的磨削面的位置，并且從所檢測到的位置確定工件的齒和磨削工具的磨削面相互嚙合的中心位置。日本特開2000-3^141號公報描述了通過聲發射(AE)超聲波傳感器確認待加工的齒輪的齒的齒面和磨削齒輪螺桿的側表面之間的接觸，并且從所檢測到的接觸確定待加工的齒輪的齒和磨削齒輪螺桿相互嚙合的中心位置。
發明內容
當磨削工具的磨削齒面由修整齒輪的修整齒面成形時，由于在安裝修整齒輪時引起的軸位移、電沉積在磨削齒面上的磨粒涂層的直徑變化、以及制造修整齒輪的精度而發生誤差。誤差表現為當成形磨削齒面時修整齒面相對于該磨削齒面的偏差。假如偏差太大，則磨削齒面和修整齒面不穩定地相互接觸，趨向于導致成形磨削齒面的精度降低。當利用修整齒輪的整個修整齒成形磨削齒面時，磨削齒面的成形精度的降低變得最明顯。使磨削齒面的成形精度的降低最小化的一個方法在于僅使用修整齒輪的修整齒中的一些齒。然而，僅使用修整齒輪的修整齒中的一些易于降低修整齒輪的成形能力。類似地，當齒輪的齒面由磨削工具的磨削齒面磨削時，可能降低磨削該齒輪的齒面的精度。解決上述問題的一個方法在于測量涉及上述的偏差。假如日本專利No. 3679184所公開的方法用來測量偏差，則因為僅檢測到修整齒輪的一個齒和磨削齒輪之間的接觸，所以修整齒輪的不同于該一個齒的其它齒和砂輪之間的接觸未被檢測到。因此，不能高度精確地測量偏差。假如日本專利No. 3910427和日本特開2000_3沈141號公報所公開的方法被用來測量偏差，則因為與日本專利No. 3679184所公開的方法相同的原因而不能高度精確地檢
測偏差。鑒于上述問題得到了本發明。本發明的目的在于提供一種齒面偏差測量裝置和齒面偏差測量方法，該裝置和方法能高度精確地測量齒輪的齒面相對于磨削工具的磨削齒面的偏差。本發明的另一目的在于提供一種磨削工具成形裝置和磨削工具成形方法，該裝置和方法能通過高度精確地測量修整齒輪的修整齒面相對于磨削工具的磨削齒面的偏差來提高該磨削工具的成形精度并且還能提高該修整齒輪的成形能力。本發明的又一目的在于提供一種用于齒輪磨削裝置的齒輪嚙合方法，該方法能通過高度精確地測量工件齒輪的齒面相對于磨削工具的磨削齒面的偏差來使該工件齒輪的齒面的磨削精度高于以前得到的。根據第一發明，提供了一種齒面偏差測量裝置，所述齒面偏差測量裝置當磨削工具和齒輪在該磨削工具的磨削齒面和該齒輪的齒面能保持相互接觸的同時相互同步旋轉時測量該齒輪的齒面相對于該磨削工具的螺旋狀磨削齒面的偏差，所述齒面偏差測量裝置包括接觸檢測裝置，該接觸檢測裝置用于檢測所述磨削齒面和所述齒面之間的接觸；旋轉速度改變裝置，該旋轉速度改變裝置用于改變所述磨削工具和所述齒輪中任一者的旋轉速度，使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定的范圍內；以及測量裝置，該測量裝置用于測量所述磨削工具和所述齒輪的沿著該齒輪的整周的相位變化量，所述相位變化由所述旋轉速度改變裝置產生。通過根據第一發明的所述齒面偏差測量裝置，因為所述旋轉速度改變裝置改變所述磨削工具和所述齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內，所以使所述磨削工具的所述磨削齒面和所述齒輪的所述齒面保持相互接觸到規定的接觸度。因此，由所述旋轉速度改變裝置引起的所述磨削工具和所述齒輪的相位變化量(旋轉速度的變化量)與所述齒輪的所述齒面的偏差對應。因為所述測量裝置測量所述磨削工具和所述齒輪沿著該齒輪的整周的相位變化量，所以能高度精確地測量所述齒輪的所述齒面相對于所述磨削齒面的偏差。假如所述旋轉速度改變裝置改變所述磨削工具的旋轉速度，則因為所述齒輪的旋轉位置與所述磨削工具和所述齒輪的相位變化量需要彼此相關聯，所以可能需要復雜的控制過程。