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JPS6153176B2 - - Google Patents
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JPS6153176B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6153176B2
JPS6153176B2 JP8974279A JP8974279A JPS6153176B2 JP S6153176 B2 JPS6153176 B2 JP S6153176B2 JP 8974279 A JP8974279 A JP 8974279A JP 8974279 A JP8974279 A JP 8974279A JP S6153176 B2 JPS6153176 B2 JP S6153176B2
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JP
Japan
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rotation
pulse
tool
workpiece
linear displacement
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JP8974279A
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JPS5615919A (en
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Masaoki Sumi
Tomoyuki Doi
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KASHIFUJI TETSUKOSHO KK
Original Assignee
KASHIFUJI TETSUKOSHO KK
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G05B19/186Generation of screw- or gearlike surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/006Equipment for synchronising movement of cutting tool and workpiece, the cutting tool and workpiece not being mechanically coupled

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はホブ盤等の創成歯切盤における被加
工物回転制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a workpiece rotation control device in a generating gear cutting machine such as a hobbing machine.

一般に採用されている創成歯切盤には、回転工
具としてホブを使用したホブ盤、ピニオン形の回
転工具を使用した歯切盤、およびラツク形の直線
変位工具を使用した歯切盤がある。創成歯切盤で
は、回転工具、すなわちホブまたはピニオン形工
具は被加工物の軸心に平行に送られると同時に回
転する。ラツク形直線変位工具の場合は被加工物
の軸心に平行に送られると同時に、直線変位す
る。被加工物は工具の動作に同期して回転し、い
わゆる創成歯切りが行なわれ、被加工物に歯車の
歯が加工される。また、周知のように、被加工物
に平歯車の歯を加工する場合は、被加工物の回転
は工具の回転または直線変位だけに関係して制御
され、はす歯歯車の歯を加工する場合は、被加工
物の回転は工具の回転または直線変位と工具の送
りの両方に関係して制御される。
Generating gear cutting machines that are generally employed include hobbing machines that use a hob as a rotating tool, gear cutting machines that use a pinion-shaped rotating tool, and gear cutting machines that use a rack-shaped linear displacement tool. In a generating gear cutting machine, a rotating tool, i.e. a hob or pinion type tool, is fed parallel to the axis of the workpiece and rotates at the same time. In the case of a rack-type linear displacement tool, the tool is fed parallel to the axis of the workpiece and at the same time linearly displaced. The workpiece rotates in synchronization with the operation of the tool, so-called generating gear cutting is performed, and gear teeth are machined onto the workpiece. In addition, as is well known, when machining the teeth of a spur gear on a workpiece, the rotation of the workpiece is controlled only in relation to the rotation or linear displacement of the tool, and when machining the teeth of a helical gear In this case, the rotation of the workpiece is controlled in relation to both the rotation or linear displacement of the tool and the feed of the tool.

従来は、工具と被加工物と伝動ギヤ等で機械的
に連結し、被加工物を伝動ギヤ等によつて工具の
回転または直線変位と送りに同期させ、回転させ
るのが普通であつた。
Conventionally, it has been common practice to mechanically connect a tool and a workpiece with a transmission gear or the like, and to rotate the workpiece in synchronization with the rotation or linear displacement and feed of the tool using the transmission gear or the like.

この発明は、この種の創成歯切盤において、被
加工物の回転を電気的に制御し、高精度をもつて
工具の回転または直線変位と送りに同期させるこ
とができる被加工物回転制御装置を提供するもの
である。
This invention is a workpiece rotation control device that electrically controls the rotation of the workpiece in this type of generating gear cutting machine and can synchronize the rotation or linear displacement and feed of the tool with high precision. It provides:

この発明は、ホブなどの回転工具またはラツク
形の直線変位工具を被加工物の軸芯と平行に送る
と同時に、回転または直線変位させ、それに同期
させて被加工物を回転させ、創成歯切りを行う創
成歯切り盤において、 前記工具の回転量または直線変位量を検出し、
その検出パルスを発生する回転量または直線変位
量検出パルス発生器と、 前記工具の送り量を検出し、その検出パルスを
発生する送り量検出パルス発生器と、 前記各パルス発生器にそれぞれ接続され、前記
各パルス発生器の検出パルスに対し予め設定され
た関係をもつて被加工物同期回転パルスを出力す
る2つの同期回路と、 前記各同期回路に接続され、前記各同期回路の
同期回転パルスを合成し、その合成パルスを出力
するパルス合成器とを備え、 前記パルス合成器の合成パルスによつて被加工
物の回転を前記工具の回転または直線変位と送り
に同期させるようにしたことを特徴とするもので
ある。
This invention enables a rotating tool such as a hob or a rack-shaped linear displacement tool to be sent parallel to the axis of the workpiece, while at the same time being rotated or linearly displaced, and in synchronization with this, the workpiece is rotated to perform generating gear cutting. In a generating gear cutting machine that performs
A rotation amount or linear displacement detection pulse generator that generates the detection pulse; a feed amount detection pulse generator that detects the feed amount of the tool and generates the detection pulse; and a feed amount detection pulse generator that is connected to each of the pulse generators. , two synchronous circuits that output workpiece synchronous rotation pulses with a preset relationship to the detection pulses of each of the pulse generators; and synchronous rotation pulses of each of the synchronous circuits connected to each of the synchronous circuits. and a pulse synthesizer that outputs the synthesized pulse, and the rotation of the workpiece is synchronized with the rotation or linear displacement and feed of the tool by the synthesized pulse of the pulse synthesizer. This is a characteristic feature.

