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JPH09174330A - Automatic meshing device in gear grinder - Google Patents

Automatic meshing device in gear grinder

Info

Publication number
JPH09174330A
JPH09174330A JP34121395A JP34121395A JPH09174330A JP H09174330 A JPH09174330 A JP H09174330A JP 34121395 A JP34121395 A JP 34121395A JP 34121395 A JP34121395 A JP 34121395A JP H09174330 A JPH09174330 A JP H09174330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
tooth
servo
grindstone
grinding
Prior art date
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Granted
Application number
JP34121395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3626805B2 (en
Inventor
Cho Emura
超 江村
Rai Ou
磊 王
Yasushi Teshigawara
康 勅使瓦
Yuji Kato
裕治 加藤
Hisashi Nakamura
久 中村
Susumu Yamanaka
将 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP34121395A priority Critical patent/JP3626805B2/en
Publication of JPH09174330A publication Critical patent/JPH09174330A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable positions of both tooth surface of tooth part to be respectively detected accurately without grinding those surfaces by providing a servo-error detecting means for detecting servo error as the result of giving a position offset instruction in both normal and reverse directions in such a state as a position loop gain is switched to a low value. SOLUTION: A calculation circuit 41 of 2 phase type PLL compensates an analog voltage corresponding to a pulse from a pulse generating circuit 40 so that the servo-error (to be detected, concerning a rotational angle position of a main shaft 16, by calculating a difference between a command position inputted from a numerical value controller 30 and a detected value inputted from an encoder 18a) may be corrected to become zero. In addition, it is also corrected and outputted in response to the offset instruction of the rotational angle position of the main shaft 16 inputted from the numerical value controller 30. This position offset instruction is to guide a gear W to make its offset in normal or reverse rotational direction by a specified minute quantity one by one.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ状砥石を用い
た歯車研削装置において、研削に先立つねじ状砥石と歯
車の間の歯合せを自動的に行う自動歯合せ装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gear grinding apparatus using a screw-shaped grindstone, and relates to an automatic tooth-matching device for automatically performing tooth-matching between the screw-shaped grindstone and a gear prior to grinding.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の歯車研削装置では、研削に先立
ちねじ状砥石と歯車の間の歯合せを高精度で行う必要が
あり、この精度が不充分であると、一部の歯面が未研削
あるいは不完全研削となる研削むらを生じ、また砥石の
負荷が過大となって砥石の寿命が短くなるという問題が
ある。このような問題を解決するための自動歯合せ装置
としては、例えば特公昭62−38089号公報に開示
された技術がある。これはクランプ治具を介して歯車を
把持した主軸を回転する回転駆動経路に設けた電磁クラ
ッチを解除した状態で手動により歯車とねじ状砥石を噛
合させ、次いでねじ状砥石を低速回転させて歯車の歯部
を検出するワークセンサからの出力と砥石軸に設けたパ
ルス発生器からのパルスに基づいて初期位相合わせを行
ってから砥石台を一旦後退させ、前記電磁クラッチを係
合させて歯車とねじ状砥石を回転駆動し、初期位相合わ
せで得られたデータに基づき歯車とねじ状砥石の間の位
相ずれを修正し、砥石台を前進させて研削を行うように
したものである。
2. Description of the Related Art In a gear grinding machine of this type, it is necessary to carry out a highly accurate tooth engagement between a screw-shaped grindstone and a gear prior to grinding. There is a problem that uneven grinding, which is unground or incomplete grinding, occurs, and the load of the grindstone becomes excessive, so that the life of the grindstone is shortened. As an automatic tooth aligning device for solving such a problem, for example, there is a technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-38089. This is because the gear is manually engaged with the screw-shaped grindstone with the electromagnetic clutch provided in the rotary drive path that rotates the main shaft that grips the gear via the clamp jig released, and then the screw-shaped grindstone is rotated at low speed. After performing the initial phase alignment based on the output from the work sensor that detects the tooth portion and the pulse from the pulse generator provided on the grindstone shaft, the grindstone is temporarily retracted, and the electromagnetic clutch is engaged to shift the gear and The screw-shaped grindstone is rotationally driven, the phase shift between the gear and the screw-shaped grindstone is corrected based on the data obtained in the initial phase adjustment, and the grindstone is advanced to perform grinding.

【0003】また、主軸と共に回転する歯車の各歯部の
位置をラジアル方向またはアキシャル方向に配置した近
接センサにより検出して、主軸の回転状態において歯車
とねじ状砥石の間の歯合せを行う技術もある。
Further, the position of each tooth of the gear rotating with the main shaft is detected by a proximity sensor arranged in the radial direction or the axial direction, and the gears and the thread grindstone are aligned with each other in the rotating state of the main shaft. There is also.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
62−38089号公報の技術では初期位相合わせの状
態でねじ状砥石のねじ山部が歯車の歯部の両側の歯面に
同じように確実に接触することが保証されないので、研
削に先立つねじ状砥石と歯車の間の歯合せを常に充分な
精度で行うことはできない。また各歯部の位置を近接セ
ンサにより検出する技術でも、その検出誤差は歯面にお
いて例えば数十ミクロン程度であり、やはり充分な歯合
せ精度は得られない。本発明はこのような各問題を解決
して、研削に先立つねじ状砥石と歯車の間の歯合せを高
精度で自動的に行うことができるようにすることを目的
とする。
However, in the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-38089, the thread portion of the threaded grindstone is surely equally secured to the tooth flanks on both sides of the tooth portion of the gear in the initial phase alignment state. Since contact is not guaranteed, it is not always possible to achieve sufficient tooth engagement between the threaded wheel and the gear prior to grinding. Further, even in the technique of detecting the position of each tooth portion by the proximity sensor, the detection error is, for example, about several tens of microns on the tooth surface, and thus sufficient matching accuracy cannot be obtained. An object of the present invention is to solve each of the problems described above, and to enable automatic engagement with high precision between the thread-shaped grindstone and the gear prior to grinding.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、歯車を連結し
てこれと一体的に回転する主軸を回転駆動する歯車側サ
ーボ駆動装置と、ねじ状砥石を設けた砥石軸を回転駆動
する砥石側サーボ駆動装置と、この両サーボ駆動装置に
指令を与えてねじ状砥石のねじ山部の傾斜した研削面が
歯車の歯部の歯面を研削するように主軸と砥石軸の回転
方向における位置を制御する制御装置を備えた歯車研削
装置に関するものであり、両サーボ駆動装置の少なくと
も何れか一方のサーボ系の位置ループゲインを研削に適
した高い値とそれよりも大幅に低い値に選択的に切り換
えるゲイン調整手段を備えている。この位置ループゲイ
ン調整装置により位置ループゲインが低い値に切り換え
られかつ切込み手段によってねじ山部が歯部の間に入る
がこの両者が互いに接触しない程度の切込みが与えられ
た状態において位置オフセット指令手段は両サーボ駆動
装置の少なくとも何れか一方にねじ山部の研削面と歯部
の歯面の間の距離が次第に減少するような正逆両回転方
向における位置オフセット指令を与える。位置ループゲ
インが低い値に切り換えられているので、ねじ山部の研
削面と歯部の歯面が接触しても前者による後者の研削は
行われず、サーボ誤差検出手段は位置ループゲインが低
い値に切り換えられたサーボ駆動装置に対応する主軸ま
たは砥石軸の位置の前記位置オフセット指令手段による
位置オフセットが与えられた指令値と実際の位置である
検出値との差であるサーボ誤差を正逆両回転方向におい
て検出する。このようにして検出された正逆両方向の各
サーボ誤差に基づいて、噛合位置算出手段は最適な噛合
い位置を算出し、この最適な噛合い位置に基づいて噛合
位置補正手段は噛合い位置の補正を行う。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a gear side servo drive device for rotating a main shaft that connects gears and rotates integrally with the gear, and a grindstone for rotationally driving a grindstone shaft provided with a screw-shaped grindstone. Side servo drive device and the position in the rotational direction of the spindle and the grindstone shaft so that the inclined grinding surface of the thread portion of the threaded grindstone grinds the tooth surface of the gear tooth portion by giving a command to both servo drive devices. The present invention relates to a gear grinding device equipped with a control device that controls the position of the servo system, and selectively selects the position loop gain of at least one of the servo drive devices to a high value suitable for grinding and a value significantly lower than that. A gain adjusting means for switching to is provided. With this position loop gain adjusting device, the position loop gain is switched to a low value, and the notch means causes the thread portion to enter between the tooth portions, but the position offset command means in a state in which the notch does not contact the two. Gives a position offset command to both at least one of the servo drive devices in the forward and reverse rotation directions such that the distance between the ground surface of the thread portion and the tooth surface of the tooth portion gradually decreases. Since the position loop gain has been switched to a low value, the former does not grind the latter even if the threaded surface of the thread and the tooth surface of the tooth contact each other, and the servo error detection means uses a low position loop gain. The servo error which is the difference between the command value given the position offset by the position offset command means and the detected value which is the actual position of the position of the spindle or the grindstone shaft corresponding to the servo drive device switched to Detect in the direction of rotation. The meshing position calculating means calculates the optimum meshing position based on the servo errors in both the forward and reverse directions detected in this way, and the meshing position correcting means calculates the meshing position based on the optimum meshing position. Make a correction.