另一方面，假如所述旋轉速度改變裝置改變所述齒輪的旋轉速度，則易于利用所述齒輪的旋轉量(旋轉位置或旋轉角)使該齒輪的旋轉位置與所述磨削工具和所述齒輪的相位變化量彼此相關聯。因此，使所述控制過程與在所述旋轉速度改變裝置改變所述磨削工具的旋轉速度的情況相比更簡單。在第一發明中，所述接觸檢測裝置可以包括AE傳感器。所述AE傳感器與所述接觸檢測裝置包括振動傳感器、扭矩傳感器、累積脈沖傳感器等的情況相比以更高的精度有效地檢測所述磨削齒面和所述齒面之間的接觸。根據第二發明，提供了一種齒面偏差測量方法，該方法當所述磨削工具和所述齒輪在磨削工具的磨削齒面和齒輪的齒面能保持相互接觸的同時相互同步旋轉時測量該齒輪的齒面相對于該磨削工具的螺旋狀磨削齒面的偏差，所述齒面偏差測量方法包括通過接觸檢測裝置檢測所述磨削齒面和所述齒面之間的接觸的檢測步驟；改變所述磨削工具和所述齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內的旋轉速度改變步驟；以及測量在所述旋轉速度改變步驟中產生的所述磨削工具和所述齒輪沿著該齒輪的整周的相位變化量的測量步驟。通過根據第二實施方式的所述齒面偏差測量方法，所述旋轉速度改變裝置改變所述磨削工具和所述齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內，并且測量沿著所述齒輪的整周的所述磨削工具和所述齒輪的相位中產生的變化。因此，能高度精確地測量所述齒輪的所述齒面相對于所述磨削工具的所述磨削齒面的偏差。根據第三發明，提供了一種磨削工具成形裝置，該磨削工具成形裝置包括修整齒輪，該修整齒輪具有用于與磨削工具的螺旋狀磨削工具的磨削齒面接觸的修整齒面，在所述磨削齒面和所述修整齒面能保持相互接觸的同時所述修整齒輪能與所述磨削工具同步旋轉；用于檢測所述磨削齒面和所述修整齒面之間的接觸的接觸檢測裝置；用于改變所述磨削工具和所述修整齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內的旋轉速度改變裝置；以及用于記錄所述磨削工具和所述修整齒輪沿著該修整齒輪的規定范圍的相位變化量的記錄裝置，其中基于由所述記錄裝置記錄的信息使所述磨削工具和所述修整齒輪相互同步旋轉。通過根據第三發明的所述磨削工具成形裝置，所述旋轉速度改變裝置改變所述磨削工具和所述修整齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得檢測結果落在規定范圍內，因此使所述磨削工具的所述磨削齒面和所述修整齒輪的所述修整齒面保持相互接觸到規定接觸度。因此，由所述旋轉速度改變裝置引起的所述磨削工具和所述修整齒輪的相位變化量(旋轉速度的改變量)與所述修整齒面的偏差對應。因為所述記錄裝置記錄了所述磨削工具和所述修整齒輪沿著該修整齒輪的規定范圍的相位變化量，所以能高度精確地測量所述修整齒面相對于所述磨削齒面的偏差。當基于由所述記錄裝置記錄的信息使所述修整齒輪和所述磨削工具相互同步旋轉時，當成形所述磨削工具時引起的所述修整齒面的偏差的效果能被忽略(降低)。因此，提高了所述磨削工具的成形精度。即使當利用所述修整齒輪的整周成形所述磨削工具時，也能防止所述磨削工具的成形精度降低。因此， 提高了所述磨削工具的成形精度，并且提高了所述修整齒輪的成形能力。在第三發明中，所述旋轉速度改變裝置能改變所述修整齒輪的旋轉速度。當所述旋轉速度改變裝置改變所述修整齒輪的旋轉速度時，易于從所述修整齒輪的旋轉量(旋轉位置或旋轉角)使該修整齒輪的旋轉位置與所述磨削工具和所述修整齒輪的相位變化量相互關聯。因此，使所述控制過程與所述旋轉速度改變這種改變所述磨削工具的旋轉速度的情況相比更簡單。在第三發明中，所述接觸檢測裝置可以包括AE傳感器。所述AE傳感器與所述接觸檢測裝置包括振動傳感器或扭矩傳感器或使用累積脈沖的情況相比以更高的精度有效地檢測所述磨削齒面和所述修整齒面之間的接觸。