CN115210023A - 用于加工具有两个齿部的工件的方法、用于确定工件的参考转动角位置的定位装置和具有这种定位装置的机床 - Google Patents
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Abstract
在一种用于加工具有第一和第二齿部(61、62)的工件(60)的方法中,辨识所述第一齿部(61)的参考齿结构。然后借助参考测量装置(140)测量所述参考齿结构,以便测定所述工件的参考转动角位置。随后加工所述第二齿部(62),使得所述第二齿部获得以下转动角位置,所述转动角位置与所测定的参考转动角位置成预先确定的关系。定位装置(100)测定所述工件的参考转动角位置,并且机床具有所述定位装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于加工具有第一和第二齿部的工件的方法、一种构成为用于在这种方法中使用的定位装置以及一种适用于执行这种方法的机床。
背景技术
在传动结构中有时会使用在共同的轴上具有两个或更多个齿部的工件。这种工件在下文中也称为双齿部。所述工件例如通常在电驱动器中使用。
工件通常首先借助软加工方法进行预加工,并且随后进行硬化。然后进行硬精加工。在硬精加工时经常出现以下任务:加工两个齿部中的一个,使得所述齿部关于其转动角位置方面以预先确定的方式相对于另一齿部(在下文中称为参考齿部)精确地定向。例如,常常预设:要加工的齿部的齿结构,例如齿或齿隙应与参考齿部的预设的参考齿结构精确地齐平。
已知的是,借助非接触式工作的定心传感器来测定齿部的齿结构 (例如齿尖或齿隙)的转动角位置。定心传感器例如能够构成为电感式或电容式传感器。在工件转动经过所述定心传感器时,所述定心传感器以不接触的方式测定齿结构的位置。
然而,常见的定心传感器通常不能以足够的精度确定齿结构的角位置,以便确保两个齿部的两个间隙以期望的精度齐平。这尤其在齿部在齿面和齿尖之间的过渡部处设有倒角意即设有倒棱或倒圆时适用。倒角使通过定心传感器识别齿结构的方位变得困难。此外并不总是保证:所有齿的倒角都是相同的。
DE 10 2017 105 125 U1公开了一种具有两个测量装置的齿部测量设备。两个测量装置之一是探针***,另一个是非接触式工作的传感器装置。第一测量装置能够沿着测量轴线移动。第二测量装置能够在“背负式”布置中相对于第一测量装置在两个位置之间移位。该文献没有涉及双齿部的问题。
EP 3 518 058 A1公开了一种用于自动定位带齿的工件的方法,所述带齿的工件具有机器可读的、工件特定的标记。所述标记被检测并且在该基础上测定工件的实际位置。随后将工件转入期望位置中。该文献没有涉及双齿部的问题。
发明内容
一个目的是,提出一种用于加工具有至少两个齿部的工件的方法,所述方法能够实现,加工两个齿部之一,使得该齿部关于其转动角位置以预先确定的方式相对于另一齿部精确定向。当所述齿部设有倒角时,该方法也应能够实现精确的定向。
所述目的通过根据权利要求1所述的方法实现。在从属权利要求中提出另外的实施形式。
提出一种用于加工工件的方法,所述工件具有第一和第二齿部。所述工件围绕工件轴线可转动地夹紧。该方法包括:
借助参考辨识装置辨识第一齿部的至少一个参考齿结构;
借助参考测量装置测量参考齿结构,以便测定工件的参考转动角位置;和
借助加工工具加工第二齿部,使得第二齿部获得以下转动角位置,所述转动角位置与所测定的参考转动角位置成预先确定的关系。
首先,于是清楚地辨识第一齿部(参考齿部)的至少一个参考齿结构(例如参考齿或参考齿隙)。随后,精确地测量参考齿结构。由此能够快速且以高精度测定工件的参考角位置。可选地,能够测量参考齿部的多个参考齿结构,以便特别精确地确定参考转动角位置。现在能够基于这样测定的参考齿部的参考转动角位置来加工第二齿部。由此能够确保:通过加工,第二齿部获得转动角位置,所述转动角位置以高的精度与所测定的参考转动角位置成期望的关系。例如能够确保:在加工之后,第二齿部的至少一个齿结构与第一齿部的至少一个预先确定的参考齿结构精确地齐平或者与该参考齿结构具有特定的转动角度差。与通常情况不同,不是第二齿部的齿结构的方位确定如何加工该齿部,而是第一齿部的齿结构的方位是对此起决定性作用的。
第二齿部的加工例如能够通过展成加工方法,尤其通过磨齿方法、刮齿方法或珩齿方法进行。在这种情况下,用于展成加工方法的滚动耦合角优选利用预先测定的工件的参考转动角位置来确定。因此并不像通常情况那样确定要加工的齿部的转动角位置来确定滚动耦合角,而是根据预先测量的参考齿部的参考齿结构的方位来确定滚动耦合角。但是也能够考虑与展成加工方法不同的加工方法,例如轮廓磨削等分度方法。
在有利的设计方案中,工件具有至少一个标记,并且参考辨识装置包括非接触式工作的标记检测装置。于是,辨识第一齿部的至少一个参考齿结构能够包括:
借助标记检测装置检测工件的至少一个标记;和
根据所检测到的标记辨识第一齿部的至少一个参考齿结构。
标记能够是任意类型的标记,所述标记能够被无接触地检测到。例如,标记能够通过在端侧穿过工件的区域的钻孔形成,其中该钻孔能够是盲孔状或连贯的。该钻孔能够是敞开的或用填充材料填充。但是,标记也能够通过雕刻、倒棱、凸起或压印等形成。能够考虑各种其它类型的标记。根据标记的类型,标记检测装置例如能够包括电感式、电容式或光学传感器。
标记能够安置在工件上的任意部位处。在最简单的情况下,所述标记例如能够在工件上的第一齿部内在径向上安置在工件的端侧上并且直接定向到参考齿结构上。但是,标记也能够定向到第一齿部的与参考齿结构不同的齿结构上。标记甚至能够安置在工件的与参考齿结构相距比较远的部位上,例如安置在轴上或第二齿部的区域中。足够的是,已知如何能够从标记的方位明确地推断出参考齿结构的方位。在测定方位时不需要高的精度,因为只需要根据标记来辨识参考齿结构,而仅在单独的测量中测定其准确的方位。
在有利的实施形式中,标记检测装置具有第一和第二标记传感器,其中第一和第二标记传感器能够关于工件的环周方向例如依次或彼此相邻地设置。检测工件的标记于是有利地包括:对第一和第二标记传感器的信号形成差,以便能够以这种方式更可靠地识别标记。
替选于或附加于标记传感器,参考辨识装置能够包括非接触式工作的第一定心传感器和非接触式工作的第二定心传感器。然后,能够借助所谓的“最佳拟合”方法辨识第一齿部的至少一个参考齿结构。所述方法能够包括以下步骤:
借助第一定心传感器测定第一齿部的齿结构的转动角位置;
借助第二定心传感器测定第二齿部的齿结构的转动角位置;
从所测定的转动角位置中确定第一齿部的齿结构与第二齿部的齿结构的转动角间距,和
根据转动角间距与预设的间距期望值的比较来辨识第一齿部的至少一个参考齿结构。
