JP5440789B2 - How to change gear grinding wheels - Google Patents
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Description
本発明は、歯車研削用砥石の段替方法に関し、さらに詳しくは、砥石により歯車を研削加工し、前記砥石の研削能力が低下したときに該砥石をドレッサによりドレッシングし、該砥石が使用限界に達した場合に新たな砥石に交換する歯車研削用砥石の段替方法に関するものである。 The present invention relates to a method for changing a grinding wheel for gear grinding, and more specifically, grinding a gear with a grinding wheel, dressing the grinding wheel with a dresser when the grinding ability of the grinding wheel is reduced, and the grinding stone reaches a use limit. The present invention relates to a method for changing a grinding wheel for gear grinding that is replaced with a new grinding wheel when the wheel reaches the wheel.
歯車となるワークの歯面を砥石により研削加工して所定の精度に仕上げる歯車研削盤においては、一般に図4に示すように、軸R回りに回転可能に支持された歯車となるワークWの歯面を研削する砥石1と、砥石1をドレッシングするドレッサ2とを備えており、砥石1をワークセットアップ位置WPまたはドレスセットアップ位置DPにシフトさせてワークWおよびドレッサ2と対応した位置で研削加工とドレッシングを行うように構成されている。
In a gear grinding machine that grinds the tooth surface of a workpiece to be a gear with a grindstone and finishes it to a predetermined accuracy, generally, as shown in FIG. 4, the teeth of the workpiece W to be a gear supported rotatably around an
上述したような歯車研削盤では、一般に、図7に示すように、それまで研削加工に使用していた砥石1が使用限界に達して新たな砥石1に交換する(S1)と、その交換した新たな砥石1とドレッサ2との歯合わせ行うドレスセットアップを行い(S2)、新たな砥石1とドレッサ2との相対的な座標や回転位相などのドレスセットアップ位置関係データを読み込み(S3)、初期のドレッシングを行い(S4)、砥石1のバランスを調整するバランス取りを行い(S5)、次に、歯車となるワークWを回転可能に支持してこのワークWと砥石1との歯合わせ行うワークセットアップを行い(S6)、ワークWと砥石1との相対的な回転位相や相対的な座標などのワーク位置関係データを読み込み(S7)、ワークWに対する砥石1の加工位置を目視などにより確認し(S8)、図5に示すように、ワークWの歯面を砥石1により研削している(S9)。砥石1は、研削加工を繰り返すことにより、目が詰まって切れ味などの研削能力が低下したり、摩耗するなどしてワークWを精度よく研削することができなくなる。そのため、予め、ワークWを精度よく研削することができなくなる加工回数(研削加工するワークWの個数)などを設定しておき、その設定された所定回数毎に図6に示すように、ドレッサ2によって砥石1をドレッシングし(S4)、砥石1の研削能力を回復させるとともに砥石1の寸法精度を回復させて、再びワークWを研削加工する(S9)。この砥石1のドレッシングは、歯車研削盤により全自動で制御しつつ行われる。そして、砥石1がドレッシングで回復できない使用限界に達すると、この使用限界に達した砥石1を新たな砥石1に交換する(S1)。そして、従来の一般的な技術では、ドレスセットアップ(S2)やワークセットアップ(S6)などを砥石1の交換毎に繰り返し行っていた。
In the gear grinding machine as described above, generally, as shown in FIG. 7, when the
しかしながら、図7に示した従来の技術にあっては、上述したように砥石を交換するたびに、ドレスセットアップと各ワークWに対するワークセットアップをそれぞれ行うことから、研削加工と砥石の交換時に時間がかかり、効率よく歯車を生産することができなかった。 However, in the prior art shown in FIG. 7, since the dress setup and the workpiece setup for each workpiece W are performed each time the grinding wheel is replaced as described above, time is required for the grinding process and the grinding wheel replacement. Therefore, gears could not be produced efficiently.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、使用限界に達した砥石を容易に短時間で交換して精度よくワークを短時間で研削加工して歯車を製造することができる歯車用研削砥石の段替方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and with a simple configuration, a grindstone that has reached the use limit is easily replaced in a short time, and a gear is manufactured by accurately grinding a workpiece in a short time. An object of the present invention is to provide a gear grinding wheel changing method that can be used.
