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技術 歯車を検査および/または測定する装置、およびその方法

出願人 クリンゲルンベルク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
発明者 アレクサンダー・ラントフォークト
出願日 2020年1月10日 (1年1ヶ月経過) 出願番号 2020-002646
公開日 2020年7月27日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-110912
状態 未査定
技術分野 歯車加工 数値制御
主要キーワード 回転検査 ノイズ検査 回転段階 把持システム 循環コンベア 循環ベルト 保護シールド ブーストモード
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

歯車ワークピース大量生産における使用に特に適する方法、対応する測定又は検査装置を提供する。

解決手段

歯車ワークピース10を検査および/または測定する装置210は、歯車ワークピース10を固定および回転駆動する第一のワークピーススピンドルと、歯車ワークピース10が第一のワークピーススピンドルに固定されているとき、歯車ワークピース10を回転駆動する回転駆動部M1と、歯車ワークピース10が第一のワークピーススピンドルに固定されているとき、歯車ワークピース10を検査および/または測定する測定手段40とを備える。回転駆動部M1は、測定手段40が、歯車ワークピース10を検査および/または測定するために使用されている一方で、測定および/または検査段階において、第一のワークピーススピンドルを含み、歯車ワークピース10を回転駆動するように設計されている。

概要

背景

歯車ワークピース自動加工に対して、様々なアプローチがある。以下、設備前景にあり、当該設備内で、アセンブル段階またはアセンブル形式で、歯車ワークピース上およびその周囲において、複数の順序または手順が組み合わされる。ここで、当該設備は、複合工作機械と称され、当該用語は広く理解されるものである。

当該複合工作機械は、歯車ワークピースを加工するために使用される、少なくとも一つの領域を含む。たとえば、歯車ワークピースの加工は、予備歯切り、および/または、歯切り、および/または、歯車ワークピースの仕上げ加工を、含む。

一例となる複合工作機械100の加工領域の要素が、図1に示されている。当該複合工作機械100は、研磨機の要素を含む。必須の要素が当該図において特定されるが、特に、これらは、研削工具2と歯車ワークピース10を有するワークピーススピンドル3とを有する、工具スピンドル1である。さらに、ワークピース10の創成研削の間に使用され得る軸の幾つかは、当該図に示されている。これらは、NC制御可能な3つの直線軸X,Y,Zである。さらに、研削工具2を回転駆動させることができる回転軸B(工具回転軸と呼ばれる)が、図示されている。ワークピース10の傾斜角に応じて、ウォーム(worm)砥石車2のピッチをもたらすために、研削工具2を有する工具スピンドル1は、ピボット軸A回りに回転する。さらに、ワークピース10を回転駆動することができるように、一つの回転軸C(ワークピース軸とも称される)が存する。図1に基づいて示されるように、研削工具2を用いて、ワークピース10に対して創成研削を施すことができるように、一連協調的、NC−制御された、線形、回転、および旋回運動全体を必要とする。

たとえば、図1に示すように、複合工作機械は、加工領域に加えて、更なる複数の加工領域、および/または、1つ以上の測定または検査領域を、備えることができる。測定または検査領域は、測定または検査装置を有する。

個々のシーケンスが自動的に動作するなら、複合工作機械、測定装置、または検査装置は、歯車ワークピースを装着および脱着するためのハンドリング装置を、備えることができる。

当該複合工作機械および測定又は検査装置において、費用対効果は、スループットに依存しているので、単位時間当たりのスループットは、重要な意味をもつ。スループットは、個々の加工時間、点検又は測定時間、および2次的処理トータル時間の合計となる。

したがって、単位時間当たりのスループットを増加するために、これまでは、個々の処理の平行化に集中してきた。たとえば、第一の歯車ワークピースが、複合工作機械の加工領域でカットされる一方で、たとえば、第二の歯車ワークピースが、複合工作機械の測定または検査領域において、品質管理を受けることができる。歯車ワークピースの測定又は検査は、加工前、加工中、または加工後に実行され得る。

概要

歯車ワークピースの大量生産における使用に特に適する方法、対応する測定又は検査装置を提供する。歯車ワークピース10を検査および/または測定する装置210は、歯車ワークピース10を固定および回転駆動する第一のワークピーススピンドルと、歯車ワークピース10が第一のワークピーススピンドルに固定されているとき、歯車ワークピース10を回転駆動する回転駆動部M1と、歯車ワークピース10が第一のワークピーススピンドルに固定されているとき、歯車ワークピース10を検査および/または測定する測定手段40とを備える。回転駆動部M1は、測定手段40が、歯車ワークピース10を検査および/または測定するために使用されている一方で、測定および/または検査段階において、第一のワークピーススピンドルを含み、歯車ワークピース10を回転駆動するように設計されている。C