さらに、この発明によれば、マイクロコンピユ
ータ装置が各パルス発生器およびパルス合成器に
接続され、マイクロコンピユータ装置は回転量ま
たは直線変位量検出パルス発生器の検出パルスか
ら加工開始時の工具の平均回転数または平均直線
変位速度と現在の工具の平均回転数または平均直
線変位速度を測定する。そして、工具の平均回転
数または平均直線変位速度の変動に起因する同期
のずれに対する補正量を求め、これを補正回転パ
ルスに換算する。さらに、マイクロコンピユータ
装置は送り量検出パルス発生器の検出パルスから
加工開始時の工具の送り速度と現在の工具の送り
速度を測定し、工具の速り速度の変動に起因する
同期のずれに対する補正量を求め、これを補正回
転パルスに換算する。そして、各補正回転パルス
を出力する。さらに、マイクロコンピユータ装置
は回転量または直線変位量検出パルス発生器の検
出パルスから工具の歯が1ビツチ移動する時間を
測定し、その時間と時定数の差を求め、その差の
大きさの遅延時間信号を出力する。そして、パル
ス合成器によつて各同期回路の同期回転パルスお
よびマイクロコンピユータ装置の補正回転パルス
が合成され、パルス合成器はその合成パルスをマ
イクロコンピユータ装置の遅延時間信号の大きさ
に相当する時間だけ遅らせ、出力する。
Further, according to the present invention, a microcomputer device is connected to each pulse generator and a pulse synthesizer, and the microcomputer device detects the average rotation of the tool at the start of machining based on the detection pulse of the rotation amount or linear displacement detection pulse generator. Measure the number or average linear displacement speed and the average rotational speed or average linear displacement speed of the current tool. Then, a correction amount for the synchronization deviation caused by fluctuations in the average rotation speed or average linear displacement speed of the tool is determined, and this is converted into a correction rotation pulse. Furthermore, the microcomputer device measures the tool feed rate at the start of machining and the current tool feed rate from the detection pulses of the feed rate detection pulse generator, and compensates for synchronization deviations caused by fluctuations in tool speed. The amount is determined and converted into a corrected rotation pulse. Then, each correction rotation pulse is output. Furthermore, the microcomputer device measures the time it takes for the tooth of the tool to move one bit from the detection pulse of the rotation amount or linear displacement detection pulse generator, calculates the difference between that time and a time constant, and calculates the delay of the magnitude of the difference. Outputs a time signal. Then, the pulse synthesizer synthesizes the synchronous rotation pulse of each synchronous circuit and the corrected rotation pulse of the microcomputer device, and the pulse synthesizer combines the synthesized pulse for a time corresponding to the magnitude of the delay time signal of the microcomputer device. Delay and output.

以下、この発明の実施例を図面について説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

ここでは、回転工具としてホブを使用したホブ
盤について説明する。第1図において、工具、す
なわちホブは適当な駆動手段によつてその軸心の
まわりを回転し、送りねじによつて被加工物の軸
心に平行に送られる。一対のパルス発生器1,2
はホブの回転軸と送りねじの回転軸に夫々取り付
けられる。パルス発生器1はホブの回転を検出
し、ホブの回転量に応じた数のパルスP1を検出パ
ルスとして発生する。パルス発生器2は送りねじ
の回転によつてホブの送りを間接的に検出し、ホ
ブの送り量に応じた数のパルスP2を検出パルスと
して発生する。
Here, a hobbing machine using a hob as a rotating tool will be explained. In FIG. 1, the tool or hob is rotated about its axis by suitable drive means and is fed parallel to the axis of the workpiece by a feed screw. A pair of pulse generators 1 and 2
are attached to the rotating shaft of the hob and the rotating shaft of the feed screw, respectively. The pulse generator 1 detects the rotation of the hob and generates a number of pulses P1 as detection pulses according to the amount of rotation of the hob. The pulse generator 2 indirectly detects the feed of the hob through the rotation of the feed screw, and generates a number of pulses P 2 as detection pulses corresponding to the amount of feed of the hob.

各パルス発生器1,2は同期回路3,4に接続
されている。各同期回路3,4は加算器5と除算
器6を有し、パルス発生器1,2からのパルスに
よつてゲート7,8が開かれる。ゲート7,8が
開かれると、加算器5、除算器6によつて加算と
除算が行なわれ、その整数計算値の数のパルス
P3、P4が被加工物同期回転パルスとして発生す
る。除算の余りの数値はゲート7に戻される。加
算器5はゲート7に戻された数値と定数を加算
し、これを除算器6があらかじめ設定された数値
で除算する。除算器6の数値は任意に選定するこ
とができる。この加算、除算の詳細について後述
する。
Each pulse generator 1, 2 is connected to a synchronization circuit 3, 4. Each synchronous circuit 3, 4 has an adder 5 and a divider 6, and gates 7, 8 are opened by pulses from the pulse generators 1, 2. When gates 7 and 8 are opened, addition and division are performed by adder 5 and divider 6, and pulses of the number of integer calculation values are
P 3 and P 4 are generated as workpiece synchronous rotation pulses. The remainder of the division is returned to gate 7. Adder 5 adds a constant to the numerical value returned to gate 7, and divider 6 divides this by a preset numerical value. The value of the divider 6 can be arbitrarily selected. Details of this addition and division will be described later.