尤其能够将触觉或光学传感器用作为用于测量参考齿结构的参考测量装置。这种传感器能够实现以特别高的精度测量参考齿结构。如果参考测量装置包括触觉传感器,所述触觉传感器尤其能够具有传感器底座和探针尖端。在一些实施形式中,探针尖端能够相对于传感器底座伸出,以便沿着优选径向的引入方向与第一齿部接合,而无需为此移动整个触觉传感器。这尤其在如下情况下才是有利的:触觉传感器与其它传感器,尤其与参考辨识装置一起设置在共同的传感器载体上。在其它实施形式中,整个触觉传感器能够相对于传感器载体移位或枢转,以便使其与第一齿部接合。
借助触觉传感器进行测量尤其能够如下进行:将工件的转动角位置来回少量改变,而探针尖端位于参考齿结构的齿面的区域中。然后测定工件的转动角位置,在所述转动角位置中用探针尖端触碰参考齿结构的左齿面或右齿面,并且从中例如形成平均值。这可选地能够在齿面方向和/或轮廓方向上的多个部位上进行。但是,其它触觉或光学方法也能够用于测量参考齿结构,如其原则上从齿部检查的领域中已知的那样。
附加地能够提出,在工件围绕工件轴线旋转期间,借助非接触式工作的第一定心传感器检查第一齿部和/或借助非接触式工作的第二定心传感器检查第二齿部。这尤其在如下情况下才是有意义的:根据标记辨识参考齿结构。尤其,由此能够执行一致性检查。
因此,在利用参考测量装置测量参考齿结构之前,能够利用第一定心传感器检查第一齿部,以便例如识别出在辨识参考齿结构时的误差或第一齿部的预加工误差。利用定心传感器检查第一齿部尤其能够用于检查:预期的类型的齿结构(例如齿隙)究竟是否处于利用参考辨识装置曾测定的位置处。如果在所测定的位置处不存在预期的类型的齿结构,则存在误差,并且能够停止所述方法。第一定心传感器也能够用于:与仅根据标记实现相比更精确地确定参考齿结构的转动角位置。然后,能够以非常有针对性的方式并且相应地以高速度通过参考测量装置对参考齿结构进行测量。
能够利用第二定心传感器检查第二齿部,以便识别第二齿部的预加工误差。尤其能够以这种方式识别工件,在所述工件上甚至不能执行所设置的加工或者不能引起期望的结果,因为预加工误差过大。尤其能够防止:在极端情况下,在根据所测定的参考转动角已确定的转动角位置中引入加工工具时,引起加工工具的损坏,因为预加工误差过大。
在有利的设计方案中,参考测量装置安置在传感器载体上。其它传感器装置能够安置在传感器载体上,尤其是参考辨识装置的至少一部分,如标记传感器和/或一个或多个定心传感器。以这种方式能够得到紧凑的单元,所述紧凑的单元能够作为整体相对于工件移动。
传感器载体能够在测量位置和停放位置之间移动,以便例如能够实现工件的无碰撞的装载和卸载,或者在工件加工期间保护所提到的传感器装置免受切屑和冷却润滑剂的有害影响。传感器载体的这种运动尤其能够通过围绕例如能垂直或平行于工件轴线伸展的枢转轴线枢转,或者通过沿着例如能够径向或平行于工件轴线伸展的移位方向的移位进行。
为了甚至在所涉及的构件由于热学影响而延展或畸变也确保在测定参考角位置时最大可能的精度,所述方法能够包括:在测量位置中测定传感器载体关于至少一个空间方向的方位。尤其,在测量位置中能够测定传感器载体相对于工件的关于以下空间方向中的一个或多个空间方向的方位:与工件相切地伸展的切向方向;平行于工件轴线伸展的轴向方向;和相对于工件轴线径向地伸展的径向方向。为此能够设有相应的方位参考装置。下文还将详细描述一种可行的方位参考装置。然后能够根据所测定的传感器载体在空间中的方位来校正所测定的参考角位置。
工件的转动角位置在辨识参考齿结构和测量参考齿结构之间能够有所区别,因为参考辨识装置和参考测量装置不一定相互齐平。能够借助于仿形工件校准相应的转动角差,意即借助精确地对应于所设置的工件设计的工件来校准。以这种方式能够校准在测量参考齿结构和加工工件期间工件的相对转动角位置,以及工具的与此相对的转动角位置。同样地,能够利用仿形工件来校准其它传感器的角位置。
不同的传感器装置在传感器载体(参考辨识装置、参考测量装置等)上的定位能够借助于量规进行。所述量规例如能够在几何上对应于工件毛坯,其几何形状与要加工的工件一样选择,但工件毛坯不具有预加工的齿部,并且其中在传感器装置的方向上存在一定的余量,例如 0.1mm的余量。然后能够定位传感器装置,其方式为:使传感器装置与该量规接触。
所提出的方法同样适用于外齿部和内齿部。尤其,以下组合是可行的:
第一齿部和第二齿部都是外齿部;在该情况下,参考测量装置在测量位置中向内指向,意即指向工件轴线的方向,并且如果存在定心传感器,则所述定心传感器在测量位置中同样向内指向。
第一齿部和第二齿部都是内齿部;在这种情况下,参考测量装置在测量位置中向外指向,即远离工件轴线指向,并且如果存在定心传感器,则所述定心传感器在测量位置中同样向外指向。
第一齿部为内齿部,而第二齿部为外齿部;在这种情况下,参考测量装置在测量位置中向外指向,并且如果存在定心传感器,则在测量位置中第一定心传感器向外指向,而第二定心传感器向内指向。
第一齿部为外齿部,而第二齿部为内齿部;在这种情况下,参考测量装置在测量位置中向内指向,并且如果存在定心传感器,则在测量位置中第一定心传感器向内指向,而第二定心传感器向外指向。
在第二方面中,本发明提供一种用于测定工件的参考转动角位置的定位装置。所述工件又具有第一和第二齿部。定位装置具有:
参考辨识装置,所述参考辨识装置构成为用于,非接触式地辨识第一齿部的至少一个参考齿结构;和
参考测量装置,所述参考测量装置构成为用于,测量借助参考辨识装置辨识的第一齿部的参考齿结构,以便测定工件的参考转动角位置。
定位装置尤其能够构成为用于,使用在上述方法中。
如已经详述的那样,参考辨识装置能够包括标记检测装置,所述标记检测装置构成为用于,无接触地检测工件的标记。标记检测装置能够具有第一和第二标记传感器,其中第一和第二标记传感器关于工件的环周方向依次或彼此相邻地设置。
如同样已经详述的那样,参考辨识装置能够替选地或附加地具有:非接触式工作的第一定心传感器,以用于测定第一齿部的齿结构的转动角位置;和
非接触式工作的第二定心传感器,以用于测定第二齿部的齿结构的转动角位置。
如上文已经详述的那样,参考测量装置能够包括触觉传感器或光学传感器。触觉传感器能够具有探针尖端,所述探针尖端能够相对于传感器底座伸出,以便沿着优选径向的引入方向与第一齿部接合。替选地或附加地,触觉传感器能够相对于传感器载体移位或枢转,以便使其与第一齿部接合。
如果定位装置包括第一和/或第二定心传感器,则有利的是,第一和/ 或第二定心传感器沿着工件的环周方向相对于参考测量装置偏移地设置。由此能够避免:定位装置必须在使用定心传感器和使用参考测量装置之间移动。尤其有利的是,第一和/或第二定心传感器限定径向的测量方向,该径向的测量方向与探针尖端的引入方向成一定角度地伸展,其中优选地探针尖端的径向的引入方向和径向的测量方向都平行于相对于工件轴线的正交平面伸展。
如果存在,标记检测装置能够定义检测方向,所述检测方向与探针尖端的引入方向不同,例如垂直于所述探针尖端的引入方向伸展。但是,其它设计方案也是可行的,其中精确的设计方案在很大程度上取决于:在工件上将标记安置在哪个部位处。
