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技術 歯車部品の自動機械加工と検査のための方法および装置

出願人 クリンゲルンベルク・アクチェンゲゼルシャフト
発明者 マルティン・シュヴァイツァーフランク・ザイビケ
出願日 2017年11月15日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2017-220152
公開日 2018年7月19日 (1年11ヶ月経過) 公開番号 2018-112544
状態 特許登録済
技術分野 機械部品、その他の構造物または装置の試験
主要キーワード 校正要素 クロックベース 再クランプ 把持システム 外部測定装置 ピッチ測定 自動移送 インライン検査装置
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

品質に関して犠牲にせずに、歯車部品機械加工における生産量を増加させることを可能にする方法及び装置を提供する。

解決手段

a)歯切り盤150で歯車部品を機械加工するステップ、b)機械加工後に歯車部品インライン検査iMステップ、c)検査値基準値との比較ステップ、d)ステップc)が真である場合に、歯車部品を良品GTとして出力するステップ、e)ステップc)がである場合に、f)オフライン測定oMを行うために歯車部品を外部測定装置移送するステップ、g)歯車部品のオフライン測定ステップ、h)測定値と検査値との比較ステップ、i)検査値からの測定値の振れ、又は予め定まる限界内の振れのみをステップh)が出力しない場合に、インライン検査を自動的に適合させるステップを備える。

概要

背景

概要

品質に関して犠牲にせずに、歯車部品機械加工における生産量を増加させることを可能にする方法及び装置を提供する。a)歯切り盤150で歯車部品を機械加工するステップ、b)機械加工後に歯車部品インライン検査iMステップ、c)検査値基準値との比較ステップ、d)ステップc)が真である場合に、歯車部品を良品GTとして出力するステップ、e)ステップc)がである場合に、f)オフライン測定oMを行うために歯車部品を外部測定装置移送するステップ、g)歯車部品のオフライン測定ステップ、h)測定値と検査値との比較ステップ、i)検査値からの測定値の振れ、又は予め定まる限界内の振れのみをステップh)が出力しない場合に、インライン検査を自動的に適合させるステップを備える。

目的

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請求項1

装置全体(100)における歯車部品自動機械加工(10)のための方法であって、a)歯切り盤(150)で歯車部品(BT)を機械加工するステップと、b)機械加工後に前記歯車部品(BT)のインライン検査(iM)を行うステップであって、前記歯切り盤(150)の内部または外付けに配置されたインライン検査装置で前記インライン検査(iM)が行われる、又は独立したインライン検査装置で前記インライン検査(iM)が行われて、少なくとも一つの検査値(Pw)を与えるステップと、c)少なくとも一つの前記検査値(Pw)と少なくとも一つの基準値(Vw)との比較を行うステップと、d)ステップc)が真である場合に、前記歯車部品(BT)を良品GT)として出力するステップと、e)ステップc)がである場合に、f)オフライン測定(oM)を行うために前記歯車部品(BT)を外部測定装置移送するステップと、g)前記歯車部品(BT)の前記オフライン測定(oM)を行うステップであって、少なくとも一つの測定値(Mw)を前記オフライン測定(oM)が与えるステップと、h)少なくとも一つの前記測定値(Mw)と少なくとも一つの前記検査値(Pw)との比較を行うステップと、i)少なくとも一つの前記検査値(Pw)からの前記測定値(Mw)の振れ、又は予め定まる限界内の振れのみを前記ステップh)が出力しない場合に、前記インライン検査(iM)を自動的に適合させるステップを備える方法。

請求項2

前記歯切り盤(150)の内部で、又は前記歯切り盤(150)の周辺で直接的に前記インライン検査(iM)が行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記インライン検査(iM)が測定装置(140)で行われるのであって、前記測定装置(140)が前記歯切り盤(150)と移送のハンドリングの繋がり(15)で接続されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項4

前記装置全体(100)がクロックベースで作動することを特徴とする、請求項1から請求項3の一つに記載の方法。

請求項5

前記装置全体(100)がベーシッククロックレートを予め定めるのであって、そこで、前記ベーシッククロックレートよりも短い、又は前記ベーシッククロックレートと一致する所要時間をステップb)の前記インライン検査(iM)の成績が要求することを特徴とする、請求項4に記載の方法。

請求項6

前記ベーシッククロックレートよりも長い所要時間をステップg)の前記オフライン測定(oM)の成績が要求することを特徴とする、請求項5に記載の方法。

請求項7

ステップe)内、又はステップe)の後に、該当する前記歯車部品(BT)が一時的に不良品(AT*)とされることを特徴とする、請求項1から請求項6の一つに記載の方法。

請求項8

ステップi)の後に、少なくとも一つの前記検査値(Pw)からの少なくとも一つの前記測定値(Mw)の振れがない、又は予め定まる限界内の振れのみとなる場合に、該当する前記歯車部品(BT)が良品として出力されることを特徴とする、請求項1から請求項6の一つに記載の方法。