根據第四發明，提供了一種磨削工具成形方法，該方法包括在磨削工具的螺旋狀磨削齒的磨削齒面和修整齒輪的修整齒面能保持相互接觸的同時使該磨削工具和該修整齒輪相互同步旋轉的同步旋轉步驟；通過接觸檢測裝置檢測所述磨削齒面和所述修整齒面之間的接觸的檢測步驟；改變所述磨削工具和所述修整齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內的旋轉速度改變步驟；以及記錄所述磨削工具和所述修整齒輪沿著該修整齒輪的規定范圍的相位變化量的記錄步驟，其中基于所述記錄步驟中記錄的信息使所述磨削工具和所述修整齒輪相互同步旋轉。通過根據第四發明的所述磨削工具成形方法，所述旋轉速度改變裝置改變所述磨削工具和所述修整齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內，并且記錄沿著所述修整齒輪的規定范圍的在所述磨削工具和所述修整齒輪之間的相位中產生的變化。因此，能高度精確地測量所述修整齒面相對于所述磨削齒輪的偏差。此外，因為基于通過所述記錄步驟記錄的信息使所述修整齒輪和所述磨削工具相互同步旋轉，所以當成形所述磨削工具時引起的所述修整齒面的偏差的效果能被忽略(降低)。因此，提高了所述磨削工具的成形精度，并且提高了所述修整齒輪的成形能力。根據第五發明，提供了用于齒輪磨削裝置的齒輪嚙合方法，該方法包括在磨削工具的螺旋狀磨削齒和工件齒輪的齒能保持相互接觸的同時使所述磨削工具和所述工件齒輪相互同步旋轉的同步旋轉步驟；通過接觸檢測裝置檢測所述磨削工具和所述齒之間的接觸的檢測步驟；改變所述磨削工具和所述工件齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內、從而使所述齒的右齒面接觸所述磨削齒的第一旋轉速度改變步驟；改變所述磨削工具和所述工件齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內、從而使所述齒的左齒面接觸所述磨削齒的第二旋轉速度改變步驟；記錄在所述第一旋轉速度改變步驟和所述第二旋轉速度改變步驟中成形的所述磨削工具和所述工件齒輪沿著該工件齒輪的整周的相位變化量的記錄步驟；以及基于在所述記錄步驟中記錄的信息計算當所述磨削齒和所述齒保持相互嚙合時該齒相對于該磨削齒的中心位置的計算步驟。通過根據第五發明的所述齒輪嚙合方法，因為所述第一旋轉速度改變步驟改變所述磨削工具和所述工件齒輪中任一者的旋轉速度使得由所述接觸檢測裝置取得的檢測結果落在規定范圍內，所以使所述磨削工具的所述磨削齒面和所述工件齒輪的右齒面保持相互接觸到規定接觸度。因此，通過所述第一旋轉速度改變步驟成形的所述磨削工具和所述工件齒輪的相位變化量與所述右齒面的偏差對應。類似地，在所述第二旋轉速度改變步驟中成形的所述磨削工具和所述工件齒輪的相位變化量與左齒面的偏差對應。由于記錄了所述磨削工具和所述工件齒輪沿著所述工件齒輪的整周的相位變化，所以能高度精確地測量所述工件齒輪的所述齒相對于所述磨削工具的所述磨削齒的偏差。因為基于所記錄的信息計算出所述工件齒輪的所述齒的中心位置，所以發現了所述工件齒輪的所有齒相對于所述磨削齒的嚙合中心位置。因此，因為所述工件齒輪的所有齒相對于所述磨削齒的所述嚙合中心位置未顯著移位，所以使所述工件齒輪的所述齒面的磨削精度高于以前得到的。因此， 因為能由此減少所述工件齒輪的軋屑，所以所述磨削工件能具有增大的使用壽命和減小的磨削時間。在第五發明中，所述第一旋轉速度改變步驟可以改變所述工件齒輪的旋轉速度， 并且所述第二旋轉速度改變步驟可以改變所述工件齒輪的旋轉速度。因此，易于從所述工件齒輪的旋轉量(旋轉位置或旋轉角)使所述工件齒輪的旋轉位置與所述磨削工具和所述工件齒輪的相位變化量相互關聯，從而得到與所述磨削工具的旋轉速度被改變的情況相比更簡單的控制過程。
