JPS6254605B2

JPS6254605B2 -

Info

Publication number: JPS6254605B2
Application number: JP58146023A
Authority: JP
Inventors: Megumi Myatake; Mitsuo Abe; Masao Kume
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1987-11-16
Also published as: GB2145846A; JPS60114421A; DE3429402A1; US4617761A; DE3429402C2; GB8420144D0; GB2145846B

Description

【発明の詳細な説明】本発明ははすば歯車加工装置に関し、一層詳細
にははすば歯車の歯を周縁部に数条の螺溝を刻設
した砥石によつて研削する際、この砥石に対して
はすば歯車を自動制御下に変位させて夫々のねじ
れ角に応じた適正な研削を達成するよう構成した
はすば歯車加工装置に関する。

歯車をその歯幅の全域に亘つて研削するために
は、歯車自体を軸方向に移動させる必要がある。
ところが、その歯車がはすば歯車である場合、歯
筋にねじれがあるために、砥石と歯車の歯数比に
応じて行われる両者間の同期運転状態を前記軸方
向の移動量に応じて適当量変更してやらなければ
ならない。また、はすば歯車において、その歯幅
方向の中央部と両端部とでは歯車の砥石から受け
る研削抵抗の大きさおよび向きが異なるために歯
筋精度が悪くなり、さらに、機械の特性による歯
筋精度誤差も存在するのでこれを修正するために
も同期運転状態を変更する必要がある。

このため、従来装置では、はすば歯車を差動歯
車および減速歯車列を介してワーク駆動モータで
回転させると共に、その差動歯車の歯数比をはす
ば歯車の変位量および向きに応じて変化させてい
た。然しながら、このような構成では、特に、ね
じれ角の異なるはすば歯車を加工する場合、多く
の高精度の差動歯車を必要とするし、また、歯数
比を変えるべく歯車を交換する場合には、多数の
手間と時間がかかるために装置全体に稼動率が下
がる等、時間的経済的に多くの不都合が存在して
いた。さらにまた、回転駆動源であるワークモー
タからはすば歯車に至るまで多数の歯車が介装さ
れているために精度が劣化し、一方において、同
期剛性が低下する等強度的にも問題点があること
が指摘されていた。

本発明装置は前記の問題点を克服するためにな
されたものであつて、第１の回転駆動源によつて
回転する砥石に連結した第１のパルス発生器と、
前記砥石と噛合する被加工用歯車を回転する第２
の回転駆動源と、前記被加工用歯車を砥石に対し
て変位させる第３の回転駆動源と、前記第３回転
駆動源に連結してその回転数に応じて所定のパル
スを発生する第２のパルス発生器と、前記第２パ
ルス発生器の出力側に接続される分周器と、記憶
手段と、前記分周器と記憶手段の出力側に接続さ
れる加減算器と、前記第１パルス発生器と加減算
器の出力側に接続されたカウンタとからなり、前
記加減算器は第２回転駆動源に装着された被加工
用歯車の割出データを記憶手段から送給されるこ
とにより前記分周器の出力と加減算し、さらにそ
の加減算結果を前記カウンタに導入してカウント
数を設定し、前記第１パルス発生器の出力を前記
カウンタに設定された値と加減算して第２回転駆
動源の出力信号を得るよう構成することを特徴と
する。

次に、本発明に係るはすば歯車加工装置につい
て好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。

第１図は本発明に係るはすば歯車加工装置を組
み込む歯車研削機の外観構成を表したものであつ
て、その中、参照符号１０はベツドを示し、この
ベツド１０の上面に切込テーブル１２が配設され
る。切込テーブル１２は切込用モータ１４の回転
駆動により矢印Ａ方向に進退動作する。前記切込
テーブル１２の上面には、さらにトラバーステー
ブル１６が配設され、このテーブル１６はトラバ
ースモータ１８が付勢されてボールねじ１９が回
転することにより前記矢印Ａ方向に垂直に、すな
わち、矢印Ｂ方向に進退動作する。また、トラバ
ーステーブル１６上には、歯車、すなわち、ワー
ク２０が着脱自在に保持され、このワーク２０は
ワークスピンドルモータ２２により回転する。

一方、切込テーブル１２の進行方向で且つベツ
ド１０上にコラム２４が配設され、このコラム２
４に旋回テーブル２６が保持される。旋回テーブ
ル２６はコラム２４内に配置された図示しないモ
ータにより矢印Ｃ方向に旋回する。さらに、旋回
テーブル２６上にはシフトテーブル２８が摺動自
在に保持される。シフトテーブル２８は砥石シフ
ト用モータ３０により矢印Ｄ方向に移動する。こ
のシフトテーブル２８は砥石スピンドルユニツト
３２を保持する。砥石スピンドルユニツト３２は
砥石スピンドルモータ３４と数条の溝が形成され
た円形状の砥石３６とを含み且つ前記砥石３６の
回転軸３８（第２図参照）に第１パルス発生器４
０を直結しておく。なお、第１図において、参照
符号４２はトラバースモータ１８によりそれと同
軸的に回転する第２パルス発生器である。