如已经详述的那样,定位装置能够具有传感器载体,参考测量装置安置在所述传感器载体上。优选的是,参考辨识装置的至少一部分安置在传感器载体上。传感器载体能够可移动地与基础元件连接,以便使传感器载体能够在停放位置和测量位置之间移动,尤其通过围绕例如垂直或平行于工件轴线伸展的枢转轴线枢转,或者通过沿着例如径向或平行于工件轴线伸展的移位方向移位。
定位装置能够是用于加工第二齿部的机床的一部分。所述定位装置能够具有工件载体以及设置在其上的至少一个工件主轴,其中工件主轴构成为用于,能够容纳工件,以围绕工件轴线转动。机床还能够具有机床床身。工件载体能够是机床床身的一部分或者与其刚性地连接,或者工件载体能够相对于机床床身移动,尤其能够围绕工件载体轴线枢转。
如果工件载体能够相对于机床床身移动,并且传感器载体可移动地与基础元件连接,那么能够有利的是,基础元件设置在机床床身上,即定位装置不与工件载体一起移动。
如果存在方位参考装置,那么所述方位参考装置能够具有至少一个方位参考目标和至少一个方位参考传感器。在该情况下有利的是,至少一个方位参考目标与工件载体连接,而至少一个方位参考传感器与传感器载体连接,或者至少一个方位参考目标与传感器载体连接,而至少一个方位参考传感器与工件载体连接。
也能够考虑的是,将定位装置、尤其是传感器载体设置在工件载体上,使得其与工件载体一起移动。这具有以下优点:不仅在工件载体静止时,而且也在工件载体移动期间,能够辨识和测量参考齿结构。由此能够将非生产性的辅助加工时间最小化。如果工件载体能够相对于机床床身围绕工件载体轴线枢转,那么能够有利的是,传感器载体在工件载体上设置在径向地位于工件载体轴线和工件轴线之间的区域中。
此外,机床能够具有工具主轴,所述工具主轴构成为用于,容纳用于围绕工具轴线转动的加工工具。所述工具主轴还能够具有控制装置,所述控制装置构成为用于,执行上述方法。因此,控制器尤其能够构成为用于,使传感器载体能够在停放位置和测量位置之间移动,尤其是枢转或移位。所述控制器也能够构成为用于,在测量位置中借助于方位参考装置测定传感器载体相对于工件关于至少一个空间方向,尤其是上文提及的切向方向、轴向方向和/或径向方向的方位。控制器也能够构成为用于,将触觉传感器的探针尖端沿着引入方向相对于传感器载体移位,以便将探针尖端引入第一齿部中。此外,控制器还能够构成为用于,在触觉传感器与第一齿部接合之前,借助第一非接触式工作的定心传感器测量第一齿部,和/或借助第二非接触式工作的定心传感器测量第二齿部,以便避免测定第二齿部的预加工误差。
附图说明
下面根据附图描述本发明的优选的实施形式,所述实施形式仅用于阐述并应解释为非限制性的。在附图中示出:
图1示出在测量位置中的根据第一实施形式的具有定位装置的精加工机床的示意性立体图;
图2示出在停放位置中的根据第一实施形式的定位装置的立体图;
图3示出在测量位置中的根据第一实施形式的定位装置的立体图;
图4示出在图3中的细节IV的放大视图;
图5示出在测量位置中的根据第一实施形式的定位装置连带缩回的探针尖端的俯视图;
图6示出在测量位置中的根据第一实施形式的定位装置连带伸出的探针尖端的俯视图;
图7示出用于加工工件的示例性的流程图;
图8示出在测量位置中的根据第二实施形式的定位装置的俯视图,其中以虚线示出停放位置;
图9示出在测量位置中的根据第三实施形式的定位装置的侧视图;
图10示出在测量位置中的根据第四实施形式的定位装置侧视图;
图11示出在测量位置中的第四实施形式的定位装置的俯视图;
图12示出在停放位置中的第四实施形式的定位装置的俯视图;
图13示出根据第五实施形式的具有定位装置的精加工机床的示意性立体图;
图14示出第五实施形式的定位装置连带缩回的探针尖端的放大视图;
图15示出具有伸出的探针尖端的第五实施形式的视图;
图16示出根据第六实施形式的定位装置的立体图;
图17示出在图15中的细节XVII的放大视图;
图18示出根据第七实施形式的定位装置的立体图;
图19示出在图17中的细节XIX的放大视图;
图20示出示例性地图解示出根据第七实施形式的定位装置的标记检测装置的传感器信号的时间变化曲线的图表;
图21示出示例性地图解示出图19中的传感器信号的差的时间变化曲线的图表;
图22示出用于图解示出“最佳拟合”方法的双齿部的示意图;
图23示出在停放位置中的根据第八实施形式的定位装置的示意性立体图;
图24示出在图23中的细节A的放大视图;
图25示出在测量位置中的图23的定位装置的示意性侧视图;
图26示出在测量位置中的第八实施形式的定位装置的示意性俯视图;
图27示出在停放位置中的根据第八实施形式的定位装置连带附加的方位参考装置的示意性立体图,;
图28示出在停放位置中的根据第九实施形式的定位装置的示意性立体图;
图29示出在测量位置中的根据第九实施形式的定位装置的示意性立体图;
图30示出在测量位置中的根据第九实施形式的定位装置的示意性侧视图,连带用于显示在枢转出的位置中的参考测量装置的缺口;
图31示出在测量位置中的根据第九实施形式的定位装置的示意性侧视图,连带用于显示在枢转进的位置中的参考测量装置的缺口;
图32示出在停放位置中的根据第十实施形式的定位装置的示意性立体图;
图33示出在测量位置中的根据第十实施形式的定位装置的示意性立体图;
图34示出在测量位置中的根据第十一实施形式的具有定位装置的刮齿机的示意性立体图;
图35示出在图34的XXXV区域中的放大的细节视图;和
图36示出在停放位置中的根据第十二实施形式的定位装置的示意性立体图。
具体实施方式
示例性的精加工机床的结构
在图1中示出通过磨齿对齿轮进行硬精加工的精加工机床。该机床具有机床床身10,在机床床身10上沿着水平的进给方向X可移位地设置有工具载体20。Z滑块21沿着竖直方向Z可移位地设置在工具载体 20上。Y滑块22设置在Z滑块21上,所述Y滑块一方面能够相对于Z 滑块21围绕在图1中未绘出的平行于X轴线伸展的水平的枢转轴线枢转,而另一方面能够沿着垂直于X轴线并且与Z轴线成可设定的角度伸展的移位方向Y移位。Y滑块22承载工具主轴30,呈磨削蜗杆形式的精加工工具31夹紧在该工具主轴上。工具主轴30包括工具主轴驱动器 32,以便驱动磨削蜗杆31围绕工具主轴轴线转动。
在机床床身10上设置有呈转塔形式的可枢转的工件载体40。转塔 40能够围绕竖直的枢转轴线C3在多个转动位置之间枢转。所述转塔承载两个工件主轴50,在所述工件主轴上分别能够夹紧工件60。对立柱 51为每个工件主轴承载一个可竖直移动的尾座52。每个所述工件主轴50 能够被驱动来围绕工件轴线转动。在图1中,可见的工件主轴50的工件轴线用C1表示。这两个工件主轴在转塔40上位于对角线相对置的位置上(意即关于枢转轴线C3偏移180°)。以这种方式,这两个工件主轴中的一个能够被装载和卸载,而在另一工件主轴上通过磨削蜗杆31加工工件。因此,在很大程度上避免了不期望的辅助加工时间。这种机床设计例如从WO 00/035621A1中已知。