目的

本発明の目的は、効率的な方法、特に、歯車ワークピースの大量生産における使用に特に適する方法を、提供する

効果

実績

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請求項1

歯車ワークピース(10)を検査および/または測定する装置(210)であって、前記歯車ワークピース(10)を固定および回転駆動する、第一のスピンドル(11)と、前記歯車ワークピース(10)が前記第一のスピンドル(11)に固定されているとき、前記歯車ワークピース(10)を回転駆動する、回転駆動部(M1)と、前記歯車ワークピース(10)が前記第一のスピンドル(11)に固定されているとき、前記歯車ワークピース(10)を検査および/または測定する、測定手段(40)とを、備えており、前記回転駆動部(M1)は、前記測定手段(40)が、前記歯車ワークピース(10)を検査および/または測定するために使用されている一方で、測定および/または検査段階において、前記第一のスピンドル(11)を含み、前記歯車ワークピース(10)を回転駆動するように、設計されており、少なくとも部分的に前記歯車ワークピース(10)を濡らし、または前記歯車ワークピース(10)に付着する、液体(F1,F2)を振り落とすための回転段階において、前記第一のスピンドル(11)を含み、前記歯車ワークピース(10)を回転駆動するように、設計されている、ことを特徴とする装置。

請求項2

前記回転駆動部(M1)は、前記測定および/または検査段階において、第一の回転速度(ω1)で、前記第一のスピンドル(11)を含み、前記歯車ワークピース(10)を回転駆動するように、設計されており、さらに、前記回転段階において、前記第一の回転速度(ω1)よりも速い第二の回転速度(ω2)で、前記第一のスピンドル(11)を含み、前記歯車ワークピース(10)を回転駆動するように、設計されている、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。

請求項3

フード(31)および/または保護シールド(30)を、さらに備えており、前記フード(31)および/または前記保護シールド(30)は、前記回転段階前に、保護位置へと移動することができるように、移動可能であり、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の装置。

請求項4

前記測定手段(40)は、シングルフランク回転検査、および/または、ダブルフランク回転検査、および/または、螺旋検査、および/または、構造伝達ノイズ検査および/または回転加速度検査、および/または、非接触測定または検査を、実行するように、設計されている、ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の装置。

請求項5

前記測定手段(40)は、マスタ歯車(12)を、備えており、前記マスタ歯車(12)は、前記シングルフランク回転検査、および/または、前記ダブルフランク回転検査、および/または、前記螺旋検査、および/または、前記構造伝達ノイズ検査および/または前記回転加速度検査を実行するように、歯車ワークピース(10)と噛み合うことが可能である、ことを特徴とする請求項4に記載の装置。

請求項6

前記液体(F1,F2)は、潤滑剤、および/または、冷却剤、および/または、コントラスト剤である、ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の装置。

請求項7

測定手段(40)は、前記歯車ワークピース(10)の非接触検査を実行するように、設計されており、前記歯車ワークピース(10)は、前記測定および/または検査段階において、回転駆動される、ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の装置。

請求項8

前記測定手段(40)は、光学測定手段である、ことを特徴とする請求項7に記載の装置。

請求項9

前記液体(F1,F2)は、コントラスト剤である、ことを特徴とする請求項8に記載の装置。

請求項10

前記装置は、加工領域(220)を有する複合工作機械(200)の構成要素であり、前記加工領域(220)は、前記歯車ワークピース(10)を固定および回転駆動する、少なくとも一つの第二のスピンドル(21)と、回転駆動可能な歯切り工具(22)と、前記第二のスピンドル(21)上に前記歯車ワークピース(10)が固定されながら、当該歯車ワークピース(10)に対する歯切り工具(22)の加工動作を実行するためにデザインされた、複数の軸(X,Y,Z,B)と、前記歯車ワークピース(10)に対して液体(F1)をつける、液体供給部(60)とを、有する、ことを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の装置。

請求項11

前記液体供給部(60)は、前記加工領域(220)において、前記歯車ワークピース(10)に対して前記液体(F1)をつけるように、設計されている、ことを特徴とする請求項10に記載の装置。

請求項12

前記装置は、前記歯車ワークピース(10)が前記第一のスピンドル(11)に固定される前、および/または、前記歯車ワークピース(10)が、前記第一のスピンドル(11)に固定され、さらに前記歯車ワークピース(10)が、前記測定手段(40)を用いて検査および/または測定されるときに、前記歯車ワークピース(10)に対して液体(F2)をつけるように設計された液体供給部(61)を、さらに備えている、ことを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載の装置。