【0006】本発明のゲイン調整手段は、歯車側サーボ
駆動装置のサーボ系の位置ループゲインを、研削に適し
た高い値とそれよりも大幅に低い値に選択的に切り換え
るものとするのがよい。
It is preferable that the gain adjusting means of the present invention selectively switches the position loop gain of the servo system of the gear side servo drive device between a high value suitable for grinding and a value significantly lower than that. .

【0007】本発明は、ねじ状砥石と歯車が後者の軸線
方向とほゞ平行なトラバース方向で食い違って互いに噛
合しない状態において、位置オフセット指令手段により
位置オフセット指令を与えてから、ねじ状砥石を歯車に
対しトラバース方向に移動してサーボ誤差検出手段によ
りサーボ誤差を検出するようにするのがよい。
According to the present invention, in a state where the thread-shaped grindstone and the gear do not mesh with each other in the traverse direction substantially parallel to the axial direction of the latter, the position-offset command means gives a position-offset command and then the thread-shaped grindstone is moved. It is preferable to move the gear in the traverse direction and detect the servo error by the servo error detecting means.

【0008】また本発明は、歯車の歯部を近接センサに
より検出してねじ状砥石のねじ山部が歯車の歯部の中間
位置とほゞ一致する初期歯合せ位置を演算する初期歯合
せ手段を更に備え、切込み手段はこの初期歯合せ位置に
おいて切込みを与えるようにするのがよい。
According to the present invention, the initial tooth aligning means for detecting the tooth portion of the gear with the proximity sensor to calculate the initial tooth aligning position at which the thread portion of the thread-like grindstone approximately coincides with the intermediate position of the tooth portion of the gear. It is preferable that the cutting means provides the cutting at the initial meshing position.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に図1〜図8に示す実施の形
態により本発明の説明をする。図1に示すように、歯車
研削装置のベッド10上に水平なX方向(紙面と直角方
向)に移動可能に案内支持されたX軸スライドテーブル
11は第1駆動用モータ13によりX方向送りが与えら
れ、このX軸スライドテーブル11上にX方向と直交す
る水平なZ方向に移動可能に案内支持されたZ軸スライ
ドテーブル12は第2駆動用モータ14によりZ方向送
りが与えられている。Z軸スライドテーブル12上に
は、主軸16を軸承する主軸台15と心押台17がZ方
向に対向して同軸的に設けられ、両側に軸部を形成した
歯車Wは、一端が図略のチャックを介して主軸16に同
軸的に把持され、他端は心押台17により回転自在に支
持されている。主軸16は主軸台15に設けた主軸回転
駆動用モータ18により回転駆動され、歯車Wは主軸1
6と共に一体的に回転駆動される。各モータ13,1
4,18はそれぞれ駆動するテーブルまたは軸の位置を
検出するためのエンコーダ13a,14a,18aを備
えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. As shown in FIG. 1, an X-axis slide table 11 guided and supported on a bed 10 of a gear grinding device so as to be movable in the horizontal X direction (a direction perpendicular to the paper surface) is fed by the first drive motor 13 in the X direction. The Z-axis slide table 12, which is provided and guided and supported on the X-axis slide table 11 so as to be movable in the horizontal Z direction orthogonal to the X direction, is fed by the second drive motor 14 in the Z direction. On the Z-axis slide table 12, a headstock 15 supporting a main shaft 16 and a tailstock 17 are coaxially provided so as to face each other in the Z direction, and one end of a gear W having shafts formed on both sides is not shown. It is coaxially gripped by the main shaft 16 via the chuck and the other end is rotatably supported by the tailstock 17. The spindle 16 is rotationally driven by a spindle rotation driving motor 18 provided on the spindle stock 15, and the gear W is the spindle 1.
6 and 6 are integrally rotated. Each motor 13,1
Reference numerals 4 and 18 respectively include encoders 13a, 14a and 18a for detecting the position of the driven table or shaft.

