JP2016064473A - 歯車研削盤における砥石ドレス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転砥石に成形を行うドレスユニットを変更する際の段取り時間を極めて短縮し、回転砥石によってワークの歯面を研削するための、段取り時間を含めた総合加工時間を短縮することができる歯車研削盤における砥石ドレス方法を提供すること。【解決手段】第１ドレスユニット５Ａにおけるドレス盤５１と回転砥石３２とが噛み合った状態における、回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０を測定する。次いで、第２ドレスユニットによって、回転砥石３２の研削刃３２１の成形を行うに当たり、回転砥石３２の切込み半径を、砥石初期値として記憶された半径Ｒ０から所定の切込み量を差し引いて求める。その後、回転砥石３２の位相を砥石初期値として記憶された位相θ０に合わせ、かつ、第２ドレスユニットのドレス盤の目標径方向位置を、回転砥石３２の切込み半径の位置に設定する。【選択図】図８

Description

本発明は、歯車研削盤における回転砥石の研削刃を成形する砥石ドレス方法に関する。

歯車研削盤においては、ワークの外周に形成されたヘリカル、スプライン等の歯面を、回転砥石に設けられた螺旋状の研削刃によって研削する。回転砥石を繰り返し使用する際には、回転砥石に生じた目詰まり、目つぶれ、目こぼれ等を解消し、砥石の平面度を維持するために、回転砥石を成形するドレス盤を有するドレスユニットを用いている。また、歯面の形状（諸元）が異なるワークの研削を同じ回転砥石を用いて行う際にも、ドレス刃の形状が異なるドレス盤を有するドレスユニットによって、回転砥石の研削刃の形状を所望の形状に成形している。

また、ドレスユニットによって回転砥石の成形を行う際には、ドレスユニットのドレス盤の位相と回転砥石の位相とを合わせ、かつ回転砥石の外径（半径）に対するドレス盤の径方向位置を合わせる必要がある。そのため、ドレスユニットによって回転砥石の成形を行う際には、回転砥石の位相及び外径を測定している。そして、この測定した回転砥石の位相及び外径に対してドレスユニットのドレス盤の位相及び径方向位置を合わせている。

例えば、特許文献１のねじ状砥石の位相合わせ装置においては、検出手段によって、ねじ状砥石が被加工歯車又はドレッサに接触したか否かを検出し、砥石位相制御手段によって、検出手段が接触を検出したときのねじ状砥石の位相に基づいて、ねじ状砥石を被加工歯車又はドレッサに噛み合い可能な位相に位置決めすることが開示されている。これにより、簡素な構成で、被加工歯車又はドレッサに対するねじ状砥石の位相合わせを精密に行っている。また、ねじ状砥石を用いて所定数量のワークを研削すると、ねじ状砥石が磨耗して、その切れ味が低下する。そのため、ドレッサによるねじ状砥石の成形が定期的に行われている。

特開２０１０−４６７６２号公報

回転砥石（ねじ状砥石）の成形を同じドレスユニット（ドレッサ）によって繰り返し行う場合には、回転砥石とドレスユニットのドレス盤との位相が前回に位相合わせを行ったときから変化せず、これらの位相合わせを短時間で行うことができる。
しかしながら、回転砥石を成形するドレス刃の形状が異なる複数のドレスユニットを用いて、回転砥石の形状を前回と異なる形状に成形する場合には、ドレスユニットによって回転砥石の成形を行うごとに、回転砥石の位相及び外径を測定することになり、この測定に時間が掛かる。そのため、ワークの歯面に研削を行う前の段取りに時間が掛かり、ワークの歯面に研削を行うための、段取り時間を含めた総合加工時間が長くなる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、回転砥石に成形を行うドレスユニットを変更する際の段取り時間を極めて短縮し、回転砥石によってワークの歯面を研削するための、段取り時間を含めた総合加工時間を短縮することができる歯車研削盤における砥石ドレス方法を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、外周に螺旋状の研削刃が設けられた回転砥石によってワークの外周に形成された歯面に研削を行う研削盤本体と、上記回転砥石の上記研削刃を成形するドレス刃が外周に設けられたドレス盤を支持して回転させる複数のドレスユニットと、該各ドレスユニットを、上記回転砥石に１つずつ対向させるよう構成されたユニット移動装置と、を備えた歯車研削盤における砥石ドレス方法であって、
上記各ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃の形状は互いに異なっており、
上記複数のドレスユニットのうちのいずれかの第１ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃が、上記回転砥石の上記研削刃を成形した状態における、上記回転砥石の位相及び半径を測定し、該位相及び半径を砥石初期値として記憶する測定ステップと、
上記複数のドレスユニットのうちの他のいずれかの第２ドレスユニットによって、上記回転砥石の上記研削刃の成形を行うに当たり、該回転砥石の切込み半径を、上記砥石初期値として記憶された半径から、上記第１ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃と上記第２ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃との形状差によって成形が必要となる切込み量を差し引いて求める演算ステップと、
上記回転砥石の位相を上記砥石初期値として記憶された位相に合わせ、かつ、上記第２ドレスユニットの上記ドレス盤の目標径方向位置を、上記演算ステップで求めた上記回転砥石の切込み半径の位置に設定して、上記回転砥石と、上記第２ドレスユニットの上記ドレス盤とをそれぞれ回転させながら、該回転砥石を該ドレス盤の上記目標径方向位置まで相対的に接近させ、該ドレス盤の上記ドレス刃によって該回転砥石の上記研削刃の成形を行う成形ステップと、を含むことを特徴とする歯車研削盤における砥石ドレス方法にある。

