生成和/或機械加工齒輪齒的方法和齒輪切削機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明有關于一種在工件上生成和/或機械加工齒輪齒的方法，其中工件經受從第一位置到第二位置的運動，在第一位置，工件在由連接到工件主軸的夾持設備保持的同時與第一工具成機械加工接合，在第二位置，工件在保持其被夾持的條件的同時與第二工具成機械加工接合。本發明還有關于一種被設計成執行這種方法的齒輪切削機。
【背景技術】
[0002]長期以來在現有技術中已知這種齒輪齒機械加工方法，其中，使用兩種或更多種不同的工具來生成和/或機械加工齒輪齒。這包括例如在第一機械加工操作中例如通過滾齒在工件坯料上生成齒輪齒和隨后利用相應工具對經機械加工的齒進行倒角和去毛刺的過程。
[0003]對于在共同機械加工空間內的這種組合的滾齒和倒角/去毛刺操作，一方面，同樣，長期以來已知的是能在工件坯料夾持到夾持設備上之后首先在工件坯料上生成齒輪齒，然后在相同的位置執行去毛刺。然而，在這個程序中，在去毛刺操作期間滾齒工具的空閑時間被認為是有問題的，因為這造成比較長的非生產時段。
[0004]在現有技術同樣已知并且為了避免長非生產時段的方法的另一型式中，齒輪齒的滾齒以及去毛刺同樣在工件處于相同位置時發生，但兩個工具在工件的不同側上并行操作。這將主要工具(滾齒刀)的空閑時段基本上縮短為交換已經機械加工的工件與新工件坯料所需的時間間隔。這種方法例如從本申請者的公司制造的型號系列P60/P90的滾齒機已知。
[0005]更近來，越來越頻繁地提出下面的方法:為了使主要工具的空閑時段最短，工件主軸從第一操作位置運動到第二位置，在第二位置執行第二操作，在此情況下進行倒角和去毛刺。同時，另一工件主軸和已經夾持到該主軸上的工件坯料運動到第一操作位置。在根據權利要求1的慣常部分運作的這些方法中，主軸在操作位置之間的運動例如沿著圓形路徑的一部段發生，這是通過將主軸布置于共同旋轉保持器(轉臺，轉鼓)上而特別易于實現的運動路線。旋轉保持器僅必須前移180° (在兩個主軸的情況下)或360° /n(在η個主軸的情況下)，從而使工件從一個操作位置到下一個操作位置。組合于一個操作空間內的這種滾齒和倒角和/去毛刺操作的示例例如在EP 2029306Β1中公開。它們通常被稱作雙主軸系統(或多主軸系統)。
[0006]已知這些多主軸系統不僅用于上文提到的組合的滾齒和倒角/去毛刺操作，而且還例如用于磨削齒輪齒。作為示例，由Kapp公司開發的齒輪磨削機ΚΧ3使用承載三個工件主軸的旋轉保持器，三個工件主軸以相等方位角間隔安裝。在這三個相應位置(夾持到工件主軸的工件能在這些位置之間運動)，齒輪齒在第一位置被粗磨，然后前移到下一位置，在下一位置，它們經歷精整加工操作，并且最終被帶到第三位置，在第三位置，它們從操作空間移除并且被待進入磨削過程的新工件替換。
[0007]而且，使用旋轉保持器節省了時間，甚至在僅設置一個實際機械加工位置用于工件的情況下也是如此，如在EP I 146 983 BI中所公開的。在第二位置，會發生工件的加載和卸載，以及所謂的對中操作，其中借助于傳感器來確定相對于工件主軸的固定參考位置的齒隙旋轉位置。由于這個主軸接下來將是使工件運動以用于機械加工操作的主軸，用于控制工具與工件齒的嚙合的數據將在到達主要操作位置之前已經被錄入到機器的控制器中，并且因此將無須首先在主要操作位置確定，由此減少了二次操作所花費的非生產時間。
[0008]為了固定這些雙主軸或多主軸系統的旋轉保持器的位置，在EP 2 200 776 BI中還提出了已經存在的用于使該旋轉保持器旋轉的驅動機構可以用來使旋轉保持器克服固定止擋件而運動并且保持在那個位置。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于進一步改進這種通過(至少)兩個操作來對齒輪齒進行機械加工的方法，具體地在于以準確并且可靠的方式來定位機器軸線方面的改進，機械加工操作參考該機器軸線。
[0010]從方法觀點而言，本發明通過進一步發展在介紹部分中所描述的類型的方法而解決了這個任務，其本質特征在于以下特點:在執行運動之前，釋放在夾持設備與工件主軸之間的連接，并且在運動之后，夾持設備連接到另一工件主軸以與第二工具成機械加工接合。