【0010】またベッド10から一体的に立ち上がるコ
ラム20に主軸16の回転軸線と直交するX方向軸線A
を中心として回動可能に支持された旋回台21には、軸
線Aと直交するY方向に移動可能にY軸スライドテーブ
ル22が案内支持されて第3駆動用モータ23により送
りが与えられている。Y軸スライドテーブル22上に固
定した砥石台25には、Y方向と平行な回転軸線を有し
先端にねじ状砥石Gを同軸的に固定した砥石軸26が軸
承されて、砥石台25に設けた砥石軸回転駆動用モータ
28により回転駆動される。ねじ状砥石Gに形成したラ
ック状断面形状のねじ山部Gaは、歯車Wの歯部Waの
歯面Wb,Wcを研削する傾斜した研削面Gb,Gc
(図5及び図8参照)を有している。旋回台21は図略
の駆動用モータにより軸線A回りに回転駆動され、これ
によりらせん状のねじ山部Gaの歯部Waと接する部分
の接線方向が歯車Wの歯すじ方向と一致するような向き
にして停止されロックされている。各モータ23,28
はそれぞれ駆動するテーブルまたは軸の位置を検出する
ためのエンコーダ23a,28aを備えている。
In addition, an X-direction axis A perpendicular to the axis of rotation of the main shaft 16 is provided on the column 20 that integrally stands up from the bed 10.
A Y-axis slide table 22 is guided and supported by a swivel base 21 which is rotatably supported around the Y-axis so as to be movable in a Y direction orthogonal to the axis A, and is fed by a third drive motor 23. . The whetstone base 25 fixed on the Y-axis slide table 22 is provided with a whetstone shaft 26 having a rotation axis parallel to the Y direction and coaxially fixing a threaded grindstone G at the tip thereof. It is driven to rotate by the grindstone shaft rotation driving motor 28. The thread portion Ga having a rack-shaped cross-section formed on the threaded grindstone G has inclined grinding surfaces Gb and Gc for grinding the tooth surfaces Wb and Wc of the tooth portion Wa of the gear W.
(See FIGS. 5 and 8). The swivel base 21 is rotationally driven around the axis A by a drive motor (not shown), so that the tangential direction of the portion of the helical screw thread Ga that contacts the tooth portion Wa coincides with the tooth trace direction of the gear W. It is turned and stopped and locked. Each motor 23, 28
Are provided with encoders 23a and 28a for detecting the position of the driven table or shaft, respectively.

【0011】数値制御装置30は、図1に示すように、
歯車研削装置全体を制御し管理する中央処理装置(CP
U)31、メモリ32及び外部とのデータの授受を行う
インターフェイスI/Fを備えている。CPU31は、
インターフェイスI/Fを介して第1及び第2駆動回路
35,36に送り位置指令を与えて第1及び第2駆動用
モータ13,14を駆動し、これによりX軸及びZ軸ス
ライドテーブル11,12に送りを与え、エンコーダ1
3a及び14aは各駆動用モータ13,14の回転角度
を介して各スライドテーブル11,12の送り位置を検
出し、各検出値はインターフェイスを介してCPU31
に入力される。
As shown in FIG. 1, the numerical control device 30 includes:
Central processing unit (CP that controls and manages the entire gear grinding device
U) 31, a memory 32, and an interface I / F for exchanging data with the outside. The CPU 31
A feed position command is given to the first and second drive circuits 35 and 36 via the interface I / F to drive the first and second drive motors 13 and 14, whereby the X-axis and Z-axis slide tables 11, Feed 12 and encoder 1
3a and 14a detect the feed positions of the slide tables 11 and 12 via the rotation angles of the drive motors 13 and 14, and the detected values are sent to the CPU 31 via the interface.
Is input to

【0012】またCPU31は、インターフェイスI/
Fを介して主軸及び砥石軸駆動回路37,38に回転角
度位置指令を与えて主軸及び砥石軸回転駆動用モータ1
8,28を駆動し、これにより主軸16及び砥石軸26
を回転駆動し、エンコーダ18a及び28aは各駆動用
モータ18,28の回転角度を介して各主軸16及び砥
石軸26の回転角度位置を検出し、各検出値はインター
フェイスを介してCPU31に入力される。図示は省略
したが、第3駆動用モータ23は同様に駆動回路を介し
てCPU31により駆動されてY軸スライドテーブル2
2に送りを与え、エンコーダ23aにより検出された送
り位置の検出値はCPU31に入力される。
Further, the CPU 31 has an interface I /
A rotation angle position command is given to the spindle and grindstone shaft drive circuits 37 and 38 via F to drive the spindle and grindstone shaft rotation drive motor 1.
8 and 28 are driven, whereby the main shaft 16 and the grindstone shaft 26 are driven.
The encoders 18a and 28a detect the rotation angle positions of the spindle 16 and the grindstone shaft 26 via the rotation angles of the drive motors 18 and 28, and the detected values are input to the CPU 31 via the interface. It Although illustration is omitted, the third drive motor 23 is similarly driven by the CPU 31 via a drive circuit to drive the Y-axis slide table 2
2 is fed, and the detected value of the feed position detected by the encoder 23a is input to the CPU 31.

【0013】CPU31には、インターフェイスI/F
を介して入出力装置33が接続され、また図示は省略し
たが、回転する歯車Wの歯部Waに対しラジアル方向に
配置した例えば渦電流タイプ等のリニア近接センサS
(図5参照)がインターフェイスを介して接続されてい
る。CPU31は、入出力装置33及び近接センサSや
各エンコーダのような検出器からの入力に基づいて各構
成部材を制御して後述する一連の作動を行うもので、メ
モリ32にはこのような制御を行うための制御プログラ
ム、歯車Wの研削加工プログラム、及び各種のデータ等
が格納されている。
The CPU 31 has an interface I / F.
Although not shown in the drawing, the input / output device 33 is connected via a linear proximity sensor S of the eddy current type or the like, which is arranged in the radial direction with respect to the tooth portion Wa of the rotating gear W.
(See FIG. 5) are connected via an interface. The CPU 31 controls each component based on the input from the input / output device 33 and the detectors such as the proximity sensor S and each encoder to perform a series of operations described later. A control program for performing the above, a grinding process program for the gear W, various data, and the like are stored.

【0014】主軸駆動回路37は、図2に示すように、
パルス発生回路40、演算回路41、サーボコントロー
ラ42、ゲインコントローラ43及びサーボアンプ44
より構成されている。パルス発生回路40は数値制御装
置30から時々刻々入力される回転角度位置指令値に応
じたパルスを発生する。演算回路41は2相型PLL
(Phase Locked Loop)を用いたもので、パルス発生回
路40からのパルスに応じたアナログ電圧を、サーボ誤
差(主軸16の回転角度位置に関し数値制御装置30か
ら入力される指令値とエンコーダ18aから入力される
検出値の差を演算することにより検出)が零になるよう
に補正し、また数値制御装置30から入力される主軸1
6の回転角度位置のオフセット指令に応じて補正して出
力するものである。この位置オフセット指令は、歯車W
を正または逆回転方向に所定の微小量(位置オフセット
量)ずつオフセットさせるものである。なお演算回路4
1は上記では2相型PPLを用いたが、パルスカウンタ
等の一般的なサーボ誤差演算回路を用いてもよい。
The spindle drive circuit 37, as shown in FIG.
Pulse generation circuit 40, arithmetic circuit 41, servo controller 42, gain controller 43, and servo amplifier 44
It is composed of The pulse generation circuit 40 generates a pulse according to the rotation angle position command value input from the numerical control device 30 every moment. The arithmetic circuit 41 is a two-phase type PLL.
(Phase Locked Loop) is used, and an analog voltage corresponding to the pulse from the pulse generation circuit 40 is input from the servo error (command value input from the numerical control device 30 regarding the rotation angle position of the spindle 16 and the encoder 18a). Detected by calculating the difference between the detected values to be zero, and the spindle 1 input from the numerical control device 30.
It is corrected and output according to the offset command of the rotational angle position of No. 6. This position offset command is applied to the gear W
Is offset by a predetermined minute amount (positional offset amount) in the forward or reverse rotation direction. The arithmetic circuit 4
Although 1 uses the two-phase PPL in the above, a general servo error calculation circuit such as a pulse counter may be used.