従つて、前記砥石スピンドルモータ３４を回転
駆動すれば、砥石３６が回転すると共にパルス発
生器４０から所定数のパルスが得られ、一方、ト
ラバースモータ１８を回転駆動すれば、ボールね
じ１９が回転してトラバーステーブル１６が進退
動作し且つその回転数に応じて第２パルス発生器
４２からも所定数のパルスが発生することが容易
に諒解されよう。

次に、本発明装置を動作させるための回路図を
第２図に示す。

先ず、砥石スピンドルモータ３４の回転軸に軸
支された歯車４４は歯車４６と噛合する。前記歯
車４６の回転軸３８は、一方において、砥石３６
を軸支すると共に、他方において第１パルス発生
器４０と直結している。第１パルス発生器４０の
出力側は、割出カウンタ４８の一方の入力側に接
続しておく。一方、前記の通り、トラバースモー
タ１８に直結されている第２パルス発生器４２の
出力側は分周器５０の入力側に接続されていると
共にこの分周器５０の出力側は、加減算器５２の
入力端子に接続している。加減算器５２には、マ
イクロプロセツサ５４から出力が導入される。す
なわち、本発明では、前記マイクロプロセツサ５
４内の割出データテーブル５６に記憶されている
データ列Ｍ；に係る信号が導出される。マイクロ
プロセツサ５４は、また、モータドライバー５８
に対しトラバース方向の指令と加減算器５２に対
しワーク２０が右ねじれか左ねじれかによるねじ
れ角±β、およびトラバース方向に係る加算
（＋）指令または減算（−）指令が導出されるよ
う構成しておく。

加減算器５２の出力信号は割出カウンタ４８に
導入され、また、マイクロプロセツサ５４の前記
トラバース方向に係る信号はモータドライバ５８
に導入され、トラバースモータ１８の回転に用い
られる。さらに割出カウンタ４８の出力側は増幅
器６０に導入され、当該出力信号は十分に増幅さ
れてワークモータ２２の駆動に供されることにな
る。なお、図中、参照符号６２はワーク２０の回
転軸に軸支された歯車を示し、また参照符号６４
は前記歯車６２と噛合し且つワークスピンドルモ
ータ２２と直結する歯車を示す。

以上のように構成されるはすば歯車加工装置の
作用について次に説明する。

先ず、第１パルス発生器４０の１回転あたり発
生するパルス数をPG1とし、ワークスピンドルモ
ータ２２の駆動用パルス数をPG2とし、ワーク２
０の回転軸に軸支された歯車６２の歯数をZ₁と
し、ワークスピンドルモータ２２の回転駆動軸に
軸支された歯車６４の歯数をZ₂とする時、第１パ
ルス発生器４０の発生パルス数に対するワークス
ピンドルモータ２２の駆動用パルス数との比、す
なわち、パルス選別率をＦ／Ｅとおくと、このパ
ルス選別率Ｆ／Ｅは次式によつて算出される。

Ｆ／Ｅ＝PG2／PG1・ｑ／ZW・r12
………（第１式）但し ZW：ワークの歯数ｑ：砥石条数 r12：Z₁／Z₂（減速ギヤ比）そこで、PG1＝21600、PG2＝1000、ZW＝60、
ｑ＝１、r12＝515／17とすると、パルス選別率
Ｆ／Ｅは、Ｆ／Ｅ＝1000×１×515／（21600×60×17）＝515／22032＝0.023 ………（第２式）そこで、前記条件を前提とするとき、パルス選
別率は、ここでは、0.023≒１／42.8に選択され
た。すなわち、第１パルス発生器４０によつて生
起する22032個のパルスの中から、略均等に515個
のパルスを分周して取り出し、それによつてパル
スモータ２２を回転駆動すれば、砥石３６とワー
ク２０とが同期して運転が達成されることにな
る。すなわち、この数値から容易に諒解されるよ
うに、42個または43個の第１パルス発生器４０か
らのパルス毎にワークスピンドルモータ２２に対
する駆動パルスを発生させれば、両者の同期運転
は達成されることになる。