請求項9

ステップi)のとき、前記インライン検査(iM)を行うために使用されるインライン検査装置(30、140)の調整(再調整)が行われるステップ、又は前記インライン検査装置(30、140)のゲージングが行われるステップ、又は前記インライン検査装置(30、140)のキャリブレーションが行われるステップ、又は前記検査値(Pw)の計算の準備または処理の場合に適合が行われるステップ、又は前記インライン検査装置(30、140)の閾値の適合が行われるステップ、又は第一の前記検査値(Pw)の評価又は処理における適合が行われるステップ、又は前記インライン検査装置(30、140)の検査基準の適合が行われるステップを特徴とする、請求項1から請求項6の一つに記載の方法。

請求項10

歯車部品の前記自動機械加工(10)のための装置全体(100)であって、一連の歯車部品(BT)を機械加工するための歯切り盤(150)と、前記歯切り盤(150)で予め機械加工された各部品(BT)のインライン検査(iM)を行うことに適合した第一の測定装置(30、140)と、第一の前記測定装置(30、140)で予め検査された一部の部品(BT)のオフライン測定(oM)を行うことに適合した第二の測定装置(20)と、ループ(18)と、ソフトウェア(SW)を備える装置全体(100)であって、少なくとも一つの検査値(Pw)と少なくとも一つの基準値(Vw)との第一の比較を行うステップであって、第一の前記測定装置(30、140)で前記検査値(Pw)が与えられるステップと、第一の前記比較の成績が真であれば、良品(GT)に該当する前記歯車部品(BT)の出力のトリガとなるステップと、前記オフライン測定(oM)を行うために該当する前記歯車部品(BT)を第二の前記測定装置(20)に移送するステップと、少なくとも一つの測定値(Mw)と少なくとも一つの前記検査値(Pw)との第二の比較を行うステップであって、第二の前記測定装置(20)で前記測定値(Mw)が与えられるステップと、少なくとも一つの前記検査値(Pw)からの前記測定値(Mw)の振れ、又は予め定まる限界内の振れのみを第二の前記比較が出力しない場合に、前記インライン検査(iM)、および、又は第一の前記測定装置(30、140)にループ(18)により自動的に適合させるステップであって、各前記部品(BT)へ前記のステップを行うことに適合した前記ソフトウェア(SW)を備える装置全体(100)。

請求項11

前記ソフトウェア(SW)が(機械コントローラの一部であること、又は前記装置全体(100)と通信リンクにより接続されるコンピュータ(13)に前記ソフトウェア(SW)がインストールされることを特徴とする、請求項10に記載の装置全体(100)。

請求項12

前記歯切り盤(150)の内部に、又は前記歯切り盤(150)の周辺で直接的に第一の前記測定装置(30、140)が配置されることを特徴とする、請求項10、又は請求項11に記載の装置全体(100)。

請求項13

前記歯切り盤(150)とハンドリングの繋がり(15)により接続される独立した測定装置(140)として、第一の前記測定装置(30、140)が設計されることを特徴とする、請求項10、又は請求項11に記載の装置全体(100)。

請求項14

クロックベースで作動するように前記装置全体(100)が設計されることを特徴とする、請求項10から請求項13の一つに記載の装置全体(100)。

請求項15

前記装置全体(100)によってベーシッククロックレートが予め定まることができるのであって、そこで、前記ベーシッククロックレートよりも短い、又は前記ベーシッククロックレートと一致する所要時間を前記インライン検査(iM)の実行が要求することを特徴とする、請求項14に記載の装置全体(100)。

請求項16

前記ベーシッククロックレートよりも長い所要時間を前記オフライン測定(oM)の実行が要求することを特徴とする、請求項15に記載の装置全体(100)。

請求項17

一連の前記歯車部品(BT)の一部が一時的に不良品(AT*)として出力されるように適合されることを特徴とする、請求項10から請求項13の一つに記載の装置全体(100)。

技術分野

0001

本発明は、歯車部品自動機械加工と検査のための方法および装置に関する。

発明の背景

0002

図1では、従来技術の歯切り盤10(例えば、歯切りフライス盤又は歯車研削盤)および従来技術(例えば、座標測定装置)の測定装置20(ここでは独立した測定装置の形式)についての概略図が図示されている。図示の例では、歯切り盤10および測定装置20が生産ライン一種を形成する。生産ラインのさらなる構成要素はメモリ11とソフトウェアSWである。メモリ11およびソフトウェアSWは、ここでは、外部構成要素として図示されている。しかし、メモリ11およびソフトウェアSWは、例えば歯切り盤10または測定装置20に配置されてもよい。メモリ11およびソフトウェアSWは、破線の両矢印12で図示されるように、歯切り盤10および測定装置20に通信目的で接続されてもよい。この種類の配置は、閉ループ配置と呼ばれる。

0003

すべての実施形態では、ソフトウェアSWが、例えば、(機械コントロールユニットの一部であってもよい。また、すべての実施形態では、ソフトウェアSWが、例えば、装置全体100と通信しているコンピュータ13にインストールされてもよい。

0004

部品BTハンドリングが、図1および他のすべての図では、実線矢印の形で図示される。歯切り盤10から測定装置20への部品BTの移送は、例えば、矢印15によって表される。実線矢印15は、歯切り盤10と測定装置20の間のハンドリングの繋がり15を本質的に表す。二つの曲がり矢印が、測定装置20の右側で図示される。二つの曲がり矢印が、分岐16のように配置される。分岐16は、良品GT不良品ATの間の区別を測定装置20が可能にすることを表すように意図されている。

