专利名称：用于测量齿面偏差的装置和方法、用于成形磨削工具的装置和方法、以及用于齿轮磨削装 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及当在磨削工具的磨削齿面和齿轮的齿面能够保持相互接触的同时使该磨削工具和该齿轮同步旋转时测量该齿轮的齿面相对于该磨削工具的磨削齿面的偏差 (偏转(rim-out))的装置和方法，成形磨削工具的装置和方法，以及在用磨削工具磨削齿轮时用于齿轮磨削装置的齿轮啮合方法。
背景技术：
迄今，广泛已知有一种在磨削工具的磨削齿面和修整齿轮的修整齿面保持相互接触的同时通过使磨削工具和修整齿轮同步旋转来成形磨削工具的磨削齿面的技术，以及一种在磨削工具的磨削齿面和工件齿轮的齿面保持相互接触的同时通过使磨削工具和工件齿轮同步旋转来磨削工件齿轮的齿面的技术。在前述技术的技术领域中，日本专利No. 3679184公开了一种在成形磨削齿面之前用于使修整齿轮的修整齿和磨削工具的磨削齿精确地啮合的方法。日本专利No. 3679184描述了脉冲发生器产生与磨削齿轮驱动马达的角位移对应的脉冲。基于来自脉冲发生器的脉冲输出的变化，针对磨削齿轮旋转的正常方向和相反方向的每个来检测修整齿轮的齿的齿面和磨削齿轮之间的接触。从检测到的接触确定修整齿轮的齿和磨削齿轮相互啮合的中心位置。在后述技术的技术领域中，日本专利No. 3910427和日本特开2000-3^141号公报
公开了与上述啮合方法有关的啮合方法。日本专利No. 3910427描述了基于工件轴相对于用于该工件轴或工具轴的命令值的位置偏差，针对工件轴旋转的正常方向和相反方向中的每个检测工件的齿的齿面和磨削工具的磨削面的位置，并且从所检测到的位置确定工件的齿和磨削工具的磨削面相互啮合的中心位置。日本特开2000-3^141号公报描述了通过声发射(AE)超声波传感器确认待加工的齿轮的齿的齿面和磨削齿轮螺杆的侧表面之间的接触，并且从所检测到的接触确定待加工的齿轮的齿和磨削齿轮螺杆相互啮合的中心位置。
发明内容
当磨削工具的磨削齿面由修整齿轮的修整齿面成形时，由于在安装修整齿轮时引起的轴位移、电沉积在磨削齿面上的磨粒涂层的直径变化、以及制造修整齿轮的精度而发生误差。误差表现为当成形磨削齿面时修整齿面相对于该磨削齿面的偏差。假如偏差太大，则磨削齿面和修整齿面不稳定地相互接触，趋向于导致成形磨削齿面的精度降低。当利用修整齿轮的整个修整齿成形磨削齿面时，磨削齿面的成形精度的降低变得最明显。使磨削齿面的成形精度的降低最小化的一个方法在于仅使用修整齿轮的修整齿中的一些齿。然而，仅使用修整齿轮的修整齿中的一些易于降低修整齿轮的成形能力。类似地，当齿轮的齿面由磨削工具的磨削齿面磨削时，可能降低磨削该齿轮的齿面的精度。解决上述问题的一个方法在于测量涉及上述的偏差。假如日本专利No. 3679184所公开的方法用来测量偏差，则因为仅检测到修整齿轮的一个齿和磨削齿轮之间的接触，所以修整齿轮的不同于该一个齿的其它齿和砂轮之间的接触未被检测到。因此，不能高度精确地测量偏差。假如日本专利No. 3910427和日本特开2000_3沈141号公报所公开的方法被用来测量偏差，则因为与日本专利No. 3679184所公开的方法相同的原因而不能高度精确地检
测偏差。鉴于上述问题得到了本发明。本发明的目的在于提供一种齿面偏差测量装置和齿面偏差测量方法，该装置和方法能高度精确地测量齿轮的齿面相对于磨削工具的磨削齿面的偏差。本发明的另一目的在于提供一种磨削工具成形装置和磨削工具成形方法，该装置和方法能通过高度精确地测量修整齿轮的修整齿面相对于磨削工具的磨削齿面的偏差来提高该磨削工具的成形精度并且还能提高该修整齿轮的成形能力。本发明的又一目的在于提供一种用于齿轮磨削装置的齿轮啮合方法，该方法能通过高度精确地测量工件齿轮的齿面相对于磨削工具的磨削齿面的偏差来使该工件齿轮的齿面的磨削精度高于以前得到的。