請求項1の歯車研削用砥石の段替方法に係る発明は、上記目的を達成するため、歯車となるワークを砥石により研削加工し、前記砥石の研削能力が低下したときに該砥石をドレッサによりドレッシングし、該砥石が使用限界に達した場合に新たな砥石に交換する歯車研削用砥石の段替方法であって、最初に取付けられた砥石とワークとの歯合わせをするワークセットアップを行ってそのワーク位置関係データを読み込み記憶する初回ワーク位置関係データ読み込み工程と、各砥石とドレッサとの歯合わせをするドレスセットアップを行ってそのドレス位置関係データを読み込むドレス位置関係データ読み込み工程と、交換した新たな砥石のドレス位置関係データから、初回ワーク位置関係データに対する交換した新たな砥石のずれを演算して、その交換した新たな砥石の位置を決定する演算工程と、を含むことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to the gear grinding wheel changing method according to claim 1 grinds a workpiece to be a gear with a grindstone, and when the grinding ability of the grindstone is reduced, the grindstone is removed with a dresser. A gear grinding wheel replacement method that performs dressing and replaces the wheel with a new one when the wheel reaches the limit of use. The initial work position relation data reading process for reading and storing the work position relation data, and the dress position relation data reading process for performing dress setup for aligning each grindstone with the dresser and reading the dress position relation data are exchanged. From the new whetstone dressing position relation data, calculate the displacement of the new whetstone exchanged for the initial work position relation data. A calculation step of determining the location of a new grinding wheel which is the replacement and is characterized in that it comprises a.
請求項1の歯車研削用砥石の段替方法に係る発明では、歯車研削盤に最初に取付けられた砥石は、ワークとの歯合わせをするワークセットアップを行ってそのワーク位置関係データを読み込み記憶する初回ワーク位置関係データ読み込み工程と、ドレッサとの歯合わせをするドレスセットアップを行ってそのドレスセットアップ位置関係データを読み込むドレスセットアップ位置関係データ読み込み工程とが行われる。そして、ワークの研削加工を繰り返し行い、砥石の研削能力が低下したときに該砥石をドレッサによりドレッシングして砥石を再生させ、再びワークを繰り返し研削加工し、砥石が使用限界に達した場合には、この使用限界に達した砥石を新たな砥石に交換する。交換した新たな砥石は、ドレッサとの歯合わせをするドレスセットアップを行ってそのドレスセットアップ位置関係データを読み込むドレスセットアップ位置関係データ読み込み工程が行われる。そして、この交換した新たな砥石のドレス位置関係データから、先に読み込んだ初回ワーク位置関係データに対する交換した新たな砥石のずれを演算して、その交換した新たな砥石の位置を決定する演算工程を行い、この決定された位置にしたがって交換した新たな砥石によりワークを研削加工する。新たな砥石を交換したときに、この交換した新たな砥石のドレス位置関係データから、先に読み込んだ初回ワーク位置関係データに対する交換した新たな砥石のずれを演算して、決定された位置にしたがって交換した新たな砥石によりワークを研削加工することができるため、交換した砥石のワークセットアップを実際に行う必要がない。
In the invention related to the gear grinding wheel changing method according to
請求項1の発明によれば、最初に取付けられた砥石とワークとの歯合わせをするワークセットアップを行ってそのワーク位置関係データを読み込み記憶する初回ワーク位置関係データ読み込み工程と、各砥石とドレッサとの歯合わせをするドレスセットアップを行ってそのドレス位置関係データを読み込むドレス位置関係データ読み込み工程と、交換した新たな砥石のドレス位置関係データから、初回ワーク位置関係データに対する交換した新たな砥石のずれを演算して、その交換した新たな砥石の位置を決定する演算工程とを含むという簡単な構成により、使用限界に達した砥石を新たな砥石を交換したときに、交換した新たな砥石のワークに対するワーク位置関係データを演算によって求めるので、その交換した新たな砥石のワークセットアップを実際に行う工程が省略できるため、使用限界に達した砥石を容易に精度よく短時間で交換して精度よく歯車を研削加工することができる。 According to the first aspect of the present invention, an initial work position relationship data reading step of performing work setup for aligning the first mounted grindstone with the work and reading and storing the work position relation data, and each grindstone and dresser are performed. From the dress position relationship data reading process to read the dress position relationship data by performing the dress setup to match the tooth and the dress position relationship data of the new wheel that has been replaced, By calculating the displacement and calculating the position of the new wheel that has been replaced, it includes a calculation process, and when the wheel that has reached the limit of use is replaced with a new one, since determined by calculating the work position relationship data with respect to the workpiece, Wakuse' new wheels and the replacement Can be omitted process actually performs up, it can be replaced in a short time may easily precision grinding wheel when it reaches its limit grinding accurately gear.