圖1是根據本發明的磨削工具成形裝置結合齒面偏差的測量裝置的立體圖；圖2是示出根據第一實施方式的磨削工具和修整齒輪保持相互嚙合的方式以及控制器的內部構造的框圖；圖3是用于成形磨削齒面的過程的主程序的流程圖；圖4是圖3所示的流程圖的子程序的流程圖；圖5是示出相對于修整齒輪的旋轉位置的所測量的相位變化以及與該所測量的相位變化逼近的近似波形的曲線圖；圖6是示出圖5所示的近似波形和表示基于該近似波形計算的成形相位變化數據的波形的曲線圖；圖7是示出根據第二實施方式的磨削工具和工件齒輪保持相互嚙合的方式以及控制器的內部構造的框圖；圖8是用于磨削工件齒輪的齒面的過程的主程序的流程圖；圖9是圖8所示的流程圖的子程序的流程圖；以及圖10是示出關于左磨削齒面的近似波形和關于右磨削齒面的近似波形的一組曲線圖，并且是示出表示在工件齒輪的相應的旋轉位置處該齒輪相對于磨削齒的中心位置的所計算波形和基于所計算波形計算的平均中心位置的示意圖。
具體實施例方式在下面將參照圖1至圖10描述根據本發明的實施方式的用于測量齒面的偏差的裝置和方法，成形磨削工具的裝置和方法，以及用于齒輪磨削裝置的齒輪嚙合方法。(第一實施方式)將在下面參照圖1至圖6描述本發明的第一實施方式。具體地，將在下面描述根據本發明的第一實施方式的磨削工具成形裝置結合齒面偏差測量裝置。由10表示的磨削工具成形裝置是用于通過修整齒輪14成形(修整)磨削工具12 的裝置。如圖1和圖2所示，磨削工具成形裝置10包括放置在工廠等中的水平面上的床 16 ；用于在床16上支撐修整齒輪14以沿著該修整齒輪14的進給方向(由箭頭A表示的方向)和旋轉軸線Rl方向(由箭頭B表示的方向)運動的齒輪支撐機構18 ；安裝在齒輪支撐機構18上的用于使修整齒輪14旋轉的齒輪旋轉機構20 ；用于在床16上支撐磨削工具12 以沿著該磨削工具12的擺動方向(由箭頭C表示的方向)和旋轉軸線R2方向(由箭頭D 表示的方向)運動的磨削工具支撐機構22 ；安裝在磨削工具旋轉機構22上的用于使磨削工具12旋轉的磨削工具旋轉機構M ；以及與床16相鄰設置的控制器26。
齒輪支撐機構18包括被支撐在床16上以沿著由箭頭A表示的方向往復運動的進給臺觀；以及被支撐在進給臺觀上以沿著由箭頭B表示的方向往復運動的橫向移動臺 30。通過進給馬達32和滾珠螺桿機構34能使進給臺觀沿著由箭頭A表示的方向往復移動。通過橫向移動馬達36和滾珠螺桿機構(未示出)使橫向移動臺30能沿著由箭頭B表示的方向往復移動。設置在橫向移動臺30上的齒輪旋轉機構20包括用于保持能從其移除的修整齒輪14的齒輪軸38，用于如圖2所示使修整齒輪14沿正常方向(由箭頭E表示的方向)順時針旋轉以及沿相反的方向(由箭頭F表示的方向)逆時針旋轉的第一旋轉馬達40;以及用于輸出表示修整齒輪14的相位(旋轉角、旋轉位置或旋轉量)的信號(脈沖信號)的第一編碼器42。未示出的減速器機構以可操作的方式連接在齒輪軸38和第一旋轉馬達40之間。用于檢測磨削工具12和修整齒輪14之間的接觸的接觸式檢測器44借助軸承(未示出)安裝在齒輪軸38上。接觸式檢測器44包括接觸式AE傳感器，該傳感器檢測當磨削工具12和修整齒輪14相互接觸時產生的彈性波(接觸聲)P。另選地，接觸式檢測器44可以包括無接觸AE傳感器、振動傳感器或扭矩傳感器，或者可以使用累積脈沖。累積脈沖可以以例如日本專利No. 3910427所公開的方式使用。用來成形磨削工具12的修整齒輪14在其外周面上具有多個修整齒46。每個修整齒46均具有用于接觸磨削工具12的左修整齒面48L和右修整齒面48R。將例如金剛石磨粒涂層等電沉積在每個修整齒面48L、48R上，并且鍍鎳層插設在所述修整齒面與所述金剛石磨粒涂層等之間。磨削工具支撐機構22包括安裝在床16的上表面上的直立柱50 ；支撐在柱50的側表面上的用于沿著由箭頭C表示的方向進行擺動運動的擺動工作臺52 ；以及被支撐在擺動工作臺52上用于沿著由箭頭D表示的方向往復運動的移動臺M。