工件60具有两个外齿部。下文还将详细描述的定位装置100用于:将工件60关于其围绕工件轴线C1的转动角位置定向,使得这两个齿部中较大的齿部能够与磨削蜗杆31无碰撞地接合,并且随后能够加工所述齿部,使得所述齿部在以高精度加工之后相对于另一齿部占据之前确定的转动角位置。
该机床具有仅象征性地示出的机床控制器70,所述机床控制器包括多个控制模块71以及操作面板72。每个所述控制模块71操控机床轴线和/或接收传感器的信号。在本示例中,控制模块71中的至少一个控制模块设置用于,与下文还将详细描述的定位装置100的传感器共同作用。
具有两个外齿部的工件:具有水平的枢转轴线的定位装置
在图2至图6中示出根据第一实施形式的定位装置100连同夹紧在工件主轴50上的工件60。
如尤其从图2和图3中获知的那样,在此示例性地示出的工件60具有轴,在所述轴上在不同的轴向位置处构成两个不同大小的正齿轮。正齿轮与所述轴一件式地构成。这两个正齿轮中的较小的正齿轮具有第一齿部61。该齿部在下文中也称为参考齿部。这两个正齿轮中的较大的正齿轮具有第二齿部62。该齿部应借助精加工机床进行加工。在本示例中,齿部61、62的区别不仅在于它们的顶圆直径,而且在于其齿数。在本示例中示出直齿部,但是其也能够是斜齿部。在本示例中,两个齿部完全围绕工件轴线延伸;然而,一个或两个齿部例如也能够仅分区段地构成。
工件60此外还具有标记。在本示例中,标记通过钻孔63形成,所述钻孔在端侧上在这两个正齿轮中的较大的正齿轮中构成在位于第二齿部62的径向内部的区域中并且平行于工件轴线C1伸展。但是也可考虑其它类型的标记,例如雕刻、倒棱、凸起、彩色标记等。标记也能够构成在工件的另一部位处。例如,钻孔能够对角线地伸展穿过所述轴,或者所述轴能够具有倒棱。可考虑许多其它变型方案。
定位装置100具有基础元件110,所述基础元件在图1的精加工机床中与机床床身10连接。在基础元件110上固定有呈枢转臂形式的传感器载体112。传感器载体112能够相对于基础元件110和进而相对于机床床身10围绕水平轴线C5在停放位置(图2)和测量位置(图3至6)之间枢转。
传感器载体112承载两个定心传感器121、122,其中第一定心传感器121沿着径向测量方向R定向到参考齿部61上,而第二定心传感器 122同样沿着径向测量方向R定向到要加工的齿部62上。定心传感器 121、122例如是常见的电感式或电容式间距传感器,所述间距传感器通过间距测量来识别:其是定向到齿顶上还是定向到齿隙上。定心传感器 121、122由此能够实现在工件60旋转期间快速检查齿部61、62并且测定所有齿隙的方位。
传感器载体112还承载有标记检测装置130,所述标记检测装置在本示例中由单个标记传感器131(参见图4)构成。在本示例中,标记传感器131,类似于定心传感器121、122,构成为电感式或电容式间距传感器。
所述标记传感器定向到工件60的构成有钻孔63的端面上。当工件 60旋转时,标记传感器131记录当钻孔从所述标记传感器掠过时沿着标记检测方向M的间距变化。在该基础上,机床控制器70能够确定工件 60的转动角,在所述转动角下钻孔63与标记传感器131齐平。根据标记的类型和安置,也能够使用其它标记传感器,例如光学传感器。标记传感器能够实现:根据标记的方位明确地辨识在参考齿部61中的参考齿结构,尤其是参考齿或参考齿隙。
此外,传感器载体112承载有参考测量装置140,以便测量参考齿结构并且以这种方式以高的精度测定工件60的参考转动角位置。参考测量装置140朝向工件轴线C1的方向径向定向。在本示例中,参考测量装置 140构成为触觉传感器。触觉传感器具有:底座,所述底座与传感器载体 112连接;以及探针尖端141,所述探针尖端能够相对于底座在缩回的位置(参见图5)和伸出的位置(参见图6)之间伸出和缩回。由此,探针尖端141能够沿着引入方向E缩入参考齿部61中,而无需为此移动传感器载体112。引入方向E在此对应于关于工件轴线C1的径向方向。但是,参考测量装置140也能够以另一方式构成,例如构成为光学传感器。
最终,传感器载体112承载切向方位传感器152。所述切向方位传感器定向到方位参考目标151上,该方位参考目标151经由参考载体42设置在转塔40上。类似于定心传感器121、122和标记传感器131,切向方位传感器152构成为间距传感器。在测量位置中,所述间距传感器测量切向方位传感器152与方位参考目标151关于工件60沿着切线方向T的间距。根据所测量的间距能够校正变参考转动角位置由于因热学效应引起的畸变和长度变化造成的测量误差,所述热效应引起:参考测量装置 140不再精确地径向定位到工件轴线C1上。由此能够改进所测定的参考角位置的精度。切向方位传感器152和方位参考目标151替选地也能够互换。
工件的加工
图7示例性地图解示出借助图1的精加工机床加工工件60的流程图。
在步骤301中,工件60被夹紧在工件主轴50上。在步骤302中,传感器载体112从图2的停放位置被置于图3至图6的测量位置中。在步骤303中,借助于切向方位传感器152测定传感器载体112的切向方位,并且从中确定用于要测定的参考转动角位置的校正值。在步骤304 中,借助于标记检测装置130检测钻孔63的方位。在步骤305中,在该基础上辨识参考齿结构。
在步骤306中,借助于定心传感器121、122检查这两个齿部61、 62。在此,一方面执行一致性检查:期望类型的齿结构究竟是否位于参考齿结构根据标记应处于的部位处。否则,停止所述过程并且输出错误消息。另一方面检查:第二齿部相对于第一齿部如何定向。在此,一方面检查:第二齿部的齿结构是否在可接受的公差内与参考齿结构齐平;另一方面检查预加工误差。如果该检查得出:能够成功加工第二齿部,则该过程继续进行。否则,停止该过程,并且将工件作为NIO部件丢弃。
在步骤307中,现在测量参考齿结构。为此,工件60与工件主轴50 一起置于转动角位置,在该转动角位置中探针尖端131能够缩入参考齿部中。现在,借助本身在齿部测量中已知的方法测量参考齿结构,其方式为:检查在工件的哪个转动角位置中探针尖端131触碰参考齿结构的右齿面和左齿面。从中测定工件的参考角位置。
在步骤308中,在该基础上确定在工件60和磨削蜗杆31之间的滚动耦合角。传感器载体112向回移动到停放位置中,并且转塔40围绕 C3轴线枢转180°,以便将工件主轴50置于加工位置中。现在,在步骤 309中,工件60的要加工的齿部62借助磨削蜗杆31来加工。转塔40现在再次枢转180°并且在步骤310中取出经加工的工件60。经加工的齿部62现在以期望的方式精确地相对于参考齿部61定向。
当然,可考虑对该示例性流程图的各种不同的修改。
具有两个外齿部的工件:具有竖直的枢转轴线的定位装置
在图8中示出根据第二实施形式的定位装置。相同地或类似地起作用的部件用与在图1至6中相同的附图标记表示。该定位装置与图1至图6的定位装置的区别在于,传感器载体112不能围绕水平轴线,而是围绕竖直轴线C6相对于基础元件110枢转。这尤其在如下情况下是有利的,工件60应被夹紧,使得这两个齿部61、62中的较大的齿部设置在较小的齿部上方。于是不再可行的是,将传感器载体112无碰撞地围绕水平轴线枢转进。