0005

「接続」という用語が、ここでは使用される。歯切り盤10、測定装置20、メモリ11、およびソフトウェアSWが少なくとも通信の観点から(すなわちデータ交換のために)接続されることを図示するためである。この通信に関する接続(ネットワークとも呼ばれる)は、歯切り盤10、測定装置20、およびメモリ11が同一、又は互換性のある通信プロトコルに対応すること、およびデータ交換に関係する限り、三つすべてが所定の規則に従うことを前提とする。ソフトウェアSWは通信シーケンスアクセスする必要がある。

0006

図1で図示されるように、ディスプレイ14を備えるコンピュータ13が、例えば、機械加工されることになる歯車部品のデータをロードするために、生産ライン、および、又はメモリ11に接続されてもよい。

0007

上述の通信に関する接続、およびハンドリングの繋がり15にも関わらず、測定装置20は、オフラインで使用される測定装置に関係する。そのような測定装置20で行われる部品BTの測定は時間がかかる。そのため、そのような測定は、通常、特定の製造ばらつきが観測されるかどうか随時確認するために、一連生産で部品BTごとに行われる。

0008

測定装置20での部品BTの測定は、関連する部品BTの実データを与える。これらの実データは、ソフトウェアSWによって、メモリ11に蓄積された対象のデータと比較されることができる。測定は、対象のデータからの実データの振れを出力する。その場合に、例えば、歯切り盤10の機械設定校正が、行われてもよい。対象のデータ(±公差)に該当しない部品BTは、例えば不良品ATとしてここで廃棄されてもよい。

0009

そのような閉ループ手法は非常に正確な結果を出力して、工業生産で現在使用されている。しかし、閉ループ手法は、実装次第で、以下に簡単に記載される欠点がある。
1.測定されることになる特性に生じる劣化は、遅れることでのみ検知される。各部品が、相対的に長い間隔でのみ測定されるためである。これは、機械又は工程の機能不全の場合に、不良品が増加することになる。
2.機械又は工程の変化と部品の品質の間の相互関係の、その後の分析は、かなりの追加の労力でのみ可能である。
3.大部分の部品には、部品の品質についての記録はない。小さな部品のまとまりのみが測定されるためである。

0010

装置および該当する方法を提供することが、本発明の目的である。この装置および発明は、品質に関して犠牲にせずに、歯車部品の機械加工における生産量を増加させることを可能にする。

0011

この目的は、請求項1に記載の方法および請求項10に記載の装置で達成される。

0012

本発明の方法は、装置全体における歯車部品の自動機械加工に関する。この方法は、以下のステップを備える。
a)装置全体の歯切り盤で歯車部品を機械加工するステップ。
b)機械加工後に装置全体の歯車部品のインライン検査を行うステップ。このステップでは、インライン検査は、歯切り盤の内部または外付けに配置されたインライン検査装置で行われる。又は、このステップでは、インライン検査は、独立したインライン検査装置で行われて、少なくとも一つの検査値を与える。
c)少なくとも一つの検査値と少なくとも一つの基準値との比較を行うステップ。
d)ステップc)が真である場合に、歯車部品を良品として出力するステップ。
e)ステップc)がである場合に、
f)装置全体のオフライン測定を行うために外部測定装置に歯車部品を移送するステップ。
g)歯車部品のオフライン測定を行うステップ。このステップでは、オフライン測定は、少なくとも一つの測定値を与える。
h)少なくとも一つの測定値と少なくとも一つの検査値との比較を行うステップ。
i)ステップh)が、検査値からの測定値の振れ、又は予め定まる限界内の振れのみを出力しない。その場合に、インライン検査を自動的に適合させるステップ。

0013

本発明は、歯車部品の自動機械加工のために設計された装置全体に関する。この装置全体は以下を備える。
一連の歯車部品を機械加工するための歯切り盤。
歯切り盤で予め機械加工された各部品のインライン検査を行うことに適合した第一の測定装置。
第一の測定装置で予め検査された一部の部品のオフライン測定を行うことに適合した第二の測定装置。
およびループ
および各部品へ以下のステップを行うことに適合したソフトウェア。
少なくとも一つの検査値と少なくとも一つの基準値との第一の比較を行うステップ。検査値は、第一の測定装置で与えられる。
第一の比較の成績が真であれば、良品に該当する歯車部品の出力のトリガとなるステップ。
第一の比較が偽であれば、オフライン測定を行うために該当する歯車部品を第二の測定装置に移送するステップ。
第二の測定装置により与えられる少なくとも一つの測定値と少なくとも一つの検査値との第二の比較を行うステップ。
第二の比較が、少なくとも一つの検査値からの少なくとも一つの測定値の振れ、又は予め定まる限界内の振れのみを出力しない。その場合に、インライン検査、および、又は第一の測定装置にループにより自動的に適合させるステップ。

0014

本発明に記載の方法は、インライン検査の品質を持続的に確認し、必要であれば校正できるようにするための外部整合を備える迅速なインライン検査に基づく。

0015

本発明のオフライン測定は、好ましくは、不良品の最終的な認定を行うため、およびインライン検査の自動的な適合が行われるかどうかの判定を行うために、すべての実施形態で使用される。