上記歯車研削盤における砥石ドレス方法は、ドレス盤のドレス刃の形状が互いに異なる複数のドレスユニットを用いる場合において、各ドレスユニットのドレス盤に対する回転砥石の位相及び径方向位置を迅速に合わせる工夫をしている。
具体的には、測定ステップ、演算ステップ及び成形ステップを行うことにより、回転砥石に成形を行うドレスユニットを変更する際に、この変更の段取りに掛かる時間を短縮する。

まず、測定ステップにおいては、第１ドレスユニットにおけるドレス盤のドレス刃と、回転砥石の研削刃とが噛み合った状態における、回転砥石の位相及び半径を測定する。このとき、測定した回転砥石の位相及び半径を砥石初期値として記憶する。そして、第１ドレスユニットによって成形した回転砥石によってワークの歯面に研削を行った後、第１ドレスユニットとは異なる第２ドレスユニットによって回転砥石の研削刃の成形を行う際には、演算ステップを行う。

回転砥石によってワークの歯面に研削を行った後には、回転砥石は、ワークの歯面に研削を行った量に応じて磨耗しており、回転砥石の半径は、砥石初期値として記憶された半径よりも小さくなっている。また、第１ドレスユニットにおけるドレス盤のドレス刃が回転砥石の研削刃に成形する圧力角、歯丈等の形状と、第２ドレスユニットにおけるドレス盤のドレス刃が回転砥石の研削刃に成形する圧力角、歯丈等の形状とは互いに異なっている。このドレス刃の形状差があるため、ドレス刃による適切な切込み量が設定されないと、削り代が不足する等の不具合が生じ、回転砥石の研削刃に必要とする形状を成形することができない。

そこで、演算ステップにおいては、回転砥石の切込み半径を、砥石初期値として記憶された半径から、成形が必要となる切込み量として、上記回転砥石の磨耗量、上記ドレス刃の形状差の補正量及び同じ形状のドレス刃で繰り返し成形する場合の削り代（切込み量）を加味した所定の切込み量を差し引いて求める。そして、所定の切込み量を求めるときには、磨耗による回転砥石の半径の減少分と、ドレス刃の形状差を補正するための切込み量とを見込むことができる。こうして、回転砥石の成形を行う際の、回転砥石に対するドレス盤の径方向位置を示す回転砥石の切込み半径が求められる。
なお、演算ステップにおいて、砥石初期値として記憶された半径から差し引かれる、成形が必要となる切込み量は、回転砥石の摩耗量と、ドレス刃の形状差の補正量と、同じ形状のドレス刃で繰り返し成形する場合の削り代との和とすることができる。

次いで、成形ステップにおいては、回転砥石の位相を砥石初期値として記憶された位相に合わせ、かつ、第２ドレスユニットのドレス盤の目標径方向位置を、演算ステップで求めた回転砥石の切込み半径の位置に設定する。これにより、第２ドレスユニットによって回転砥石に成形を行う際の、回転砥石とドレス盤とを噛み合わせる位相及び径方向位置が設定される。そして、回転砥石と、第２ドレスユニットのドレス盤とをそれぞれ回転させながら、回転砥石をドレス盤の目標径方向位置まで相対的に接近させる。これにより、砥石初期値として記憶された回転砥石の位相及び半径を利用して、第２ドレスユニットによって回転砥石の研削刃の成形を行うことができる。

そのため、第２ドレスユニットによって回転砥石の研削刃の成形を行う際に、回転砥石の位相及び半径を測定する手間を省くことができ、回転砥石の研削刃に成形を行うドレスユニットを第１ドレスユニットから第２ドレスユニットに変更する際の段取りの時間を極めて短縮することができる。
それ故、上記歯車研削盤における砥石ドレス方法によれば、回転砥石に成形を行うドレスユニットを変更する際の段取り時間を極めて短縮し、回転砥石によってワークの歯面を研削するための、段取り時間を含めた総合加工時間を短縮することができる。

実施例にかかる、回転砥石がワークの歯面に研削を行う状態の歯車研削盤を示す斜視図。 実施例にかかる、歯車研削盤を示す斜視図。 実施例にかかる、ドレスユニットが回転砥石に成形を行う状態の歯車研削盤を示す斜視図。 実施例にかかる、ドレスユニットが回転砥石に成形を行う状態の歯車研削盤を示す平面図。 実施例にかかる、歯車研削盤の電気的構成を示すブロック図。 実施例にかかる、歯車研削盤における砥石ドレス方法を示すフローチャート。 実施例にかかる、合わせステップを行う状態を示す図で、回転砥石の研削刃及び第１ドレスユニットのドレス盤のドレス刃の周辺を拡大して示す説明図。 実施例にかかる、測定ステップを行う状態を示す図で、回転砥石の研削刃及び第１ドレスユニットのドレス盤のドレス刃の周辺を拡大して示す説明図。 実施例にかかる、成形ステップにおいて、回転砥石が第２ドレスユニットに接近する状態を示す図で、回転砥石の研削刃及び第２ドレスユニットのドレス盤のドレス刃の周辺を拡大して示す説明図。 実施例にかかる、成形ステップにおいて、回転砥石が第２ドレスユニットによって成形される状態を示す図で、回転砥石の研削刃及び第２ドレスユニットのドレス盤のドレス刃の周辺を拡大して示す説明図。 実施例にかかる、再成形ステップにおいて、回転砥石が第１ドレスユニットに接近する状態を示す図で、回転砥石の研削刃及び第１ドレスユニットのドレス盤のドレス刃の周辺を拡大して示す説明図。 実施例にかかる、再成形ステップにおいて、回転砥石が第１ドレスユニットによって成形される状態を示す図で、回転砥石の研削刃及び第１ドレスユニットのドレス盤のドレス刃の周辺を拡大して示す説明図。