【0015】演算回路41からの出力電圧はサーボコン
トローラ42、ゲインコントローラ43を介してサーボ
アンプ44により電流に変換され、この電流が主軸回転
駆動用モータ18に与えられて主軸16を回転駆動す
る。サーボントローラ42は演算回路41からの出力電
圧に対して例えば、比例、微分、積分演算を行う演算回
路であり、また、ゲインコントローラ43はサーボコン
トローラ42からの出力電圧を増減させる増幅回路で、
そのゲインは数値制御装置30からのゲイン指令によ
り、歯車Wの歯面Wb,Wcの研削に適した高い値(サ
ーボ剛性大に対応)とそれよりも大幅に低い値(サーボ
剛性小に対応)の2段に選択的に切り換えられる。ま
た、上記ゲインは任意の値に設定できるようになってい
る。なお演算回路41で検出されたサーボ誤差は数値制
御装置30にも入力される。
The output voltage from the arithmetic circuit 41 is converted into a current by a servo amplifier 44 via a servo controller 42 and a gain controller 43, and this current is given to a spindle rotation driving motor 18 to rotate the spindle 16. The servo controller 42 is, for example, an arithmetic circuit that performs proportional, differential, and integral arithmetic operations on the output voltage from the arithmetic circuit 41, and the gain controller 43 is an amplifier circuit that increases or decreases the output voltage from the servo controller 42.
The gain is a high value suitable for grinding the tooth surfaces Wb and Wc of the gear W (corresponding to large servo rigidity) and a value significantly lower (corresponding to smaller servo rigidity) according to a gain command from the numerical controller 30. Can be selectively switched to two stages. The gain can be set to any value. The servo error detected by the arithmetic circuit 41 is also input to the numerical controller 30.

【0016】砥石軸駆動回路38の構成は、主軸駆動回
路37と類似しているが、ゲインコントローラ43がな
く、数値制御装置30からの位置オフセット指令及びゲ
イン指令がない点が相違している。第1及び第2駆動回
路35,36は、実質的に砥石軸駆動回路38と同様の
構成である。
The structure of the grindstone shaft drive circuit 38 is similar to that of the main shaft drive circuit 37, except that there is no gain controller 43 and there is no position offset command or gain command from the numerical controller 30. The first and second drive circuits 35 and 36 have substantially the same configuration as the grindstone shaft drive circuit 38.

【0017】本実施例と各請求項との関係において、主
軸駆動回路37、主軸回転駆動用モータ18及びエンコ
ーダ18aが歯車側サーボ駆動装置を、砥石軸駆動回路
38、砥石軸回転駆動用モータ28及びエンコーダ28
aが砥石側サーボ駆動装置を、ゲインコントローラ43
及び数値制御装置30の一部がゲイン調整手段を、第1
駆動回路35、第1駆動用モータ13及び数値制御装置
30の一部が切込み手段を、数値制御装置30の一部が
位置オフセット指令手段を、エンコーダ18a及び演算
回路41の一部がサーボ誤差検出手段を、数値制御装置
30の一部が噛合位置算出手段を、主軸駆動回路37、
主軸回転駆動用モータ18、エンコーダ18a及び数値
制御装置30の一部が噛合位置補正手段を、近接センサ
S、主軸駆動回路37、主軸回転駆動用モータ18、エ
ンコーダ18a及び数値制御装置30の一部が初期歯合
せ手段をそれぞれ構成する。
In the relationship between the present embodiment and each claim, the spindle drive circuit 37, the spindle rotation drive motor 18 and the encoder 18a constitute a gear side servo drive device, the grindstone spindle drive circuit 38, the grindstone spindle rotation drive motor 28. And encoder 28
a is a whetstone side servo drive device, and a gain controller 43
And a part of the numerical control device 30 is provided with a gain adjusting means,
A part of the drive circuit 35, the first drive motor 13 and the numerical control device 30 is a cutting means, a part of the numerical control device 30 is a position offset command means, and a part of the encoder 18a and the arithmetic circuit 41 is a servo error detection. A part of the numerical control device 30 is a meshing position calculating means, a spindle drive circuit 37,
A part of the spindle rotation drive motor 18, the encoder 18a and the numerical control device 30 serves as a meshing position correcting means, and the proximity sensor S, the spindle drive circuit 37, the spindle rotation drive motor 18, the encoder 18a and a part of the numerical control device 30. Respectively constitute the initial meshing means.

【0018】次に、上記のように構成されたこの実施の
形態の動作を、図3及び図7に示すフローチャート並び
に図4〜図6及び図8に示す説明図により説明する。な
お数値例は、モジュール5mm、歯数18の平歯車の場合
の値である。
Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 3 and 7 and the explanatory diagrams shown in FIGS. 4 to 6 and 8. Numerical examples are for a spur gear with a module of 5 mm and 18 teeth.

【0019】先ず図3のステップ101に示すように歯
車Wを主軸16に取り付けて、入出力装置33の運転ボ
タンを押せば、CPU31は主軸回転駆動用モータ18
及び砥石軸回転駆動用モータ28を同期して作動させ
て、主軸16及び砥石軸26を、ねじ状砥石Gの研削面
Gbが歯車Wの歯面Wb,Wcを研削できるような所定
の回転数比で回転駆動し、先ずステップ102の初期歯
合せを行い、次いで本発明の主要部であるステップ10
3の最終歯合せを行った後、ステップ104でねじ状砥
石Gにより歯車Wの研削を行う。ステップ102〜ステ
ップ104の動作は、主軸16及び砥石軸26が前述の
ように連動して回転駆動された状態で連続して自動的に
行われる。第2駆動用モータ14により往復駆動される
Z軸スライドテーブル12上に支持された歯車Wは、図
4に示すように、その回転軸線と平行なトラバース方向
(Z方向)に移動可能であり、このトラバース方向でね
じ状砥石Gと食い違った実線で示す位置において、ステ
ップ102の初期歯合せは行われる。
First, as shown in step 101 of FIG. 3, the gear W is attached to the main shaft 16 and the operation button of the input / output device 33 is pressed.
And the grindstone shaft rotation driving motor 28 are operated in synchronization, so that the main shaft 16 and the grindstone shaft 26 are rotated at a predetermined rotational speed such that the grinding surface Gb of the threaded grindstone G can grind the tooth surfaces Wb and Wc of the gear W. Rotational driving is performed at a ratio, first, the initial tooth matching in step 102 is performed, and then step 10 which is the main part of the present invention
After the final tooth matching of No. 3 is performed, the gear W is ground by the screw-shaped grindstone G in step 104. The operations of steps 102 to 104 are continuously and automatically performed in the state where the main shaft 16 and the grindstone shaft 26 are rotationally driven in conjunction with each other as described above. The gear W supported on the Z-axis slide table 12 which is reciprocally driven by the second drive motor 14 is movable in a traverse direction (Z direction) parallel to its rotation axis, as shown in FIG. At the position indicated by the solid line which is different from the threaded grindstone G in the traverse direction, the initial tooth matching in step 102 is performed.