そこで、本発明装置では、一応、42個のパルス
数を同期運転のために必要とされる基準パルス数
とし選択した。この結果、差動量は、トラバース
量のみの関係となる。すなわち、トラバース量が
零の時、差動量も零となつて従来通りのワークモ
ータ２２の割出運転を継続すればよい。一方、ワ
ークの種類が変わり、トラバース量がltになる
と、ワークピツチにおいてlt・tanβ相当の差動
量（割出ずれ）、すなわち、ピツチ円周上での距
離のずれを作る必要がでてくる。

そこで、差動はパルス発生器４０の１パルスを
単位として行う。すなわち、差動の最小単位は、
次の式によつて表される。

ΔＴ＝πＳ／PG1・secβ ………（第３式）但し、Ｓ：砥石モジユール ΔＴ：差動の最小単位（１パルスで動く量）従つて、砥石モジユールを2.5とし、PG1を
21600とし、さらにβ＝25゜と設定すると ΔＴ＝0.4μｍ ………（第４式）前記の通り、トラバース量がlt（mm）の時、差
動量はlt・tanβとなるので、これに第３式を代
入して差動パルスｐ（差動回数）を求めると、こ
れは、次式で算出来る。

ｐ＝lt・tanβ／ΔＴ ………（第５式）単位トラバースあたりのトラバースパルス数を
Ptとおくと、全トラバース量ltに必要なパルス総
数Ｎは、Ｎ＝Pt・lt ………（第６式）従つて、Ｎパルスを分周してｐ個の差動パルス
を作れば、差動は達成されることになる。この
時、差動分周率（差動係数）Ｋは、Ｋ＝ｐ／Ｎ＝ｐ／（Pt・lt）＝PG1・sinβ／（πＳ・Pt） ………（第７式）例えば、Pt＝21600／５である時、Ｋ＝0.269047……… と差動分周率Ｋは無理数となる。

しかし、一般的には、トラバース量は、ワーク
の幅に対し、若干の誤差αが加算されるのが通常
であり、その間の誤差が許容値Δ以下ならば、特
に問題はない。すなわち、 lmax・Pt・Δｋ・ΔＴ≦Δ
…………（第６式）但し lmax：最大トラバース量 Δｋ：差動係数の誤差そこで、lmax＝50mm、Δ１μとすると、 Δｋ＝1.16×10^-5 すなわち、Δｋは６桁の精度があれば、差動の
誤差は無視出来る程小さくなるので十分に実効あ
る値となる。

そこで、以上のような前提して立脚して、本発
明に係るはすば歯車加工装置が次のように付勢さ
れる。

砥石３６とワーク２０、すなわち、はすば歯車
とは夫々のねじれ角に応じた適正な交差角で噛合
され、歯研工程が開始する。すなわち、砥石３６
とワーク２０とは、砥石用モータ３４とワークモ
ータ２２の回転駆動により同期運転下に噛合す
る。そこで、位置的に固定された砥石３６に対し
てワーク２０の全歯幅を研削するためには、ワー
ク２０は砥石３６に対して相対的にその軸芯方向
に移動する必要がある。すなわち、トラバースで
ある。そこで、マイクロプロセツサ５４からトラ
バース方向に係る信号がトラバースモータ駆動ド
ライバ５８に至ると、このドライバ５８からトラ
バースモータ１８の付勢信号が出されてトラバー
スモータ１８が回転する。トラバースモータ１８
の回転はボールねじ１９の回転を惹起するため
に、このねじ１９に螺合する内ねじの作用下にト
ラバーステーブル１６はＢ方向に移動する。

この時、前記トラバースモータ１８の回転数、
すなわち、トラバース量は第２パルス発生器４２
で検出され、その量に対応するパルス数になり分
周器５０に出力される。前記パルスは、その分周
器５０により差動分周率Ｋのもとで分周されて差
動パルスとなり、加減算器５２に導入される。こ
の場合、マイクロプロセツサ５４において、ねじ
角±βおよびトラバース方向に信号に関連して加
減算器５２には加算か減算かいずれかの信号が出
力されているために、前記ねじ角±βおよびトラ
バース方向の信号に則して、前記分周パルスはマ
イクロプロセツサ５４から出力されるセツト値に
対して加算か減算されることになる。