上述した歯車研削盤における砥石ドレス方法の好ましい実施の形態について説明する。
上記歯車研削盤における砥石ドレス方法において、上記測定ステップは、上記第１ドレスユニットによって上記回転砥石の上記研削刃の成形を行った後に実行することができ、上記第１ドレスユニットによって上記回転砥石の上記研削刃の成形を行う前に実行することもできる。

また、上記演算ステップにおいては、上記切込み半径を半径変化値として記憶し、上記成形ステップを行った後には、上記第１ドレスユニット、又は上記複数のドレスユニットのうちのさらに他のいずれかの第３ドレスユニットによって、上記回転砥石の上記研削刃の成形をさらに行うに当たり、該回転砥石の再切込み半径を、上記半径変化値として記憶された切込み半径から、上記第２ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃と、上記第１ドレスユニット又は上記第３ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃との形状差によって成形が必要となる切込み量を含む所定の切込み量を差し引いて求める再演算ステップと、上記回転砥石の位相を上記砥石初期値として記憶された位相に合わせ、かつ、上記第１ドレスユニット又は上記第３ドレスユニットの上記ドレス盤の目標径方向位置を、上記再演算ステップで求めた上記回転砥石の再切込み半径の位置に設定して、上記回転砥石と、上記第１ドレスユニット又は上記第３ドレスユニットの上記ドレス盤とをそれぞれ回転させながら、該回転砥石を該ドレス盤の上記目標径方向位置まで相対的に接近させ、該ドレス盤の上記ドレス刃によって該回転砥石の上記研削刃の成形を行う再成形ステップと、を行うことができる。

上記歯車研削盤における砥石ドレス方法においては、上記演算ステップ及び上記成形ステップと同様にして、再演算ステップ及び再成形ステップを繰り返し行うことができる。そして、回転砥石に成形を行うドレスユニットを繰り返し変更する場合において、測定ステップを省略して、回転砥石の位相及び半径を測定する手間を省くことができる。回転砥石に成形を行うドレスユニットを変更するごとに生じる段取りの時間を極めて短縮することができる。

以下に、歯車研削盤における砥石ドレス方法にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の歯車研削盤１は、図１、図２に示すように、外周に螺旋状の研削刃３２１が設けられた回転砥石３２によってワーク８の外周に形成された歯面８１に研削を行う研削盤本体１０と、回転砥石３２の研削刃３２１を成形するドレス刃５１１が外周に設けられたドレス盤５１を支持して回転させる複数のドレスユニット５Ａ，５Ｂと、各ドレスユニット５Ａ，５Ｂを、回転砥石３２に１つずつ対向させるよう構成されたユニット移動装置４とを備えている。そして、砥石ドレス方法においては、歯車研削盤１の研削盤本体１０における回転砥石３２の成形を行う。

図７、図９に示すように、各ドレスユニット５Ａ，５Ｂにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１の形状（諸元）は互いに異なっている。砥石ドレス方法においては、図６に示すように、測定ステップＳ２、演算ステップＳ４及び成形ステップＳ５を行って、ドレスユニット５Ａ，５Ｂによって回転砥石３２を２回目以降に成形する際の段取り時間を短縮する。
測定ステップＳ２においては、図７、図８に示すように、複数のドレスユニット５Ａ，５Ｂのうちのいずれかの第１ドレスユニット５Ａにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１が、回転砥石３２の研削刃３２１を成形した状態における、回転砥石３２の位相（回転位置）θ０及び半径Ｒ０を測定し、この位相θ０及び半径Ｒ０を砥石初期値として記憶する。

次いで、演算ステップＳ４においては、複数のドレスユニット５Ａ，５Ｂのうちの他のいずれかの第２ドレスユニット５Ｂにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１によって、回転砥石３２の研削刃３２１の成形を行うに当たり、回転砥石３２の切込み半径Ｒａを、砥石初期値として記憶された半径Ｒ０から所定の切込み量を差し引いて求める。この所定の切込み量は、第１ドレスユニット５Ａにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１と第２ドレスユニット５Ｂにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１との形状差によって成形が必要となる切込み量として決定する。

その後、成形ステップＳ５においては、図９、図１０に示すように、回転砥石３２の位相θを砥石初期値として記憶された位相θ０に合わせ、かつ、第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１の目標径方向位置を、演算ステップＳ４で求めた回転砥石３２の切込み半径Ｒａの位置に設定する。そして、回転砥石３２と、第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１とをそれぞれ回転させながら、回転砥石３２をドレス盤５１の目標径方向位置まで接近させ、ドレス盤５１のドレス刃５１１によって回転砥石３２の研削刃３２１の成形を行う。