根据第一发明，提供了一种齿面偏差测量装置，所述齿面偏差测量装置当磨削工具和齿轮在该磨削工具的磨削齿面和该齿轮的齿面能保持相互接触的同时相互同步旋转时测量该齿轮的齿面相对于该磨削工具的螺旋状磨削齿面的偏差，所述齿面偏差测量装置包括接触检测装置，该接触检测装置用于检测所述磨削齿面和所述齿面之间的接触；旋转速度改变装置，该旋转速度改变装置用于改变所述磨削工具和所述齿轮中任一者的旋转速度，使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定的范围内；以及测量装置，该测量装置用于测量所述磨削工具和所述齿轮的沿着该齿轮的整周的相位变化量，所述相位变化由所述旋转速度改变装置产生。通过根据第一发明的所述齿面偏差测量装置，因为所述旋转速度改变装置改变所述磨削工具和所述齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内，所以使所述磨削工具的所述磨削齿面和所述齿轮的所述齿面保持相互接触到规定的接触度。因此，由所述旋转速度改变装置引起的所述磨削工具和所述齿轮的相位变化量(旋转速度的变化量)与所述齿轮的所述齿面的偏差对应。因为所述测量装置测量所述磨削工具和所述齿轮沿着该齿轮的整周的相位变化量，所以能高度精确地测量所述齿轮的所述齿面相对于所述磨削齿面的偏差。假如所述旋转速度改变装置改变所述磨削工具的旋转速度，则因为所述齿轮的旋转位置与所述磨削工具和所述齿轮的相位变化量需要彼此相关联，所以可能需要复杂的控制过程。另一方面，假如所述旋转速度改变装置改变所述齿轮的旋转速度，则易于利用所述齿轮的旋转量(旋转位置或旋转角)使该齿轮的旋转位置与所述磨削工具和所述齿轮的相位变化量彼此相关联。因此，使所述控制过程与在所述旋转速度改变装置改变所述磨削工具的旋转速度的情况相比更简单。在第一发明中，所述接触检测装置可以包括AE传感器。所述AE传感器与所述接触检测装置包括振动传感器、扭矩传感器、累积脉冲传感器等的情况相比以更高的精度有效地检测所述磨削齿面和所述齿面之间的接触。根据第二发明，提供了一种齿面偏差测量方法，该方法当所述磨削工具和所述齿轮在磨削工具的磨削齿面和齿轮的齿面能保持相互接触的同时相互同步旋转时测量该齿轮的齿面相对于该磨削工具的螺旋状磨削齿面的偏差，所述齿面偏差测量方法包括通过接触检测装置检测所述磨削齿面和所述齿面之间的接触的检测步骤；改变所述磨削工具和所述齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内的旋转速度改变步骤；以及测量在所述旋转速度改变步骤中产生的所述磨削工具和所述齿轮沿着该齿轮的整周的相位变化量的测量步骤。通过根据第二实施方式的所述齿面偏差测量方法，所述旋转速度改变装置改变所述磨削工具和所述齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内，并且测量沿着所述齿轮的整周的所述磨削工具和所述齿轮的相位中产生的变化。因此，能高度精确地测量所述齿轮的所述齿面相对于所述磨削工具的所述磨削齿面的偏差。根据第三发明，提供了一种磨削工具成形装置，该磨削工具成形装置包括修整齿轮，该修整齿轮具有用于与磨削工具的螺旋状磨削工具的磨削齿面接触的修整齿面，在所述磨削齿面和所述修整齿面能保持相互接触的同时所述修整齿轮能与所述磨削工具同步旋转；用于检测所述磨削齿面和所述修整齿面之间的接触的接触检测装置；用于改变所述磨削工具和所述修整齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内的旋转速度改变装置；以及用于记录所述磨削工具和所述修整齿轮沿着该修整齿轮的规定范围的相位变化量的记录装置，其中基于由所述记录装置记录的信息使所述磨削工具和所述修整齿轮相互同步旋转。通过根据第三发明的所述磨削工具成形装置，所述旋转速度改变装置改变所述磨削工具和所述修整齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得检测结果落在规定范围内，因此使所述磨削工具的所述磨削齿面和所述修整齿轮的所述修整齿面保持相互接触到规定接触度。