各同期回路3,4は夫々方向切換スイツチ9,
10,11を介してパルス合成器12に接続され
る。後述するように、方向切換スイツチ9はホブ
のねじれ方向に応じて操作され、方向切換スイツ
チ11は加工するはす歯歯車にねじれ方向に応じ
て操作される。方向切換スイツチ10はパルス発
生器2に接続される、パルス発生器2はホブの送
りだけでなく、送り方向も検出し、送り方向検出
パルスP5を発生する。方向切換スイツチ10はこ
の送り方向検出パルスP5によつて自動的に制御さ
れる。
Each synchronous circuit 3, 4 has a direction changeover switch 9,
It is connected to a pulse synthesizer 12 via 10 and 11. As will be described later, the direction changeover switch 9 is operated according to the twisting direction of the hob, and the direction changeover switch 11 is operated according to the twisting direction of the helical gear to be machined. The direction changeover switch 10 is connected to a pulse generator 2, which detects not only the feed of the hob but also the feed direction and generates a feed direction detection pulse P5 . The direction changeover switch 10 is automatically controlled by this feed direction detection pulse P5 .

さらに、マイクロコンピユータ装置13が各パ
ルス発生器1,2およびパルス合成器12に接続
されている。マイクロコンピユータ装置13は各
パルス発生器1,2の検出パルスを受け、これを
カウントするとともに、パルス間の時間間隔を測
定することができる。したがつて、後述するよう
に、回転量検出パルス発生器1の検出パルスP1
ら加工開始時のホブの平均回転数と現在のホブの
平均回転数を測定し、ホブの平均回転数の変動に
起因する同期のずれに対する補正量を求め、これ
を補正回転パルスP7に換算することができる。さ
らに送り量検出パルス発生器2の検出パルスP2
ら加工開始時のホブの送り速度と現在のホブの送
り速度を測定し、ホブの送り速度の変動を起因す
る同期のずれに対する補正量を求め、これを補正
回転パルスP6に換算することができる。そして、
各補正回転パルスP6,P7を出力することができ
る。さらに、回転量検出パルス発生器1の検出パ
ルスP1からホブの歯が1ピツチ移動する時間を測
定し、その時間と時定数の差を求め、その差の大
きさの遅延時間信号P8を出力することができる。
この実施例では、マイクロコンピユータ13は3
つの演算回路14,15,16を有し、演算回路
14が送り量検出パルス発生器2およびパルス合
成器12に接続され、演算回路15,16は回転
量検出パルス発生器1およびパルス合成器12に
接続されている。
Furthermore, a microcomputer device 13 is connected to each pulse generator 1, 2 and to the pulse synthesizer 12. The microcomputer device 13 receives the detection pulses from each pulse generator 1, 2, counts them, and can measure the time interval between the pulses. Therefore, as described later, the average rotational speed of the hob at the start of machining and the average rotational speed of the current hob are measured from the detection pulse P 1 of the rotation amount detection pulse generator 1, and the fluctuation in the average rotational speed of the hob is measured. The amount of correction for the synchronization shift caused by is calculated, and this can be converted into a corrected rotation pulse P7 . Furthermore, the hob feed rate at the start of machining and the current hob feed rate are measured from the detection pulse P2 of the feed rate detection pulse generator 2 , and the amount of correction for synchronization deviation caused by fluctuations in the hob feed rate is determined. , this can be converted into a corrected rotation pulse P6 . and,
Each correction rotation pulse P 6 and P 7 can be output. Furthermore, the time required for the hob teeth to move one pitch from the detection pulse P 1 of the rotation amount detection pulse generator 1 is measured, the difference between that time and the time constant is determined, and the delay time signal P 8 of the magnitude of the difference is obtained. It can be output.
In this embodiment, the microcomputer 13 has three
The arithmetic circuit 14 is connected to the feed amount detection pulse generator 2 and the pulse synthesizer 12, and the arithmetic circuits 15 and 16 are connected to the rotation amount detection pulse generator 1 and the pulse synthesizer 12. It is connected to the.

パルス合成器12は各同期回路3,4の同期回
転パルスおよびマイクロコンピユータ13の補正
回転パルスP6,P7を合成し、その合成パルスP9
マイクロコンピユータ装置13の遅延時間信号P8
の大きさに相当する時間だけ遅らせ、出力するこ
とができる。第4図に示すように、この実施例で
は、同期回路12に遅延回路20が組み込まれ、
この遅延回路20から合成パルスP9が出力され
る。そして、マイクロコンピユータ装置13の遅
延時間信号P8によつて遅延回路20のプリセツト
値が変更され、この遅延回路20が合成パルスP9
をマイクロコンピユータ装置13の遅延時間信号
P8の大きさに相当する時間だけ遅らせ、出力す
る。
The pulse synthesizer 12 synthesizes the synchronous rotation pulses of the respective synchronous circuits 3 and 4 and the corrected rotation pulses P 6 and P 7 of the microcomputer 13, and converts the synthesized pulse P 9 into a delay time signal P 8 of the microcomputer 13.
The output can be delayed by a time corresponding to the size of . As shown in FIG. 4, in this embodiment, a delay circuit 20 is incorporated into the synchronization circuit 12,
This delay circuit 20 outputs a composite pulse P9 . Then, the preset value of the delay circuit 20 is changed by the delay time signal P8 of the microcomputer device 13, and this delay circuit 20 outputs the synthesized pulse P9.
The delay time signal of the microcomputer device 13
Delay by a time corresponding to the size of P 8 and output.