まず、本例の歯車研削盤１について詳説する。
図１に示すように、歯車研削盤１は、ワーク８の歯面８１の仕上げ加工を行うものである。歯車研削盤１は、歯面８１が回転方向に対して垂直に形成された平歯車、歯面８１が回転方向に対して傾斜して形成されたヘリカル歯車を、ワーク８の歯面８１に研削を行って製造する。
研削盤本体１０は、回転砥石３２を支持して移動させる砥石支持ヘッダー３と、外周に歯面８１が形成されたワーク８を回転可能に支持して、ワーク８をワーク駆動源２３によって回転させるワーク支持部２とを有している。

砥石支持ヘッダー３は、回転砥石３２を砥石駆動源３３によって回転させるとともに、水平方向に対する回転砥石３２の回転中心軸線３０１の傾きを傾き駆動源３４によって変更するよう構成されている。平歯車又はヘリカル歯車を製造する際には、砥石支持ヘッダー３の傾き駆動源３４によって、回転砥石３２に設けられた螺旋状の研削歯３２１の螺旋の傾斜角度に応じて、回転砥石３２の回転中心軸線３０１を水平方向に対して適宜傾ける。

図１に示すように、回転砥石３２は、砥石支持ヘッダー３の砥石支持部３１に支持される。砥石駆動源３３は、砥石支持部３１及び砥石支持部３１に支持された回転砥石３２を回転させるよう構成されている。傾き駆動源３４は、砥石支持部３１及び砥石支持部３１に支持された回転砥石３２の回転中心軸線３０１の、水平方向に対する傾きを変更するよう構成されている。また、砥石支持部３１は、砥石支持部駆動源３１１によって、砥石支持部３１に支持された回転砥石３２の回転中心軸線３０１の方向に移動可能である。

図２に示すように、砥石支持ヘッダー３は、歯車研削盤１のコラム１１に配設されている。砥石支持ヘッダー３は、コラム１１に配設されたヘッダー駆動源１２によって、ワーク支持部２の回転中心軸線が向けられた上下方向（鉛直方向）に移動可能である。また、砥石支持ヘッダー３は、コラム１１を移動させるコラム駆動源１３によって、回転砥石３２とドレスユニット５Ａ，５Ｂとが対向する方向に進退するよう移動可能である。

図１に示すように、ワーク支持部２は、回転中心軸線２０１を上下方向に向けて構成されており、ワーク８の中心軸線を上下方向に向ける状態で、ワーク８を上下から挟み込んで支持するよう構成されている。ワーク支持部２は、上支持部２１と下支持部２２とから構成されている。下支持部２２は、ワーク駆動源２３によって回転駆動され、上支持部２１及びワーク８は、下支持部２２の回転に伴って従動回転する。そして、ワーク８の歯面８１に研削が行われるごとに、上支持部２１と下支持部２２との間から研削後のワーク８が搬出され、上支持部２１と下支持部２２との間に研削前のワーク８が搬入される。

ユニット移動装置４は、ワーク支持部２へ研削前のワーク８を搬入するとともにワーク支持部２から研削後のワーク８を搬出する搬送装置を利用して構成されている。ユニット移動装置４は、ワーク８を把持する複数のグリッパ４１と、複数のドレスユニット５Ａ，５Ｂと、旋回駆動源４２１によって旋回する旋回機構４２とを有している。複数のグリッパ４１と複数のドレスユニット５Ａ，５Ｂとは、旋回機構４２の旋回中心軸線４０１の回りに配置されている。旋回機構４２は、複数のグリッパ４１及び複数のドレスユニット５Ａ，５Ｂを、旋回中心軸線４０１の回りに旋回させるよう構成されている。

各グリッパ４１及び各ドレスユニット５Ａ，５Ｂは、旋回機構４２によって旋回されるごとに、ワーク支持部２及び砥石支持ヘッダー３における回転砥石３２に１つずつ対向する。ユニット移動装置４は、ワーク支持部２に隣接する位置に配設されている。各グリッパ４１に把持されたワーク８は、旋回機構４２によって旋回して、ワーク支持部２と、歯車研削盤１の外部との間で搬送される。

図４に示すように、各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１は、ドレス駆動源５２によって回転するよう構成されている。各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１は、回転砥石３２の螺旋状の研削刃３２１の両側に配置される一対のドレス刃５１１を有している。研削刃３２１の一対の刃面３２２は、一対のドレス刃５１１に挟まれて研削される。各ドレスユニット５Ａ，５Ｂにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１の形状（諸元）は、回転砥石３２の研削刃３２１によってワーク８の歯面８１に形成される歯丈（歯底から歯先までの長さ）、圧力角、歯先又は歯元の丸み、歯厚（基準円上における歯の周方向の幅）等が互いに異なるよう設定されている。また、回転砥石３２によって研削される種々のワーク８の歯面８１のモジュールは同じになる。