【0020】この初期歯合せは、図5に示すように、歯
車Wの歯部Waに対しラジアル方向に配置した例えば渦
電流タイプ等のリニア近接センサSを用いて行う。主軸
回転駆動用モータ18により回転駆動される歯車Wの歯
部Waは近接センサSの前を交互に通過し、近接センサ
Sは歯底を中心とする約1歯の範囲内において、主軸回
転角度位置に対し図6に示すような中央部が山形に盛り
上がった出力信号電圧を発生する。CPU31はこの出
力信号電圧が、左右の傾斜部の中央付近となる所定のし
きい値電圧Vaと交差する2点a1,a2の主軸回転角
度位置を検出し、その中点を歯底中心位置θbとして検
出する。CPU31はこのようにして検出した歯車Wの
歯底中心位置θbと、予め知られている砥石軸回転角度
位置とねじ状砥石Gのねじ山部Gaの位置関係に基づい
て、ねじ状砥石Gのねじ山部Gaが検出された歯車Wの
歯底中心位置θbと一致する(ねじ山部Gaが歯部Wa
の中間位置とほゞ一致する)ような、ねじ状砥石Gに対
する歯車Wの初期歯合せ位置を演算し、砥石軸26と連
動して回転駆動される主軸16を、その回転角度位置が
この初期歯合せ位置となるように所定の回転方向にオフ
セットして初期歯合せを行う。これは従来技術で述べ
た、主軸と共に回転する歯車の各歯部の位置を近接セン
サにより検出して歯車とねじ状砥石の間の歯合せを行う
技術と同じであり、このようにして行われた初期歯合せ
位置の誤差は、歯面において数十ミクロン程度である。
なお近接センサSは歯車Wの歯部Waに対しアキシャル
方向に配置してもよい。
As shown in FIG. 5, this initial tooth engagement is performed by using a linear proximity sensor S of the eddy current type or the like, which is arranged in the radial direction with respect to the tooth portion Wa of the gear W. The tooth portion Wa of the gear W rotationally driven by the spindle rotation driving motor 18 alternately passes in front of the proximity sensor S, and the proximity sensor S has a spindle rotation angle within a range of about one tooth centered on the tooth bottom. With respect to the position, an output signal voltage is generated in which the central portion as shown in FIG. The CPU 31 detects the spindle rotation angle positions of the two points a1 and a2 at which this output signal voltage intersects a predetermined threshold voltage Va near the center of the left and right inclined portions, and the midpoint thereof is the tooth root center position θb. To detect as. The CPU 31 detects the tooth bottom center position θb of the gear W, the previously known positional relationship between the wheel spindle rotation angle position, and the thread portion Ga of the threaded grindstone G on the basis of the positional relationship between the screw grindstone G of the threaded grindstone G. The thread portion Ga coincides with the detected tooth bottom center position θb of the gear W (the thread portion Ga is the tooth portion Wa.
Of the gear wheel W with respect to the threaded grindstone G, such that the rotational angle position of the main shaft 16 is rotationally driven in conjunction with the grindstone shaft 26. Initial meshing is performed by offsetting in a predetermined rotation direction so that the meshing position is reached. This is the same as the technique described in the prior art, in which the position of each tooth portion of the gear that rotates with the main shaft is detected by the proximity sensor to perform the tooth matching between the gear and the threaded grindstone. The error of the initial tooth contact position is about several tens of microns on the tooth surface.
The proximity sensor S may be arranged in the axial direction with respect to the tooth portion Wa of the gear W.

【0021】この初期歯合せを行ってから、図7のフロ
ーチャートに示す最終歯合せが行われる。歯車Wが図4
に示すようにトラバース方向でねじ状砥石Gと食い違っ
た実線で示す位置に位置し、主軸16及び砥石軸26が
連動して駆動された状態で、先ず数値制御装置30のC
PU31は、ステップ201でゲインコントローラ43
に指令して、歯車側サーボ駆動装置のサーボ系の位置ル
ープゲインを歯車Wの歯面Wb,Wcの研削に適した通
常の高い値(例えば8000s-1)からそれよりも大幅
に低い値(例えば通常の1/128の値)に下げる。次
いでCPU31はステップ202で第1駆動用モータ1
3を作動させて主軸16を、その回転軸線が砥石軸26
の回転軸線と接近する切込み方向に前進させる。この
時、ねじ状砥石Gのねじ山部Gaが歯車Wの歯部Waの
間に入るが、初期歯合せ位置の誤差の範囲ではねじ山部
Gaの両側の傾斜した研削面Gb,Gcが歯部Waの何
れの歯面Wb,Wcとも接触することがないような所定
の位置とする。この状態をトラバース方向から見た図が
図8の(a) 及び(b) の実線で示されている。図8の(a)
は、ステップ203〜ステップ206に示す正方向の位
置オフセット指令を与えて正方向のサーボ誤差を検出す
る場合の説明図であり、ステップ202終了直後の状態
では、ねじ山部Gaの一方の研削面Gbとこれに対向す
る歯部Waの歯面Wbとの間の歯車Wのピッチ線WLに
沿った隙間角はΔθp1である。なおGLはねじ状砥石G
のピッチ線を示す。
After the initial tooth matching is performed, the final tooth matching shown in the flowchart of FIG. 7 is performed. The gear W is shown in FIG.
In the traverse direction, as shown by the solid line, which is different from the thread-shaped grindstone G, the main shaft 16 and the grindstone shaft 26 are driven in conjunction with each other.
The PU 31 determines the gain controller 43 in step 201.
To the position loop gain of the servo system of the gear side servo drive device from a normal high value suitable for grinding the tooth surfaces Wb and Wc of the gear W (for example, 8000 s −1 ) to a value significantly lower than that. For example, the value is 1/128 of the normal value). Next, the CPU 31 determines in step 202 that the first drive motor 1
3 to operate the main shaft 16 and the rotation axis of the main shaft 16 to the grindstone shaft 26.
Move forward in the direction of the cut that approaches the axis of rotation of. At this time, the thread portion Ga of the thread-shaped grindstone G enters between the tooth portions Wa of the gear W, but the inclined grinding surfaces Gb and Gc on both sides of the thread portion Ga are toothed within the error range of the initial meshing position. The predetermined position is set so as not to contact any of the tooth surfaces Wb and Wc of the portion Wa. A view of this state viewed from the traverse direction is shown by solid lines in FIGS. 8 (a) and 8 (b). Figure 8 (a)
6 is an explanatory diagram in the case where a positive direction position offset command is given in steps 203 to 206 to detect a positive direction servo error, and in a state immediately after the end of step 202, one ground surface of the thread ridge Ga is The gap angle along the pitch line WL of the gear W between Gb and the tooth surface Wb of the facing tooth portion Wa is Δθ p1 . GL is a threaded grindstone G
Shows the pitch line of.