擺動工作臺52能夠通過未示出的擺動馬達沿著由箭頭C表示的方向擺動。移動臺討能通過移動馬達56和滾珠螺桿機構58沿著由箭頭D表示的方向往復移動。減速器機構60以可操作的方式連接在移動馬達56和滾珠螺桿機構58之間。磨削工具旋轉機構M包括固定到移動臺M的殼體62 ；延伸通過殼體62并且保持能從其移除的磨削工具12的磨削工具軸64 ；用于如圖2所示使磨削工具12沿正常方向 (由箭頭G表示的方向)順時針旋轉以及沿相反方向(由箭頭H表示的方向)逆時針旋轉的第二旋轉馬達66 ；以及用于輸出表示磨削工具12的相位(旋轉角、旋轉位置或旋轉量) 的信號(脈沖信號)的第二編碼器68。用來磨削齒輪(未示出)的磨削工具12具有位于其外周面上的螺旋狀磨削齒70。 磨削齒70具有與修整齒輪14的左修整齒面48L對應的右磨削齒面72R以及與修整齒輪14 的右修整齒面48R對應的左磨削齒面72L。修整齒輪14由控制器沈控制以在保持磨削齒 70與修整齒46嚙合的同時旋轉，從而利用修整齒輪14的左修整齒面48L來成形磨削工具 12的右磨削齒面72R以及利用修整齒輪14的右修整齒面48R來成形磨削工具12的左磨削齒面72L。將單層CBN(立方氮化硼)磨粒電沉積在每個磨削齒面72L、72R上，其中鍍鎳層插設在所述磨削齒面與單層CBN磨粒之間。如圖1所示，控制器沈控制進給馬達32以沿著由箭頭A表示的方向往復移動修整齒輪14，并且還控制橫向移動馬達36以沿著由箭頭B所示的方向往復移動修整齒輪14。 另外，控制器沈控制擺動馬達以沿著由箭頭C表示的方向擺動磨削工具12并且還控制移動馬達56以沿著由箭頭D表示的方向往復移動磨削工具12。如圖2所示，控制器沈包括第一伺服放大器78、第二伺服放大器80、作為旋轉速度改變裝置的同步控制器82、第一存儲單元84、第二存儲單元86、接觸判斷部88、旋轉位置取得器90、相位變化計算器92、記錄器94、位置判斷部96、測量完成判斷部98、近似處理器 100以及成形相位變化數據處理器102。基于分別來自第一編碼器42和第二編碼器68的輸出信號，同步控制器82通過第一伺服放大器78控制第一旋轉馬達40并且還通過第二伺服放大器80控制第二旋轉馬達 66，從而使修整齒輪14和磨削工具12相互同步地旋轉。同步控制器82在使修整齒輪14 和磨削工具12相互同步旋轉的同時能改變修整齒輪14的旋轉速度。第一存儲單元84在其中存儲接觸判斷上限值Pu、接觸判斷下限值&和成形量數據。接觸判斷上限值Pu指的是，當修整齒輪14的修整齒面48L、48R與磨削工具12的磨削齒面72L、72R之間的接觸度足夠小以致不能成形(不能磨損)磨削齒面72L、72R時產生的彈性波的幅度。小于接觸判斷上限值Pu的接觸判斷下限值&指的是，當修整齒面48L、48R 與磨削齒面72L、72R相互接觸到它們基本上不相互接觸的程度或完全不相互接觸時產生的彈性波的幅度。接觸判斷上限值Pu和接觸判斷下限值1\可以通過實驗來確定。成形量數據指的是電沉積在磨削齒面72L、72R上的CBN磨粒的希望的成形量。第二存儲單元86存儲相位變化圖。相位變化圖可以是表示例如修整齒輪14的旋轉位置與磨削工具12和修整齒輪14的相位變化量之間的關系的圖(見圖5和圖6)。接觸判斷部88判斷由接觸式檢測器44檢測到的彈性波的幅度是否大于接觸判斷下限值h并且小于接觸判斷上限值Pu。旋轉位置取得器90參照來自第一編碼器42的輸出信號，并且獲取修整齒輪14的旋轉位置。相位變化計算器92參照來自第一編碼器42和第二編碼器68的相應的輸出信號， 并且計算磨削工具12和修整齒輪14的相位變化量。記錄器94將已由相位變化計算器92計算出的磨削工具12和修整齒輪14之間的相位變化量記錄在相位變化圖中。