一方、マイクロプロセツサ５４の割出データテ
ーブル５６からは砥石用モータ３４の割出誤差を
修正するためのデータ列Ｍ；が出力される。すな
わち、前記データ列Ｍ；は、第３図に示すよう
に、０、０、１、０、１、０、０、１の如き系か
らなり、割出データテーブル５６から加減算器５
２を介してこのデータ列信号が割出減算カウンタ
４８に導入されると、後述するように、このデー
タ列信号によりカウンタ４８における減算のため
のセツト値が決定されることになる。前記カウン
タ４８は第１パルス発生器４０からのパルスによ
つて前記セツト値をそのパルス毎に減算し、カウ
ンタ４８のセツト値が０になつた時、増幅器６０
に１パルス供給し、このパルスが増幅されてワー
クモータ２２が回転する。この時、データテーブ
ル５６からの信号が０であれば、カウンタ４８の
減算のためのセツト値は前記パルス選別率Ｆ／Ｅ
で説明したように、同期運転のために必要とされ
る基準パルス数として選択した値42となり、ま
た、前記信号が１であれば、そのセツト値は43と
なる（第３図参照）。

ところが、分周器５０から差動分周率Ｋのもと
で分周されたパルスが加減算器５２に導入され、
しかも、マイクロプロセツサ５４からの加減算信
号が前記加減算器５２に導入されると、前記カウ
ンタ４８のセツト値が変更されることになる。例
えば、マイクロプロセツサ５４からの加減算器５
２への信号が減算指令である時、この信号はカウ
ンタ４８に至ると減算要素として働き、通常、デ
ータ列Ｍ；信号“０”に対応して第１パルス発生
器４０からの42個のパルス数出力で割出パルスを
生ずべきところ、それが41個の時、割出パルスを
発生するようになる。同様にデータ列Ｍ；の信号
が“１”であるる場合、第１パルス発生器４０か
ら43個のパルスにより割出パルスを発しなければ
ならないが、１パルス分減算されて、すなわち、
42個のパルスを減算した時、割出パルスを発生し
てこれを増幅器６０宛出すことになる。

この結果、ワークモータ２２は、１パルス分早
いタイミングで回転することになり、トラバース
モータ１８によるトラバース量と相俟つて、ワー
ク２０の差動を惹起することになる。

反対に、マイクロプロセツサ５４からの信号が
加算を指示する時、図示はしていないが、割出パ
ルスはパルス発生器４０の出力パルスのうち、43
個または44個で出力されることになり、この結
果、ワークモータ２２は１パルス分遅いタイミン
グで回転することになる。なお、ワークモータ２
２が１パルス分回転すれば、割出カウンタ４８は
次の割出データをマイクロプロセツサ５４のデー
タテーブルから受けリセツトする。

本発明によれば、以上のように、割出用カウン
タのセツト値をトラバースモータの回転数に応じ
て変更し、これによつて砥石モータ３４の割出の
ずれを招来して差動に活用したものであり、これ
により、多数の差動用ギヤも不要となり、機構自
体も簡素化すると共に低廉化し且つ誤差も極めて
少なくなる等の効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明に係る装置であつて、第１図は、
はすば歯車加工装置の斜視図、第２図はその回路
図、第３図はトラバースパルスと差動パルスと割
出データとカウンタ出力と割出パルスとの相関々
係を示すタイムチヤートである。１０……ベツド、１２……切込テーブル、１４
……切込用モータ、１６……トラバーステーブ
ル、１８……トラバースモータ、１９……ボール
ねじ、20……ワーク、２２……ワークスピンドル
モータ、２４……コラム、２６……旋回テーブ
ル、２８……シフトテーブル、３０……砥石シフ
ト用モータ、３２……砥石スピンドルユニツト、
３４……砥石スピンドルモータ、３６……砥石、
３８……回転軸、４０……第１パルス発生器、４
２……第２パルス発生器、４４，４６……歯車、
４８……割出カウンタ、５０……分周器、５２…
…加減算器、５４……マイクロプロセツサ、５６
……割出データテーブル、５８……モータドライ
バ、６０……増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】

１第１の回転駆動源によつて回転する砥石に連
結した第１のパルス発生器と、前記砥石と噛合す
る被加工用歯車を回転する第２の回転駆動源と、
前記被加工用歯車を砥石に対して変位させる第３
の回転駆動源と、前記第３回転駆動源に連結して
その回転数に応じて所定のパルスを発生する第２
のパルス発生器と、前記第２パルス発生器の出力
側に接続される分周器と、記憶手段と、前記分周
器と記憶手段の出力側に接続される加減算器と、
前記第１パルス発生器と加減算器の出力側に接続
されたカウンタとからなり、前記加減算器は第２
回転駆動源に装着された被加工用歯車の割出デー
タを記憶手段から送給されることにより前記分周
器の出力と加減算し、さらにその加減算結果を前
記カウンタに導入してカウント数を設定し、前記
第１パルス発生器の出力を前記カウンタに設定さ
れた値と加減算して第２回転駆動源の出力信号を
得るよう構成することを特徴とするはすば歯車加
工装置。