【0022】CPU31はステップ203で正方向の位
置オフセット指令を与え、これにより歯車Wは正回転方
向(図8において時計回転方向)に所定の微小量(位置
オフセット量)オフセットされ、ピッチ線WLに沿った
隙間角Δθp1は所定の位置オフセット量(例えば10ミ
クロン程度)減少する。引き続きCPU31は、ステッ
プ204で第2駆動用モータ14を作動させて、歯車W
を図4の実線に示す位置から二点鎖線WBの位置まで
(または二点鎖線WBの位置から実線の位置までまで)
トラバースさせ、その途中の一点鎖線WAの位置でステ
ップ205のサーボ誤差(主軸16の回転角度位置に関
し数値制御装置30から主軸駆動回路37に入力される
指令値とエンコーダ18aから入力される検出値の差)
を検出し、ステップ206でこのサーボ誤差と予め定め
られた設定値と比較する。サーボ誤差が設定値より小さ
いと判断された場合、CPU31は制御動作をステップ
203に戻し、ステップ203〜ステップ206を繰り
返す。すなわちサーボ誤差が設定値より大きいと判別さ
れるまで、トラバース端である位置W,WBで順次所定
の位置オフセット指令が与えられ、位置Wと位置WBと
の間でサーボ誤差検出のためのトラバース動作を繰り返
す。
The CPU 31 gives a position offset command in the positive direction in step 203, whereby the gear W is offset in the positive rotation direction (clockwise direction in FIG. 8) by a predetermined minute amount (position offset amount), and the pitch line WL is obtained. Along the gap angle Δθ p1 decreases by a predetermined position offset amount (for example, about 10 μm). Subsequently, the CPU 31 activates the second drive motor 14 in step 204 to set the gear W
From the position shown by the solid line in FIG. 4 to the position of the two-dot chain line WB (or from the position of the two-dot chain line WB to the position of the solid line)
Traverse is performed, and at the position of the alternate long and short dash line WA on the way, the servo error of step 205 (of the command value input to the spindle drive circuit 37 from the numerical controller 30 regarding the rotational angle position of the spindle 16 and the detection value input from the encoder 18a) is detected. difference)
Is detected, and in step 206, the servo error is compared with a predetermined set value. When it is determined that the servo error is smaller than the set value, the CPU 31 returns the control operation to step 203 and repeats steps 203 to 206. That is, until it is determined that the servo error is larger than the set value, a predetermined position offset command is sequentially given at the positions W and WB which are traverse ends, and the traverse operation for detecting the servo error is performed between the position W and the position WB. repeat.

【0023】この繰り返しにより位置オフセット量の累
積値が増大してその値Δθc1が当初の隙間角Δθp1より
大となれば、歯面Wbの指令位置は図8(a) の二点鎖線
Wb2で示す位置となるが、歯車側サーボ駆動装置のサ
ーボ系の位置ループゲインは低い値に下げられているの
で、一点鎖線WAの位置においては、研削面Gbと接触
する一点鎖線Wb1の位置より二点鎖線Wb2側に進ん
で歯面Wbが研削されることはなく、歯車Wはこの接触
状態でねじ状砥石Gに連れ回りされる。この状態でステ
ップ205において検出されるサーボ誤差は、図8(a)
の二点鎖線Wb2で示す指令位置と一点鎖線Wb1で示
す実際の位置との間のピッチ線WLに沿った距離の角度
換算値Δθe1であり、このサーボ誤差Δθe1が設定値よ
り大きいとステップ206で判別されれば、CPU31
は制御動作をステップ207に進めて正方向におけるこ
のサーボ誤差Δθe1をメモリ32内の所定領域に記憶す
る。ステップ205のサーボ誤差の検出は、歯車W及び
ねじ状砥石Gが研削の場合と同様に回転している状態で
行われるので、偏心誤差、ピッチ誤差、歯形誤差等があ
れば各歯部Wa毎に異なった値となる。従ってステップ
205のサーボ誤差は、それらの平均値を使用する。
If the accumulated value of the position offset amount increases due to this repetition and the value Δθ c1 becomes larger than the initial clearance angle Δθ p1 , the commanded position of the tooth surface Wb is the chain double-dashed line Wb2 of FIG. 8 (a). However, since the position loop gain of the servo system of the gear side servo drive device is lowered to a low value, at the position of the alternate long and short dash line WA, the position is larger than the position of the alternate long and short dash line Wb1 contacting the grinding surface Gb. The tooth surface Wb is not ground by advancing to the dashed-dotted line Wb2 side, and the gear W is rotated by the threaded grindstone G in this contact state. The servo error detected in step 205 in this state is shown in FIG.
Is the angle conversion value Δθ e1 of the distance along the pitch line WL between the commanded position indicated by the two-dot chain line Wb2 and the actual position indicated by the one-dot chain line Wb1, and if this servo error Δθ e1 is greater than the set value, the step If determined in 206, the CPU 31
Advances the control operation to step 207 to store this servo error Δθ e1 in the positive direction in a predetermined area in the memory 32. The detection of the servo error in step 205 is performed while the gear W and the threaded grindstone G are rotating as in the case of grinding. Therefore, if there is an eccentricity error, a pitch error, a tooth profile error, etc., for each tooth portion Wa. Will have different values. Therefore, the servo error in step 205 uses their average value.

【0024】続いてCPU31は歯車Wとねじ状砥石G
の位置関係をステップ202終了直後の状態に一旦戻し
てから、ステップ208〜ステップ212により負方向
のサーボ誤差Δθe2を検出してメモリ32内の所定領域
に記憶する。その詳細はステップ207において負方向
の位置オフセット指令を与える点を除きステップ203
〜ステップ207と同じであるので、詳細な説明は省略
する。なお、図8は模式的な説明図であり、ステップ2
02終了直後の状態、すなわち最終歯合せが実質的に開
始されていない状態における歯面Wb,Wcと研削面G
b,Gcの隙間角Δθp1,Δθp2は、検出されるサーボ
誤差Δθe1,Δθe2よりも相当大きい値である。
Subsequently, the CPU 31 causes the gear W and the screw-shaped grindstone G.
After returning the positional relationship of 1 to the state immediately after the end of step 202, the negative direction servo error Δθ e2 is detected and stored in a predetermined area in the memory 32 in steps 208 to 212. The details are given in step 203 except that a position offset command in the negative direction is given in step 207.
~ Since it is the same as step 207, detailed description will be omitted. Note that FIG. 8 is a schematic explanatory diagram, and Step 2
02, the tooth surfaces Wb and Wc and the ground surface G in the state immediately after the end, that is, the state in which the final tooth matching is not substantially started.
The gap angles Δθ p1 and Δθ p2 between b and Gc are considerably larger than the detected servo errors Δθ e1 and Δθ e2 .

【0025】続くステップ213で、CPU31はステ
ップ202終了直後における歯面Wb,Wcと研削面G
b,Gcの間の隙間角Δθp1,Δθp2を、次の数1によ
り演算する。
At the following step 213, the CPU 31 causes the tooth surfaces Wb and Wc and the ground surface G immediately after the end of step 202.
The gap angles Δθ p1 and Δθ p2 between b and Gc are calculated by the following equation 1.