因此，由所述旋转速度改变装置引起的所述磨削工具和所述修整齿轮的相位变化量(旋转速度的改变量)与所述修整齿面的偏差对应。因为所述记录装置记录了所述磨削工具和所述修整齿轮沿着该修整齿轮的规定范围的相位变化量，所以能高度精确地测量所述修整齿面相对于所述磨削齿面的偏差。当基于由所述记录装置记录的信息使所述修整齿轮和所述磨削工具相互同步旋转时，当成形所述磨削工具时引起的所述修整齿面的偏差的效果能被忽略(降低)。因此，提高了所述磨削工具的成形精度。即使当利用所述修整齿轮的整周成形所述磨削工具时，也能防止所述磨削工具的成形精度降低。因此， 提高了所述磨削工具的成形精度，并且提高了所述修整齿轮的成形能力。在第三发明中，所述旋转速度改变装置能改变所述修整齿轮的旋转速度。当所述旋转速度改变装置改变所述修整齿轮的旋转速度时，易于从所述修整齿轮的旋转量(旋转位置或旋转角)使该修整齿轮的旋转位置与所述磨削工具和所述修整齿轮的相位变化量相互关联。因此，使所述控制过程与所述旋转速度改变这种改变所述磨削工具的旋转速度的情况相比更简单。在第三发明中，所述接触检测装置可以包括AE传感器。所述AE传感器与所述接触检测装置包括振动传感器或扭矩传感器或使用累积脉冲的情况相比以更高的精度有效地检测所述磨削齿面和所述修整齿面之间的接触。根据第四发明，提供了一种磨削工具成形方法，该方法包括在磨削工具的螺旋状磨削齿的磨削齿面和修整齿轮的修整齿面能保持相互接触的同时使该磨削工具和该修整齿轮相互同步旋转的同步旋转步骤；通过接触检测装置检测所述磨削齿面和所述修整齿面之间的接触的检测步骤；改变所述磨削工具和所述修整齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内的旋转速度改变步骤；以及记录所述磨削工具和所述修整齿轮沿着该修整齿轮的规定范围的相位变化量的记录步骤，其中基于所述记录步骤中记录的信息使所述磨削工具和所述修整齿轮相互同步旋转。通过根据第四发明的所述磨削工具成形方法，所述旋转速度改变装置改变所述磨削工具和所述修整齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内，并且记录沿着所述修整齿轮的规定范围的在所述磨削工具和所述修整齿轮之间的相位中产生的变化。因此，能高度精确地测量所述修整齿面相对于所述磨削齿轮的偏差。此外，因为基于通过所述记录步骤记录的信息使所述修整齿轮和所述磨削工具相互同步旋转，所以当成形所述磨削工具时引起的所述修整齿面的偏差的效果能被忽略(降低)。因此，提高了所述磨削工具的成形精度，并且提高了所述修整齿轮的成形能力。根据第五发明，提供了用于齿轮磨削装置的齿轮啮合方法，该方法包括在磨削工具的螺旋状磨削齿和工件齿轮的齿能保持相互接触的同时使所述磨削工具和所述工件齿轮相互同步旋转的同步旋转步骤；通过接触检测装置检测所述磨削工具和所述齿之间的接触的检测步骤；改变所述磨削工具和所述工件齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内、从而使所述齿的右齿面接触所述磨削齿的第一旋转速度改变步骤；改变所述磨削工具和所述工件齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内、从而使所述齿的左齿面接触所述磨削齿的第二旋转速度改变步骤；记录在所述第一旋转速度改变步骤和所述第二旋转速度改变步骤中成形的所述磨削工具和所述工件齿轮沿着该工件齿轮的整周的相位变化量的记录步骤；以及基于在所述记录步骤中记录的信息计算当所述磨削齿和所述齿保持相互啮合时该齿相对于该磨削齿的中心位置的计算步骤。通过根据第五发明的所述齿轮啮合方法，因为所述第一旋转速度改变步骤改变所述磨削工具和所述工件齿轮中任一者的旋转速度使得由所述接触检测装置取得的检测结果落在规定范围内，所以使所述磨削工具的所述磨削齿面和所述工件齿轮的右齿面保持相互接触到规定接触度。因此，通过所述第一旋转速度改变步骤成形的所述磨削工具和所述工件齿轮的相位变化量与所述右齿面的偏差对应。