最初に、本発明の歯車研削用砥石の段替方法が適用される歯車研削盤の実施の一形態を、図4〜図6に基づいて説明する。
図4に概念的に示したように、歯車研削盤は、歯車となるワークWを軸R回りに回転可能に支持する支持機構と、このワークWの歯面を研削する砥石1と、砥石1をドレッシングするドレッサ2と、砥石1をワークセットアップ位置WPおよびドレスセットアップ位置DPにシフトさせてワークWまたはドレッサ2と対応する所定の位置に送るとともにZ軸回りに回転可能に支持する砥石支持手段とを備えている。この実施の形態では、製造する歯車が平歯車であり、砥石1がねじ状に成形されたものである。ここで、ワークWおよびドレッサ2に対する砥石1の移動方向について、ワークセットアップ位置WPとドレスセットアップ位置DPとの間のシフト移動をZ軸方向と、砥石1の鉛直方向への送りをY軸方向と、ワークWおよびドレッサ2に対する砥石1の近接・遠退方向への切り込みをX軸方向とし、ワークWの回転軸Rと直交する平面(水平面)に対する傾き(旋回角)をθと、砥石1のZ軸回りの回転をSと、ドレッサ2の回転をTとする。
First, an embodiment of a gear grinding machine to which the gear grinding wheel changing method of the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
As conceptually shown in FIG. 4, the gear grinding machine includes a support mechanism that supports a work W serving as a gear rotatably around an axis R, a
次に、上述したように構成された歯車研削盤を用いて、本発明の実施の一形態を図1〜図3に基づいて詳細に説明する。本発明の歯車研削用砥石の段替方法は、概略、歯車となるワークWを砥石1により研削加工し、砥石1の研削能力が低下したときにこの砥石1をドレッサ2によりドレッシングし、この砥石1が使用限界に達した場合に新たな砥石1に交換するものであって、最初に取付けられた砥石1とワークWとの歯合わせをするワークセットアップ(図1のS6)を行ってその初回ワーク位置関係データを読み込み(図1のS7)記憶する(図1のS10)初回ワーク位置関係データ読み込み工程と、各砥石1とドレッサ2との歯合わせをするドレスセットアップ(図1のS2、図2のS2)を行ってそのドレスセットアップ位置関係データを読み込むドレスセットアップ位置関係データ読み込み工程(図1のS3、図2のS3)と、交換した新たな砥石1のドレス位置関係データから、初回ワーク位置関係データに対する交換した新たな砥石1のずれを演算して、その交換した新たな砥石1の位置を決定する演算工程(図2のS12)とを含んでいる。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 using the gear grinding machine configured as described above. The gear grinding wheel changing method according to the present invention is generally performed by grinding a workpiece W to be a gear with the