位置判斷部96判斷已由旋轉位置取得器90取得的修整齒輪14的旋轉位置是否已經達到相位變化待被記錄在相位變化圖中的位置。測量完成判斷部98判斷記錄器94是否已經完成沿著修整齒輪14的整周的相位變化圖中的記錄。近似處理器100將記錄在相位變化圖中的數據近似為正弦波，數據的測量已由測量完成判斷部98判斷為已完成。成形相位變化數據處理器102基于存儲在第一存儲單元84中的成形量數據和近似為正弦波的數據來計算成形相位變化數據。成形相位變化數據指的是表示磨削工具12 和修整齒輪14相對于該修整齒輪14的旋轉位置的相位變化量的數據，它考慮了成形量數據。將參照圖3和圖4所示的流程圖在下面描述利用修整齒面48L、48R來成形磨削齒面72L、72R的過程。圖3示出了主程序，并且圖4示出了圖3所示的步驟S3、S5中的每個步驟中的子程序。如圖3所示，將磨削工具12安裝在磨削工具軸64上，并且將修整齒輪14安裝在齒輪軸38上(步驟Si)。然后，控制器沈控制進給馬達32、橫向移動馬達36、擺動馬達和移動馬達56以使磨削刀具12和修整齒輪14相互嚙合，使得磨削工具12的磨削齒面72L、72R與修整齒面 48L、48R能相互接觸(步驟S2)。此后，控制器沈測量右修整齒面48L相對于左磨削齒面72L的偏差，并且計算成形相位變化數據(步驟S； )。具體地，控制器沈執行圖4所示的子程序。如圖4所示，基于分別來自第一編碼器42和第二編碼器68的輸出信號，同步控制器82通過第一伺服放大器78控制第一旋轉馬達40并且還通過第二伺服放大器80控制第二旋轉馬達66，從而使修整齒輪14和磨削工具12相互同步旋轉(步驟S100)。這時，同步控制器82控制第一旋轉馬達40以使修整齒輪14沿著由箭頭F表示的方向旋轉，并且控制第二旋轉馬達66以使磨削工具12沿著由箭頭G表示的方向旋轉。左磨削齒面72L和右修整齒面48R現在能夠相互接觸。然后，接觸式檢測器44檢測當使磨削工具12和修整齒輪14相互接觸時產生的彈性波R的幅度(步驟S101)。這時，接觸判斷部88判斷由接觸式檢測器44檢測到的彈性波P的幅度是否大于接觸判斷下限值PJ步驟S102)。換句話說，接觸判斷部88判斷左磨削齒面72L和右修整齒面48R是否相互接觸到它們基本上不相互接觸的程度或完全不相互接觸。接觸判斷部 88通過參照第一存儲單元84取得接觸判斷下限值Pp假如接觸判斷部88得到否定判斷， 則同步控制器82控制第一旋轉馬達40以便以規定量增大修整齒輪14的旋轉速度(步驟 S103)。現在能使左磨削齒面72L和右修整齒面48R相互適當接觸。此后，控制過程回到步驟 SlOl。假如接觸判斷部88在步驟S102中得到肯定判斷，則接觸判斷部88判斷由接觸式檢測器44檢測到的彈性波P的幅度是否小于接觸判斷上限值Ρ (步驟S104)。換句話說， 接觸判斷部88判斷左磨削齒面72L和右修整齒面48R是否處于應該成形該左磨削齒面72L 的接觸狀態。接觸判斷部88通過參照第一存儲單元84取得接觸判斷上限值Ρ 。假如接觸判斷部88得到否定判斷，則同步控制器82控制第一旋轉馬達40以便以規定量減小修整齒輪14的旋轉速度(步驟S105)。現在減小了左磨削齒面72L和右修整齒面48R之間的接觸度。此后，控制過程回到步驟S101。假如接觸判斷部88在步驟S104中得到肯定判斷，則旋轉位置取得器90參照來自第一編碼器42的輸出信號，并且取得修整齒輪14的旋轉位置(步驟S106)。位置判斷部 96判斷由旋轉位置取得器90取得的旋轉位置是否已經達到相位變化待被記錄在相位變化圖中的位置(步驟S107)。換句話說，位置判斷部96判斷由旋轉位置取得器90取得的旋轉位置是否已被記錄在相位變化圖中。位置判斷部96通過參照第二存儲單元86取得相位變化圖。假如位置判斷部96在步驟S107中得到否定判斷，則相位變化計算器92參照來自第一編碼器42和第二編碼器68的相應的輸出信號，并且計算磨削工具12和修整齒輪14相對于步驟S106中取得的旋轉位置的相位變化量(步驟S108)。