0016

本発明の装置全体は、生産ラインの一部の役割を果たす、又は生産ラインとして設計された装置である。該当する装置全体は、クロックベースで作動する特徴がある。これは、タイムフレームベーシッククロックレート)内で装置全体の各要素が作動することを示す。タイムフレームは、装置全体のクロックによって定まる。一連の部品を加工および検査する、すべての各要素は、特定のクロックタイムを有する。特定のクロックタイムは、ベーシッククロックレートよりも短い、又は等しい。

0017

また、すべての実施形態では、任意で、本発明のオフライン測定が、機械加工の校正に使用されてもよい。

0018

すべての実施形態では、検査値と測定値の比較を行うことに関するインライン検査が、オフライン測定の測定値と比較できる少なくとも一つの検査値を与える。その場合に、検査値と測定値の直接的な比較が、ステップh)で行われてもよい。又は、このステップh)は、検査値と測定値の間接的な比較を備える。間接的な比較は、少なくとも一つの検査値を未処理のデータム又は未処理の値として扱う方法と、ここでは解釈される。未処理のデータム又は未処理の値は、好ましくは、少なくとも一つの処理された検査値を得るためのさらなる処理をすべての実施形態で受ける。このとき初めて、処理された検査値と測定値の比較が行われることができる。

0019

従って、間接的な比較が、好ましくは、すべての実施形態では、未処理のデータ又は未処理の値として得られる検査値の計算処理のサブステップを備える。この計算処理は、処理された検査値に測定値が関するように行われる。この関連は、例えば、調整された検査値と測定値の直接的な比較を備える。又は、処理された検査値は、歯車部品に特有性質推定と考えられる。さらに、この推定は、オフライン測定のときに検証される。これは、オフライン測定の測定値が推定を検証するために使用されることを示す。推定が検証される。その場合に、オフライン測定は、インライン検査が正しいことを裏付ける。

0020

すべての実施形態では、インライン検査の自動調整が、一つ又は複数の以下のステップを備えてもよい。
インライン検査を行うために使用されるインライン検査装置の調整(再調整)のステップ、
又はインライン検査を行うために使用されるインライン検査装置のキャリブレーションのステップ、
又はインライン検査装置のゲージングのステップ、
又は第一の検査値の計算準備または処理の場合の適合のステップ、
又はインライン検査装置の閾値の適合のステップ、
又はインライン検査装置のオフセットを予め定めるステップ、
又はインライン検査装置の検査基準の適合のステップ。

0021

インライン検査の範囲内での検査ルーチンの使用は、すべての実施形態で有効である。インライン検査の範囲内での検査ルーチンの使用が、即座に、そして直接的に部品の品質に悪影響を及ぼし、これにより著しく不良品率下げることができるためである。

0022

部品が、所定の時間で、暫定不良品としてオフライン測定を受けることがないとしても、すべての実施形態では、インライン検査の定期点検が、自動調整をできるようにするために外部オフライン測定によって行われてもよい。そのような定期点検は、例えば、行われたインライン検査の数を数えるカウンタによって、なされてもよい。一つのオフライン測定が、例えば、各n番目のインライン検査で行われてもよい。

0023

本発明に記載の測定装置および方法の有利な実施形態は、従属請求項で示される。

図面の簡単な説明

0024

本発明の実施形態は、図を参照して、より詳細に以下に説明される。
は、通信技術に関する先行技術の互いに接続される歯切り盤および測定装置の概略図を図示する。
は、インライン検査を行う統合された測定装置を有する歯切り盤、およびオフライン測定を行う外部測定装置を備える、本発明の代表的な生産ラインの概略図を図示する。
は、歯切り盤、インライン検査が行われる第一の外部測定装置、およびオフライン測定が行われる第二の外部測定装置を備える、もう一つの本発明の代表的な生産ラインの概略図を図示する。
は、本発明の第一の方法の概略的なフローチャートを図示する。
は、本発明の第二の方法の概略的なフローチャートを図示する。

実施例

0025

本明細書では、関連性のある文献および特許でも使用される用語が使用される。しかし、これらの用語の使用は、より良い解釈をもたらすことを意図されているだけであることを特される必要がある。本特許の請求項の発明の概念および保護の範囲は、用語の特定の選択によって限定されない。本発明は、他の概念のシステム、および、又は対象となる領域に容易に当てはめられることができる。他の対象となる領域では、用語が準用されるものとする。

0026

図2および図3で図示される本発明の有利な実施形態では、(装置全体100としても参照される)生産ライン100が提供される。生産ライン100は、少なくとも一つの歯切り盤150、およびインライン検査iMを行う測定装置を備える。この測定装置は、図2で概略的に図示されるように、歯切り盤150の一部であってもよい。機能ブロックiMが、図2では歯切り盤150の周辺に与えられ、さらに符号30を与えられている。代替として、測定装置は、概略的に図3で図示されるように、外部測定装置として設計されてもよい。機能ブロックiMを備える測定装置140が、図3では、歯切り盤150の次に位置する。

