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螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置
申请号	CN200980161676.6	申请日	2009-09-28	公开(公告)号	CN102574269A	公开(公告)日	2012-07-11
申请人	三菱重工业株式会社;			发明人	柳濑吉言; 石津和幸; 谷智仁;
摘要	本发明提供能够高精度地检测螺纹状砂轮的接触及非接触，从而精密地进行螺纹状砂轮的相位对合的螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置。为此，在修整时的螺纹状砂轮(14)与盘式修整器(32)的啮合之前，在进行螺纹状砂轮(14)相对于盘式修整器(32)的相位对合之际，根据基于与盘式修整器(32)接触时的螺纹状砂轮(14)的弹性波的电压 (V)，来判定螺纹状砂轮(14)是否与盘式修整器(32)发生了接触，在即使螺纹状砂轮(14)与盘式修整器(32)接触但电压(V)未超过阈值 (Vo)的情况下，使盘式修整器(32)的转速上升而进行强制性地接触判定，并根据此时的螺纹状砂轮(14)的相位，将该螺纹状砂轮(14) 定位能够啮合的中间相位上。
权利要求	1.一种螺纹状砂轮的相位对合方法，在修整时的螺纹状砂轮与修整器啮合之前，进行所述螺纹状砂轮相对于所述修整器的相位对合，其特征在于，使所述螺纹状砂轮沿一方向旋转，检测在所述螺纹状砂轮的一刃面与所述修整器的一刃面接触时产生的弹性波，在所述螺纹状砂轮与所述修整器虽然接触但与该弹性波对应的一方向侧测定值未超过规定值时，在所述一方向侧测定值超过所述规定值之前使所述修整器的转速上升，存储所述一方向侧测定值超过所述规定值时的所述螺纹状砂轮的一方向侧相位，使所述螺纹状砂轮沿另一方向旋转，检测在所述螺纹状砂轮的另一刃面与所述修整器的另一刃面接触时产生的弹性波，在所述螺纹状砂轮与所述修整器虽然接触但与该弹性波对应的另一方向侧测定值未超过所述规定值时，在所述另一方向侧测定值超过所述规定值之前使所述修整器的转速上升，存储所述另一方向侧测定值超过所述规定值时的所述螺纹状砂轮的另一方向侧相位，基于所述螺纹状砂轮的所述一方向侧相位及所述另一方向侧相位，将所述螺纹状砂轮定位在能够啮合的相位上。 2.一种螺纹状砂轮的相位对合装置，在修整时的螺纹状砂轮与修整器啮合之前，进行所述螺纹状砂轮相对于所述修整器的相位对合，其特征在于，具有：检测机构，其检测在所述螺纹状砂轮旋转而与所述修整器接触时产生的弹性波；判定机构，其在所述检测机构检测出的弹性波所对应的测定值超过规定值时，判定为所述螺纹状砂轮与所述修整器发生了接触；修整器转速设定机构，其在所述螺纹状砂轮与所述修整器接触且所述测定值未超过所述规定值时，以使所述测定值超过所述规定值的方式来设定所述修整器的转速；砂轮相位控制机构，其基于所述判定机构作出接触判定时的所述螺纹状砂轮的相位，将所述螺纹状砂轮定位在能够啮合的相位上。 3.如权利要求2所述的螺纹状砂轮的相位对合装置，其特征在于，所述修整器转速设定机构使所述修整器的转速逐步上升。
说明书全文	螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置技术领域 [0001] 本发明涉及一种在修整时的螺纹状砂轮与修整器啮合之前，进行螺纹状砂轮相对于修整器的相位对合的、螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置。背景技术 [0002] 一直以来，对于作为热处理后的被加工齿轮的工件一直采用作为磨削工具的砂轮进行磨削，从而对工件的齿面进行高效率地精加工的齿轮磨床。在这样的齿轮磨床中，在使砂轮与工件啮合的状态下，由于使这些构件同步旋转而进行工件的磨削，因此，当啮合精度变得不充分时，有可能发生在工件的齿面上产生磨削不均、或对砂轮施加过大的负载、或使砂轮寿命变短等情况。 [0003] 因此，在这种齿轮磨床中，为了高精度地进行砂轮与工件的啮合，而在磨削时的啮合之前，以使砂轮的切削刃(峰谷)与工件的齿槽(峰谷)成为适当的相位关系的方式来进行决定两者的相位位置的相位对合。这样的进行砂轮与工件的相位对合的相位对合方法例如在专利文献1中所公开。 [0004] 在先技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本特开平5-138438号公报 [0007] 在上述的现有的相位对合方法中，使砂轮在工件上沿其轴向滑动，将砂轮越过工件的螺纹槽时的接触的瞬间及形成非接触的瞬间通过AE 传感器来检测，并以与砂轮对置的方式使工件沿其轴向移动到基于该检测结果求出的螺纹槽的中间位置，从而进行砂轮与工件的相位对合。但是，在这样的现有方法中，砂轮相对于工件的接触及非接触的检测往往在一瞬间，故难以精度良好地实现检测。 [0008] 另外，通常认为，在齿轮磨床中，采用由修整器修整后的砂轮来磨削工件，因此，不仅仅是磨削时的砂轮与工件的相位对合，就连修整时的砂轮与修整器的相位对合中，也存在同样的问题。发明内容 [0009] 因而，本发明就是为了解决上述课题而作出的，其目的在于，能够高精度地检测螺纹状砂轮的接触及非接触，从而精密地进行螺纹状砂轮的相位对合的螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置。 [0010] 为了解决上述课题的本发明第一方面的螺纹状砂轮的相位对合方法，是在修整时的螺纹状砂轮与修整器的啮合之前，进行所述螺纹状砂轮相对于所述修整器的相位对合的螺纹状砂轮的相位对合方法，其特征在于， [0011] 使所述螺纹状砂轮沿一方向旋转， [0012] 检测在所述螺纹状砂轮的一刃面与所述修整器的一刃面接触时产生的弹性波，[0013] 在即使所述螺纹状砂轮与所述修整器接触但基于该弹性波的一方向侧测定值未超过规定值时，在所述一方向侧测定值超过所述规定值之前使所述修整器的转速上升，[0014] 存储所述一方向侧测定值超过所述规定值时的所述螺纹状砂轮的一方向侧相位，[0015] 使所述螺纹状砂轮沿另一方向旋转， [0016] 检测在所述螺纹状砂轮的另一刃面与所述修整器的另一刃面接触时产生的弹性波， [0017] 在即使所述螺纹状砂轮与所述修整器接触但基于该弹性波的另一方向侧测定值未超过所述规定值时，在所述另一方向侧测定值超过所述规定值之前使所述修整器的转速上升， [0018] 存储所述另一方向侧测定值超过所述规定值时的所述螺纹状砂轮的另一方向侧相位， [0019] 根据所述螺纹状砂轮的所述一方向侧相位及所述另一方向侧相位，将所述螺纹状砂轮定位在能够啮合的相位上。 [0020] 为了解决上述课题的本发明第二方面的螺纹状砂轮的相位对合装置，是在修整时的螺纹状砂轮与修整器的啮合之前，进行所述螺纹状砂轮相对于所述修整器的相位对合的螺纹状砂轮的相位对合装置，其特征在于，具有： [0021] 检测机构，其检测在所述螺纹状砂轮旋转并与所述修整器接触时产生的弹性波； [0022] 判定机构，其在基于所述检测机构检测出的弹性波的测定值超过规定值时，判定所述螺纹状砂轮与所述修整器发生了接触； [0023] 修整器转速设定机构，其在所述螺纹状砂轮与所述修整器接触且所述测定值未超过所述规定值时，以使所述测定值超过所述规定值的方式来设定所述修整器的转速； [0024] 砂轮相位控制机构，其根据所述判定机构接触判定时的所述螺纹状砂轮的相位，将所述螺纹状砂轮定位在能够啮合的相位上。 [0025] 为了解决上述课题的本发明第三方面的螺纹状砂轮的相位对合装置的特征在于，所述修整器转速设定机构使所述修整器的转速逐步上升。 [0026] 发明效果 [0027] 根据本发明所涉及的螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置，根据基于与修整器接触时的螺纹状砂轮的弹性波的测定值，来判定螺纹状砂轮是否与修整器发生了接触，在即便螺纹状砂轮与修整器接触但测定值未超过规定值的情况下，使修整器的转速上升，由此能够高精度地检测螺纹状砂轮的接触及非接触，从而能够精密地进行螺纹状砂轮相对于修整器的相位对合。