パルス合成器12はサーボモータ駆動装置17
に接続されている、駆動装置17はパルス合成器
12からの合成パルスP9によつてサーボモータ1
8を駆動し、ウオームギヤ19を介して被加工物
の回転軸を回転させるように構成されている。
The pulse synthesizer 12 is a servo motor drive device 17
The drive device 17 is connected to the servo motor 1 by the synthesized pulse P 9 from the pulse synthesizer 12.
8 to rotate the rotating shaft of the workpiece via a worm gear 19.

前記のように構成された被加工物回転制御装置
において、同期回路3はホブの回転を検出するパ
ルス発生器1からの検出パルスP1によつて加算、
除算を行ない、被加工物の回転をホブの回転に同
期させるためのパルスP3を発生する。同期回転パ
ルスP3はパルス合成器12から合成パルスP9とし
てサーボモータ駆動装置17に伝達され、これに
よつて被加工物が工具のホブに同期して回転す
る。
In the workpiece rotation control device configured as described above, the synchronous circuit 3 adds the detection pulse P1 from the pulse generator 1 that detects the rotation of the hob.
A pulse P 3 is generated to synchronize the rotation of the workpiece with the rotation of the hob. The synchronous rotation pulse P 3 is transmitted from the pulse synthesizer 12 as a composite pulse P 9 to the servo motor drive 17, thereby causing the workpiece to rotate in synchronization with the hob of the tool.

同期回路3の加算、除算は次のようにして行な
われる。加算器5で加算される定数には、被加工
物を1回転させるに要する同期回路3からの同期
回転パルスP3のパルス数が与えられる。このパル
ス数をPwp/rev、ホブが1回転する間にパルス
発生器1から発生する検出パルスP1のパルス数を
Ptp/rev、加工される歯車の歯数をZとする
と、パルス発生器1からの検出パルスP11パルス
に対し同期回路3から発生させる必要のある同期
回転パルスP3の必要パルス数は次式で求められ
る。
Addition and division by the synchronous circuit 3 are performed as follows. The constant added by the adder 5 is given the number of synchronous rotation pulses P3 from the synchronous circuit 3 required to rotate the workpiece once. This number of pulses is Pwp/rev, and the number of detection pulses P1 generated from pulse generator 1 during one rotation of the hob is
Ptp/rev, and the number of teeth of the gear to be machined is Z, then the required number of synchronous rotation pulses P 3 that need to be generated from the synchronous circuit 3 for one detection pulse P 1 from the pulse generator 1 is as follows: It is determined by the formula.

必要パルス数=(ゲート7に戻された余りの数
値+Pw)/PtZ 従つて、除算器6の数値としてPtZを与えれば
よい。Pt、Pwの数値は、歯切盤によつて決定さ
れる定数である。除算器6の与えられる数値PtZ
は定数Ptと変数Zの積であり、加工する歯車の歯
数Zに従つて決定され、設定されるものである。
Necessary number of pulses=(remainder value returned to gate 7+Pw)/PtZ Therefore, PtZ may be given as the value of divider 6. The values of Pt and Pw are constants determined by the gear cutter. Number PtZ given by divider 6
is the product of constant Pt and variable Z, and is determined and set according to the number of teeth Z of the gear to be machined.

被加工物にはす歯歯車の歯を加工する場合は被
加工物の回転はホブの回転だけでなくその送りに
も関係して制御される。被加工物の回転量をホブ
の送りに応じて一定の関係で増加あるいは減少さ
せると、それに従つたねじれ角をもつはす歯歯車
を加工することができるのは周知のとおりであ
る。各同期回路3,4はホブの回転、送りを検出
する各パルス発生器1,2からの検出パルスP1
P2によつて加算、除算を行ない、夫々被加工物の
回転をホブの回転に同期させるためのパルスP3
ホブの送りに同期させるためのパルスP4を発生す
る。各同期回転パルスP3,P4はパルス合成器12
によつて合成され、合成パルスP9としてサーボモ
ータ駆動装置17に伝達される。これによつて、
被加工物はホブの回転と送りの両方に同期して回
転し、はす歯歯車の歯が加工される。
When machining the teeth of a helical gear on a workpiece, the rotation of the workpiece is controlled in relation not only to the rotation of the hob but also to its feed. It is well known that if the amount of rotation of the workpiece is increased or decreased in a fixed relationship in accordance with the feed of the hob, it is possible to machine a helical gear with a corresponding helix angle. Each synchronous circuit 3, 4 receives a detection pulse P 1 from each pulse generator 1, 2 which detects the rotation and feed of the hob.
Pulse P 3 for synchronizing the rotation of the workpiece with the rotation of the hob by adding and dividing by P 2 , respectively.
Generates pulse P4 to synchronize with hob feed. Each synchronous rotation pulse P 3 , P 4 is generated by a pulse synthesizer 12
and is transmitted to the servo motor drive device 17 as a composite pulse P9 . By this,
The workpiece rotates in synchronization with both the rotation and feed of the hob, and the teeth of the helical gear are machined.

同期回路4の加算、除算は次のようにして行な
われる。加算器5には定数として被加工物を1回
転させるに要するパルス数Pwp/revが与えるれ
ることは同期回路3の場合と同様である。ホブの
単位送り量当りのパルス発生器2からの検出パル
スP2のパルス数をPt′p/rev、加工するはす歯歯
車のリードをLとすると、パルス発生器2からの
検出パルスP21パルスに対し同期回路4から発生
させる必要のある同期回転パルスP4の必要パルス
数は次式で求められる。
Addition and division by the synchronous circuit 4 are performed as follows. As in the case of the synchronous circuit 3, the adder 5 is given the number of pulses Pwp/rev required to rotate the workpiece once as a constant. If the number of pulses of the detection pulse P 2 from the pulse generator 2 per unit feed amount of the hob is Pt'p/rev, and the lead of the helical gear to be machined is L, then the detection pulse P 2 from the pulse generator 2 is The required number of synchronous rotation pulses P4 that must be generated from the synchronous circuit 4 for one pulse is determined by the following equation.