这在图9中图解示出,在图9中示出根据第三实施形式的定位装置。相同地或类似地起作用的部件又再用与在图1至6中相同的附图标记表示。现在,与图8的实施形式相比,工件60是倒置的。相应地调整不同的传感器装置在传感器载体112上的布置。可看到的是,传感器载体112能够无碰撞地围绕竖直轴线C6枢转进和枢转出。
具有两个外齿部的工件:具有线性位移轴线的定位装置
替选地也可行的是,使传感器载体移位。这在图10至12中图解示出,所述图10至12示出根据第四实施形式的定位装置。传感器载体112 在此能够在测量位置(图11)和停放位置(图12)之间线性移位。在此,线性的位移方向V与探针尖端141的引入方向E重合。但是,探针尖端141的缩回和伸出运动还独立于传感器载体112的移位进行。
具有两个外齿部的工件:在转塔上的定位装置
也可行的是,将定位装置安置在转塔40上。由此能够使非生产性的辅助加工时间进一步最小化。这在图13至15中图解示出,其中示出具有根据第五实施形式的定位装置的精加工机床。相同地或类似地起作用的部件又由与在图1至图6中相同的附图标记表示。传感器载体112在此固定在转塔40上并且能够沿着竖直方向相对于转塔移位。在此,探针尖端141也能够相对于工件轴线C1径向地引入,即能够水平地引入参考齿部中。
通过形成差进行标记检测
在图16和17中图解示出根据第六实施形式的定位装置,其标记检测装置130具有两个标记传感器131、132。标记传感器在此又是电感式或电容式间距传感器,所述间距传感器测定相应的传感器的端面与工件的相对置的表面的间距。所述间距传感器分别输出显示所测量到的间距的信号。两个标记传感器131、132关于工件的环周方向彼此相邻地设置,即关于径向方向依次设置。当工件转动时,钻孔63从外部的标记传感器131掠过,而内部的标记传感器132保持不受钻孔影响。
替选地,标记传感器131、132也能够关于工件的环周方向依次地、即关于工件轴线在相同的半径上设置。在图18和19中图解示出相应的第七实施形式。在这种情况下,这两个标记传感器在时间上依次地检测钻孔。
在图20中示例性地图解示出第六实施形式的所产生的输出信号。在本示例中,工件以相对较大的轴向跳动误差(Planlauffehler)被夹紧。由于轴向跳动误差,这两个标记传感器中的每个标记传感器记录正弦信号 210、220,其频率对应于工件的旋转频率。第一标记传感器131的信号 210还具有通过掠过的钻孔63产生的峰值211。峰值显示出以下转动角位置,在所述转动角位置中钻孔63与标记传感器131相对置。因为钻孔 63具有相对较小的直径,所述直径小于传感器131的有源面,因此该信号与正弦分量的幅度相比相对较小。因此,借助常用的信号处理方法并非始终易于明确地检测峰值。
为了使明确地识别峰值容易,能够形成这两个标记传感器131、132 的信号210、220的差。在图21中示出差分信号。差分信号230现在具有峰值231,所述峰值明显高于叠加的残余正弦信号和噪声。现在例如能够通过简单的阈值监控来识别峰值。
在第七实施形式中,形成差引起:产生具有相反的符号的两个峰值,所述峰值在时间上彼此相继。这两个峰值也能够被可靠地识别到。
借助“最佳拟合”方法辨识参考齿结构
代替借助于标记,能够借助“最佳拟合”方法来辨识参考齿结构。这根据图22来图解说明。
首先,借助第一定心传感器测定第一齿部61的齿结构的转动角位置,并且借助第二定心传感器测定第二齿部62的齿结构的转动角位置。然后从中确定在第一齿部61的齿结构和第二齿部62的齿结构之间的转动角间距。将所述转动角间距与预设的间距期望值进行比较。寻找第一齿部61的下述齿结构,所述齿结构以最佳的精度具有与第二齿部62的任意的齿结构的转动角间距,所述转动角间距对应于预设的间距期望值 (“最佳拟合”)。例如,寻找第一齿部61的下述齿隙,所述齿隙具有与第二齿部62的齿隙的最小的转动角间距,即尽可能精确地与第二齿部62 的齿隙齐平。在图22中,这是齿隙301。所述齿隙与第二齿部62的齿隙 302近似完美地齐平,并且第一齿部61的所有其它齿隙与第二齿部62的下一齿隙的转动角间距大于用于齿隙对301、302的转动角间距。由此将齿隙301辨识为参考齿隙。
如果这两个齿部的齿数之商能够缩小,则存在第一齿部的多个齿结构,所述齿结构在理想条件下与第二齿部的齿结构具有相同的转动角间距。换言之,如果例如第一齿部具有kN1的齿数,而第二齿部具有kN2的齿数,其中k、N1和N2是大于1的自然数,其中N1和N2除了1以外不具有公质因数,理论上存在工件的k个转动角,在该转动角处,第一和第二齿部的齿结构具有相同的转动角间距。在这种情况下,在测定“最佳拟合”时,能够在2π/k的转动角间距中的k个齿结构上对转动角间距与间距期望值的偏差求平均值。
具有两个内齿部的工件:具有水平的枢转轴线的定位装置
在图23至27中示出根据第八实施形式的定位装置。相同地或类似地起作用的部件又用与在图1至图6中相同的附图标记表示。第八实施形式的定位装置构成为用于,测定双齿的工件60的参考转动角位置,其参考齿部61和要加工的齿部62均构成为内齿部。
工件60又承载有呈钻孔形式的标记63(参见图24)。在本示例中,该钻孔在径向上在参考齿部61之外和在径向上在要加工的齿部62之内构成并且平行于工件轴线C1伸展。
第八实施形式的定位装置与第一实施形式的定位装置基本上类似地构造。所述定位装置又具有基础元件110,所述基础元件与精加工机床的机床床身或工件载体连接。在该基础元件110上又固定有呈枢转臂形式的传感器载体112。传感器载体112又能够相对于基础元件110围绕水平的枢转轴线C5在停放位置(图22、27)和测量位置(图25、26)之间枢转。
传感器载体112又承载有两个定心传感器121、122。所述定心传感器径向向外地定向到指向内部的齿部61、62上。
传感器载体112此外还承载有标记检测装置130,所述标记检测装置在此与在第一实施形式中一样仅包括唯一的标记传感器(参见图25至 27)。
此外,传感器载体112承载有参考测量装置140,所述参考测量装置 140在此再次构成为具有探针尖端141的触觉传感器。与第一实施形式的直的探针尖端相比,探针尖端141在此是成角度的。所述探针尖端在其自由端部的方向上具有探针部段,所述探针部段在测量位置中水平地定向并且提供用于,径向地引入参考齿部61的齿隙中。所述探针尖端还具有连接部段,所述连接部段在测量位置中竖直地定向并且将探针尖端与参考测量装置140的底座连接。连接部段和探针部段经由弯曲部段相互连接。为了将探针尖端141借助其探针部段引入参考齿部的齿隙中,参考测量装置的底座设置在线性滑块142上。线性滑块142能够在传感器载体112上沿着引入方向E线性移动。引入方向在测量位置中径向地伸展。