請求項13

前記装置は、前記歯車ワークピース(10)を、ワークピース供給部(51)から前記第一のスピンドル(11)へと、移動するように設計されたハンドリング装置(50)を、さらに備えている、ことを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか1項に記載の装置。

請求項14

前記装置は、前記歯車ワークピース(10)を、ワークピース供給部(51)から前記第二のスピンドル(21)へと、移動するように、かつ、前記歯車ワークピース(10)を、前記第二のスピンドル(21)から前記第一のスピンドル(11)へと、移動するように設計されたハンドリング装置(50)を、さらに備えている、ことを特徴とする請求項10乃至請求項13の何れか1項に記載の装置。

請求項15

前記ハンドリング装置(50)は、前記ワークピース供給部(51)としての少なくとも一つの循環ベルトと、グリッパ(52)とを、備える、ことを特徴する請求項13又は請求項14に記載の装置。

請求項16

前記第一のスピンドル(11)は、前記回転段階において、前記歯車ワークピース(10)から前記液体(F1,F2)を振り落とすため、300RPMよりも速い速さ、好ましくは1000RPMよりも速い速さで、前記歯車ワークピース(10)を回転駆動するように、設計されている、ことを特徴とする請求項1乃至請求項15何れか1項に記載の装置。

請求項17

歯車ワークピース(10)を検査および/または測定する方法であって、前記歯車ワークピース(10)の液体(F1,F2)を振り落とすため、前記検査および/または測定前および/または後、回転段階において、前記歯車ワークピース(10)を回転し、前記振り落としと同じ把持状態で、前記検査および/または測定を、実施する、ことを特徴とする方法。

請求項18

前記歯車ワークピース(10)が、第一のスピンドル(11)で固定されている一方で、前記検査および/または測定において、当該歯車ワークピース(10)を、第一の回転速度(ω1)で回転駆動し、前記歯車ワークピース(10)が、前記第一のスピンドル(11)で固定されている一方で、前記回転段階において、当該歯車ワークピース(10)を、第二の回転速度(ω2)で回転駆動し、前記第二の回転速度(ω2)は、前記第一の回転速度(ω1)よりも速い、ことを特徴とする請求項17に記載の方法。

請求項19

前記回転段階で、前記歯車ワークピース(10)の前記液体(F1,F2)を振り落とすために、前記回転段階において、300RPMよりも速い、好ましくは1000RPMよりも速い、速度を印加する、ことを特徴とする請求項17または請求項18に記載の方法。

技術分野

0001

この発明の内容は、歯車検査および/または測定する、装置および方法である。

背景技術

0002

歯車ワークピース自動加工に対して、様々なアプローチがある。以下、設備前景にあり、当該設備内で、アセンブル段階またはアセンブル形式で、歯車ワークピース上およびその周囲において、複数の順序または手順が組み合わされる。ここで、当該設備は、複合工作機械と称され、当該用語は広く理解されるものである。

0003

当該複合工作機械は、歯車ワークピースを加工するために使用される、少なくとも一つの領域を含む。たとえば、歯車ワークピースの加工は、予備歯切り、および/または、歯切り、および/または、歯車ワークピースの仕上げ加工を、含む。

0004

一例となる複合工作機械100の加工領域の要素が、図1に示されている。当該複合工作機械100は、研磨機の要素を含む。必須の要素が当該図において特定されるが、特に、これらは、研削工具2と歯車ワークピース10を有するワークピーススピンドル3とを有する、工具スピンドル1である。さらに、ワークピース10の創成研削の間に使用され得る軸の幾つかは、当該図に示されている。これらは、NC制御可能な3つの直線軸X,Y,Zである。さらに、研削工具2を回転駆動させることができる回転軸B(工具回転軸と呼ばれる)が、図示されている。ワークピース10の傾斜角に応じて、ウォーム(worm)砥石車2のピッチをもたらすために、研削工具2を有する工具スピンドル1は、ピボット軸A回りに回転する。さらに、ワークピース10を回転駆動することができるように、一つの回転軸C(ワークピース軸とも称される)が存する。図1に基づいて示されるように、研削工具2を用いて、ワークピース10に対して創成研削を施すことができるように、一連協調的、NC−制御された、線形、回転、および旋回運動全体を必要とする。

0005

たとえば、図1に示すように、複合工作機械は、加工領域に加えて、更なる複数の加工領域、および/または、1つ以上の測定または検査領域を、備えることができる。測定または検査領域は、測定または検査装置を有する。