最初に歯車研削盤に取付けられた砥石1は、ドレスセットアップ位置DPでドレッサ2と歯合するドレスセットアップが行われ(図1のS2)、そのドレスセットアップ位置関係データを読み込み(図1のS3)、初期のドレッシングを行って(図1のS4)、砥石1のバランス取りが行われる(図1のS5)。なお、これらの、ドレスセットアップ(図1のS2)と、ドレスセットアップ位置関係データの読み込み(図1のS3)と、初期のドレッシング(図1のS4)と、砥石1のバランス取り(図1のS5)は、後の砥石1を交換する毎にも行われる。そして、歯車となるワークWを歯車研削盤の支持機構に支持させ、ワークセットアップ位置WPに砥石1をシフトさせて、砥石1とワークWとの歯合わせをするワークセットアップして(図1のS6)、砥石1とワークWの相対的な座標や回転位相(ワークWの中心軸の座標)などの初回ワーク位置関係データを読み込み(図1のS7)、ワークWに対する砥石1の加工位置を確認して(図1のS8)、ワークWの研削加工を繰り返し行う(図1のS9)。砥石1は、研削加工を繰り返すことにより、目が詰まって切れ味などの研削能力が低下したり、摩耗するなどしてワークWを精度よく研削することができなくなる。そのため、例えば所定個数のワークWを研削加工した毎など、砥石1の研削能力が低下したときに、砥石1をワークセットアップ位置WPからドレスセットアップ位置DPにシフトさせ、ドレッサ2によりドレッシングしてその研削能力を回復させるとともに精度よくワークWを研削できるよう整形し(図1のS4)、再び砥石1をドレスセットアップ位置DPからワークセットアップ位置WPにシフトさせて、ワークWの研削加工(図1のS9)を行う。このワークWに対する研削加工(図1のS9)と、複数回の研削加工の後の砥石1に対するドレッシング(図1のS4)は、その砥石1が使用限界に達するまで繰り返し行われる。また、この砥石1の使用限界に達する前までには、先に読み込んだドレスセットアップ位置関係データ(図1のS3)と、ワーク位置関係データ(図1のS7)とを制御装置の演算手段の記憶媒体などに記憶する(図1のS10)。
First, the
そして、ドレッシングしても砥石1の研削能力を回復できなかったり、精度よくワークWを研削できるよう整形できなくなるような寸法となったときなど、砥石1が使用限界に達した場合には、この砥石1を新たな砥石1に交換する(図2のS1)。交換された新たな砥石1は、再びドレスセットアップ位置DPでドレッサ2と歯合するドレスセットアップが行われ(図2のS2)、そのドレスセットアップ位置関係データを読み込み(図2のS3)、初期のドレッシングを行って(図2のS4)、砥石1のバランス取りを行う(図2のS5)。
When the
ここで、使用限界に達した砥石1を新たなものに交換した場合に、従来の技術(図7を参照)ではワークWに対して歯合わせをするワークセットアップを砥石1の交換毎に行う必要があったのに対して、本発明では、交換した新たな砥石1のドレス位置関係データから、初回ワーク位置関係データに対する交換した新たな砥石1のずれを演算して、その交換した新たな砥石1のワークセットアップしたときの位置を決定する、すなわち、交換された新たな砥石1のワークに対するワーク位置関係データを求める(図2のS12)。以下に、この交換した新たな砥石1のワークセットアップしたときの位置を決定するための演算を図3に基づいて説明する。
Here, when the
図3に記した符号は以下の通りである。
DP:ドレスセットアップしたときの位置
WP:初回ワークセットアップしたときの位置
WP’:交換された新たな砥石のワークセットアップするときの位置
A:機械原点位置から初回ワークセットアップしたときの位置WPまでの水平方向の長さ
A’:機械原点位置からワークセットアップするときの位置WP’までの水平方向の長さ
B:初回ワークセットアップしたときの位置WPとドレスセットアップしたときの位置DPとの間の水平方向のオフセット量
B’:交換された新たな砥石の、ドレスセットアップしたときの位置DPからワークセットアップするときの位置WP’の水平方向のオフセット量
C:機械原点位置からドレスセットアップしたときの位置DPとの間の水平方向の長さ
D:Z方向原点位置から初回ワークセットアップしたときの位置WPまでのZ方向の長さ
D’:Z方向原点位置からワークセットアップするときの位置WP’までのZ方向の長さ
E:Z方向原点位置と機械原点位置との間のZ方向の長さ
θ:ねじ状の砥石の水平方向に対する傾き角度
R:ワークの中心軸の座標
The symbols shown in FIG. 3 are as follows.