在图27中附加地图解示出可选的方位参考装置。如在上文讨论的实施形式中,在此,在传感器载体112上的切向方位传感器152与在参考载体42上的方位参考目标151共同作用,以便确定传感器载体112关于与工件60相切地伸展的切线方向的方位。切向方位传感器152和方位参考目标151的角色也能够再次互换,意即切向方位传感器能够设置在参考载体上,而方位参考目标能够位于传感器载体上。
辨识参考齿部61的参考齿结构和通过借助参考测量装置测量参考齿结构来测定工件60的参考转动角位置与在第一实施形式中类似地进行。要加工的齿部62随后能够借助精加工方法进行加工,所述精加工方法适合于加工内齿部,例如通过刮齿进行加工。为此,滚动耦合角又能够基于所测定的参考转动角位置来确定。
在图23至图27中,参考齿部61的内径小于要加工的齿部62的内径。因此能够毫无问题地、无碰撞地通过简单的枢转运动将传感器载体 112置于测量位置中。
而如果参考齿部61应具有大于要加工的齿部62的内径,则须注意以下考虑:出于加工工具的可接近性的原因,要加工的齿部62通常一如既往地设置在上部。因此不再可行的是,仅通过围绕水平轴线的简单的枢转将传感器载体112无碰撞地置于测量位置中。在这种情况下存在多种选项。第一选项在于,为定位装置提供附加的轴线,例如附加的线性位移轴线。例如,整个传感器载体112可以安装在线性滑块上,该线性滑块能够关于工件轴线在径向上在保持器上移位,其中该保持器又能够围绕轴线C5枢转地安置在固定的基础元件110上,或者基础元件110本身可以相对于机床床身线性移位。第二选项在于,将传感器载体112安置在机床元件上,该机床元件本来就能够通过已存在的机床轴线运动,例如在工具载体上运动。这将在下文根据图34和35详细阐述。当然也可考虑其它选项。
具有两个内齿部的工件:具有线性的位移轴线的定位装置
在图28至31中示出根据第九实施形式的定位装置。相同地或类似地起作用的部件又用与在图1至图6中相同的附图标记表示。与第八实施形式的定位装置一样,第九实施形式的定位装置也构成为用于,测定双齿的工件60的参考转动角位置,其参考齿部61和要加工的齿部62都构成为内齿部。
与在第八实施形式中不同,为此传感器载体112能够相对于基础元件110沿着位移方向V线性移位,以便将传感器载体112从停放位置 (图28)移动到测量位置中(图29)。两个定心传感器121、122和以及标记检测装置130又再刚性地(statt)安装在传感器载体112上。同样,在传感器载体112上或在其中又安置有切向方位传感器152,所述切向方位传感器与未示出的方位参考目标共同作用。
此外,传感器载体112又再承载有参考测量装置140,所述参考测量装置呈具有弯曲的探针尖端141的触觉传感器的形式。为了使探针尖端 141与参考齿部61接合,参考测量装置140的底座可枢转地与传感器载体112连接。相应的枢转轴线C7在此水平地伸展。由此,参考测量装置 140能够在探针尖端141与参考齿部61脱离接合的枢转出的位置(图 30)和探针尖端141与参考齿部61接合的枢转进的位置(图31)之间枢转。代替水平伸展的枢转轴线C7,也能够考虑在空间中竖直地或倾斜地伸展的轴线。
该实施形式也能够修改为,使得如果要加工的上部的齿部62具有比位于下方的参考齿部61小的内径,那么传感器载体112也能够无碰撞地被置于测量位置中。尤其能够考虑的是,为此提供附加的线性位移轴线,借助该线性位移轴线,基础元件110能够关于工件轴线沿着径向方向相对于机床床身移位。
具有外齿部和内齿部的工件
在图32和33中示出根据第十实施形式的定位装置。相同地或类似地起作用的部件又用与在图1至6中相同的附图标记表示。该定位装置构成为用于,测定双齿的工件60的参考转动角位置,其参考齿部61是内齿部,而其要加工的齿部62是外齿部。
第十实施形式的定位装置与第九实施形式的定位装置非常相似地构造。唯一的显著区别在于,定心传感器122现在径向向内定向,以便测量要加工的齿部62。
在刮齿机中使用
在一些实施形式中,定位装置能够安置在机床的构件上,所述构件能够通过本来就存在的机床轴线相对于工件移动。尤其,定位装置能够安置在机床的可移动的工具载体上,其中工具载体承载工具主轴。
这在图34和35中图解说明。这些附图示出根据2020年7月6日的国际专利申请PCT/EP 2020/068945构造的刮齿机并且承载有根据第十一实施形式的定位装置。2020年7月6日的国际专利申请PCT/EP 2020/068945的内容通过引用并入本公开内容中。
所述机床具有机床床身310。机床床身310在侧视轮廓中大致呈L 形,具有水平部段311和竖直部段312。
呈Y滑块340形式的可移动的工件载体设置在水平部段311上。Y 滑块340能够沿着Y方向相对于机床床身310移位。Y方向在空间中水平地伸展。Y滑块340承载有工件主轴50,预制齿的工件60被夹紧在该工件主轴50上。工件60在工件主轴50上围绕工件轴线(C轴线)被可转动地驱动。C轴线在空间中竖直地伸展。在本示例中,工件60具有两个内齿部,即参考齿部61和设置在其上方的要加工的齿部62。
Z滑块320设置在机床床身310的竖直部段312上。所述Z滑块能够沿着竖直的Z方向相对于机床床身310移位。呈X滑块322形式的工具载体设置在Z滑块320上。X滑块承载有工具主轴30。X滑块322能够沿着X方向相对于Z滑块320移位。X方向在空间中水平地伸展并且垂直于Y和Z方向伸展。Z滑块320和X滑块322一起形成交叉滑块,所述交叉滑块能够实现使安装在其上的工具主轴30沿着彼此垂直的Z和 X方向移位。
工具主轴30驱动夹紧在其上的刮齿工具来围绕工具轴线转动。在图 34和35中,刮齿工具被X滑块322遮挡并且因此不可见。工具主轴30 能够相对于X滑块322围绕平行于X方向伸展的水平的枢转轴线(A轴线)枢转。
X滑块322还承载有定位装置100,所述定位装置在图35中放大示出。定位装置具有基础元件110和可在其上沿着位移方向V移位的传感器载体112。位移方向V倾斜于Y和Z方向并且垂直于X方向伸展。借助于机床轴线X、Y和Z以及位移轴线V,传感器载体112能够置于在图34和35中所示出的测量位置中。
以这种方式尤其,即使要加工的齿部62具有比参考齿部61小的内径,也可以将传感器载体112无碰撞地置于测量位置中。
定位装置100安置在X滑块322的距离刮齿工具足够远的区域中,使得定位装置100不会在加工工件60期间进行干扰。
方位参考装置
在上文阐述的所有实施例中都能够使用方位参考装置,以便测定定位装置相对于工件载体的空间方位。虽然在上文阐述的实施例中的一些实施例中示出仅具有切向方位传感器的方位参考装置,但是方位参考装置也能够具有关于其它空间方向的方位参考传感器。
这在图36中示例性地图解示出,图36示出根据第十二实施形式的定位装置。图36的定位装置基本上对应于第八实施形式的定位装置。其与此的区别仅在于方位参考装置的设计方案。