类似地，在所述第二旋转速度改变步骤中成形的所述磨削工具和所述工件齿轮的相位变化量与左齿面的偏差对应。由于记录了所述磨削工具和所述工件齿轮沿着所述工件齿轮的整周的相位变化，所以能高度精确地测量所述工件齿轮的所述齿相对于所述磨削工具的所述磨削齿的偏差。因为基于所记录的信息计算出所述工件齿轮的所述齿的中心位置，所以发现了所述工件齿轮的所有齿相对于所述磨削齿的啮合中心位置。因此，因为所述工件齿轮的所有齿相对于所述磨削齿的所述啮合中心位置未显著移位，所以使所述工件齿轮的所述齿面的磨削精度高于以前得到的。因此， 因为能由此减少所述工件齿轮的轧屑，所以所述磨削工件能具有增大的使用寿命和减小的磨削时间。在第五发明中，所述第一旋转速度改变步骤可以改变所述工件齿轮的旋转速度， 并且所述第二旋转速度改变步骤可以改变所述工件齿轮的旋转速度。因此，易于从所述工件齿轮的旋转量(旋转位置或旋转角)使所述工件齿轮的旋转位置与所述磨削工具和所述工件齿轮的相位变化量相互关联，从而得到与所述磨削工具的旋转速度被改变的情况相比更简单的控制过程。
图1是根据本发明的磨削工具成形装置结合齿面偏差的测量装置的立体图；图2是示出根据第一实施方式的磨削工具和修整齿轮保持相互啮合的方式以及控制器的内部构造的框图；图3是用于成形磨削齿面的过程的主程序的流程图；图4是图3所示的流程图的子程序的流程图；图5是示出相对于修整齿轮的旋转位置的所测量的相位变化以及与该所测量的相位变化逼近的近似波形的曲线图；图6是示出图5所示的近似波形和表示基于该近似波形计算的成形相位变化数据的波形的曲线图；图7是示出根据第二实施方式的磨削工具和工件齿轮保持相互啮合的方式以及控制器的内部构造的框图；图8是用于磨削工件齿轮的齿面的过程的主程序的流程图；图9是图8所示的流程图的子程序的流程图；以及图10是示出关于左磨削齿面的近似波形和关于右磨削齿面的近似波形的一组曲线图，并且是示出表示在工件齿轮的相应的旋转位置处该齿轮相对于磨削齿的中心位置的所计算波形和基于所计算波形计算的平均中心位置的示意图。
具体实施例方式在下面将参照图1至图10描述根据本发明的实施方式的用于测量齿面的偏差的装置和方法，成形磨削工具的装置和方法，以及用于齿轮磨削装置的齿轮啮合方法。(第一实施方式)将在下面参照图1至图6描述本发明的第一实施方式。具体地，将在下面描述根据本发明的第一实施方式的磨削工具成形装置结合齿面偏差测量装置。由10表示的磨削工具成形装置是用于通过修整齿轮14成形(修整)磨削工具12 的装置。如图1和图2所示，磨削工具成形装置10包括放置在工厂等中的水平面上的床 16 ；用于在床16上支撑修整齿轮14以沿着该修整齿轮14的进给方向(由箭头A表示的方向)和旋转轴线Rl方向(由箭头B表示的方向)运动的齿轮支撑机构18 ；安装在齿轮支撑机构18上的用于使修整齿轮14旋转的齿轮旋转机构20 ；用于在床16上支撑磨削工具12 以沿着该磨削工具12的摆动方向(由箭头C表示的方向)和旋转轴线R2方向(由箭头D 表示的方向)运动的磨削工具支撑机构22 ；安装在磨削工具旋转机构22上的用于使磨削工具12旋转的磨削工具旋转机构M ；以及与床16相邻设置的控制器26。
齿轮支撑机构18包括被支撑在床16上以沿着由箭头A表示的方向往复运动的进给台观；以及被支撑在进给台观上以沿着由箭头B表示的方向往复运动的横向移动台 30。通过进给马达32和滚珠螺杆机构34能使进给台观沿着由箭头A表示的方向往复移动。通过横向移动马达36和滚珠螺杆机构(未示出)使横向移动台30能沿着由箭头B表示的方向往复移动。设置在横向移动台30上的齿轮旋转机构20包括用于保持能从其移除的修整齿轮14的齿轮轴38，用于如图2所示使修整齿轮14沿正常方向(由箭头E表示的方向)顺时针旋转以及沿相反的方向(由箭头F表示的方向)逆时针旋转的第一旋转马达40;以及用于输出表示修整齿轮14的相位(旋转角、旋转位置或旋转量)的信号(脉冲信号)的第一编码器42。未示出的减速器机构以可操作的方式连接在齿轮轴38和第一旋转马达40之间。