DP: Position at the time of dress setup WP: Position at the time of initial work setup WP ': Position at the time of work setup of a new replaced stone A: Horizontal from the machine origin position to the position WP at the time of initial work setup Length A ′: Horizontal length from the machine origin position to the position WP ′ when the workpiece is set up B: Horizontal direction between the position WP when the workpiece is set up for the first time and the position DP when the dress is set up B ′: Horizontal offset amount of the position WP ′ when the workpiece is set up from the position DP at the time of dress setup of the replaced new grindstone C: The position DP at the time of dress setup from the machine origin position Horizontal direction between D: Initial work setup from the origin position in the Z direction Length in the Z direction to the position WP when it is done D ': Length in the Z direction from the Z direction origin position to the position WP' when setting up the workpiece E: Z between the Z direction origin position and the machine origin position Length of direction θ: Angle of inclination of threaded grinding wheel with respect to horizontal direction R: Coordinate of workpiece center axis
歯車研削盤の制御装置の演算手段の記憶媒体には、Z方向原点位置と機械原点位置との間のZ方向の長さEと、ねじ状の砥石1の水平方向に対する傾き角度θと、初回ワーク位置関係データおよびドレスセットアップ位置関係データとして、機械原点位置から初回ワークセットアップしたときの位置WPまでの水平方向の長さA、Z方向原点位置から初回ワークセットアップしたときの位置WPまでのZ方向の長さD、機械原点位置からドレスセットアップしたときの位置DPとの間の水平方向の長さC、および、ワークWの中心軸Rの座標が記憶されている。演算手段では、これらの記憶されたデータを用いて、以下の演算を行うことにより、交換された新たな砥石1のワークに対するワーク位置関係データを求める。
The storage medium of the calculation means of the control device for the gear grinding machine includes the length E in the Z direction between the Z-direction origin position and the machine origin position, the inclination angle θ with respect to the horizontal direction of the screw-shaped
図3の(1)に示したように、砥石1の、ドレスセットアップしたときの位置DPから初回ワークセットアップしたときの位置WPの水平方向のオフセット量Bは、機械原点位置からドレスセットアップしたときの位置DPとの間の水平方向の長さCと、機械原点位置から初回ワークセットアップしたときの位置WPまでの水平方向の長さAとの差により求めることができ、長さAは、(Z方向原点位置と機械原点位置との間のZ方向の長さFと、Z方向原点位置から初回ワークセットアップしたときの位置WPまでのZ方向の長さDとの差)×cosθを代入することにより求めることができる。また、図3の(2)に示したように、初回ワークセットアップしたときのワークの回転位相(位置)は、そのワークの中心軸Rの座標により表わすことができる。
As shown in (1) of FIG. 3, the horizontal offset amount B of the position WP when the
また、図3の(3)に示すように、ドレスセットアップしたときの位置DPから、交換した新たな砥石1をワークセットアップするときの位置WP’の水平方向のオフセット量B’は、機械原点位置からドレスセットアップしたときの位置DPとの間の水平方向の長さCと、機械原点位置からワークセットアップするときの位置WP’までの水平方向の長さA’との差により求めることができ、長さA’は、(Z方向原点位置と機械原点位置との間のZ方向の長さEと、Z方向原点位置からワークセットアップするときの位置WP’までのZ方向の長さD’との差)×cosθを代入することにより求めることができる。
Further, as shown in (3) of FIG. 3, the horizontal offset amount B ′ of the position WP ′ when setting up the
そして、図3の(4)に示したように、交換された新たな砥1のワークセットアップ位置WP’の、初回ワークセットアップ位置WPからの位置のずれ量は、上記(3)と(1)との差、すなわち、B’−Bにより求めることができ、また、図3の(5)に示したように、交換された新たな砥石1をワークセットアップするときのワークWの回転位相(位置)は、そのワークWの中心軸Rの座標である上記(2)に、その上記ずれ量(4)を加えることにより求めることができる。