図４、図８に示すように、ドレスユニット５Ａ，５Ｂにおいては、ドレス盤５１の一対のドレス刃５１１に隣接する位置に、回転砥石３２の研削刃３２１の先端面３２３を成形する先端成形面５１３が形成されている。そして、一対のドレス刃５１１によって、回転砥石３２の研削刃３２１の側面３２２Ａ，３２２Ｂ及び底面３２４が成形され、先端成形面５１３によって、回転砥石３２の研削刃３２１の先端面３２３が成形される。

図１、図２に示すように、本例のユニット移動装置４においては、旋回機構４２の旋回中心軸線４０１の回りにおいて、旋回方向における位相が互いに１８０度ずれた位置に２つのグリッパ４１が配設されており、グリッパ４１と位相が９０度ずれ、かつ位相が互いに１８０度ずれた位置に２つのドレスユニット５Ａ，５Ｂが配設されている。

図５に示すように、歯車研削盤１は、制御コンピュータ６によって各動作の制御が行われる。制御コンピュータ６は、ヘッダー駆動源１２を操作して砥石支持ヘッダー３を上下方向に移動させるよう構成されている。また、制御コンピュータ６は、コラム駆動源１３を操作してコラム１１及び砥石支持ヘッダー３をドレスユニット５Ａ，５Ｂと対向する方向に進退させるよう構成されている。また、制御コンピュータ６は、砥石支持部駆動源３１１を操作して、砥石支持部３１に支持された回転砥石３２を、その回転中心軸線３０１の方向に移動させるよう構成されている。また、制御コンピュータ６は、ワーク駆動源２３を操作してワーク支持部２を回転させ、砥石駆動源３３を操作して回転砥石３２を回転させ、傾き駆動源３４を操作して水平方向に対する回転砥石３２の回転中心軸線３０１の傾きを変更するよう構成されている。

また、制御コンピュータ６は、ユニット移動装置４の旋回機構４２の旋回駆動源４２１を操作して、各グリッパ４１及び各ドレスユニット５Ａ，５Ｂを旋回させるよう構成されている。また、制御コンピュータ６は、各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス駆動源５２を操作して、回転砥石３２に対向したドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１を回転させるよう構成されている。

ドレスユニット５Ａ，５Ｂによって回転砥石３２の研削刃３２１の成形を行う際には、ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１のドレス刃５１１が、回転砥石３２の研削刃３２１を成形する状態に基づいて、回転砥石３２の位相（回転位置）θ０及び半径Ｒ０を測定することができる。
この回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０を測定するに当たっては、図７に示すように、ドレス盤５１に対して回転砥石３２を接近させ、回転砥石３２の研削刃３２１の一方側の側面３２２Ａがドレス刃５１１の側面５１２に接触する位置、及び回転砥石３２の研削刃３２１の他方側の側面３２２Ｂがドレス刃５１１の側面５１２に接触する位置を測定する。そして、２つの接触位置の間の中心位置Ｃ１に回転砥石３２の研削刃３２１の中心位置Ｃ２を移動させるとともに、回転砥石３２をドレス盤５１にさらに接近させる。２つの接触位置の測定、並びに移動及び接近を繰り返して、ドレス盤５１のドレス刃５１１と回転砥石３２の研削刃３２１とが噛み合う位置を検出する。そして、この噛み合う位置において、ドレス刃５１１によって回転砥石３２の研削刃３２１を成形し、この成形状態において、回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０を測定することができる。

回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０の測定は、砥石支持部３１に支持する回転砥石３２を別の回転砥石３２に交換したとき、ドレスユニット５Ａ，５Ｂ又はドレスユニット５Ａ，５Ｂに支持するドレス盤５１を、別のドレスユニット５Ａ，５Ｂ又はドレス盤５１に交換したときに行う。一方、回転砥石３２の研削刃３２１に成形を行うドレスユニット５Ａ，５Ｂを他のドレスユニット５Ａ，５Ｂに変更するときには、回転砥石３２の位相θ及び半径Ｒは演算によって求める。

回転砥石３２における、ワーク８の歯面８１に接触する、回転中心軸線３０１の方向の部位は、ワーク８の研削を行うごとにずらしていく。そして、回転砥石３２によって、必要とする個数のワーク８の歯面８１の研削を行った後には、ドレスユニット５Ａ，５Ｂによって回転砥石３２の研削刃３２１の成形を行い、成形後の回転砥石３２の研削刃３２１によって他のワーク８の歯面８１の研削を行う。歯車研削盤１においては、この回転砥石３２の成形及び回転砥石３２による研削を繰り返して、回転砥石３２が使用不能な状態に磨耗するまで、同じ回転砥石３２を使用することができる。

制御コンピュータ６においては、各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１の半径の情報が予め設定されている。回転砥石３２とドレスユニット５Ａ，５Ｂとの位相θ及び径方向位置を合わせるときには、各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１のドレス刃５１１間の中心位置Ｃ１と、回転砥石３２の研削刃３２１の中心位置Ｃ２とを合わせる。
各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１のドレス刃５１１間の中心位置Ｃ１は、ユニット移動装置４によってドレスユニット５Ａ，５Ｂを回転砥石３２に対向させたときに、常に同じ位置になるよう設定されている。各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１の半径が互いに異なる場合には、回転砥石３２とドレスユニット５Ａ，５Ｂとの位相θ及び径方向位置を合わせるときにドレス盤５１の半径の差分の補正が行われる。