附图说明 [0028] 图1是本发明的一实施例所涉及的螺纹状砂轮的相位对合装置的简要结构图，是表示通过盘式修整器对螺纹状砂轮进行修整时的情况的图。 [0029] 图2是表示通过螺纹状砂轮对工件进行磨削时的情况的图。 [0030] 图3是表示AE流体传感器的安装结构的图。 [0031] 图4是表示在AE流体传感器检测到螺纹状砂轮的弹性波时的电压的变化的图。 [0032] 图5是表示修整器的转速的变化的图。 [0033] 图6是表示在进行螺纹状砂轮相对于盘式修整器的相位对合时的流程图。具体实施方式 [0034] 以下，使用附图，对本发明所涉及的螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置进行详细说明。 [0035] 【实施例】 [0036] 如图2所示，适用了本发明所涉及的螺纹状砂轮的相位对合装置的齿轮磨床1是通过桶形的螺纹状砂轮14对内齿轮原材料的工件(被加工齿轮)W进行磨削的装置，进而如图1所示，其具有通过盘式修整器32对该螺纹状砂轮14进行修整的修整功能。 [0037] 如图1至图3所示，在齿轮磨床1上支承有能够移动且能够回旋的砂轮头11。在该砂轮头11上支承有能够旋转的主轴12，在该主轴12的前端形成有砂轮轴13。并且，在砂轮轴13的前端安装有可拆装的螺纹状砂轮14。即，通过对砂轮头11进行驱动，而经由主轴12的砂轮轴13驱动螺纹状砂轮14旋转。 [0038] 在砂轮头11的正表面支承有能够旋转的旋转工作台21，在该旋转工作台21的上表面经由未图示的安装夹具而安装有可拆装的工件W。即，通过对旋转工作台21进行驱动，而驱动工件W旋转。 [0039] 在旋转工作台21的侧方支承有能够移动的修整器驱动部31，在该修整器驱动部31上安装有能够拆装的盘式修整器32。即，通过对修整器驱动部31进行驱动，而驱动盘式修整器32旋转。 [0040] 在砂轮头11的前端面经由托架41而支承有声发射方式的AE(Acoustic Emission：声发射)流体传感器(检测机构)42。该AE流体传感器42是经由所喷射的流体对在材料中产生的振动或摩擦等引起的弹性波进行检测并将其作为AE 信号来处理的装置，其具有将作为流体的冷却剂C向砂轮轴13的规定的测定位置喷射的喷射孔42a和对从该测定位置经由冷却剂C而传播的弹性波进行检测的检测部42b。进而，在AE流体传感器42的喷射孔42a上连接有冷却剂罐43，而在该检测部42b上连接有AE传感器放大器44。 [0041] 并且，从冷却剂罐43向AE流体传感器42供给的冷却剂C例如为磨削油，其冷却剂压力及喷射流量能够根据AE流体传感器42与测定位置之间的距离进行调整。 [0042] 即，在AE流体传感器42中，将由冷却剂罐43供给的冷却剂C从喷射孔42a向砂轮轴13的测定位置喷射，由此，在经由冷却剂C通过检测部42b检测到产生的螺纹状砂轮14的弹性波之后，将该检测到的弹性波作为AE信号向AE传感器放大器44输入。然后，如图4所示，在AE传感器放大器44中，将输入的AE信号转换为电压V(测定值)，并将其即时显示。 [0043] 另外，在齿轮磨床1设有NC装置(判定机构、修整器转速设定机构、砂轮相位控制机构)50。该NC装置50例如与砂轮头11、旋转工作台21、修整器驱动部31、AE传感器放大器44等连接，并基于所输入的工件各种因素或加工条件，来控制由螺纹状砂轮14进行的工件W的磨削或由盘式修整器32进行的螺纹状砂轮14的修整，并且在这些磨削时或修整时的啮合(咬合)之前，基于由AE流体传感器44检测到的弹性波的大小，来判定螺纹状砂轮14与工件W或盘式修整器32的接触及非接触，并进行螺纹状砂轮14的相位调整。 [0044] 因而，在利用螺纹状砂轮14对工件W进行磨削的情况下，首先，如图2所示，使螺纹状砂轮14向安装在旋转工作台21上的工件W内移动。接着，在使螺纹状砂轮14向工件W侧移动之后，在使它们啮合之前，以使螺纹状砂轮14的刀尖与工件W的齿尖不干涉的方式来粗略进行这些构件的相位对合(粗相位对合)。然后，在这样的粗相位对合状态下，使螺纹状砂轮14与工件W同步旋转，并且从AE流体传感器42的喷射孔42a朝向砂轮轴13的测定位置喷射冷却剂C，并由该检测部42b开始检测螺纹状砂轮14的弹性波。 [0045] 这样，当由AE流体传感器42进行的弹性波的检测开始时，如图4所示，在AE传感器放大器44中，将输入的该AE信号转换为电压V，并且随着时间的经过而显示其变化。需要说明的是，在开始由AE流体传感器42进行的弹性波的检测的同时，电压V被测定为螺纹状砂轮14的非接触时的最大电压Vf，且自动设定比该电压Vf大的阈值Vo。该阈值Vo在进行后述的螺纹状砂轮14的接触判定时使用。 [0046] 接着，通过仅提高工件W的旋转速度(转速)，而使螺纹状砂轮14与工件W的同步旋转错开，并使工件W的一齿面与螺纹状砂轮14的一刃面接触。由此，因接触而产生的螺纹状砂轮14的弹性波向砂轮轴13传递，被传递到该砂轮轴13的弹性波经由冷却剂C而由AE流体传感器42检测。此时，如图4所示，在AE传感器放大器44中，对应于输入的AE信号而电压V的波形发生变化，在该电压V(Vf)超过预先设定的阈值Vo时，通过NC装置50判定为工件W与螺纹状砂轮14发生了接触，且存储此时的螺纹状砂轮14的相位。 [0047] 另外，与之相反地，通过仅降低工件W的旋转速度(转速)，而使螺纹状砂轮14与工件W的同步旋转错开，并使工件W的另一齿面与螺纹状砂轮14的另一刃面接触。由此，因接触而产生的螺纹状砂轮14的弹性波向砂轮轴13传递，且被传递到该砂轮轴13的弹性波经由冷却剂C而由AE流体传感器42检测。此时，如图4所示，在AE传感器放大器44中，对应于所输入的AE信号而电压V的波形发生变化，在该电压V(Vf)超过预先设定的阈值Vo时，通过NC装置50判定为工件W与螺纹状砂轮14发生了接触，且存储此时的螺纹状砂轮14的相位。 [0048] 然后，通过NC装置50，根据存储的两个螺纹状砂轮14的相位，求出作为其中间的相位的中间相位，之后，通过将螺纹状砂轮14的相位定位于该中间相位，而精密地进行相位对合(精密相位对合)。接着，在这样的精密相位对合状态下，通过使螺纹状砂轮14与工件W啮合，并使它们同步旋转，而利用螺纹状砂轮14的刃面来对工件W的齿面进行磨削。 [0049] 此处，当使用螺纹状砂轮14来磨削规定数量的工件W时，其刃面因磨损而锋利度下降，因此，定期地通过盘式修整器32对螺纹状砂轮14进行修整。 [0050] 对此，在通过盘式修整器32对螺纹状砂轮14进行修整的情况下，首先，如图1所示，在使螺纹状砂轮14向盘式修整器32侧移动之后且它们啮合之前，以使螺纹状砂轮14的刀尖与盘式修整器32的刀尖不干涉的方式来粗略进行这些构件的相位对合(粗相位对合)。接着，在这样的粗相位对合状态下，在保持使螺纹状砂轮14的旋转停止的状态下，使盘式修整器32旋转，并且从AE流体传感器42的喷射孔42a朝向砂轮轴13的测定位置喷射冷却剂C，并由该检测部42b开始检测螺纹状砂轮14的弹性波。 [0051] 需要说明的是，此时的盘式修整器32的转速N被设定为，位于在螺纹状砂轮14发生了接触时操作者能够确认该接触声的程度的最低转速和在螺纹状砂轮14发生了接触时使该螺纹状砂轮14或盘式修整器32不发生破损的程度的最大转速之间的、中间值。 [0052] 这样，当由AE流体传感器42进行的弹性波的检测开始时，如图4所示，在AE传感器放大器44中，将输入的该AE信号转换为电压V，并且随着时间的经过而显示其变化。需要说明的是，在由AE流体传感器42进行的弹性波的检测开始的同时，电压V被测定为螺纹状砂轮14的非接触时的最大电压Vf，且自动设定比该电压Vf大的阈值(规定值)Vo。该阈值Vo在进行后述的螺纹状砂轮14的接触判定时使用。 [0053] 然后，使螺纹状砂轮14正转，并使其一刃面与盘式修整器32的一刃面接触。由此，由接触产生的螺纹状砂轮14的弹性波向砂轮轴13传递，且被传递到该砂轮轴13的弹性波经由冷却剂C而由AE流体传感器42检测。此时，如图4所示，在AE传感器放大器44中，对应于输入的AE信号而电压V的波形发生变化，在该电压(一方向侧测定值)V超过预先设定的阈值Vo时，通过NC装置50判定为螺纹状砂轮14与盘式修整器32发生了接触，且存储此时的螺纹状砂轮14的相位(一方向侧相位)。 [0054] 接着，使螺纹状砂轮14反转，并使其另一刃面与盘式修整器32的另一刃面接触。由此，由接触产生的螺纹状砂轮14的弹性波向砂轮轴13传递，且被传递到该砂轮轴13的弹性波经由冷却剂C而由AE流体传感器42检测。此时，如图4所示，在AE传感器放大器 44中，对应于输入的AE信号而电压V的波形发生变化，在该电压V(另一方向侧测定值)超过预先设定的阈值Vo时，通过NC装置50判定为螺纹状砂轮14与盘式修整器32发生了接触，且存储此时的螺纹状砂轮14的相位(另一方向侧相位)。 [0055] 然后，通过NC装置50，根据存储的两个螺纹状砂轮14的相位，求出作为其中间的相位的中间相位，之后，通过将螺纹状砂轮14的相位定位于该中间相位，从而精密地进行相位对合(精密相位对合)。接着，在这样的精密相位对合状态下，通过使螺纹状砂轮14与盘式修整器32啮合，并使盘式修整器32旋转，由此利用盘式修整器32的刃面来对螺纹状砂轮14的刃面进行修整。 [0056] 需要说明的是，在本实施例中，采用了内齿轮原材料的工件W，不过，也可以采用外齿轮原材料的工件。另外，将在螺纹状砂轮14与工件W或与盘式修整器32的接触判定中使用的电压的阈值设为通用的阈值Vo，不过，也可以采用各自不同值的阈值，且这些阈值可以基于各材质或加工条件等来设定。 [0057] 此处，在如所述的、由螺纹状砂轮14的正转及反转所实现的与盘式修整器32的接触时，尽管螺纹状砂轮14处于与盘式修整器32接触的状态，在即使经过规定时间电压也未超过阈值Vo的情况下，可通过NC装置50将盘式修整器32的转速N控制为上升。即，如图4的虚线所示，在所测定的电压V超过非接触时的最大电压Vf且阈值Vo以下的情况下，在该电压V超过阈值Vo之前，使盘式修整器32的转速N逐步地按照规定的比例上升(参考图5)，从而强制性地增大螺纹状砂轮14的弹性波。由此，可提高AE流体传感器42的检测精度，从而可靠地进行螺纹状砂轮14的接触判定。 [0058] 并且，在此时的盘式修整器32的转速N的逐步设定方法中，如图5的实线所示，也可以使该增加比例为恒定，不过，也可以改变该增加比例，例如如该图的虚线所示，也可以逐渐减小该增加比例。 [0059] 接着，采用图6对由这样的NC装置50实现的盘式修整器32的转速设定处理进行说明。 [0060] 首先，在步骤S1中，测定螺纹状砂轮14的非接触时的最大电压Vf，接着，在步骤S2中，以比在步骤S1中所测定出的最大电压Vf大的值来设定用于判定为螺纹状砂轮14发生了接触的阈值Vo。 [0061] 然后，在步骤S3中，将位于在螺纹状砂轮14发生了接触时操作者能够确认该接触声的程度的最低转速和在螺纹状砂轮14发生了接触时使该螺纹状砂轮14不发生破损的程度的最大转速之间的中间值设定为盘式修整器32的转速N，接着，在步骤S4中，开始螺纹状砂轮14相对于盘式修整器32的相位对合。 [0062] 然后，在步骤S5中，判定是否发生了螺纹状砂轮14与盘式修整器32接触的情况。在此，如果为是，在步骤S6中，继续螺纹状砂轮14的相位对合，在步骤S7中，该相位对合结束。另外，如果为否，在步骤S8中，盘式修整器32的转速N上升，接着，返回步骤S5。 [0063] 因而，根据本发明所涉及的螺纹状砂轮的相位对合方法及其装置，在修整时的螺纹状砂轮14与盘式修整器32啮合之前，在进行螺纹状砂轮14相对于盘式修整器32的相位对合之际，根据基于与盘式修整器32接触时的螺纹状砂轮14的弹性波的电压V，来判定螺纹状砂轮14是否与盘式修整器32发生了接触，在即便螺纹状砂轮14与盘式修整器32接触但电压V未超过阈值Vo的情况下，使盘式修整器32的转速上升而强制性地进行接触判定，并根据此时的螺纹状砂轮14的相位，将该螺纹状砂轮14定位在能够啮合的中间相位上。由此，能够高精度地检测螺纹状砂轮的接触及非接触，从而能够精密地进行螺纹状砂轮14相对于盘式修整器32的相位对合。 [0064] 工业实用性 [0065] 本发明能够应用在实现非加工时间的缩短化的齿轮磨床中。

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