必要パルス数=(ゲート7に戻された余りの数
値+Pw)/Pt′L 従つて、除算器6に与える数値としては、加工
するはす歯歯車のリードLと定数Pt′の積Pt′Lを
与えればよい。
Required number of pulses = (Remainder value returned to gate 7 + Pw) / Pt'L Therefore, the number given to the divider 6 is the product of the lead L of the helical gear to be machined and the constant Pt'Pt'L All you have to do is give.

平歯車の場合はリードLが無限大であると考え
ることができ、従つて同期回路4からの同期回転
パルスP4は発生されない。
In the case of a spur gear, the lead L can be considered to be infinite, so that the synchronous rotation pulse P 4 from the synchronous circuit 4 is not generated.

被加工物を回転させる方向はホブの回転方向と
諸元、例えばホブのねじれ方向に応じて変える必
要がある。これは、ホブの回転方向、諸元に応じ
て方向切換スイツチ9を操作することによつて達
成される。はす歯歯車の歯を加工する場合は、さ
らに加工するはす歯歯車のねじれ方向に応じて被
加工物の回転方向を変えねばならない。これは、
方向切換スイツチ11を操作することによつて達
成される。また、ホブを正逆両方向に送り、その
往復行程において夫々歯切りを行なう場合は、方
向切換スイツチ10がパルス発生器2からの送り
方向検出パルスP5によつて自動的に制御され、被
加工物の回転方向はホブの送り方向に応じて自動
的に変えられる。
The direction in which the workpiece is rotated needs to be changed depending on the rotation direction and specifications of the hob, such as the direction in which the hob is twisted. This is achieved by operating the direction changeover switch 9 depending on the rotational direction and specifications of the hob. When machining the teeth of a helical gear, it is also necessary to change the rotation direction of the workpiece depending on the twist direction of the helical gear to be machined. this is,
This is achieved by operating the direction changeover switch 11. In addition, when the hob is fed in both forward and reverse directions and gears are cut in each reciprocating stroke, the direction changeover switch 10 is automatically controlled by the feed direction detection pulse P5 from the pulse generator 2, and the The rotation direction of the object is automatically changed according to the hob feeding direction.

ところで、ホブ盤において、ホブによつて被加
工物が切削され、歯車の歯が加工されるとき、そ
の切削量によつてホブ回転および送りに対する抵
抗が変化する。このためホブの平均回転数及び送
り速度に変動が生じるのは避けられない。一方、
回転数検出パルス発生器1、及び送り量検出パル
ス発生器2の検出パルスP1,P2に基づいてサーボ
モータ18を制御する制御装置の場合、被加工物
に対する制御遅れが生じ、時間遅れが生じるのは
周知の通りである。したがつて検出パルスP1,P2
の発生後、被加工物は一定の時間遅れ、即ち時定
数をもつてそれに応答する。このためホブの平均
回転数の変動及びホブの送り速度の変動によつ
て、ホブと被加工物の同期のずれが生じるという
問題がある。マイクロコンピユータ装置13の演
算回路14,15はこの同期のずれを補正するた
めのものである。
By the way, in a hobbing machine, when a workpiece is cut by a hob and the teeth of a gear are machined, resistance to hob rotation and feeding changes depending on the amount of cutting. For this reason, fluctuations in the average rotational speed and feed speed of the hob are unavoidable. on the other hand,
In the case of a control device that controls the servo motor 18 based on the detection pulses P 1 and P 2 of the rotation speed detection pulse generator 1 and the feed amount detection pulse generator 2 , a control delay occurs for the workpiece, and a time delay occurs. It is well known that this occurs. Therefore, the detection pulses P 1 , P 2
After the occurrence of , the workpiece responds to it with a certain time delay or time constant. Therefore, there is a problem in that the hob and the workpiece are out of synchronization due to fluctuations in the average rotational speed of the hob and fluctuations in the feed speed of the hob. Arithmetic circuits 14 and 15 of the microcomputer device 13 are for correcting this synchronization deviation.

第2図はホブの平均回転数の変動と、加工され
る歯車の歯すじの関係を示すもので、ホブTは被
加工物Wの軸芯と平行に矢印イで示す方向に送ら
れる。これによつて被加工物Wは歯幅hの歯が加
工される。しかしながらホブTの切削量がホブT
の送り距離に応じて増加及び減少し、ホブTの回
転に対する抵抗が変化する。このため加工開始時
のホブTの平均回転数N1が変動し、これが平均
回転数N2まで減少する。そして加工完了前再び
平均回転数N1まで上昇する。このホブの平均回
転数の変動が時定数だけ時間的に遅れて被加工物
Wに伝達され、同期のずれが生じるものである。
このため被加工物Wをそのまま回転させると、歯
車の歯すじAが一定量δ変形する。
FIG. 2 shows the relationship between the variation in the average rotational speed of the hob and the tooth trace of the gear to be machined. The hob T is fed parallel to the axis of the workpiece W in the direction indicated by arrow A. As a result, teeth with a face width h are machined on the workpiece W. However, the cutting amount of hob T
increases and decreases depending on the feeding distance, and the resistance to rotation of the hob T changes. For this reason, the average rotational speed N1 of the hob T at the start of machining changes, and this decreases to the average rotational speed N2 . Then, before the machining is completed, the average rotational speed increases again to N 1 . This variation in the average rotational speed of the hob is transmitted to the workpiece W with a time delay of a time constant, causing a synchronization difference.
Therefore, when the workpiece W is rotated as it is, the tooth trace A of the gear is deformed by a certain amount δ1 .