0006

個々のシーケンスが自動的に動作するなら、複合工作機械、測定装置、または検査装置は、歯車ワークピースを装着および脱着するためのハンドリング装置を、備えることができる。

0007

当該複合工作機械および測定又は検査装置において、費用対効果は、スループットに依存しているので、単位時間当たりのスループットは、重要な意味をもつ。スループットは、個々の加工時間、点検又は測定時間、および2次的処理トータル時間の合計となる。

0008

したがって、単位時間当たりのスループットを増加するために、これまでは、個々の処理の平行化に集中してきた。たとえば、第一の歯車ワークピースが、複合工作機械の加工領域でカットされる一方で、たとえば、第二の歯車ワークピースが、複合工作機械の測定または検査領域において、品質管理を受けることができる。歯車ワークピースの測定又は検査は、加工前、加工中、または加工後に実行され得る。

発明が解決しようとする課題

0009

複合工作機械において歯車ワークピース加工をさらに最適化する、および測定又は検査装置において歯車ワークピースの測定または測定をさらに最適化する、という要望がある。ここで、生産性に、特別な注意が向けられている。

0010

本発明の目的は、効率的な方法、特に、歯車ワークピースの大量生産における使用に特に適する方法を、提供することである。また、本発明の目的は、対応する測定又は検査装置を、提供することである。

課題を解決するための手段

0011

本発明の対応する方法は、請求項17の特徴により識別される。

0012

本発明の対応する装置は、請求項1の特徴により識別される。

0013

本発明の全ての実施の形態において、加工前、加工中、または加工後に、歯車ワークピースの測定又は検査を、実施してもよい。

0014

全ての実施の形態において、本発明の装置は、二つ以上のワークピーススピンドル(複数スピンドルの実施の形態として言及される)を有する複合工作機械として、設計されてもよい。また、全ての実施の形態において、本発明の装置は、複合工作機械の一部であってもよい。

0015

本発明の装置および方法は、最適化された移動経路により、識別される。当該移動経路は短く、および/または、当該移動経路は、ワークピーススピンドルからの、または複数のワークピーススピンドルの一つから装置の他のワークピーススピンドルへの、歯車ワークピースの迅速な移動を可能とする。

0016

全ての実施の形態において、本発明の装置は、一つまたは複数のワークピーススピンドル上における、自動化された把持システムを備えてもよい。

0017

たとえば、歯車ワークピースを緩め、ハンドリング装置の手段により当該歯車ワークピースを取り除くことができるように、およびたとえば、ハンドリング装置の手段により歯車ワークピースを供給し、ワークピーススピンドル上で当該歯車ワークピースを把持することができるように、複合工作機械は、好ましくは、全てのワークピーススピンドル上において、自動作動可能な把持手段(たとえば、チャック爪の形で)を備える。

0018

全ての実施の形態において、複合工作機械は、好ましくは、ハンドリング装置を備える。当該ハンドリング装置は、当該複合工作機械の一つのまたは複数のワークピーススピンドル上において、歯車ワークピースを直接脱着するために、設計される。

0019

全ての実施の形態において、複合工作機械は、好ましくは、ハンドリング装置を備える。当該ハンドリング装置は、少なくとも一つのコンベアベルト(好ましくは、循環コンベアベルト)に、直接アクセスする。これにより、当該コンベアベルトから歯車ワークピースを拾得することができ、さらに、後に、当該コンベアベルトに歯車ワークピースを再び置くことができる。

0020

ハンドリング装置の動きを含む全てのシーケンスは、好ましくは、共通の複合工作機械により、制御および実行される。ここで、当該複合工作機械は、個々の、加工、検査、または測定の処理を、周期的に実施する。

0021

少なくとも一部の実施の形態において、複合工作機械の加工領域、および複合工作機械の検査装置および/または複合工作機械のハンドリング装置の両方が、各々、別個コントローラを有するように、当該複合工作機械は設計されてもよい。ここで、加工領域、検査装置、およびハンドリング装置の相互作用を制御するために、これらのコントローラは、通信インターフェースを介して、統合される。

0022

全ての実施の形態において、歯車ワークピースのハンドリングが複数の段階を含むように、本発明の装置および方法を設計してもよい。個々の段階の順序は、任意であってもよい。以下、複数の段階の幾つかは、一例として言及される。複数の実施の形態のいくつかは、後述する複数の段階の全てを含んでいてもよい。他方、他の実施の形態では、当該言及される段階のサブセットのみを含んでもよい。
— 装置内にワークピースを導入し、把持するための供給段階
— 装置の工具を用いた、歯車ワークピースの予備の歯切り、および/または、歯車ワークピースの歯切り、および/または、歯車ワークピースの仕上げ加工のための加工段階
— 装置内での歯車ワークピースの測定および/または検査のための測定または検査段階
— 歯車ワークピースに対して以前に塗布された(たとえば、加工および/または測定/検査の間に)、液体振り落とすための回転(スピン)段階;
— 装置からワークピースを解放し、除去するための除去段階