次に、歯車研削盤１における砥石ドレス方法について詳説する。
砥石ドレス方法においては、ドレス盤５１のドレス刃５１１の形状が互いに異なる複数のドレスユニット５Ａ，５Ｂを用いる場合において、各ドレスユニット５Ａ，５Ｂのドレス盤５１に対する回転砥石３２の位相θ及び径方向位置を迅速に合わせる工夫をしている。具体的には、図６に示すように、合わせステップＳ１、測定ステップＳ２、第１のワーク８の研削Ｓ３、演算ステップＳ４、成形ステップＳ５、第２のワーク８の研削Ｓ６、再演算ステップＳ７及び再成形ステップＳ８を行い、回転砥石３２に成形を行うドレスユニット５Ａ，５Ｂを変更する際に、この変更の段取りに掛かる時間を短縮する。

回転砥石３２の交換によって、別の回転砥石３２が砥石支持部３１に支持されたときには、図７に示すように、制御コンピュータ６は、合わせステップＳ１として、回転砥石３２の研削刃３２１と第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１のドレス刃５１１とを噛み合わせる。このとき、制御コンピュータ６は、ユニット移動装置４によって第１ドレスユニット５Ａを研削盤本体１０における回転砥石３２に対向させ、ヘッダー駆動源１２によって砥石支持ヘッダー３における回転砥石３２を第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１に接近させる。そして、図８に示すように、回転砥石３２と第１ドレスユニット５Ａとが噛み合った状態で、第１ドレスユニット５Ａによって回転砥石３２の研削刃３２１を成形する。

次いで、同図に示すように、測定ステップＳ２においては、制御コンピュータ６は、第１ドレスユニット５Ａにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１が、回転砥石３２の研削刃３２１を成形した状態における、回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０を測定する。そして、制御コンピュータ６は、測定した回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０を砥石初期値として記憶する。測定した回転砥石３２の位相θ０は、回転砥石３２が磨耗しても変化しないものとして扱う。

次いで、歯車研削盤１においては、制御コンピュータ６は、第１ドレスユニット５Ａによって成形した回転砥石３２によって、第１のワーク８の歯面８１に研削を行い（Ｓ３）、第１の歯車を製造する。この回転砥石３２による研削は、加工を必要とする所定数の第１のワーク８の歯面８１に対して行う。このとき、第１のワーク８の歯面８１に接触する、回転砥石３２の回転中心軸線３０１の方向の位置を適宜変更することができる。そして、加工を必要とする所定数の第１の歯車が製造される。

次いで、第１の歯車の製造が終わった後には、制御コンピュータ６は、第１の歯車とは歯面８１の形状が異なる第２の歯車を製造する。第２の歯車の製造を行う際には、制御コンピュータ６は、測定ステップＳ２を行わず、演算ステップＳ４を行う。
回転砥石３２によって第１のワーク８の歯面８１の研削を繰り返し行った後には、回転砥石３２は、ワーク８の歯面８１に研削を行った量に応じて磨耗しており、回転砥石３２の半径Ｒは、砥石初期値として記憶された半径Ｒ０よりも小さくなっている。

また、第１ドレスユニット５Ａにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１が回転砥石３２の研削刃３２１に成形する圧力角、歯丈等の形状と、第２ドレスユニット５Ｂにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１が回転砥石３２の研削刃３２１に成形する圧力角、歯丈等の形状とは互いに異なっている。このドレス刃５１１の形状差があるため、ドレス刃５１１による適切な切込み量が設定されないと、削り代が不足する等の不具合が生じ、回転砥石３２の研削刃３２１に必要とする形状を成形することができない。

そこで、演算ステップＳ４においては、制御コンピュータ６は、回転砥石３２の切込み半径Ｒａを、砥石初期値として記憶された半径Ｒ０から、成形が必要となる切込み量として、上記回転砥石３２の磨耗量、ドレス刃５１１の形状差の補正量及び同じ形状のドレス刃５１１で回転砥石３２を成形する場合の削り代を加味した所定の切込み量を差し引いて求める。本例の成形が必要となる切込み量は、第１のワーク８の研削による回転砥石３２の摩耗量と、ドレス刃５１１の形状差の補正量と、同じ形状のドレス刃５１１で繰り返し成形する場合の削り代との和である。

そして、この成形が必要となる切込み量を求めるときには、磨耗による回転砥石３２の半径Ｒの減少分と、ドレス刃５１１の形状差を補正するための切込み量とを見込むことができる。こうして、回転砥石３２の成形を行う際の、回転砥石３２に対する第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１の径方向位置を示す回転砥石３２の切込み半径Ｒａが求められる。また、演算ステップＳ４においては、制御コンピュータ６は、切込み半径Ｒａを半径変化値として記憶する。

なお、１つのドレスユニットのみを用いて、回転砥石３２の成形を繰り返し行う場合には、回転砥石３２の成形が必要となる切込み量は、回転砥石３２の磨耗量と、所定の削り代との和となる。この場合、成形が必要となる切込み量には、ドレス刃５１１の形状差の補正量が含まれない。