用于检测磨削工具12和修整齿轮14之间的接触的接触式检测器44借助轴承(未示出)安装在齿轮轴38上。接触式检测器44包括接触式AE传感器，该传感器检测当磨削工具12和修整齿轮14相互接触时产生的弹性波(接触声)P。另选地，接触式检测器44可以包括无接触AE传感器、振动传感器或扭矩传感器，或者可以使用累积脉冲。累积脉冲可以以例如日本专利No. 3910427所公开的方式使用。用来成形磨削工具12的修整齿轮14在其外周面上具有多个修整齿46。每个修整齿46均具有用于接触磨削工具12的左修整齿面48L和右修整齿面48R。将例如金刚石磨粒涂层等电沉积在每个修整齿面48L、48R上，并且镀镍层插设在所述修整齿面与所述金刚石磨粒涂层等之间。磨削工具支撑机构22包括安装在床16的上表面上的直立柱50 ；支撑在柱50的侧表面上的用于沿着由箭头C表示的方向进行摆动运动的摆动工作台52 ；以及被支撑在摆动工作台52上用于沿着由箭头D表示的方向往复运动的移动台M。摆动工作台52能够通过未示出的摆动马达沿着由箭头C表示的方向摆动。移动台讨能通过移动马达56和滚珠螺杆机构58沿着由箭头D表示的方向往复移动。减速器机构60以可操作的方式连接在移动马达56和滚珠螺杆机构58之间。磨削工具旋转机构M包括固定到移动台M的壳体62 ；延伸通过壳体62并且保持能从其移除的磨削工具12的磨削工具轴64 ；用于如图2所示使磨削工具12沿正常方向 (由箭头G表示的方向)顺时针旋转以及沿相反方向(由箭头H表示的方向)逆时针旋转的第二旋转马达66 ；以及用于输出表示磨削工具12的相位(旋转角、旋转位置或旋转量) 的信号(脉冲信号)的第二编码器68。用来磨削齿轮(未示出)的磨削工具12具有位于其外周面上的螺旋状磨削齿70。 磨削齿70具有与修整齿轮14的左修整齿面48L对应的右磨削齿面72R以及与修整齿轮14 的右修整齿面48R对应的左磨削齿面72L。修整齿轮14由控制器沈控制以在保持磨削齿 70与修整齿46啮合的同时旋转，从而利用修整齿轮14的左修整齿面48L来成形磨削工具 12的右磨削齿面72R以及利用修整齿轮14的右修整齿面48R来成形磨削工具12的左磨削齿面72L。将单层CBN(立方氮化硼)磨粒电沉积在每个磨削齿面72L、72R上，其中镀镍层插设在所述磨削齿面与单层CBN磨粒之间。如图1所示，控制器沈控制进给马达32以沿着由箭头A表示的方向往复移动修整齿轮14，并且还控制横向移动马达36以沿着由箭头B所示的方向往复移动修整齿轮14。 另外，控制器沈控制摆动马达以沿着由箭头C表示的方向摆动磨削工具12并且还控制移动马达56以沿着由箭头D表示的方向往复移动磨削工具12。如图2所示，控制器沈包括第一伺服放大器78、第二伺服放大器80、作为旋转速度改变装置的同步控制器82、第一存储单元84、第二存储单元86、接触判断部88、旋转位置取得器90、相位变化计算器92、记录器94、位置判断部96、测量完成判断部98、近似处理器 100以及成形相位变化数据处理器102。基于分别来自第一编码器42和第二编码器68的输出信号，同步控制器82通过第一伺服放大器78控制第一旋转马达40并且还通过第二伺服放大器80控制第二旋转马达 66，从而使修整齿轮14和磨削工具12相互同步地旋转。同步控制器82在使修整齿轮14 和磨削工具12相互同步旋转的同时能改变修整齿轮14的旋转速度。第一存储单元84在其中存储接触判断上限值Pu、接触判断下限值&和成形量数据。接触判断上限值Pu指的是，当修整齿轮14的修整齿面48L、48R与磨削工具12的磨削齿面72L、72R之间的接触度足够小以致不能成形(不能磨损)磨削齿面72L、72R时产生的弹性波的幅度。小于接触判断上限值Pu的接触判断下限值&指的是，当修整齿面48L、48R 与磨削齿面72L、72R相互接触到它们基本上不相互接触的程度或完全不相互接触时产生的弹性波的幅度。接触判断上限值Pu和接触判断下限值1\可以通过实验来确定。成形量数据指的是电沉积在磨削齿面72L、72R上的CBN磨粒的希望的成形量。第二存储单元86存储相位变化图。