このホブの回転数の変動に起因する同期のずれ
対する補正量δについては、加工開始時のホブ
の回転数N1と現在のホブの回転数Nnによつて、
その補正量δが決定される。演算装置15は、
回転量検出パルス発生器1の検出パルスP1から加
工開始時のホブの平均回転数N1と現在のホブの
回転数Nnを測定し、次式によつて同期のずれに
対する補正量δを求める。
The correction amount δ 1 for the synchronization deviation caused by fluctuations in the hob rotation speed is determined by the hob rotation speed N 1 at the start of machining and the current hob rotation speed Nn.
The correction amount δ1 is determined. The calculation device 15 is
From the detection pulse P 1 of the rotation amount detection pulse generator 1, measure the average rotation speed N 1 of the hob at the start of machining and the current rotation speed Nn of the hob, and calculate the correction amount δ 1 for the synchronization deviation using the following formula. demand.

δ=N−N/60xπxmxgxT δ……補正量(mm) N1……加工開始時のホブ回転数(rpm) Nn……現在のホブ回転数(rpm) m……モジユール g……ホブ条数 T……時定数(sec) 更に、演算回路15はこの補正量δを補正回
転パルスP7に換算し、この補正回転パルスP7を出
力する。
δ 1 = N 1 - N 2 /60xπxmxgxT δ 1 ... Correction amount (mm) N 1 ... Hob rotation speed at the start of machining (rpm) Nn ... Current hob rotation speed (rpm) m ... Module g... . . . Hob thread number T . . . Time constant (sec) Furthermore, the arithmetic circuit 15 converts this correction amount δ 1 into a correction rotation pulse P 7 and outputs this correction rotation pulse P 7 .

また、ホブの送り速度の変動に起因する同期の
ずれに対する補正量δについては、加工開始時
のホブの送り速度F1と現在のホブの送り速度Fn
によつて、その補正量δが決定される。演算回
路14は送り量検出パルス発生器2の検出パルス
P2から加工開始時のホブの送り速度F1と現在の
ホブの送り速度Fnを測定し、次式によつて同期
のずれに対する補正量δを求める。
In addition, regarding the correction amount δ 2 for the synchronization deviation caused by fluctuations in the hob feed speed, the hob feed speed F 1 at the start of machining and the current hob feed speed Fn
The correction amount δ2 is determined by . The arithmetic circuit 14 detects the detection pulse of the feed amount detection pulse generator 2.
From P2 , the hob feed rate F1 at the start of machining and the current hob feed rate Fn are measured, and the correction amount δ2 for the synchronization deviation is determined by the following equation.

δ=F−Fn/60xπxmxZx1/LxT δ……補正量(mm) F1……加工開始時の送り速度(mm/min) Fn……現在の送り速度(mm/min) Z……歯数 L……歯車のリード(mm) 更に、演算回路14はこの補正量δを補正回
転パルスP6に換算し、この補正パルスP6を出力す
る。そしてパルス合成器12によつて各同期回路
3,4の同期回転パルスと各演算回路14,15
の補正回転パルスP6、P7が合成される。
δ 2 =F 1 -Fn/60xπxmxZx1/LxT δ 2 ...Compensation amount (mm) F 1 ...Feed rate at the start of machining (mm/min) Fn...Current feed rate (mm/min) Z... Number of teeth L: Gear lead (mm) Furthermore, the arithmetic circuit 14 converts this correction amount δ 2 into a correction rotation pulse P 6 and outputs this correction pulse P 6 . Then, the pulse synthesizer 12 combines the synchronous rotation pulses of the respective synchronous circuits 3 and 4 with the respective arithmetic circuits 14 and 15.
The corrected rotation pulses P 6 and P 7 are synthesized.

この他、ホブが1回転する間、即ちその歯が1
ピツチ移動する間、ホブの瞬間速度変動が生じ、
これに対処する必要がある。第3図イはホブの1
回転中の瞬間速度変動を示す。そして第3図ロに
示されているように、この瞬間速度変動が時定数
Xだけ時間的に遅れて被加工物に伝達され同期の
ずれが生じ、第3図ニに示すように歯形誤差δ
が生じる。
In addition, during one rotation of the hob, that is, the teeth
During the pitch movement, instantaneous speed fluctuations of the hob occur,
This needs to be addressed. Figure 3 A is hob 1
Shows instantaneous speed fluctuations during rotation. Then, as shown in Fig. 3B, this instantaneous speed fluctuation is transmitted to the workpiece with a time delay of time constant 3
occurs.

今、第3図イの速度変動率をF%とすると歯形
誤差δは次式によつてあらわされる。
Now, assuming that the speed fluctuation rate in FIG. 3A is F%, the tooth profile error δ3 is expressed by the following equation.

δ=KxF/100xπxmxg K……係数 なお、この式において、係数Kは時定数Xとホ
ブが1回転する時間Cの比によつて決定されるも
ので、その最大値は前記比が1/2のときの K=2 である。
δ 3 = KxF/100xπxmxg K...Coefficient In this equation, the coefficient K is determined by the ratio of the time constant X and the time C for one rotation of the hob, and its maximum value is determined when the ratio is 1/ 2, K=2.

