JPS6238090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、歯車研削機における研削刃シフト制
御装置に関し、一層詳細には、スクリユーロール
式歯車研削機において、螺旋条が刻設された砥石
をシフトして研削刃の実効部分を変位しようとす
る際、それに伴つて生起するワークとのずれを自
動的に且つ円滑に補正するように構成した研削刃
シフト制御装置に関する。

ワーク、例えば歯車に対し周面に螺旋条を設け
た砥石を噛合させ、その歯を研削する装置が採用
されている。この場合、砥石と歯車との間に同期
運転が達成されないと砥石の研削作用が歯車の
夫々の歯に均一に施されなくなり所望の歯車が得
られない。

ところで、従来技術のスクリユーロール式歯車
研削機では、砥石の全ての螺旋条を均一に活用す
るために適当な周期毎に当該砥石をその回転軸方
向に適量シフトすることが一般的に行われてい
る。すなわち、砥石をシフトすることによつて、
被加工用歯車が噛合する位置を変位させ、これに
より前記砥石の特定の螺旋条が損耗するのを阻止
している。然しながら、この砥石をシフトさせる
際には、熟練者が手動によつて当該砥石を変位さ
せ、自らの視覚で実際砥石の新たなる研削部位が
被研削用歯車に対応しているか否かの確認を行つ
ていた。このため、砥石シフトのための作業効率
が些程に期待出来ることなく、さらに、経験者を
常時待機させておかなければならない等種々の不
都合を露呈している。

そこで、本発明者等は、鋭意研究並びに工夫を
重ねた結果、噛合して同期運転を継続する砥石と
被加工用歯車の中、被加工用歯車をワークモータ
からクラツチ機構を介して切り離し、その回転を
砥石の回転に追従させ、次いで、砥石を適当量シ
フトさせる。その間このシフトに合わせてずれる
ワークの回転情報を新たな砥石との同期運転情報
として蓄えておき、シフトが完了してクラツチを
投入すれば新たな回転情報によりワークが移送ず
れを解消した状態で回転し、前記の不都合が一挙
に解消できることが判つた。

従つて、本発明の目的は、切削工具を回転する
ための第１の回転駆動源と、前記切削工具の回転
に応じて夫々０点パルスとＡ相パルスからなるパ
ルス列を発生させるパルス発生器と、前記切削工
具に噛合する被切削歯車を回転するための第２の
回転駆動源と、前記第２回転駆動源の回転力を前
記被切削用歯車に伝達するクラツチ機構と、前記
歯車の回転に伴い通過する歯先数に応じてパルス
を発生させる検出器と、前記切削工具をその軸方
向に変位させるシフト機構と、前記パルス発生器
の０点パルスとＡ相のパルス列信号を受けるカウ
ンタと、前記カウンタに接続されるカウントメモ
リ回路とを含み、前記カウンタはパルス発生器の
前記０点パルス列のパルスを基準としてＡ相パル
ス列のパルスの計数を開始すると共に前記検出器
の検出パルスにより前記計数を停止してカウント
メモリ制御に当該計数値を記憶させてこの計数値
に係る同期運転情報とパルス発生器のＡ相パルス
列によりゲート回路を開成してクラツチ機構の付
勢作用下に前記第２回転駆動源を回転させて切削
工具と被切削用歯車との同期運転を行い、さらに
前記クラツチ機構を一旦滅勢して前記シフト機構
の付勢作用下に前記切削工具を変位させ、その際
変化する０点パルス列に対するＡ相パルス列のカ
ウンタにおける計数値を前記検出器からの信号で
カウントメモリ回路内の既に記憶されている前記
同期運転情報と更新し、この新たな同期運転情報
に基づき前記第２回転駆動源を付勢するよう構成
することを特徴とする歯車研削機における研削刃
シフト制御装置を提供するにある。