相位变化图可以是表示例如修整齿轮14的旋转位置与磨削工具12和修整齿轮14的相位变化量之间的关系的图(见图5和图6)。接触判断部88判断由接触式检测器44检测到的弹性波的幅度是否大于接触判断下限值h并且小于接触判断上限值Pu。旋转位置取得器90参照来自第一编码器42的输出信号，并且获取修整齿轮14的旋转位置。相位变化计算器92参照来自第一编码器42和第二编码器68的相应的输出信号， 并且计算磨削工具12和修整齿轮14的相位变化量。记录器94将已由相位变化计算器92计算出的磨削工具12和修整齿轮14之间的相位变化量记录在相位变化图中。位置判断部96判断已由旋转位置取得器90取得的修整齿轮14的旋转位置是否已经达到相位变化待被记录在相位变化图中的位置。测量完成判断部98判断记录器94是否已经完成沿着修整齿轮14的整周的相位变化图中的记录。近似处理器100将记录在相位变化图中的数据近似为正弦波，数据的测量已由测量完成判断部98判断为已完成。成形相位变化数据处理器102基于存储在第一存储单元84中的成形量数据和近似为正弦波的数据来计算成形相位变化数据。成形相位变化数据指的是表示磨削工具12 和修整齿轮14相对于该修整齿轮14的旋转位置的相位变化量的数据，它考虑了成形量数据。将参照图3和图4所示的流程图在下面描述利用修整齿面48L、48R来成形磨削齿面72L、72R的过程。图3示出了主程序，并且图4示出了图3所示的步骤S3、S5中的每个步骤中的子程序。如图3所示，将磨削工具12安装在磨削工具轴64上，并且将修整齿轮14安装在齿轮轴38上(步骤Si)。然后，控制器沈控制进给马达32、横向移动马达36、摆动马达和移动马达56以使磨削刀具12和修整齿轮14相互啮合，使得磨削工具12的磨削齿面72L、72R与修整齿面 48L、48R能相互接触(步骤S2)。此后，控制器沈测量右修整齿面48L相对于左磨削齿面72L的偏差，并且计算成形相位变化数据(步骤S； )。具体地，控制器沈执行图4所示的子程序。如图4所示，基于分别来自第一编码器42和第二编码器68的输出信号，同步控制器82通过第一伺服放大器78控制第一旋转马达40并且还通过第二伺服放大器80控制第二旋转马达66，从而使修整齿轮14和磨削工具12相互同步旋转(步骤S100)。这时，同步控制器82控制第一旋转马达40以使修整齿轮14沿着由箭头F表示的方向旋转，并且控制第二旋转马达66以使磨削工具12沿着由箭头G表示的方向旋转。左磨削齿面72L和右修整齿面48R现在能够相互接触。然后，接触式检测器44检测当使磨削工具12和修整齿轮14相互接触时产生的弹性波R的幅度(步骤S101)。这时，接触判断部88判断由接触式检测器44检测到的弹性波P的幅度是否大于接触判断下限值PJ步骤S102)。换句话说，接触判断部88判断左磨削齿面72L和右修整齿面48R是否相互接触到它们基本上不相互接触的程度或完全不相互接触。接触判断部 88通过参照第一存储单元84取得接触判断下限值Pp假如接触判断部88得到否定判断， 则同步控制器82控制第一旋转马达40以便以规定量增大修整齿轮14的旋转速度(步骤 S103)。现在能使左磨削齿面72L和右修整齿面48R相互适当接触。此后，控制过程回到步骤 SlOl。假如接触判断部88在步骤S102中得到肯定判断，则接触判断部88判断由接触式检测器44检测到的弹性波P的幅度是否小于接触判断上限值Ρ (步骤S104)。换句话说， 接触判断部88判断左磨削齿面72L和右修整齿面48R是否处于应该成形该左磨削齿面72L 的接触状态。接触判断部88通过参照第一存储单元84取得接触判断上限值Ρ 。假如接触判断部88得到否定判断，则同步控制器82控制第一旋转马达40以便以规定量减小修整齿轮14的旋转速度(步骤S105)。现在减小了左磨削齿面72L和右修整齿面48R之间的接触度。此后，控制过程回到步骤S101。假如接触判断部88在步骤S104中得到肯定判断，则旋转位置取得器90参照来自第一编码器42的输出信号，并且取得修整齿轮14的旋转位置(步骤S106)。