在本实施形式中,方位参考装置又具有在参考载体42上的方位参考目标151。方位参考目标151是长方体或立方体形的并且形成至少三个彼此垂直的参考面。参考载体42刚性地与承载工件主轴50的工件载体连接。在传感器载体112上现在设置有三个方位参考传感器152、153和 154,所述方位参考传感器在测量位置中定向到方位参考目标151的不同的参考面上。第一方位参考传感器152形成切向方位传感器。该传感器切向地相对于工件定位到方位参考目标151的相应的参考面上,其中所述参考面具有切向伸展的表面法线。第二方位参考传感器153形成轴向方位传感器。该传感器平行于工件轴线定向到方位参考目标151的相应的参考面上,其中该参考面具有轴向伸展的表面法线。第三方位参考传感器154形成径向方位传感器。该传感器相对于工件轴线在径向上定向到方位参考目标151的相应的参考面上,其中该参考面具有径向伸展的表面法线。代替具有多个参考面的唯一的方位参考目标,也能够存在多个方位参考目标,其中这些方位参考目标中的每个方位参考目标形成分别用于测量方向之一的相应的参考面。
方位参考传感器152、153、154和方位参考目标151的角色也能够互换,意即方位参考传感器能够设置在参考载体上,而方位参考目标能够位于传感器载体上。
方位参考传感器优选是激光间距传感器,如其在现有技术中本身已知的那样。
修改
虽然根据多个实施例已阐述了本发明,但是本发明并不限于这些实施例而是大量的修改是可行的。上文已描述了一些修改。本发明并不限于在上述示例性提及的展成加工方法的范围中的应用,如磨齿或刮齿。更确切地说也可行的是,在双齿部和多齿部的其它精加工方法的范围内使用本发明。在此这例如能够涉及其它展成加工方法,例如珩齿,或分度方法,例如轮廓磨削。如果传感器载体可枢转地与基础元件连接,则枢转轴线不仅能够水平或竖直地伸展,而且能够在空间中倾斜地伸展。如果传感器载体能够相对于基础元件线性移位,则移位方向能够偏离探针尖端的引入方向,如这在上文阐述的一些实施例中是这种情况。也能够考虑沿着弧线的弯曲的位移方向。在所有实施形式中能够考虑的是,代替钻孔,使用不同类型的标记并且所述标记安置在与所示出的不同的部位上。相应地,能够使用不同类型的标记传感器,所述标记传感器适配于这种类型的标记,并且标记检测装置能够以不同的方式与传感器载体连接。大量其它修改是可行的。
附图标记列表
10 机床床身
20 工具载体
21 Z滑块
22 Y滑块
30 工具主轴
31 磨削蜗杆
32 工具主轴驱动器
40 转塔/工件载体
42 参考载体
50 工件主轴
51 对立柱
52 尾座
60 工件
61 第一齿部(参考齿部)
62 第二齿部(要加工的齿部)
63 标记(钻孔)
70 机床控制器
71 控制模块
72 操作面板
100 定位装置
110 基础元件
112 传感器载体
121 第一定心传感器
122 第二定心传感器
130 标记检测装置
131 (第一)标记传感器
132 第二标记传感器
140 参考测量装置(触觉传感器)
141 探针尖端
142 线性滑块
151 方位参考目标
152 切向方位传感器
153 径向方位传感器
154 轴向方位传感器
210 第一标记传感器的信号
211 峰值
220 第二标记传感器的信号
230 差分信号
231 位置信号
301 参考齿隙
302 相对应的齿隙
310 机床床身
311 水平部段
312 竖直部段
320 Z滑块
322 X滑块/工具载体
340 Y滑块/工件载体
C、C1 工件轴线
C3 枢转轴线塔
C5 水平的枢转轴线
C7 竖直的枢转轴线
E 引入方向
M 标记检测装置
R 径向测量方向
T 切向方向
V 位移方向
X、Y、Z 线性轴线。
Claims (29)
1.一种用于加工工件(60)的方法,所述工件具有第一和第二齿部(61、62),其中所述工件(60)围绕工件轴线(C1)可转动地夹紧,其中所述方法包括:
借助非接触式工作的参考辨识装置辨识所述第一齿部(61)的至少一个参考齿结构;
借助参考测量装置(140)测量所述至少一个参考齿结构,以便测定所述工件(60)的参考转动角位置;和
借助加工工具(31)加工所述第二齿部(62),使得所述第二齿部(62)获得以下转动角位置,所述转动角位置与所测定的参考转动角位置成预先确定的关系。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述工件(60)具有标记(63),其中所述参考辨识装置包括非接触式工作的标记检测装置(130),并且其中,辨识所述第一齿部(61)的至少一个参考齿结构包括:
借助所述标记检测装置(130)检测所述工件(60)的所述标记(63);和
根据所检测到的标记(63)辨识所述第一齿部(61)的至少一个参考齿结构。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述标记检测装置(130)具有第一和第二标记传感器(131、132),其中,检测所述标记(63)包括:对所述第一和第二标记传感器(131、132)的信号形成差。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述参考辨识装置包括非接触式工作的第一定心传感器(121)和非接触式工作的第二定心传感器(122),并且其中,辨识所述第一齿部(61)的至少一个参考齿结构包括:
借助所述第一定心传感器(121)测定所述第一齿部(61)的齿结构的转动角位置;
借助所述第二定心传感器(122)测定所述第二齿部(62)的齿结构的转动角位置;
从所测定的转动角位置中确定所述第一齿部(61)的齿结构与所述第二齿部(62)的齿结构的转动角间距,和
根据所述转动角间距与预设的间距期望值的比较来辨识所述第一齿部的至少一个参考齿结构。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述参考测量装置(140)包括:
触觉传感器;或
光学传感器。
6.根据权利要求5所述的方法,
其中所述参考测量装置(140)包括触觉传感器,
其中所述触觉传感器具有传感器底座和探针尖端(141),并且所述探针尖端(141)相对于所述传感器底座伸出,以便沿着引入方向(E)与所述第一齿部(61)接合,或者其中所述触觉传感器相对于传感器载体(112)移位或枢转,以便使所述触觉传感器与所述第一齿部(61)接合。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中通过展成加工方法,尤其通过磨齿方法加工所述第二齿部(62),并且其中利用预先测定的所述工件(60)的参考角方位来确定用于展成加工方法的滚动耦合角。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法,所述方法具有:
在所述工件(60)围绕所述工件轴线(C1)旋转期间,借助非接触式工作的第一定心传感器(121)检查所述第一齿部(61)和/或借助非接触式工作的第二定心传感器(122)检查所述第二齿部(62)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述参考测量装置(140)安置在所述传感器载体(112)上,并且其中所述方法具有:
尤其通过围绕优选垂直或平行于所述工件轴线(C1)伸展的枢转轴线(C5、C6)枢转,或者通过沿着优选径向或平行于所述工件轴线(C1)伸展的位移方向(V)移位,使所述传感器载体(112)在停放位置和测量位置之间移动。
10.根据权利要求9所述的方法,其中在所述传感器载体(112)上安置有至少一个另外的传感器装置,尤其是所述参考辨识装置的至少一部分。
11.根据权利要求9或10所述的方法,所述方法具有:
在所述测量位置中借助于方位参考装置(151、152、153、154)测定所述传感器载体(112)关于至少一个空间方向,尤其是切向方向、轴向方向和/或径向方向的方位;和
根据所测定的所述传感器载体(112)的方位校正所测定的参考转动角位置。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其中所述第一齿部(61)和所述第二齿部(62)是外齿部;
其中所述第一齿部(61)和所述第二齿部(62)是内齿部;
其中所述第一齿部(61)是内齿部,而所述第二齿部(62)是外齿部;或
其中所述第一齿部(61)是外齿部,而所述第二齿部(62)是内齿部。
13.一种用于测定工件(60)的参考转动角位置的定位装置(100),所述工件具有第一和第二齿部(61、62),其中所述定位装置具有:
参考辨识装置,所述参考辨识装置构成为用于,非接触式地辨识所述第一齿部(61)的至少一个参考齿结构;和
参考测量装置(140),所述参考测量装置构成为用于,测量借助所述参考辨识装置辨识的所述第一齿部(61)的参考齿结构,以便测定所述工件(60)的参考转动角位置。
14.根据权利要求13所述的定位装置(100),其中所述参考辨识装置包括标记检测装置(130),所述标记检测装置构成为用于,无接触地检测所述工件(60)的标记(63)。
15.根据权利要求14所述的定位装置(100),其中所述标记检测装置(130)具有第一和第二标记传感器(131、132),其中所述第一和第二标记传感器(131、132)关于所述工件(60)的环周方向依次或彼此相邻地设置。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的定位装置(100),其中所述参考辨识装置具有:
非接触式工作的第一定心传感器(121),以用于测定所述第一齿部(61)的齿结构的转动角位置;和
非接触式工作的第二定心传感器(122),以用于测定所述第二齿部(62)的齿结构的转动角位置。
17.根据权利要求16所述的定位装置(100),其中所述第一和/或第二定心传感器(121、122)沿着所述工件(60)的环周方向相对于所述参考测量装置(140)偏移地设置。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的定位装置(100),其中所述参考测量装置(140)包括:
触觉传感器;或
光学传感器。
19.根据权利要求18所述的定位装置(100),
其中所述参考测量装置(140)包括触觉传感器,
其中所述触觉传感器具有传感器底座和探针尖端(141),和
其中所述探针尖端(141)能够相对于所述传感器底座伸出,以便沿着引入方向(E)与所述第一齿部(61)接合。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的定位装置(100),其中所述定位装置具有传感器载体(112),在所述传感器载体上安置有所述参考测量装置(140)。
21.根据权利要求20所述的定位装置(100),
其中所述参考测量装置(140)包括触觉传感器,
其中所述触觉传感器能够可移位或可枢转地设置在所述传感器载体(112)上,以便使所述触觉传感器与所述第一齿部(61)接合。
22.根据权利要求20或21所述的定位装置(100),其中在所述传感器载体(112)上还安置有所述参考辨识装置的至少一部分。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的定位装置(100),其中所述传感器载体(112)可移动地与基础元件(110)连接,以便尤其通过围绕优选垂直或平行于所述工件轴线(C1)伸展的枢转轴线(C5、C6)枢转,或者通过沿着优选径向或平行于所述工件轴线(C1)伸展的位移方向(V)移位,使所述传感器载体(112)在停放位置和测量位置之间移动。
24.根据权利要求23所述的定位装置(100),所述定位装置还具有方位参考装置(151、152、153、154),以便在所述测量位置中测定所述传感器载体(112)关于至少一个空间方向,尤其是切向方向、轴向方向和/或径向方向的方位。
25.一种机床,所述机床具有:
根据权利要求13至24中任一项所述的定位装置(100);
工件载体(40);和
至少一个工件主轴(50),所述工件主轴设置在所述工件载体(40)上并且构成为用于,容纳所述工件(60),以围绕所述工件轴线(C1)转动。
26.根据权利要求25所述的机床,
其中构成根据权利要求24所述的定位装置(100),
其中所述方位参考装置具有至少一个方位参考目标(151)和至少一个方位参考传感器(152、153、154),
其中所述至少一个方位参考目标(151)与所述工件载体(40)连接,而所述至少一个方位参考传感器(152、153、154)与所述传感器载体(112)连接,或者所述至少一个方位参考目标(151)与所述传感器载体(112)连接,而所述至少一个方位参考传感器(152、153、154)与所述工件载体(40)连接。
27.根据权利要求25或26所述的机床,
所述机床具有机床床身(10),其中所述工件载体(40)能够相对于所述机床床身(10)移动,尤其能够围绕工件载体轴线(C3)枢转,
其中构成根据权利要求23或24所述的定位装置(100),和
其中所述基础元件(110)设置在所述机床床身(10)上。
28.根据权利要求25或26所述的机床,
其中所述工件载体(40)能够相对于所述机床床身(10)围绕工件载体轴线(C3)枢转,和
其中所述传感器载体(112)设置在所述工件载体(40)上的径向地位于所述工件载体轴线(C3)和所述工件轴线(C1)之间的区域中。
29.根据权利要求25至28中任一项所述的机床,所述机床具有:
工件主轴(30),所述工件主轴构成为用于,容纳加工工具(31),以围绕工具轴线转动;和
控制装置(70),所述控制装置构成为用于,执行权利要求1至12中任一项所述的方法。
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