0023

全ての実施の形態において、本発明に係る方法は、歯車ワークピースを測定および/または検査するために、特に設計され得る。ここで、歯車ワークピースから液体を振り落とすために、測定および/または検査前および/または間に、回転段階において、歯車ワークピースを回転する。

0024

液体は、歯車ワークピースを少なくとも部分的に濡らす、または、歯車ワークピースに付着するものであってもよい。液体(たとえば、研削油)は、先行する加工段階から生じ得る、および/または、液体(たとえば、ギアオイル)は、測定または検査段階前または中に、歯車ワークピースに適用されたものであってもよい。

0025

振り落としと同じ把持状態で、測定および/または検査を、本発明に従って実施する。すなわち、回転段階前に、歯車ワークピースを取り除き、当該歯車ワークピースを他のワークピーススピンドル上で把持する必要がない。

0026

さらに好ましい実施の形態は、各従属請求項から推測することができる。

図面の簡単な説明

0027

本発明の更なる詳細および利点は、例示的な実施の形態に基づいて、また図面を参照して、後述される。

0028

歯車ワークピースの(創成研削のための一つの領域に設計された、従来の技術に係る複合工作機械の概略斜視図である。
第一のスナップショットにおける、本発明の第一の実施の形態に係る測定又は検査装置の概略を示す上面図である。ここで、当該対応する装置は、シングルフランク回転検査、および/または、ダブルフランク回転検査、および/または、螺旋検査、および/または、構造伝達ノイズ検査、および/または、回転加速度検査のために、使用される。ここで、第一のスナップショットにおいて、単一のマスタ歯車が取り付けられている。
第二のスナップショットにおける、図2Aに示した第一の実施の形態の概略を示す上面図である。ここで、第二のスナップショットにおいて、歯車ワークピースとマスタ歯車とが互いに、回転している。
第三のスナップショットにおける、図2Aに示した第一の実施の形態の概略を示す上面図である。ここで、第三のスナップショットにおいて、歯車は回転している。
第一のスナップショットにおける、第一の実施の形態に係る、本発明の測定又は検査装置を有する複合工作機械の概略を示す上面図である。ここで、複合工作機械は、創成研削、および/または、シングルフランク回転検査、および/または、ダブルフランク回転検査、および/または、螺旋検査、および/または、構造伝達ノイズ検査、および/または、回転加速度検査のために、使用される。ここで、第一のスナップショットにおいて、単一のマスタ歯車とウォーム砥石車とが、取り付けられている。
第二のスナップショットにおける、図3Aに示した第一の実施の形態の概略を示す上面図である。ここで、第二のスナップショットにおいて、創成研削のために、歯車ワークピースは、ウォーム砥石車と噛み合っている。
第三のスナップショットにおける、図3Aに示した第一の実施の形態の概略を示す上面図である。ここで、マスタ歯車上で回転するために、第三のスナップショットにおいて、測定又は検査装置のスピンドルにおける回転研磨のあとに、歯車ワークピースが移動されている。
第四のスナップショットにおける、図3Aに示した第一の実施の形態の概略を示す上面図である。ここで、第四のスナップショットにおいて、歯車ワークピースは回転している。
第一のスナップショットにおける、本発明の第二の実施の形態に係る測定又は検査装置の概略を示す上面図である。ここで、測定又は検査装置には、ハンドリング装置が配設されている。
ハンドリング装置が配設された、本発明の測定又は検査装置を有する、第二の実施の形態に係る複合工作機械の概略を示す上面図である。

実施例

0029

ここでの記載と共に使用される用語は、関連する刊行物および特許においても使用されている。しかし、これらの用語の使用は、単に、より深い理解のために供する、ということに留意すべきである。本発明の概念および保護のためクレーム保護範囲は、当該用語の特定選択によっては、解釈の点において、制限されるべきではない。本発明を、他の用語体系および/または技術分野へと、容易に移行することができる。当該用語は、他の技術分野に、適切に適用されるべきである。

0030

図2Aは、第一の装置210の概略上面図を示している。第一の装置210は、歯車ワークピース10を検査および/または測定するために、設計されている。ここでの概略形状において、本質的な部品および構成要素のみが図示されている。