記錄器94將步驟S108中計算出的相位變化量記錄在相位變化圖中，該相位變化圖被存儲在第二存儲單元86中(步驟 S109)。假如位置判斷部96在步驟S107中得到肯定判斷，則控制過程跳過步驟S108和 S109，并且跳到步驟S110。此后，測量完成判斷部98判斷記錄器94是否已將沿著修整齒輪14的整周的相位變化記錄在相位變化圖中(步驟S110)。假如測量完成判斷部98得到否定判斷，則控制回到步驟SlOl。假如測量完成判斷部98在步驟SllO中得到肯定判斷，則近似處理器100近似記錄在相位變化圖中的數據，該數據的測量已經完成(步驟sill)。具體地，如圖5所示，近似處理器100根據下面示出的表達式(1)至(4)將記錄在相位變化圖中的數據近似成由Asin( θ +P)表示的正弦波。在圖5中，水平軸線指示修整齒輪14的旋轉位置(旋轉角)，并且豎直軸線指示磨削工具12和修整齒輪14的相位變化量。 虛線曲線A表示所測量的波形，并且實線曲線B指示將所測量的波形近似成正弦波的近似波形。在圖5中，近似波形的循環周期與修整齒輪14的整周對應。記錄在相位變化圖中的數據因此能被處理為近似波形，該近似波形將所測量的波形近似成正弦波。
權利要求
1.一種齒面偏差測量裝置，所述齒面偏差測量裝置用于當磨削工具(1 和齒輪(14或 202)在該磨削工具(1 的螺旋狀磨削齒面和該齒輪(14或20 的齒面能保持相互接觸的同時相互同步旋轉時，測量所述齒輪(14或20 的所述齒面相對于所述磨削工具(12)的所述磨削齒面的偏差，所述齒面偏差測量裝置包括接觸檢測裝置(44)，該接觸檢測裝置用于檢測所述磨削齒面和所述齒面之間的接觸；旋轉速度改變裝置，該旋轉速度改變裝置用于改變所述磨削工具(1 和所述齒輪(14 或20 中任一者的旋轉速度，使得由所述接觸檢測裝置G4)取得的檢測結果落在規定范圍內；以及測量裝置，該測量裝置用于沿著所述齒輪(14或20 的整周測量由所述旋轉速度改變裝置產生的所述磨削工具(1 和所述齒輪(14或20 的相位變化量。
2.根據權利要求1所述的齒面偏差測量裝置，其中，所述旋轉速度改變裝置改變所述齒輪(14或20 的旋轉速度。
3.根據權利要求1或2所述的齒面偏差測量裝置，其中，所述接觸檢測裝置04)包括 AE傳感器。
4.一種齒面偏差測量方法，所述齒面偏差測量方法用于當磨削工具(1 和齒輪(14或 202)在該磨削工具(1 的螺旋狀磨削齒面和該齒輪(14或20 的齒面能保持相互接觸的同時相互同步旋轉時，測量所述齒輪(14或20 的所述齒面相對于所述磨削工具(12)的所述磨削齒面的偏差，所述齒面偏差測量方法包括檢測步驟，該檢測步驟利用接觸檢測裝置G4)來檢測所述磨削齒面和所述齒面之間的接觸；旋轉速度改變步驟，該旋轉速度改變步驟用于改變所述磨削工具(1 和所述齒輪(14 或20 中任一者的旋轉速度，使得由所述接觸檢測裝置G4)取得的檢測結果落在規定范圍內；以及測量步驟，該測量步驟用于沿著所述齒輪(14或20 的整周測量在所述旋轉速度改變步驟中產生的所述磨削工具(1 和所述齒輪(14或20 的相位變化量。
5.一種磨削工具成形裝置，其包括修整齒輪(14)，該修整齒輪(14)具有用于與磨削工具(12)的螺旋狀磨削齒(70)的磨削齒面接觸的修整齒面，在所述磨削齒面和所述修整齒面能保持相互接觸的同時所述修整齒輪(14)能與所述磨削工具(12)同步旋轉；接觸檢測裝置(44)，該接觸檢測裝置用于檢測所述磨削齒面和所述修整齒面之間的接觸；旋轉速度改變裝置，該旋轉速度改變裝置用于改變所述磨削工具(1 和所述修整齒輪(14)中任一者的旋轉速度，使得由所述接觸檢測裝置G4)取得的檢測結果落在規定范圍內；以及記錄裝置(94)，該記錄裝置用于沿著該修整齒輪(14)的規定范圍記錄所述磨削工具 (12)和所述修整齒輪(14)的相位變化量；其中，基于由所述記錄裝置(94)記錄的信息使所述磨削工具(1 和所述修整齒輪 (14)相互同步旋轉。