【0026】[0026]

【数1】Δθp1=Δθc1−Δθe1 Δθp2=Δθc2−Δθe2 次いでCPU31はステップ214で、ステップ202
終了直後の初期歯合せ位置から、ねじ山部Gaの両側に
おける研削面Gb,Gcと歯面Wb,Wcの隙間が同一
となる最適な噛み合い位置までの位置オフセット量Δθ
mを、次の数2により演算する。
## EQU1 ## Δθ p1 = Δθ c1 −Δθ e1 Δθ p2 = Δθ c2 −Δθ e2 Next, the CPU 31 proceeds to step 214 and step 202.
Position offset amount Δθ from the initial meshing position immediately after the end to the optimum meshing position where the gaps between the grinding surfaces Gb, Gc and the tooth surfaces Wb, Wc on both sides of the thread Ga are the same.
m is calculated by the following equation 2.

【0027】[0027]

【数2】Δθm=(Δθp1−Δθp2)/2 但し、Δθmの符号は前述した位置オフセット指令の向
きと同じである。
## EQU2 ## Δθm = (Δθ p1 −Δθ p2 ) / 2 However, the sign of Δθm is the same as the direction of the position offset command described above.

【0028】次いでCPU31はステップ215で、こ
の位置オフセット量Δθmに相当する位置オフセット指
令を歯車側サーボ駆動装置に与え、歯車Wを回転方向に
オフセットして、図8(c) の破線Wbmに示すように、
歯車Wの両歯面Wb,Wcとねじ状砥石G両側の研削面
Gb,Gcの隙間が同一となるようにする。そしてステ
ップ216で歯車側サーボ駆動装置のサーボ系の位置ル
ープゲインを歯車Wの歯面Wb,Wcの研削に適した通
常の高い値に上げて、図7のフローチャートに示す最終
歯合せを終了する。この最終歯合せの場合の歯車Wの回
転方向位置検出の分解能は、各歯面Wb,Wcにおいて
それぞれ0.25ミクロン程度であるので、最終歯合せ
における歯合わせの誤差は初期歯合せの場合よりもはる
かに小さくなる。
Next, in step 215, the CPU 31 gives a position offset command corresponding to this position offset amount Δθm to the gear side servo drive device, offsets the gear W in the rotational direction, and is shown by a broken line Wbm in FIG. 8C. like,
The gaps between the tooth surfaces Wb and Wc of the gear W and the grinding surfaces Gb and Gc on both sides of the threaded grindstone G are set to be the same. Then, in step 216, the position loop gain of the servo system of the gear side servo drive device is raised to a normal high value suitable for grinding the tooth surfaces Wb and Wc of the gear W, and the final tooth matching shown in the flowchart of FIG. 7 is completed. . Since the resolution of the rotational direction position detection of the gear W in the case of this final tooth matching is about 0.25 μm on each tooth surface Wb, Wc, the error of the tooth matching in the final tooth matching is smaller than that in the case of initial tooth matching. Is also much smaller.

【0029】ステップ4のフローチャートに示す最終歯
合せが終了した後、CPU31は図3のフローチャート
のステップ104で、第1及び第2駆動用モータ13,
14を作動させて歯車Wを図3の実線に示す位置から二
点鎖線WBの位置まで繰り返して往復トラバースさせ、
また歯車Wを所定のシーケンスで所定の位置まで切込ん
でねじ状砥石Gによる歯車Wの研削を行うことにより、
両歯面Wb,Wcは常に均等に研削される。
After the final tooth matching shown in the flow chart of step 4 is completed, the CPU 31 proceeds to step 104 of the flow chart of FIG.
14 is operated to reciprocally traverse the gear W from the position shown by the solid line in FIG. 3 to the position shown by the chain double-dashed line WB.
Further, by cutting the gear W to a predetermined position in a predetermined sequence and grinding the gear W with the threaded grinding wheel G,
Both tooth surfaces Wb and Wc are always ground uniformly.

【0030】[0030]

【発明の効果】上述した本発明によれば、位置ループゲ
インが低い値に切り換えた状態において正逆両方向の位
置オフセット指令を与えてサーボ誤差を検出しているの
で、歯部の両歯面を研削することなくその位置をそれぞ
れ正確に検出することができる。そしてこのように正確
に検出された両歯面の位置に基づいて最適な噛合い位置
を算出し、噛合い位置の補正を行っているので、ねじ状
砥石と歯車の最適な噛み合い状態を高精度で実現でき
る。
According to the present invention described above, since the servo error is detected by applying the position offset command in both the forward and reverse directions in the state where the position loop gain is switched to a low value, both tooth surfaces of the tooth portion are detected. Each position can be accurately detected without grinding. The optimum meshing position is calculated based on the positions of both tooth flanks that are accurately detected in this way, and the meshing position is corrected. Can be achieved with.

【0031】研削に適した位置ループゲインは、歯車側
サーボ駆動装置のサーボ系のほうが高いので、これを低
い値に切り換える方が本発明の実施は容易になる。ま
た、ねじ状砥石と歯車がトラバース方向で食い違って互
いに噛合しない状態において、位置ループゲインを低い
値に切り換えて位置オフセット指令を与えてトラバース
によりサーボ誤差を検出するようにすれば、切込みを与
える際の誤操作によって噛合時に歯車及び/またはねじ
状砥石に損傷を与えるおそれは減少する。
Since the position loop gain suitable for grinding is higher in the servo system of the gear side servo drive device, it is easier to implement the present invention by switching it to a lower value. In addition, when the thread grindstone and the gear do not mesh with each other in the traverse direction and do not mesh with each other, the position loop gain is switched to a low value and the position offset command is given to detect the servo error by the traverse. The risk of damaging the gear and / or the threaded grindstone at the time of meshing due to the erroneous operation of is reduced.

【0032】また、回転する歯車の歯部を近接センサに
より検出してねじ状砥石と歯車の間の初期歯合せ位置を
決定し、この初期歯合せ位置において切込みを与えてサ
ーボ誤差を検出するようにすれば、初期歯合せとその後
のサーボ誤差による噛み合い位置の補正を連続して行う
ことができるので、全体として加工時間を短縮すること
ができる。
Further, the tooth portion of the rotating gear is detected by the proximity sensor to determine the initial tooth-matching position between the screw-shaped grindstone and the gear, and a cut is made at this initial tooth-matching position to detect the servo error. In this case, since the initial tooth matching and the subsequent correction of the meshing position due to the servo error can be continuously performed, the processing time can be shortened as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による歯車研削装置における自動歯合
せ装置の一実施形態の全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of an automatic tooth aligning device in a gear grinding device according to the present invention.

【図2】 図1に示す実施形態の歯車側サーボ駆動装置
の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a gear side servo drive device of the embodiment shown in FIG.

【図3】 図1に示す実施形態の全体的作動のフローチ
ャートである。
3 is a flowchart of the overall operation of the embodiment shown in FIG.

【図4】 図1に示す実施形態のトラバース状態を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a traverse state of the embodiment shown in FIG. 1.

【図5】 図1に示す実施形態の初期歯合せに使用する
近接センサと歯車の関係を示す図である。
5 is a diagram showing a relationship between a proximity sensor used for initial meshing and a gear of the embodiment shown in FIG.