演算回路16はこの瞬間速度変動によつて生じ
る同期のずれに対処するためのものである。第3
図ハに示されているように、演算回路16は回転
量検出パルス発生器1の検出パルスP1からホブが
1回転する時間、即ちその歯が1ピツチ移動する
時間Cを測定する。更に、演算回路16はその時
間Cと時定数Xの差を求め、その差の大きさの遅
延時間信号P8を出力する。遅延時間信号P8の大き
さ、即ち遅延時間Uは次の通りである。
The arithmetic circuit 16 is for dealing with the synchronization deviation caused by this instantaneous speed fluctuation. Third
As shown in FIG. 3C, the arithmetic circuit 16 measures the time C required for the hob to make one rotation, that is, the time C required for the teeth to move one pitch, from the detection pulse P1 of the rotation amount detection pulse generator 1 . Further, the arithmetic circuit 16 calculates the difference between the time C and the time constant X, and outputs a delay time signal P8 corresponding to the magnitude of the difference. The magnitude of the delay time signal P8 , ie, the delay time U, is as follows.

U=C−X そしてこの遅延時間信号P8がパルス合成器12
の遅延回路20に送られ、遅延時間信号P8によつ
て遅延回路20のプリセツト値が変更される。遅
延回路20は合成パルスP9を演算回路16の遅延
時間信号P8の大きさに相当する時間、即ち遅延時
間Uだけ遅らせ、出力する。
U=C−X And this delay time signal P8 is the pulse synthesizer 12
The preset value of the delay circuit 20 is changed by the delay time signal P8 . The delay circuit 20 delays the composite pulse P 9 by a time corresponding to the magnitude of the delay time signal P 8 of the arithmetic circuit 16, that is, by a delay time U, and outputs the delayed signal.

したがつて、サーボモータを制御する指令が遅
らされ、その後さらに時定数Xだけ遅れてホブの
回転変動がサーボモータによつて被加工物に伝達
される。ホブの瞬間速度変動の位相はホブの1回
転を1サイクルCとして類似したパターンを繰り
返す。ホブの瞬間速度変動は図示されているよう
にサーボモータ制御指令の遅れと時定数Xとによ
つて1サイクルCだけ遅れて被加工物に伝達さ
れ、この結果被加工物はホブの瞬間速度変動の位
相と類似した位相をもつて回転する。このように
して、ホブの1回転中の瞬間速度変動に起因する
同期のずれが補正され、高精度をもつて被加工物
に歯車の歯が加工されるものである。
Therefore, the command to control the servo motor is delayed, and then, with a further delay of time constant X, the rotational fluctuations of the hob are transmitted to the workpiece by the servo motor. The phase of the instantaneous speed fluctuation of the hob repeats a similar pattern with one rotation of the hob as one cycle C. As shown in the figure, the instantaneous speed fluctuation of the hob is transmitted to the workpiece with a delay of one cycle C due to the delay of the servo motor control command and the time constant X, and as a result, the instantaneous speed fluctuation of the hob rotates with a phase similar to that of . In this way, synchronization deviations caused by instantaneous speed fluctuations during one revolution of the hob are corrected, and gear teeth are machined on the workpiece with high precision.