0027

これは、すべての実施形態で、歯切り盤150の内部又は外付けに(例えば、歯切り盤150の作業領域で統合された測定装置として)測定装置30又は140が配置されてもよいことを示す。測定装置30又は140は、ここでは、インライン検査装置として参照される。又は、測定装置30又は140は、例えば、独立した測定装置140として設計されてもよい。いかなる場合でも、生産ライン100における歯車部品BTのハンドリングは、所定の方法で自動化される。その方法では、一連の部品の各歯車部品BTは、歯切り盤150の機械加工中に、又は後にインライン検査iMを受ける。

0028

すべての実施形態では、インライン検査iMは、部品BTの検査として表される。検査は、一連の生産のクロックレートで行われるのに十分な速さである。

0029

これは、測定装置30又は140がインライン検査装置としてここで表されることを示す。インライン検査装置のクロックスピードは、生産ライン100より速い、又は同じ速さである。生産ライン100の最も遅いリンクが、ライン全体のクロックスピードを定める。例えば、歯切り盤150に歯車部品BTを取り込ませることが2秒かかり、歯切り盤150で機械加工することが8秒かかり、さらに歯切りされた輪形部品BTをインライン検査装置130に移送することが2秒かかる。その場合に、生産ライン100のこの部分は、機械加工された部品BTを12秒毎に搬出する。インライン検査装置130は、インライン検査iMを十分な速さで部品BTに受けさせることができる。そのため、インライン検査装置140のクロックタイムは、簡単な例を与えるため、12秒よりも短い、又は同じであってもよい。

0030

図4は、本発明の方法のステップのフローチャートを図示する。以下では、特に、図4が参照されている。

0031

歯車部品BTの自動化された機械加工の方法は、本発明に記載の以下のステップを備える(アルファベット順小文字が使用され、ステップの強制的な時系列順序が導かれるものではない)。
a)歯切り盤150で歯車部品BTを機械加工するステップ(ステップS1)。
b)機械加工S1後に歯車部品BTのインライン検査iMを行うステップ(ステップS2)。このステップでは、インライン検査iMが、少なくとも一つの検査値Pwを与える。
c)少なくとも一つの検査値Pwと少なくとも一つの基準値Vw(例えば設定値)との比較を行うステップ(ステップS3)。
d)ステップc)(ステップS3)が真である場合に、歯車部品BTは良品GTとして出力されるステップ(ステップS4)。
e)ステップc)が偽である場合に、
f)該当する歯車部品BTをオフライン測定装置20に移送するステップ(ステップS5)。
g)該当する歯車部品BTのオフライン測定oMをオフライン測定装置20で行うステップ(ステップS6)。このステップでは、オフライン測定oMが、少なくとも一つの測定値Mwを与える。
h)測定値Mwと検査値Pwとの直接的又は間接的な比較を行うステップ(ステップS7)。
i)ステップh)が、検査値Pwからの測定値Mwの振れ、又は予め定まる限界内の振れのみを出力しない。その場合に、インライン検査iMを自動的に調整させるステップ(ステップS8)。

0032

以下に、これらのステップa)からi)の詳細な記載がされる。

0033

ステップa)(ステップS1)では、例えば、歯切りが、研削加工、および、又はフライス加工によって事前に歯切りをされていない部品BTに与えられてもよい。ステップa)は、例えば、事前に歯切りされた部品BTの微細加工に使用されてもよい。

0034

インライン検査装置30又は140は、歯切り盤150の内部又は外付けに配置される。その場合に、歯切り盤150のワークのスピンドルは、ステップの中で、加工位置から測定位置へ移される。歯車部品BTは、機械加工の間に、歯切り盤150にクランプされる。インライン検査装置30又は140が、この測定位置では、インライン検査iMを迅速な手順で行うために、ステップb)(ステップS2)で使用される。

0035

わずかな時間のみ、厳しい時間的拘束のために、インライン検査iMを行うことに費やすことができる。そのため、そのようなインライン検査は、常に、少数パラメータ変数、又は値の検査を伴うことのみできる。このインライン検査iMの結果は、常に、少なくとも一つの値を与える。この値は、ここでは、検査値として参照される。

0036

歯車部品BTの全測定は、オフライン測定装置20でのみ可能である。このオフライン測定oMの結果は、常に、少なくとも一つの値を与える。この値は、ここでは、測定値として参照される。

0037

オフライン測定装置は、ここでは、測定装置20として参照される。測定装置20のクロックスピードは、生産ライン100のクロックスピードよりも遅い。

0038

本発明のすべての実施形態では、オフライン測定装置20が、インライン検査装置30又は140のように、少なくとも同一、又は類似のパラメータ、変数、又は値を検出するように設計される必要がある。例えば、インライン検査装置30又は140は、歯車部品BTの歯の厚さを確認する。その場合に、オフライン測定装置20は、ステップS3を満足しなかった歯車部品BTの歯の厚さを測定できなければならない。

0039

他の実施形態では、ステップb)(ステップS2)において、歯車部品BTは、インライン検査iMを行うために、歯切り盤150で再クランプされてもよい(すなわち、第一のワークのスピンドルから第二のワークのスピンドルに移される)。その実施形態の場合に、検査の前に再クランプがされて、歯切り盤150の測定装置30は、好ましくは、周辺に配置される。周辺は、切り粉および冷却液から守られる。