[0011]令人吃驚的是，本發明放棄用于在操作空間中以步進運動而前移的工件主軸的旋轉保持器的前述優點，由于釋放工件主軸與夾持設備的連接，工件主軸保持在第一操作的位置，并且工件由其夾持設備連接到存在于第二操作位置的工件主軸。因此在工件位置變化時，工件主軸不再跟隨工件。替代地，它們可以例如布置于齒輪切削機的機床中。因此，得到機器剛度的總體增加，結果導致機器軸線可以準確地并且可靠地定位。
[0012]表述“第一工具”和“第二工具”不應解釋為表示本發明限于精確地兩個主軸和精確地兩個機械加工操作。雖然這代表本發明的實施例，但在三個或更多個位置采用三個或更多個機械加工工具的其它變型也是可能的。
[0013]在發明構思的優選實施方式中，該方法可以被設計成使得與第二位置工件的機械加工并行地，生成齒輪齒廓和/或在第一位置處對另一工件機械加工，另一工件由第二夾持設備保持。由于能并行地執行機械加工操作，可以節省機械加工時間，從而提高了過程的生產率。
[0014]在下文中，對于“齒輪齒的機械加工”的任何參考也表示包括例如通過滾齒來生成齒廓的初始操作，以及工件的齒廓在初始機械加工操作之前已經生成(例如，在硬化工件上的精整加工操作，諸如生成磨削)的方法。
[0015]因此，在第一位置處對另一工件的齒輪齒廓進行機械加工之前，該另一工件能隨著它所連接的夾持設備一起從第二位置或者從不同于第二位置的第三位置運動到所述第一位置。例如，通過下面的機床設計實現了這個構思:其中使兩個工件以位置變化運動，或者在三個位置的情況下，工件前移一個位置。
[0016]在該方法的可能型式中，在利用第二工具進行機械加工之后，再次利用第一工具對工件進行機械加工。如果例如利用第二工具執行倒角或去毛刺操作并且倒角在齒面上留下次生毛刺，這可能是有利的。這種次生毛刺可以由用來機械加工/生成齒輪齒的工具來移除。
[0017]在該方法的優選設計中，工件和另一工件的相應位置變化同時發生并且特別地彼此關聯。這節省了額外機械加工時間，并且減少了位置變化所需的驅動馬達的數量。
[0018]在方法的一種變型中，經機械加工的工件在釋放其夾持設備之后從操作空間取出，而不取出該夾持設備，和/或待機械加工的工件僅在使工件進入操作空間內之后連接到夾持設備。因此，用于工件更換的機構可以是本領域中已知的工件更換器，另一方面，還設想到使工件和其夾持設備一起從操作空間移除，這要根據用來在操作空間中改變工件位置的機構。
[0019]在該方法的特別優選實施方式中，在相應位置對工件進行機械加工期間夾持設備所連接的工件主軸的連接器部分在從釋放該連接直到形成與夾持設備新連接的時間間隔的至少一部分期間被覆蓋。因此，可以保護連接器部分免受在機械加工中產生的碎肩。
[0020]根據本發明的此方面，在釋放了夾持設備后變得暴露的工件主軸的連接器部分特別地受到保護以避免在機械加工操作中產生的碎肩進入，本發明的此方面被認為并且公開為本身有利的并且應受到保護，與所用的工件主軸的數量無關。
[0021]因此，本發明也獨立地并且作為應受到獨立保護的構思公開了一種用于在工件上生成和/或機械加工齒輪齒的方法，其中，在工件由連接到工件主軸上的夾持設備保持的同時使工件與工具成機械加工接合，其中釋放在夾持設備與工件主軸之間的連接，并且其中在從釋放所述連接直到與夾持設備做出新連接的時間間隔的至少一部分期間，用于使工件主軸與夾持設備連接的工件主軸部分由覆蓋物遮蔽。
[0022]在該方法的一種實際實施方式中，覆蓋連接器部分的動作與工件的位置改變運動關聯。因此，無需額外的促動器單元來實現覆蓋，這簡化了機器的設計。
[0023]對于用于齒輪齒的工具與帶齒工件之間的無碰撞的機械加工接合，需要正確地設置工件與工具相對于彼此的相互空間位置。這通常利用工件軸桿和工件主軸軸桿的相應旋轉位置的合適CNC控制協調來實現，只要帶齒工件相對于工件主軸軸線的參考點的位置是已知的。為了確定這個旋轉位置，用于確定齒隙在齒輪輪廓中的位置的所謂的分度轉動過程也可以包括于該方法中，其中，待加工的齒輪齒被傳感器特別地基于非接觸原理掃描，并且其中基于掃描的信