位置判断部 96判断由旋转位置取得器90取得的旋转位置是否已经达到相位变化待被记录在相位变化图中的位置(步骤S107)。换句话说，位置判断部96判断由旋转位置取得器90取得的旋转位置是否已被记录在相位变化图中。位置判断部96通过参照第二存储单元86取得相位变化图。假如位置判断部96在步骤S107中得到否定判断，则相位变化计算器92参照来自第一编码器42和第二编码器68的相应的输出信号，并且计算磨削工具12和修整齿轮14相对于步骤S106中取得的旋转位置的相位变化量(步骤S108)。记录器94将步骤S108中计算出的相位变化量记录在相位变化图中，该相位变化图被存储在第二存储单元86中(步骤 S109)。假如位置判断部96在步骤S107中得到肯定判断，则控制过程跳过步骤S108和 S109，并且跳到步骤S110。此后，测量完成判断部98判断记录器94是否已将沿着修整齿轮14的整周的相位变化记录在相位变化图中(步骤S110)。假如测量完成判断部98得到否定判断，则控制回到步骤SlOl。假如测量完成判断部98在步骤SllO中得到肯定判断，则近似处理器100近似记录在相位变化图中的数据，该数据的测量已经完成(步骤sill)。具体地，如图5所示，近似处理器100根据下面示出的表达式(1)至(4)将记录在相位变化图中的数据近似成由Asin( θ +P)表示的正弦波。在图5中，水平轴线指示修整齿轮14的旋转位置(旋转角)，并且竖直轴线指示磨削工具12和修整齿轮14的相位变化量。 虚线曲线A表示所测量的波形，并且实线曲线B指示将所测量的波形近似成正弦波的近似波形。在图5中，近似波形的循环周期与修整齿轮14的整周对应。记录在相位变化图中的数据因此能被处理为近似波形，该近似波形将所测量的波形近似成正弦波。
权利要求
1.一种齿面偏差测量装置，所述齿面偏差测量装置用于当磨削工具(1 和齿轮(14或 202)在该磨削工具(1 的螺旋状磨削齿面和该齿轮(14或20 的齿面能保持相互接触的同时相互同步旋转时，测量所述齿轮(14或20 的所述齿面相对于所述磨削工具(12)的所述磨削齿面的偏差，所述齿面偏差测量装置包括接触检测装置(44)，该接触检测装置用于检测所述磨削齿面和所述齿面之间的接触；旋转速度改变装置，该旋转速度改变装置用于改变所述磨削工具(1 和所述齿轮(14 或20 中任一者的旋转速度，使得由所述接触检测装置G4)取得的检测结果落在规定范围内；以及测量装置，该测量装置用于沿着所述齿轮(14或20 的整周测量由所述旋转速度改变装置产生的所述磨削工具(1 和所述齿轮(14或20 的相位变化量。
2.根据权利要求1所述的齿面偏差测量装置，其中，所述旋转速度改变装置改变所述齿轮(14或20 的旋转速度。
3.根据权利要求1或2所述的齿面偏差测量装置，其中，所述接触检测装置04)包括 AE传感器。
4.一种齿面偏差测量方法，所述齿面偏差测量方法用于当磨削工具(1 和齿轮(14或 202)在该磨削工具(1 的螺旋状磨削齿面和该齿轮(14或20 的齿面能保持相互接触的同时相互同步旋转时，测量所述齿轮(14或20 的所述齿面相对于所述磨削工具(12)的所述磨削齿面的偏差，所述齿面偏差测量方法包括检测步骤，该检测步骤利用接触检测装置G4)来检测所述磨削齿面和所述齿面之间的接触；旋转速度改变步骤，该旋转速度改变步骤用于改变所述磨削工具(1 和所述齿轮(14 或20 中任一者的旋转速度，使得由所述接触检测装置G4)取得的检测结果落在规定范围内；以及测量步骤，该测量步骤用于沿着所述齿轮(14或20 的整周测量在所述旋转速度改变步骤中产生的所述磨削工具(1 和所述齿轮(14或20 的相位变化量。
5.一种磨削工具成形装置，其包括修整齿轮(14)，该修整齿轮(14)具有用于与磨削工具(12)的螺旋状磨削齿(70)的磨削齿面接触的修整齿面，在所述磨削齿面和所述修整齿面能保持相互接触的同时所述修整齿轮(14)能与所述磨削工具(12)同步旋转；接触检测装置(44)，该接触检测装置用于检测所述磨削齿面和所述修整齿面之间的接触；旋转速度改变装置，该旋转速度改变装置用于改变所述磨削工具(1 和所述修整齿轮(14)中任一者的旋转速度，使得由所述接触检测装置G4)取得的检测结果落在规定范围内；以及记录装置(94)，该记录装置用于沿着该修整齿轮(14)的规定范围记录所述磨削工具 (12)和所述修整齿轮(14)的相位变化量；其中，基于由所述记录装置(94)记录的信息使所述磨削工具(1 和所述修整齿轮 (14)相互同步旋转。