0040

(例えば図3で図示される)独立したインライン検査装置140に関しては、ステップb)(ステップS2)の前のステップの中で、インライン検査装置140に向かう部品BTの一部又は完全な自動移送次々に行われる。この移送は、例えば、ロボット把持システム、又はコンベヤシステムによって行われる。図3では、この部品BTの移送が、ハンドリングの繋がり15によって図示される。

0041

一般的に、インライン検査は、本発明の範囲で、以下の検査方法の一つに関係する(以下のリストは、オープンリストとして解釈されることになる)。
k番目歯元の面のピッチを確認する方法。ただし、kは、歯車部品BTの歯の数zより小さい。
k番目の歯元の面のねじれ角を確認する方法。ただし、kは、歯車部品BTの歯の数zより小さい。
少なくとも一つの歯車部品BTの歯の厚さを確認する方法。
少なくとも一つの歯車部品BTの歯のギャップギャップ幅を確認する方法。

0042

本発明のすべての実施形態では、非接触式で作動するインライン検査装置30又は140が、好ましくは使用される。特に、分極反転過程光学式センサを使用する測定方法のような光学式測定方法が適当である。また、電磁誘導式測定方法も適当である。

0043

ステップc)(ステップS3)では、所定の比較が行われる。このステップでは、例えば、少なくとも一つの検査値Pwは、この比較のために、基準値Vw(例えば設定値)と比較される。検査値Pwは、インライン検査iMのときに定まる。図4では、ステップS3の比較は「判断」で図示される。原則として、ステップS2で予め検査された部品BTが正常であるかどうかが、ここで定まるためである。

0044

すべての実施形態では、そのような基準値Vwは、例えば所定の設定値であってもよい。この設定値は、該当する公差、又は部品の仕様を考慮する。

0045

すべての実施形態では、そのような基準値Vwは、例えば所定の設定値であってもよい。この設定値は、メモリから導かれてもよい(例えば、メモリ11から)。

0046

言い換えれば、機械加工S1後に、予め定まる部品仕様に歯車部品BTが該当するかどうかが、ステップc)(ステップS3)で確認される。しかし、本発明のインライン検査iMは、一つ又は少数の検査値Pwのみを与えること、およびステップS3の比較を検査値Pwに受けさせることができることが、考慮されなければならない。

0047

ステップb)およびステップc)の中では、部品BTの大まかな審査および評価が、準じて行われる。

0048

上述のように、インライン検査iMは、少なくとも一つの検査値Pwをステップb)で与える。検査値Pwの概念は、ここで拡張して解釈されることになる。インライン検査では、部品BTの少なくとも一つの特徴(パラメータ、変数、又は値)の検証が、関係するためである。従って、検査値Pwは、必ずしも正確な値である必要はない。代わりに、すべての実施形態では、これは、好ましくは、むしろ、定性的、又は第一に定量的な部品BTに関する記載である。

0049

以下では、図2および図3で図示されるように、モジュールiMからオフライン測定装置20に向かう方向でモジュールiMから出る実線矢印17が下向きに指し示すような方法で、良品と不良品での場合分けがされる。歯車部品BTが、インライン検査iMの範囲内で良品とされる(ステップd)。その場合に、歯車部品BTは、良品GTとして出力される(ステップS4)。従って、図2および図3では、符号GT付きの分岐が、下向き矢印17上で図示される。

0050

この分岐は、生産ライン100から部品BTが離れることを表す。部品BTは、大まかな検査および評価のときに良品とされる。図4では、良品GTが出ること、又は移されることがステップS4に該当する。

0051

歯車部品BTが、インライン検査iMの範囲内で良品とされない(ステップe)又はS5)。その場合に、この歯車部品BTは、(以降の通知があるまで)暫定不良品AT*として分類される。この場合に、暫定不良品AT*は、ステップf)(ステップS5)でオフライン測定装置20に移送される。従って、図2および図3では、矢印AT*が、オフライン測定装置20への向きを指し示す。

0052

図2および図3の例によって図示されるように、良品GTと暫定不良品AT*の数の差が、装置全体100のようなものの経済的な運営にとって重要である。暫定不良品AT*として各部品BTが、区別され、さらに個別に測定されるものとする。その場合に、オフライン測定装置20は、ほぼインライン検査装置のように使用される。この場合に、オフライン測定装置20の相対的に遅いクロックタイムは、生産ライン100の生産量を著しく減らす。

0053

従って、検査方法iMと測定方法oMの二つの間で有益な均衡を達成することが、本発明の装置全体100を作動させるにあたり重要である。信頼性およびロバスト性のある作業解決手段が、この手法の枠組みの中で可能になる。そのために、本発明は、ステップi)でのインライン検査iMの自動的な適合を使用する。これは、オフライン測定oMがそのような適合を必要とする場合である。

0054

ステップi)のすべての実施形態では、好ましくは、インライン検査iMの実際の適合が行われる。これは、オフライン測定oMの測定値Mwからインライン検査iMの検査値Pwが著しく逸脱する場合のみである。また、トレランスウインドウが、この目的のために、ここで特定されてもよい。そのようなトレランス・ウインドウの一つが、検査値Pw(例えばPw±5%)又は測定値Mw(例えばMw±5%)に関してもよい。従って、本発明に記載の方法は、オフライン測定oMによる外部整合を備える迅速なインライン検査iMを使用する。外部整合が、インライン検査iMの品質の持続的な確認、さらに必要であればインライン検査iMの校正をできるようにするためである。