【図6】 図5の近接センサの出力信号の一例を示す図
である。
6 is a diagram showing an example of an output signal of the proximity sensor of FIG.

【図7】 図1に示す実施形態の最終歯合せのフローチ
ャートである。
FIG. 7 is a flowchart of final tooth matching of the embodiment shown in FIG.

【図8】 図1に示す実施形態の最終歯合せの説明図で
ある。
8 is an explanatory diagram of final tooth matching of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16…主軸、26…砥石軸、30…制御装置(数値制御
装置)、G…ねじ状砥石、Ga…ねじ山部、Ga,Gb
…研削面、S…近接センサ、W…歯車、Wa…歯部、W
b,Wc…歯面。
16 ... Spindle, 26 ... Grindstone axis, 30 ... Control device (numerical control device), G ... Threaded grindstone, Ga ... Thread portion, Ga, Gb
... Grinding surface, S ... Proximity sensor, W ... Gear, Wa ... Teeth, W
b, Wc ... Tooth surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 王 磊 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 東北大学 内 (72)発明者 勅使瓦 康 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 東北大学 内 (72)発明者 加藤 裕治 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 東北大学 内 (72)発明者 中村 久 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 山中 将 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Wang Lei Aoba, Aoba-ku, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi Aoba Tohoku University (72) Inventor Yasushi Teshikaga, Aoba-ku, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Aoba, Tohoku University (72) Invention Yuuji Kato Aoba, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi Aoba Tohoku University (72) Inventor Hisashi Nakamura 1-1 Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Toyota Koki Co., Ltd. (72) Masanori Yamanaka Asahi, Kariya-shi, Aichi 1-chome, Toyoda Machinery Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 歯車を連結してこれと一体的に回転する
主軸を回転駆動する歯車側サーボ駆動装置と、ねじ状砥
石を設けた砥石軸を回転駆動する砥石側サーボ駆動装置
と、前記両サーボ駆動装置に指令を与えて前記ねじ状砥
石のねじ山部の傾斜した研削面が前記歯車の歯部の歯面
を研削するように前記主軸と砥石軸の回転方向における
位置を制御する制御装置を備えてなる歯車研削装置にお
いて、前記両サーボ駆動装置の少なくとも何れか一方の
サーボ系の位置ループゲインを研削に適した高い値とそ
れよりも大幅に低い値に選択的に切り換えるゲイン調整
手段と、前記ねじ山部が前記歯部の間に入るがこの両者
が互いに接触しない程度の切込みを与える切込み手段
と、前記位置ループゲインが前記低い値に切り換えられ
かつ前記切込みが与えられた状態において前記両サーボ
駆動装置の少なくとも何れか一方に前記ねじ山部の研削
面と前記歯部の歯面の間の距離が次第に減少するような
正逆両回転方向における位置オフセット指令を与える位
置オフセット指令手段と、位置ループゲインが前記低い
値に切り換えられた前記サーボ駆動装置に対応する前記
主軸または砥石軸の位置の前記位置オフセット指令手段
による位置オフセット指令が与えられた指令値と実際の
位置である検出値との差であるサーボ誤差を検出するサ
ーボ誤差検出手段と、このサーボ誤差検出手段により検
出された正逆両方向の各サーボ誤差に基づいて最適な噛
合い位置を算出する噛合位置算出手段と、この噛合位置
算出手段により算出された最適な噛合い位置に基づいて
噛合い位置の補正を行う噛合位置補正手段を備えたこと
を特徴とする歯車研削装置における自動歯合せ装置。
1. A gear-side servo drive device that rotates a main shaft that connects gears and rotates integrally with the gear, a grindstone-side servo drive device that rotationally drives a grindstone shaft provided with a screw-shaped grindstone, and both of the above. A control device that gives a command to a servo drive device to control the positions of the spindle and the grindstone shaft in the rotational direction so that the inclined grinding surface of the thread portion of the threaded grindstone grinds the tooth surface of the tooth portion of the gear. And a gain adjusting means for selectively switching the position loop gain of at least one of the servo systems of the two servo drive devices between a high value suitable for grinding and a value significantly lower than that. Cutting means for making a cut to such an extent that the screw thread portion enters between the tooth portions, but the two do not contact each other, and the position loop gain is switched to the low value and the cut is made. In this state, at least one of the servo drive devices is provided with a position offset command in both forward and reverse rotation directions such that the distance between the ground surface of the thread portion and the tooth surface of the tooth portion gradually decreases. Position offset command means, the position loop gain and the command value given the position offset command by the position offset command means of the position of the spindle or grindstone shaft corresponding to the servo drive device is switched to the low value and the actual Servo error detecting means for detecting a servo error which is a difference from a detected value which is a position, and a meshing position for calculating an optimum meshing position based on each servo error in both forward and reverse directions detected by the servo error detecting means. A calculation unit and a mesh position correction hand for correcting the mesh position based on the optimum mesh position calculated by the mesh position calculation unit. Automatic tooth alignment apparatus in gear grinding apparatus comprising the.
【請求項2】 前記ゲイン調整手段は、前記歯車側サー
ボ駆動装置のサーボ系の位置ループゲインを、研削に適
した高い値とそれよりも大幅に低い値に選択的に切り換
えるものである請求項1に記載の歯車研削装置における
自動歯合せ装置。
2. The gain adjusting means selectively switches the position loop gain of the servo system of the gear side servo drive device between a high value suitable for grinding and a value significantly lower than it. An automatic gear matching device in the gear grinding device according to 1.
【請求項3】 前記ねじ状砥石と歯車が後者の軸線方向
とほゞ平行なトラバース方向で食い違って互いに噛合し
ない状態において、前記位置オフセット指令手段により
前記位置オフセット指令を与えてから、前記歯車をねじ
状砥石に対しトラバース方向に移動して前記サーボ誤差
検出手段により前記サーボ誤差を検出することを特徴と
する請求項1または請求項2に記載の歯車研削装置にお
ける自動歯合せ装置。
3. In a state where the thread-shaped grindstone and the gear disagree with each other in a traverse direction substantially parallel to the axial direction of the latter and do not mesh with each other, the position offset command is given by the position offset command means, and then the gear is moved. 3. The automatic tooth-matching device in a gear grinding machine according to claim 1, wherein the servo-error detecting means detects the servo error by moving the thread-shaped grindstone in a traverse direction.
【請求項4】 前記歯車の歯部を近接センサにより検出
して前記ねじ状砥石のねじ山部が前記歯車の歯部の中間
位置とほゞ一致する初期歯合せ位置を演算する初期歯合
せ手段を更に備え、前記切込み手段はこの初期歯合せ位
置において前記切込みを与えることを特徴とする請求項
1、請求項2または請求項3に記載の歯車研削装置にお
ける自動歯合せ装置。
4. An initial tooth aligning means for detecting a tooth portion of the gear by a proximity sensor to calculate an initial tooth aligning position at which a thread portion of the threaded grindstone approximately coincides with an intermediate position of the tooth portion of the gear. 4. The automatic tooth-matching device in the gear grinding machine according to claim 1, 2 or 3, further comprising: a cutting means for providing the cutting at the initial meshing position.
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