次いで、成形ステップＳ５においては、制御コンピュータ６は、回転砥石３２の位相θを砥石初期値として記憶された位相θ０に合わせ、かつ、第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１の目標径方向位置を、演算ステップＳ４で求めた回転砥石３２の切込み半径Ｒａの位置に設定する。これにより、第２ドレスユニット５Ｂによって回転砥石３２の成形を行う際の、回転砥石３２とドレス盤５１とを噛み合わせる位相θ及び径方向位置が設定される。また、目標径方向位置を設定する際に、第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１の半径と第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１の半径とが異なる場合には、ドレス盤５１の半径の差分の補正が行われる。

そして、図９、図１０に示すように、制御コンピュータ６は、回転砥石３２を砥石駆動源３３によって回転させるとともに、第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１をドレス駆動源５２によって回転させる状態で、砥石支持ヘッダー３をヘッダー駆動源１２及びコラム駆動源１３によって移動させて、砥石支持ヘッダー３における回転砥石３２を、第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１の目標径方向位置まで相対的に接近させる。図１０においては、回転砥石３２が第２ドレスユニット５Ｂによって削られる部分を符号Ｘによって示す。

これにより、砥石初期値として記憶された回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０を利用して、第２ドレスユニット５Ｂによって回転砥石３２の研削刃３２１の成形を行うことができる。そのため、第２ドレスユニット５Ｂによって回転砥石３２の研削刃３２１の成形を行う際に、回転砥石３２の位相θ及び半径Ｒを測定する手間を省くことができ、回転砥石３２の研削刃３２１に成形を行うドレスユニットを第１ドレスユニット５Ａから第２ドレスユニット５Ｂに変更する際の段取りの時間を極めて短縮することができる。

次いで、歯車研削盤１においては、制御コンピュータ６は、第２ドレスユニット５Ｂによって成形した回転砥石３２によって、第２のワーク８の歯面８１に研削を行い（Ｓ６）、第２の歯車を製造する。この回転砥石３２による研削は、加工を必要とする所定数の第２のワーク８の歯面８１に対して行う。このとき、第２のワーク８の歯面８１に接触する、回転砥石３２の回転中心軸線３０１の方向の位置を適宜変更することができる。そして、加工を必要とする所定数の第２の歯車が製造される。

次いで、第２の歯車の製造が終わった後には、制御コンピュータ６は、再び第１の歯車を製造する。第１の歯車の製造を再び行う際には、制御コンピュータ６は、測定ステップＳ２を行わず、再演算ステップＳ７を行う。
再演算ステップＳ７においては、制御コンピュータ６は、第１ドレスユニット５Ａにおけるドレス盤５１のドレス刃５１１によって、回転砥石３２の研削刃３２１の成形をさらに行うに当たり、回転砥石３２の再切込み半径Ｒｂを、半径変化値として記憶された切込み半径Ｒａから、成形が必要となる切込み量として、回転砥石３２の磨耗、ドレス刃５１１の形状差の補正及び同じ形状のドレス刃５１１で回転砥石３２を成形する場合の削り代を加味した所定の切込み量を差し引いて求める。本例の成形が必要となる切込み量は、第２のワーク８の研削による回転砥石３２の摩耗量と、ドレス刃５１１の形状差の補正量と、同じ形状のドレス刃５１１で繰り返し成形する場合の削り代との和である。

そして、この成形が必要となる切込み量を求めるときには、制御コンピュータ６は、磨耗による回転砥石３２の半径Ｒの減少分と、ドレス刃５１１の形状差を補正するための切込み量とを見込むことができる。こうして、回転砥石３２の成形を行う際の、回転砥石３２に対する第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１の径方向位置を示す回転砥石３２の再切込み半径Ｒｂが求められる。また、再演算ステップＳ７においては、制御コンピュータ６は、再切込み半径Ｒｂを半径変化値として記憶する。

次いで、再成形ステップＳ８においては、制御コンピュータ６は、回転砥石３２の位相θを砥石初期値として記憶された位相θ０に合わせ、かつ、第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１の目標径方向位置を、再演算ステップＳ７で求めた回転砥石３２の再切込み半径Ｒｂの位置に設定する。これにより、第１ドレスユニット５Ａによって回転砥石３２に再び成形を行う際の、回転砥石３２とドレス盤５１とを噛み合わせる位相θ及び径方向位置が設定される。また、目標径方向位置を設定する際に、第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１の半径と第２ドレスユニット５Ｂのドレス盤５１の半径とが異なる場合には、ドレス盤５１の半径の差分の補正が行われる。

そして、図１１、図１２に示すように、制御コンピュータ６は、回転砥石３２を砥石駆動源３３によって回転させるとともに、第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１をドレス駆動源５２によって回転させる状態で、砥石支持ヘッダー３をヘッダー駆動源１２及びコラム駆動源１３によって移動させて、砥石支持ヘッダー３における回転砥石３２を、第１ドレスユニット５Ａのドレス盤５１の目標径方向位置まで相対的に接近させる。図１２においては、回転砥石３２が第１ドレスユニット５Ａによって削られる部分を符号Ｘによって示す。

これにより、砥石初期値として記憶された回転砥石３２の位相θ０及び半径Ｒ０を利用して、第１ドレスユニット５Ａによって回転砥石３２の研削刃３２１の成形を再び行うことができる。そのため、第１ドレスユニット５Ａによって回転砥石３２の研削刃３２１の成形を再び行う際に、回転砥石３２の位相θ及び半径Ｒを測定する手間を省くことができ、回転砥石３２の研削刃３２１に成形を行うドレスユニットを第２ドレスユニット５Ｂから第１ドレスユニット５Ａに変更する際の段取りの時間を極めて短縮することができる。