以上説明したようにこの発明は、創成歯切盤に
おいて被加工物の回転を電気的に制御することが
でき、高精度をもつて工具の回転または直線変位
と送りに同期させることができ、高精度の歯車を
加工することができるものである。
As explained above, the present invention is capable of electrically controlling the rotation of the workpiece in a generating gear cutting machine, and synchronizing the rotation or linear displacement of the tool with the feed with high accuracy. It is capable of machining precision gears.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第2図は工具の平均回転数の変動と歯すじの
関係を示す説明図、第3図イは工具の瞬間回転速
度の変動を示す図表、第3図ロは工具の回転の位
相と被加工物の回転の位相のずれを示す図表、第
3図ハは第1図のマイクロコンピユータ装置の演
算回路によつて第3図ロの位相のずれを補正する
状態を示す図表、第3図ニは工具の瞬間速度変動
によつて生じる歯形誤差を示す説明図、第4図は
第1図のパルス合成器の回路構成を示す説明図で
ある。 1,2……パルス発生器、3,4……同期回
路、12……パルス合成器、13……マイクロコ
ンピユータ装置。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the variation in the average rotational speed of the tool and the tooth trace, and Fig. 3A shows the variation in the instantaneous rotational speed of the tool. Figure 3(b) is a chart showing the phase difference between the rotational phase of the tool and the rotation of the workpiece, and Figure 3(c) shows the phase shift of Figure 3(b) by the arithmetic circuit of the microcomputer device in Figure 1. Figure 3D is an explanatory diagram showing the tooth profile error caused by instantaneous speed fluctuations of the tool, and Figure 4 is an explanatory diagram showing the circuit configuration of the pulse synthesizer in Figure 1. be. 1, 2... Pulse generator, 3, 4... Synchronous circuit, 12... Pulse synthesizer, 13... Microcomputer device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ホブなどの回転工具またはラツク形の直線変
位工具を被加工物の軸芯と平行に送ると同時に、
回転または直線変位させ、それに同期させて被加
工物を回転させ、創成歯切りを行う創成歯切り盤
において、 前記工具の回転量または直線変位量を検出し、
その検出パルスを発生する回転量または直線変位
量検出パルス発生器と、 前記工具の送り量を検出し、その検出パルスを
発生する送り量検出パルス発生器と、 前記各パルス発生器にそれぞれ接続され、前記
各パルス発生器の検出パルスに対し予め設定され
た関係をもつて被加工物同期回転パルスを出力す
る2つの同期回路と、 前記各同期回路に接続され、前記各同期回路の
同期回転パルスを合成し、その合成パルスを出力
するパルス合成器とを備え、 前記パルス合成器の合成パルスによつて被加工
物の回転を前記工具の回転または直線変位と送り
に同期させるようにしたことを特徴とする被加工
物回転制御装置。 2 ホブなどの回転工具またはラツク形の直線変
位工具を被加工物の軸芯と平行に送ると同時に、
回転または直線変位させ、それに同期させて被加
工物を回転させ、創成歯切りを行う創成歯切り盤
において、 前記工具の回転量または直線変位量を検出し、
その検出パルスを発生する回転量または直線変位
量検出パルス発生器と、 前記工具の送り量を検出し、その検出パルスを
発生する送り量検出パルス発生器と、 前記各パルス発生器にそれぞれ接続され、前記
各パルス発生器の検出パルスに対し予め設定され
た関係をもつて被加工物同期回転パルスを出力す
る2つの同期回路と、 前記各パルス発生器に接続され、前記回転量ま
たは直線変位量検出パルス発生器の検出パルスか
ら加工開始時の工具の平均回転数または平均直線
変位速度と現在の工具の平均回転数または平均直
線変位速度を測定し、前記工具の平均回転数また
は平均直線変位速度の変動に起因する同期のずれ
に対する補正量を求め、これを補正回転パルスに
換算するとともに、前記送り量検出パルス発生器
の検出パルスから加工開始時の工具の送り速度と
現在の工具の送り速度を測定し、前記工具の送り
速度の変動に起因する同期のずれに対する補正量
を求め、これを補正回転パルスに換算し、前記各
補正回転パルスを出力し、さらに前記回転量また
は直線変位量検出パルス発生器の検出パルスから
工具の歯が1ピツチ移動する時間を測定し、その
時間と時定数の差を求め、その差の大きさの遅延
時間信号を出力するマイクロコンピユータ装置
と、 前記各同期回路および前記マイクロコンピユー
タ装置に接続され、前記各同期回路の同期回転パ
ルスおよび前記マイクロコンピユータ装置の補正
回転パルスを合成し、その合成パルスを前記マイ
クロコンピユータ装置の遅延時間信号の大きさに
相当する時間だけ遅らせ、出力するパルス合成器
とを備え、 前記パルス合成器の合成パルスによつて前記被
加工物の回転を前記工具の回転または直線変位と
送りに同期させるようにしたことを特徴とする被
加工物回転制御装置。
[Claims] 1. At the same time as feeding a rotary tool such as a hob or a rack-shaped linear displacement tool parallel to the axis of the workpiece,
In a generating gear cutting machine that performs generating gear cutting by rotating or linearly displacing the tool and rotating the workpiece in synchronization with the rotation or linear displacement, detecting the amount of rotation or linear displacement of the tool,
A rotation amount or linear displacement detection pulse generator that generates the detection pulse; a feed amount detection pulse generator that detects the feed amount of the tool and generates the detection pulse; and a feed amount detection pulse generator that is connected to each of the pulse generators. , two synchronous circuits that output workpiece synchronous rotation pulses with a preset relationship to the detection pulses of each of the pulse generators; and synchronous rotation pulses of each of the synchronous circuits connected to each of the synchronous circuits. and a pulse synthesizer that outputs the synthesized pulse, and the rotation of the workpiece is synchronized with the rotation or linear displacement and feed of the tool by the synthesized pulse of the pulse synthesizer. Characteristic workpiece rotation control device. 2. At the same time as feeding a rotary tool such as a hob or a rack-type linear displacement tool parallel to the axis of the workpiece,
In a generating gear cutting machine that performs generating gear cutting by rotating or linearly displacing the tool and rotating the workpiece in synchronization with the rotation or linear displacement, detecting the amount of rotation or linear displacement of the tool,
A rotation amount or linear displacement detection pulse generator that generates the detection pulse; a feed amount detection pulse generator that detects the feed amount of the tool and generates the detection pulse; and a feed amount detection pulse generator that is connected to each of the pulse generators. , two synchronous circuits that output workpiece synchronous rotation pulses with a preset relationship to the detected pulses of each of the pulse generators; The average rotational speed or average linear displacement speed of the tool at the start of machining and the current average rotational speed or average linear displacement speed of the tool are measured from the detection pulse of the detection pulse generator, and the average rotational speed or average linear displacement speed of the tool is determined. The amount of correction for the synchronization shift caused by the fluctuation of is measured, a correction amount for the synchronization deviation caused by fluctuations in the feed speed of the tool is determined, this is converted into a correction rotation pulse, each of the correction rotation pulses is output, and the rotation amount or linear displacement amount is detected. A microcomputer device that measures the time it takes for the tooth of the tool to move one pitch from the detection pulse of the pulse generator, finds the difference between that time and a time constant, and outputs a delay time signal of the magnitude of the difference; circuit and the microcomputer device, the synchronous rotation pulse of each of the synchronous circuits and the correction rotation pulse of the microcomputer device are combined, and the synthesized pulse is connected to the microcomputer device for a time corresponding to the magnitude of the delay time signal of the microcomputer device. and a pulse synthesizer that outputs a pulse synthesizer, the rotation of the workpiece being synchronized with the rotation or linear displacement and feed of the tool by the synthesized pulse of the pulse synthesizer. Workpiece rotation control device.
JP8974279A 1979-07-14 1979-07-14 Rotation-controlling device for worked article in gear cutting machine Granted JPS5615919A (en)

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