0031

装置210は、歯車ワークピース10を固定および回転駆動するための第一のワークピーススピンドル11を、備える。当該スピンドル11は、たとえばマシンベッド上に配置された回転垂直軸を、有する。歯車ワークピース10が第一のスピンドル11に固定されたとき、回転垂直軸回りにおいて角速度ω1で当該歯車ワークピース10を回転することができるように、当該歯車ワークピース10の回転駆動のために、回転駆動部M1が設けられている。

0032

装置210は、歯車ワークピース10が第一のスピンドル11に固定されたときに、当該歯車ワークピース10を検査および/または測定するための、測定手段40をさらに備える。

0033

多くの様々な測定手段を、本発明の全ての実施の形態において、使用することができる。たとえば、シングルフランクまたはダブルフランク回転検査、および/または、螺旋検査、および/または、構造伝達ノイズ検査、および/または、回転加速度検査のための手段、または光学や他の非接触動作測定手段(たとえばレーザスキャナー)である。

0034

装置220は、全ての実施の形態において、液体供給部60を備えることができる。歯車ワークピース10が第一のスピンドル11に固定される前に、当該液体供給部60は、当該歯車ワークピース10に対して、液体F1(たとえば、創成研削加工中に使用される研削油F1)を付加する。

0035

装置210は、全ての実施の形態において、液体供給部61を備えることができる。歯車ワークピース10が第一のスピンドル11に固定されるとき、当該液体供給部61は、当該歯車ワークピース10に対して、液体F2を付加する。当該液体F2(たとえば、ギアオイル)を、測定または検査段階前、または、測定または検査段階中に、使用してもよい。

0036

次のような実施の形態も可能である。つまり、当該実施の形態において、装置220が液体供給部60を備え、さらに装置210が液体供給部61を備える。ここで、これらの液体供給部60,61は、異なる液体F1,F2を供給することができる。

0037

全ての実施の形態において、装置210における歯車ワークピース10のハンドリングは、複数の段階を有する。個々の段階の順序(シーケンス)は、任意であってもよい。以後、例として、複数の段階について言及する。いくつかの実施の形態は、後述される全ての段階を含むことができ、他の実施の形態では、後述する段階の一部のみを含む。
—供給段階:この段階は、装置210内にワークピース10を導入し、把持するために、使用される。当該導入は、手動で実施することができるが、部分的に自動化されても、完全に自動化されてもよい。
—加工段階:この段階は、装置220の工具22を用いた、歯車ワークピース10の予備の歯切り、および/または、歯車ワークピース10の歯切り、および/または、歯車ワークピース10の仕上げ加工のために、使用される。
— 測定または検査段階:この段階は、装置210内での歯車ワークピース10の測定および/または検査のために、使用される。当該測定または検査段階において、手段40を用いて、歯車ワークピース10は、たとえば、シングルフランク回転検査、ダブルフランク回転検査、螺旋検査、シングルフランクまたはダブルフランク接触での構造伝達ノイズ検査、シングルフランク接触での回転加速度検査、または光学や他の非接触動作測定または検査(たとえば、レーザスキャナーを用いた)を、受けることができる。
− 回転(スピン)段階:この段階は、歯車ワークピース10に対して以前に塗布された、液体F1および/またはF2を振り落とすために、使用される。
—除去段階:この段階は、装置210からワークピース10を解放し、除去するために、使用される。当該除去は、手動で実施することができるが、部分的に自動化されても、完全に自動化されてもよい。

0038

測定手段40が、歯車ワークピース10を検査および/または測定するために、使用される一方で、測定または検査段階の間、第一のスピンドル11を含み、歯車ワークピース10を、回転垂直軸回りで回転駆動するために、全ての実施の形態において、回転駆動部M1を設計することができる。

0039

図2Bにおいて、当該測定または検査段階が図示されている。ここで、たとえば、シングルフランクまたはダブルフランク回転検査、および/または、螺旋検査、および/または、構造伝達ノイズ検査、および/または、回転加速度検査の間に、歯車ワークピース10に接して回転する、マスタ歯車12が使用される。この目的のために、歯車ワークピース10を、たとえば、第一の角速度ω1で、回転駆動することができる。

0040

前段階で塗布された液体F1および/またはF2を振り落すための回転段階の間に、第一のスピンドル11を含み、歯車ワークピース10を回転駆動するように、全ての実施の形態において、回転駆動部M1を設計することもできる。この第二の段階は、図2Cにおいて図示されている。