0055

検査値からの測定値の振れがあるかどうかが、自動的な適合をできるようにするために、ステップi)で定まる。図4では、ステップS7の比較は「判断」で図示される。ここで、原則として、部品BTのインライン検査iMがオフライン測定oMに合わせるかどうかが、より詳細に再び定まるためである。

0056

ステップS7では、測定値Mwが検査値Pwに一致するかどうかが、好ましくは、すべての実施形態で定まる。この場合、振れは0となる。しかし、実際には、小さな振れが、測定値Mwと検査値Pwの間で常に発生する。部品BTは、さらにこれらの場合の仕様に該当してもよい。従って、(公差の)限界は、部品BTが仕様外であるために、その部品BTと仕様内の部品BTを区別できるように、好ましくは、すべての実施形態のステップS7に設定される。

0057

初めに記載されたように、直接的な比較、又は間接的な比較が、ステップS7の部分として行われる。直接的な比較、又は間接的な比較は、以下の簡単な例を参照して説明される。例えば、インライン検査iMが、歯の厚さ3mm±0.2mmを検査値Pwとして与え、そしてオフライン測定oMが、歯の厚さ3.1mmを測定値Mwとして与える。その場合に、オフライン測定oMは、インライン検査の結果を認める(Mw=3.1mmが、検査値の範囲内で、2.8mmと3.2mmの間であるため)。例えば、インライン検査iMが、センサ検査電圧振幅を検査値Pwとして出力する。その場合に、この検査値Pwは、ステップS7で比較ができるように処理されなければならない。この比較の形式は、間接的な比較としてここでは参照される。

0058

所定の振れが、測定値Mwと検査値Pwの間にある。その場合に、オフライン測定装置20の正確な(後の)検査は、インライン検査装置30又は140の(暫定)検査とは(明らかに)異なる結果となる。この場合に、暫定不良品AT*は、例えば、良品とされることがある。図4の方法は、ステップS7からステップS8およびステップS10へ分岐する。

0059

インライン検査iMの自動的な適合は、そのような振れがあるとき、本発明に記載されたステップi)で行われる。図2および図3では、この適合が、破線矢印18で図示される。破線矢印18は、オフライン測定oMとインライン検査iMを「接続」させる。図4および図5では、この適合が、ステップS8およびリターン・ループ141で図示される。

0060

「自動調整」という用語は、以下で説明されるような、本発明の範囲内の様々な実施形態を備えてもよい。

0061

自動調整は、例えば、本発明の範囲内では、インライン検査装置30又は140の(後の)調整又はキャリブレーションとなるように解釈される。例えば、インライン検査装置30又は140のセンサが、電圧信号を送る。電圧信号の振幅は、歯車部品BTの測定値に比例して変化する。その場合に、正確な角度の値は、2ボルトとなるようにされる。この正確な角度の値は、オフライン測定装置20での少なくとも一度の(後の)測定に基づく。

0062

自動調整が、例えば、インライン検査装置30又は140の感度調整又はキャリブレティングに使用されてもよい。又は、適合が、評価テーブルにおけるテーブルルックアップ校正要素として使用されてもよい。

0063

好ましくは、本発明のすべての実施形態では、インライン検査iMおよびオフライン計測oMの振れが、自動調整される前に、ステップS8で評価される。

0064

いくつかの部品BTの一連の測定で行われた評価は、線形な振れを示す。その場合に、線形な補正値は、例えば、自動調整の一部として、インライン検査装置30又は140に渡される。この補正値は、次のインライン検査iMの実行中に、又は検査値Pwの計算処理中に線形な補正値として加算又は減算される。

0065

本発明のすべての実施形態では、振れの計算解析が、ステップS8でされてもよい。例えば、検査手段30又は140と測定装置20の結果の差が、この解析に基づいた自動調整を行うために評価されてもよい。

0066

インライン検査iMの適合の自動的な実行(ステップS8)は、すべての実施形態で、(例えばインライン検査iMの再調整によって、又は例えば測定装置30又は140のセンサの感度を変えることによって)インライン検査装置30又は140に直接影響を及ぼしてもよい。又は、適合は、インライン検査iMの評価(例えば、検査値Pwの計算処理)が純粋に数学的に(例えば、補正値又は補正要素によって)調整されるような方法で間接的にされる。

0067

好ましくは、後続のステップは、本発明のすべての実施形態に続く。後続のステップは、ステップS6で正確に測定されたばかりの部品BTが後に良品GTに分類される(ステップS10)、又は不良品AT*の分類であると認める(ステップS9)ことができる。この後続のステップは、図2および図3のオフライン測定装置20の左側の分岐19で図示される。暫定不良品AT*としての分類が認められる。その場合に、この部品BTは、最終的に不良品として扱われる。そして、符号「AT」が、図で使用される。

0068

任意で、本発明の方法は、要素142、S11、および143によるさらなるループを備えてもよい。該当する要素142、S11、および143は、任意の実施形態であるため、図4の破線で図示される。工程が、ステップS7からS9へ分岐する。その場合に、ステップS11の検査ルーチンが行われてもよい。すべての実施形態では、この検査ルーチンは、最終的な部品ATを(計算で)解析するように設計されてもよい。