6.根据权利要求5所述的磨削工具成形装置，其中，所述旋转速度改变装置改变所述修整齿轮(14)的旋转速度。
7.根据权利要求5或6所述的磨削工具成形装置，其中，所述接触检测装置04)包括 AE传感器。
8.一种磨削工具成形方法，该磨削工具成形方法包括同步旋转步骤，该同步旋转步骤用于在磨削工具(12)的螺旋状磨削齿(70)的磨削齿面和修整齿轮(14)的修整齿面能保持相互接触的同时，使所述磨削工具(1 和所述修整齿轮(14)相互同步旋转；检测步骤，该检测步骤利用接触检测装置G4)来检测所述磨削齿面和所述修整齿面之间的接触；旋转速度改变步骤，该旋转速度改变步骤用于改变所述磨削工具(1 和所述修整齿轮(14)中任一者的旋转速度，使得由所述接触检测装置(14)取得的检测结果落在规定范围内；以及记录步骤，该记录步骤用于沿着该修整齿轮(14)的规定范围记录所述磨削工具(12) 和所述修整齿轮(14)的相位变化量；其中，基于所述记录步骤中记录的信息使所述磨削工具(12)和所述修整齿轮(14)相互同步旋转。
9.一种用于齿轮磨削装置的齿轮啮合方法，其包括同步旋转步骤，该同步旋转步骤用于在磨削工具(12)的螺旋状磨削齿(70)和所述工件齿轮O02)的齿(204)能保持相互接触的同时使所述磨削工具(1 和所述工件齿轮 (202)相互同步旋转；检测步骤，该检测步骤利用接触检测装置G4)来检测所述磨削齿(70)和所述齿(204) 之间的接触；第一旋转速度改变步骤，该第一旋转速度改变步骤用于改变所述磨削工具(1 和所述工件齿轮(20 中任一者的旋转速度，使得由所述接触检测装置G4)取得的检测结果落在规定范围内，从而使所述齿O04)的右齿面Q06R)接触所述磨削齿(70)；第二旋转速度改变步骤，该第二旋转速度改变步骤用于改变所述磨削工具(1 和所述工件齿轮(20 中任一者的旋转速度，使得由所述接触检测装置G4)取得的检测结果落在规定范围内，从而使所述齿O04)的左齿面Q06L)接触所述磨削齿(70)；记录步骤，该记录步骤用于沿着该工件齿轮O02)的整周，记录在所述第一旋转速度改变步骤和所述第二旋转速度改变步骤中产生的所述磨削工具(12)和所述工件齿轮 (202)的相位变化量；以及计算步骤，该计算步骤用于基于所述记录步骤中记录的信息，计算当所述磨削齿(70) 和所述齿(204)保持相互啮合时，所述齿(204)相对于所述磨削齿(70)的中心位置。
10.根据权利要求9所述的齿轮啮合方法，其中，所述第一旋转速度改变步骤改变所述工件齿轮O02)的旋转速度，并且所述第二旋转速度改变步骤改变所述工件齿轮O02)的旋转速度。
全文摘要
一种用于测量齿面偏差的装置包括接触式检测器(44)，所述接触式检测器(44)测量当磨削工具(12)和修整齿轮(14)在使磨削齿面和修整齿轮(14)的修整齿面接触的状态下同步旋转时修整齿轮的齿面相对于在所述磨削工具(12)的螺旋状磨削齿(70)上成形的磨削齿面的偏差，并且检测所述磨削齿面和所述修整齿面之间的接触；和控制器(26)，该控制器改变所述修整齿轮(14)的旋转速度使得所述接触式检测器(44)的检测结果在接触确定数据的范围内，并且还测量所述磨削工具(12)和所述修整齿轮(14)在该修整齿轮(14)的一次回转中已经改变的量。
文档编号B23F23/12GK102574230SQ20108004455
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月28日 优先权日2009年10月5日
发明者久米正夫, 伊藤达也, 冨沢佑一, 小川浩, 岩佐直树, 松尾泰贵, 高桥启介 申请人:本田技研工业株式会社