0041

全ての実施の形態において、当該回転段階を、たとえば、測定または検査段階の前および/または後で、適用してもよい。

0042

全ての実施の形態において、液体F1および/またはF2をとして、冷却剤潤滑剤(たとえばギアオイル)、冷却潤滑剤研磨剤(たとえば研削油)、およびコントラスト剤(contrast agent)などを、用いてもよい。

0043

たとえば、単一のノズルにより図面に図示されている、液体供給部60および/または61の手段により、全ての実施の形態において、液体F1および/またはF2を供給することができる。

0044

全ての実施の形態において、測定または検査段階中、または第一の回転速度ω1での加工段階中、または第二の回転速度ω2での回転段階に、第一のスピンドル11を含み、歯車ワークピース10を回転駆動するように、回転駆動部M1は、望ましくは設計されている。ここで、第二の回転速度ω2は、第一の回転速度ω1よりも速い。

0045

全ての実施の形態において、回転段階中に液体F1および/またはF2を確実に素早く振り落とすために、第一のスピンドル11を含み、歯車ワークピース10を、短期間に素早く高加速するブーストモードを、回転駆動部M1は好ましくは有する。

0046

検査および/または測定段階中に、歯車ワークピース10の制御された(好ましくは、NC−制御された)回転を提供できるように、回転駆動部M1は設計されている。よって、少なくとも同じ実施の形態において、回転駆動部M1の回転を制御できるように、当該回転駆動部M1は、角度エンコーダを備える。

0047

全ての実施の形態において、装置210は、移動可能に装着された、フード31および/または保護シールド30を、好ましくは備えている。これにより、回転段階前に、フード31および/または保護シールド30を、保護位置へと移動させることができる。少なくとも部分的に歯車ワークピース10を囲む保護シールド30は、図2Cに示されている。歯車ワークピース10を側面側から完全に囲むフード31は、図3Dに図示されている。

0048

全ての実施の形態において、必要に応じて上方向にフード31および/または保護シールド30を移動することができるように、マシンベッド内において、または第一のスピンドル11下方領域内において、フード31および/または保護シールド30は、好ましくは配置される。

0049

全ての実施の形態において、第一のスピンドル11の領域内において、装置210は、振り落とされた液体F1および/またはF2のためのドレインを、好ましくは備えている。

0050

更なる実施の形態を、図3A〜3Dに基づいて説明する。当該更なる実施の形態の装置210は、複合工作機械200の構成要素である。複合工作機械200は、歯車ワークピース10を固定し、回転駆動するための、少なくとも一つの第二のワークピーススピンドル21を有する、加工領域220を備える。

0051

当該スピンドル21は、たとえばマシンベッド上に配置された、回転垂直軸を有する。歯車ワークピース10がスピンドル21に固定されたとき、角速度ω3で回転することができるように、歯車ワークピース10を回転駆動するための回転駆動部M2が、配設れる。

0052

ここで示され説明されている実施の形態は、実質的に水平方向に並んだマシンベッドを備える。スピンドル11,21は、空間的に垂直に立った回転軸を有する。しかしながら、他の軸群であってもよい(たとえば、当該軸群は、水平方向または傾いたスピンドル軸を有する)。したがって、ここで示され説明された実施の形態は、当該軸群に関して、限定的に理解されるべきでない。

0053

回転駆動可能な歯切り工具22(ここでの例では、ウォーム砥石車が示されている)が、加工領域220内に配置されている。歯切り工具22を、回転駆動部M3の手段により、軸B回りに、回転駆動させることができる。

0054

全ての実施の形態において、複合工作機械200は、複数の軸(たとえば、線形軸X,Y,Z)を、さらに有していてもよい。たとえば、歯車ワークピース10が第二のスピンドル21に固定されている一方で、加工段階中に、歯車ワークピース10に対する歯切り工具22の加工動作を実行するために、当該複数の軸はデザインされる。

0055

全ての実施の形態において、複合工作機械200は、複数の軸(たとえば、線形軸X,Y,Z)を、さらに有していてもよい。当該複数の軸は、他の動きを実行するために、選択的または追加的に、デザインされてもよい。

0056

別途の加工領域220を有する全ての実施の形態において、図3A〜3Dに示されているように、測定または検査装置210は、当該加工領域220に隣接して配置されている。

0057

図3Aは、歯車ワークピース10が配設される前の複合工作機械200を、示している。つまり、供給段階前のスナップショットが、示されている。

0058

図3Bは、第二のスピンドル21に歯車ワークピース10が配設された後の複合工作機械200を、示している。つまり、供給段階後および加工段階の開始前のスナップショットが、示されている。両方向矢印Pは、相対的な加工動作および/または送り込み動作を示すためのものである。