0069

また、すべての実施形態では、要素142、S11、および143によるループが、図4又は図5のフローチャートの異なる位置に取り付けられてもよい。ステップS11の校正は、例えば、部品BTの「良品と確定した」状態の場合、および選別の場合の両方で有益となる可能性がある。

0070

好ましくは、閾値が、ステップS11で使用される。本発明の方法は、閾値を超える場合に、機械加工を適合させるようにステップS1の実際の工程に介入する。これは、大量の不要な不良品ATを工程が生産しないことを保証できる。

0071

また、加えて、又は代替として、そのような検査ルーチンは、ステップS3の周辺で(例えば、ステップS5で、又は図5で図示されるようにステップS3の前で)使用されてもよい。従って、ステップS7の領域で検査ルーチン(ステップS11)が実行される、又はステップS3の領域で検査ルーチン(図示せず)が実行される、又はステップS3およびステップS7の領域で検査ルーチンが実行される各場合の実施形態が、可能である。

0072

良品GTと不良品ATの最終的な区別が、図4および図5のステップS10およびステップS9で図示される。

0073

図5は、さらなるフローチャートによって、本発明に記載の方法の追加の実施形態のステップを図示する。以下では、図5が、数ある中で参照される。特に記載されていなければ、図4のステップS1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、およびS8についての説明が、参照される。以下では、違いが、主に記載される。

0074

図4とは異なり、要素144、S12、および145によるステップS3の周辺での任意の校正ループが、図5では当てはまる。この校正ループは、図4の要素142、S11、および143による任意の校正ループに類似していてもよい。

0075

図4の特徴に加えて、図5の方法は、振れの解析手段を備える。すべての実施形態では、これらの手段は、要素146、S13、および、例えば要素147と148の少なくとも一つを備えてもよい。ステップS13では、振れの計算解析は、ソフトウェアモジュールを使用される。

0076

この解析が適合を必要とする。その場合に、インライン検査iM、および、又はオフライン測定oMの検査基準の適合は、図5パス147および148によって図示されるように行われる。例えば、公差の限界の変化が、検査基準の適合に備わってもよい。しかし、検査方法の変化も、以下の簡単な例で説明されるようにあってもよい

0077

例えば、インライン検査iMは、部品BTの3つの歯元の面のみの非接触式ピッチ測定をステップS2で行うために本来設計される。その場合に、検査方法の変化が、ステップS2に介入してもよい。この検査方法の変化では、3つより多い歯元の面の測定が、ピッチ測定に備わる。

0078

本発明のすべての実施形態では、任意で、追加の工程の変化が、ステップS8、および、又はS13に備わる。これは、以下に簡単な例を参照して説明される。

0079

工程の変化として、例であるステップS1又はステップS2では、部品BTの温度が測定されて蓄積されてもよい。温度の測定と蓄積は、追加のパラメータを与える。追加のパラメータは、インライン検査iM、および、又はオフライン測定oMのために考えられてもよい。

0080

この方法で、不良品AT*又はATの数の増加が部品BTの特定の温度に起因するかどうかが、定まってもよい。

0081

この工程の変化の解析が、不良品AT*又はATが増加して生産されることを示す。その場合に、例えば、実際の不良品を特定の温度で機械加工S1が生産することが、オフライン測定oMがインライン検査iMを確認する間に、結論づけられてもよい。この場合に、校正は、例えば要素142、S11、143、および、又は144、S12、145によりステップS1の機械加工に影響を及ぼしてもよい。

0082

この工程の変化の解析が、増加した不良品AT*又はATが検出されること、およびインライン検査iMの誤りをオフライン測定oMが明らかにすることを示す。その場合に、例えば、部品BTが非常に高温となることを原因としてインライン検査iMが誤った結果を出力することが、結論づけられてもよい。この場合に、インライン検査iMの測定方針の適合が、例えばパス148によって行われてもよい。

0083

部品BTの状態変数又は状態値(例えば部品の温度)、および、又は歯切り盤150の状態変数又は状態値(例えば歯切り盤150でのワークのスピンドルの温度)、および、又は測定装置30又は140の状態変数又は状態値(例えば測定装置30又は140でのワークのスピンドルの温度)は、この場合に、プロセス変数として示される。

0084

10歯切り盤
11メモリ
12 両矢印
13コンピュータ
14ディスプレイ
15歯車部品のハンドリング/ハンドリングの繋がり
16分岐
17インライン検査iMの出力
18 自動適合
19 分岐
20測定装置
30 (統合された)測定装置
100装置全体/生産ライン/製造ライン
140 測定装置
141ループ/パス
142 ループ/パス
143 ループ/パス
144 ループ/パス
145 ループ/パス
146 ループ/パス
147 ループ/パス
148 ループ/パス
150 歯切り盤
AT不良品
AT*暫定不良品
BT(歯車)部品
GT良品
iM インライン検査
k 1より大きい整数
Mw測定値
自然数
oMオフライン測定
Pw検査値
S1−S13 ステップ
SWソフトウェア(モジュール)
Vw基準値
z 歯数

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