6.根據權利要求5所述的磨削工具成形裝置，其中，所述旋轉速度改變裝置改變所述修整齒輪(14)的旋轉速度。
7.根據權利要求5或6所述的磨削工具成形裝置，其中，所述接觸檢測裝置04)包括 AE傳感器。
8.一種磨削工具成形方法，該磨削工具成形方法包括同步旋轉步驟，該同步旋轉步驟用于在磨削工具(12)的螺旋狀磨削齒(70)的磨削齒面和修整齒輪(14)的修整齒面能保持相互接觸的同時，使所述磨削工具(1 和所述修整齒輪(14)相互同步旋轉；檢測步驟，該檢測步驟利用接觸檢測裝置G4)來檢測所述磨削齒面和所述修整齒面之間的接觸；旋轉速度改變步驟，該旋轉速度改變步驟用于改變所述磨削工具(1 和所述修整齒輪(14)中任一者的旋轉速度，使得由所述接觸檢測裝置(14)取得的檢測結果落在規定范圍內；以及記錄步驟，該記錄步驟用于沿著該修整齒輪(14)的規定范圍記錄所述磨削工具(12) 和所述修整齒輪(14)的相位變化量；其中，基于所述記錄步驟中記錄的信息使所述磨削工具(12)和所述修整齒輪(14)相互同步旋轉。
9.一種用于齒輪磨削裝置的齒輪嚙合方法，其包括同步旋轉步驟，該同步旋轉步驟用于在磨削工具(12)的螺旋狀磨削齒(70)和所述工件齒輪O02)的齒(204)能保持相互接觸的同時使所述磨削工具(1 和所述工件齒輪 (202)相互同步旋轉；檢測步驟，該檢測步驟利用接觸檢測裝置G4)來檢測所述磨削齒(70)和所述齒(204) 之間的接觸；第一旋轉速度改變步驟，該第一旋轉速度改變步驟用于改變所述磨削工具(1 和所述工件齒輪(20 中任一者的旋轉速度，使得由所述接觸檢測裝置G4)取得的檢測結果落在規定范圍內，從而使所述齒O04)的右齒面Q06R)接觸所述磨削齒(70)；第二旋轉速度改變步驟，該第二旋轉速度改變步驟用于改變所述磨削工具(1 和所述工件齒輪(20 中任一者的旋轉速度，使得由所述接觸檢測裝置G4)取得的檢測結果落在規定范圍內，從而使所述齒O04)的左齒面Q06L)接觸所述磨削齒(70)；記錄步驟，該記錄步驟用于沿著該工件齒輪O02)的整周，記錄在所述第一旋轉速度改變步驟和所述第二旋轉速度改變步驟中產生的所述磨削工具(12)和所述工件齒輪 (202)的相位變化量；以及計算步驟，該計算步驟用于基于所述記錄步驟中記錄的信息，計算當所述磨削齒(70) 和所述齒(204)保持相互嚙合時，所述齒(204)相對于所述磨削齒(70)的中心位置。
10.根據權利要求9所述的齒輪嚙合方法，其中，所述第一旋轉速度改變步驟改變所述工件齒輪O02)的旋轉速度，并且所述第二旋轉速度改變步驟改變所述工件齒輪O02)的旋轉速度。
全文摘要
一種用于測量齒面偏差的裝置包括接觸式檢測器(44)，所述接觸式檢測器(44)測量當磨削工具(12)和修整齒輪(14)在使磨削齒面和修整齒輪(14)的修整齒面接觸的狀態下同步旋轉時修整齒輪的齒面相對于在所述磨削工具(12)的螺旋狀磨削齒(70)上成形的磨削齒面的偏差，并且檢測所述磨削齒面和所述修整齒面之間的接觸；和控制器(26)，該控制器改變所述修整齒輪(14)的旋轉速度使得所述接觸式檢測器(44)的檢測結果在接觸確定數據的范圍內，并且還測量所述磨削工具(12)和所述修整齒輪(14)在該修整齒輪(14)的一次回轉中已經改變的量。
文檔編號B23F23/12GK102574230SQ20108004455
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月28日 優先權日2009年10月5日
發明者久米正夫, 伊藤達也, 冨沢佑一, 小川浩, 巖佐直樹, 松尾泰貴, 高橋啟介 申請人:本田技研工業株式會社