As shown in (4) of FIG. 3, the displacement amount of the position of the workpiece setup position WP ′ of the new replaced abrasive 1 from the initial workpiece setup position WP is the above (3) and (1). The rotation phase (position) of the workpiece W when setting up the
歯車研削盤の制御装置は、交換した新たな砥石1のワークWに対するワーク位置関係データとして、上述したように演算で求められた、オフセット量B’(3)と、交換された新たな砥石1をワークセットアップするときのワークWの位置(5)から、交換された新たな砥石1のワークセットアップしたときの位置WP’を決定して、この位置WP’にしたがって、交換した新たな砥石1がワークWに対する研削加工を開始する。本発明では、従来の一般的な技術のように砥石1を交換するたびに実際にワークセットアップを行って(図7のS6を参照)、ワーク位置関係データを読み込む(図7のS7を参照)必要がなく、この工程を省略することができるため、使用限界に達した砥石1を容易に短時間で交換して精度よくワークW研削加工し歯車を製造することができる。
The control device of the gear grinding machine uses the offset amount B ′ (3) obtained by calculation as described above as the workpiece position relation data for the workpiece W of the
続いて、図1に示したものと同様に、ワークWに対する砥石1の加工位置を確認して(図2のS8)、ワークWの研削加工を繰り返し行い(図2のS9)、砥石1の研削能力が低下したときに、砥石1をワークセットアップ位置WPからドレスセットアップ位置DPにシフトさせ、ドレッサ2によりドレッシングさせてその研削能力を回復させるとともに精度よくワークWを研削できるよう整形し(図2のS4)、再び砥石1をドレスセットアップ位置DPからワークセットアップ位置WPにシフトさせてワークWの研削加工(図2のS9)を行い、砥石1が使用限界に達した場合には、その砥石を新たなものに交換する(図2のS1)。
Subsequently, in the same manner as shown in FIG. 1, the processing position of the
本発明は、ワークの外周面の歯面を研削して平歯車を製造する場合に限定されることはなく、たとえばはすば歯車や内歯車、あるいはラックなど、他の歯車を製造する場合にも適用することができる。 The present invention is not limited to the case where a spur gear is manufactured by grinding the tooth surface of the outer peripheral surface of the workpiece. For example, when manufacturing another gear such as a helical gear, an internal gear, or a rack. Can also be applied.
W:歯車となるワーク、 1:砥石、 2:ドレッサ W: Work to be a gear, 1: Grinding wheel, 2: Dresser
Claims (1)
最初に取付けられた砥石とワークとの歯合わせをするワークセットアップを行ってそのワーク位置関係データを読み込み記憶する初回ワーク位置関係データ読み込み工程と、
各砥石とドレッサとの歯合わせをするドレスセットアップを行ってそのドレス位置関係データを読み込むドレス位置関係データ読み込み工程と、
交換した新たな砥石のドレス位置関係データから、初回ワーク位置関係データに対する交換した新たな砥石のずれを演算して、その交換した新たな砥石の位置を決定する演算工程と、
を含むことを特徴とする歯車研削用砥石の段替方法。 A grinding wheel for gear grinding that grinds a workpiece to be a gear with a grindstone, dresses the grindstone with a dresser when the grinding ability of the grindstone decreases, and replaces the grindstone with a new grindstone when the grindstone reaches the use limit. A changeover method,
Initial work position relation data reading step for performing work setup for aligning the first mounted grindstone with the work and reading and storing the work position relation data;
A dress position relationship data reading step for performing dress setup for matching the teeth between each grindstone and the dresser and reading the dress position relationship data;
From the dress position relationship data of the replaced new whetstone, calculate the displacement of the replaced new whetstone with respect to the initial workpiece position relationship data, and determine the position of the replaced new whetstone ,
A method for changing a grinding wheel for gear grinding, comprising:
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