以降、制御コンピュータ６は、回転砥石３２の研削刃３２１に成形を行うドレスユニット５Ａ，５Ｂを変更するごとに、上記と同様にして、再演算ステップＳ７及び再成形ステップＳ８を繰り返し行うことができる。
それ故、本例の歯車研削盤１における砥石ドレス方法によれば、回転砥石３２に成形を行うドレスユニット５Ａ，５Ｂを変更する際の段取り時間を極めて短縮し、回転砥石３２によってワーク８の歯面８１を研削するための、段取り時間を含めた総合加工時間を短縮することができる。

１ 歯車研削盤
１０ 研削盤本体
２ ワーク支持部
３ 砥石支持ヘッダー
３２ 回転砥石
３２１ 研削刃
４ ユニット移動装置
５Ａ，５Ｂ ドレスユニット
５１ ドレス盤
５１１ ドレス刃
８ ワーク
８１ 歯面

Claims (4)

1. 外周に螺旋状の研削刃が設けられた回転砥石によってワークの外周に形成された歯面に研削を行う研削盤本体と、上記回転砥石の上記研削刃を成形するドレス刃が外周に設けられたドレス盤を支持して回転させる複数のドレスユニットと、該各ドレスユニットを、上記回転砥石に１つずつ対向させるよう構成されたユニット移動装置と、を備えた歯車研削盤における砥石ドレス方法であって、
   上記各ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃の形状は互いに異なっており、
   上記複数のドレスユニットのうちのいずれかの第１ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃が、上記回転砥石の上記研削刃を成形した状態における、上記回転砥石の位相及び半径を測定し、該位相及び半径を砥石初期値として記憶する測定ステップと、
   上記複数のドレスユニットのうちの他のいずれかの第２ドレスユニットによって、上記回転砥石の上記研削刃の成形を行うに当たり、該回転砥石の切込み半径を、上記砥石初期値として記憶された半径から、上記第１ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃と上記第２ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃との形状差によって成形が必要となる切込み量を差し引いて求める演算ステップと、
   上記回転砥石の位相を上記砥石初期値として記憶された位相に合わせ、かつ、上記第２ドレスユニットの上記ドレス盤の目標径方向位置を、上記演算ステップで求めた上記回転砥石の切込み半径の位置に設定して、上記回転砥石と、上記第２ドレスユニットの上記ドレス盤とをそれぞれ回転させながら、該回転砥石を該ドレス盤の上記目標径方向位置まで相対的に接近させ、該ドレス盤の上記ドレス刃によって該回転砥石の上記研削刃の成形を行う成形ステップと、を含むことを特徴とする歯車研削盤における砥石ドレス方法。
2. 上記演算ステップにおいては、上記切込み半径を半径変化値として記憶し、
   上記成形ステップを行った後には、上記第１ドレスユニット、又は上記複数のドレスユニットのうちのさらに他のいずれかの第３ドレスユニットによって、上記回転砥石の上記研削刃の成形をさらに行うに当たり、該回転砥石の再切込み半径を、上記半径変化値として記憶された切込み半径から、上記第２ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃と、上記第１ドレスユニット又は上記第３ドレスユニットにおける上記ドレス盤の上記ドレス刃との形状差によって成形が必要となる切込み量を含む所定の切込み量を差し引いて求める再演算ステップと、
   上記回転砥石の位相を上記砥石初期値として記憶された位相に合わせ、かつ、上記第１ドレスユニット又は上記第３ドレスユニットの上記ドレス盤の目標径方向位置を、上記再演算ステップで求めた上記回転砥石の再切込み半径の位置に設定して、上記回転砥石と、上記第１ドレスユニット又は上記第３ドレスユニットの上記ドレス盤とをそれぞれ回転させながら、該回転砥石を該ドレス盤の上記目標径方向位置まで相対的に接近させ、該ドレス盤の上記ドレス刃によって該回転砥石の上記研削刃の成形を行う再成形ステップと、を行うことを特徴とする請求項１に記載の歯車研削盤における砥石ドレス方法。
3. 上記ユニット移動装置は、上記複数のドレスユニットを旋回中心軸線の回りに旋回させるよう構成されており、
   上記研削盤本体は、上記回転砥石を支持して移動させる砥石支持ヘッダーを有しており、
   上記成形ステップにおいては、上記第２ドレスユニットの上記ドレス盤に対して、上記砥石支持ヘッダーに支持された上記回転砥石を接近させることを特徴とする請求項１又は２に記載の歯車研削盤における砥石ドレス方法。
4. 上記ユニット移動装置は、上記複数のドレスユニットを旋回中心軸線の回りに旋回させるよう構成されており、
   上記研削盤本体は、上記回転砥石を支持して移動させる砥石支持ヘッダーを有しており、
   上記再成形ステップにおいては、上記第１ドレスユニット又は上記第３ドレスユニットの上記ドレス盤に対して、上記砥石支持ヘッダーに支持された上記回転砥石を接近させることを特徴とする請求項２に記載の歯車研削盤における砥石ドレス方法。

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