0059

図3Cは、第二のスピンドル21から第一のスピンドル11への歯車ワークピース10の移動後、および測定および/または検査実施中の、複合工作機械200を示している。つまり、測定または検査段階中のスナップショットが、示されている。

0060

両方向矢印P1は、測定および/または検査中に、歯車ワークピース10がマスタ歯車12に噛み合わせることを、示している。ω1は、測定および/または検査中の角速度である。

0061

図3Dは、測定または検査後の複合工作機械200を、示している。歯車ワークピース10は、マスタ歯車12から、切り離されており、フード31が、液体F1および/またはF2を収集するための位置へともたらされている。当該フード31がなければ、振り落とし中に、液体F1および/またはF2は、他の領域を汚してしまう。よって、図3Dは、回転段階を示している。

0062

全ての実施の形態において、図4に概略的に示されているように、装置210は、ハンドリング装置50を備えていてもよい。当該ハンドリング装置50は、歯車ワークピース10を、ワークピース供給部51(たとえば、循環コンベアベルト)から、第一のスピンドル11へと移動するように、設計されている。当該目的のために、たとえば、少なくともy−z平面内で移動することが可能なグリッパ52を、使用してもよい。たとえば、図4のハンドリング装置50は、供給段階の範囲内において、使用され得る。

0063

全ての実施の形態において、図5に概略的に示されているように、装置210は、ハンドリング装置50を備えていてもよい。当該ハンドリング装置50は、歯車ワークピース10を、ワークピース供給部51(たとえば、循環コンベアベルト)から、第二のスピンドル21へと移動するように、および/または、歯車ワークピース10を、第二のスピンドル21から、第一のスピンドル11へと移動するように、設計されている。全ての実施の形態において、当該目的のために、たとえば、少なくともy−z平面内で移動することが可能なグリッパ52を、使用してもよい。

0064

全ての実施の形態において、構台配置により、グリッパ52を動かしてもよく、または、全ての実施の形態において、グリッパ52は、ロボットシステムの一部であってもよい。

0065

全ての実施の形態において、装置210は、次のようなハンドリング装置を備えていてもよい。当該ハンドリング装置は、ワークピース供給として使用されるのみでなく、むしろたとえば、複数の供給および除去ベルトをも備えている。当該複数の供給および除去ベルトは、たとえば、測定および/または検査後に、様々な除去ベルトによる品質分類に従って仕分けされた、歯車ワークピース10を除去することができる。

0066

本明細書および特許請求の範囲の適用上、測定または検査は、歯車ワークピース10の幾何学的データ、歯車ワークピース10の位置、または歯車ワークピース10の他の特徴が、測定手段により測定または決定され、および後処理ユニット(たとえば、コンピュータ)へと転送または引き渡される、プロセスである。

0067

装置210からのワークピース10の除去の際に、液体が下流側の設備または装置を汚すことを防ぐために、回転段階は、好ましくは、除去段階の直前に実施される。全ての実施の形態において、装置210は、駆動部M1を備え得る。当該駆動部M1は、ワークピーススピンドル11と関連しており、かつ、回転段階において可能な限り完全に液体F1および/またはF2を振り落とすために、300RPMより速い速度で、好ましくは1000RPMより速い速度で、歯車ワークピース10を回転駆動するように、設計されている。

0068

ここで採用されているように、液体は、たとえば金属やチップのような異物を含まない、オイルベースの液体である。また、各液体は、研磨剤も含まない。すなわち、少なくとも同じ実施の形態において使用される液体は、潤滑剤および/または冷却剤および/またはコントラスト剤として機能するように選択された、クリーンまたは純粋な液体である。好ましくは、液体は、潤滑剤および/または冷却剤および/またはコントラスト剤である。

0069

1工具スピンドル
2研削工具
3ワークピーススピンドル
10歯車ワークピース
11 第一のワークピーススピンドル、第一のスピンドル
12マスタ歯車
21 第二のワークピーススピンドル、第二のスピンドル
22加工工具、歯切り工具、研削工具
30保護シールド
31フード
40測定手段
50ハンドリング装置
51ワークピース供給部
52グリッパ
60,61液体供給部
100複合工作機械
200 装置、測定センタ、複合工作機械
210 測定または検査領域、測定または検査装置
220 加工領域
Aピボット軸
B,C回転軸
F1,F2液体
P加工動作
P1 動作、測定および/または検査動作
M1,M2,M3回転駆動部
ω1 第一の回転速度、角速度
ω2 第二の回転速度、角速度
ω3 更なる回転速度、角速度
X,Y,ZNC−コントローラI(線形)軸
y,z 座標

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