次に、本発明に係る研削刃シフト制御装置につ
いて好適な実施例を挙げ、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、本発明を実施するための歯車研削機
の外観構成を示すものであつて、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、切込モータ１４の回転作用下に矢印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によ
り、矢印Ａ方向に直角に、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およびこの
ワーク２０に近接してワークセンサ２１が配設さ
れる。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。ワークセンサ２１は、前
記モータ２２により回転するその歯数を、例え
ば、光学的に検出して、所定のパルスを発生させ
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
２４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、
この旋回テーブル２６上には、シフトテーブル２
８が設けられ、このシフトテーブル２８は、シフ
ト用モータ３０により、矢印Ｄ方向に移動する。
すなわち、第２図に示すように、シフト用モータ
３０の回転軸は、長尺なボールねじ３２に連結し
ていると共に、前記ボールねじ３２は、砥石スピ
ンドルユニツト３４に直結する内ねじ３６と螺合
する。砥石スピンドルユニツト３４は、砥石回転
駆動用モータ３８と、このモータ３８により回転
する第１ギヤ４０と前記第１ギヤ４０と螺合しそ
の回転軸の一方の端部に砥石４２が着装される第
２ギヤ４４および前記第２ギヤ４４の回転軸の他
端部に係合するパルス発生器４６とから基本的に
構成される。円形状の砥石４０は、その周縁に数
条の溝が刻設されてなるものである。

一方、ワーク側では、ワーク２０は、回転軸４
８の一端部にクランプ治具５０を介して着脱自在
に軸支されると共に前記回転軸４８の他端部側に
はクラツチ５２を介して比較的大径のギヤ５４を
軸支する。前記ギヤ５４は、それよりも小径のギ
ヤ５６と噛合する。ギヤ５６は、軸５８に軸支さ
れ、前記軸５８は、カツプリング６０を介してワ
ークスピンドルモータ２２に接続している。

次に、以上のように構成される歯車研削機にお
いて、その研削刃シフト制御装置を作動する電気
回路につき、第４図を参照して説明する。

砥石ユニツト３４側の第１パルス発生器４６に
関し、そのＡ相パルスの出力側は、分岐して、一
方は、割出演算部６２の入力側に接続されると共
に他方はカウンタ６４の一方の入力側に接続され
る。割出演算器６２の一方の出力側は、アンドゲ
ート６６に接続し、その他方の出力側は、アンド
ゲート６８に接続しておく。両アンドゲート６
６，６８の出力側は、オアゲート７０に接続し、
オアゲート７０の出力は、これに接続する増幅器
７２により増幅されてワークスピンドルモータ２
２に導入される。次に、カウンタ６４の他方の入
力側には、パルス発生器４６の０点からのパルス
が導入され、一方、カウンタ６４の出力側は、カ
ウントメモリ７４に接続される。なお、カウント
メモリ７４には、前記カウンタ６４の出力および
パルス発生器４６の分岐したクリヤー用の０点か
らのパルスも導入される。次に、カウントメモリ
７４の一方の出力側は、カウンタ７６の入力側と
接続し、前記カウンタ７６の出力は、アンドゲー
ト７８の一方の入力側に導入される。なお、アン
ドゲート７８の他方の入力側には、ワーク２０の
切込指令信号が導入される。アンドゲート７８の
出力信号は、増幅器８０で増幅されて切込モータ
１４に入る。一方、カウントメモリ７４の前記出
力は、分岐してアンドゲート６６に導入され、ま
た、前記メモリ７４の他方の出力は、アンドゲー
ト６８に入るように構成しておく。

なお、本発明装置では、前記ワーク２０に対峙
するセンサ２１の出力を波形整形する波形整形回
路８２の出力は、分岐して前記カウンタ６４に導
入されると共にこの波形整形回路８２の他方の分
岐出力は、カウントメモリ７４に導入される。一
方、砥石４２のシフト信号は、インバータ８４に
よりその電位を反転されてアンドゲート８６の一
方の入力端子に入り、また、アンドゲート８６の
他方の入力端子には、自動噛合に係る信号が導入
される。ここで、アンドゲート８６の出力信号
は、増幅器８８に入り、クラツチ５２の自動投入
動作に用いられる。

本発明装置は、基本的には、以上のように構成
されるものであつて、次にその作用について説明
する。

先ず、最初に電磁クラツチ５２をオフにしてお
く。この結果、ワークスピンドル４８は、手で軽
く回転するようになる。次いで、切込モータ１４
を付勢して切込テーブル１２を前進させる。この
時、砥石スピンドルモータ３８は、付勢させてお
らず、砥石４２は、停止状態にある。従つて、砥
石４２とワーク２０とを噛合させ、手を介して容
易に位相合わせを行うことができる。次に、前記
砥石スピンドルモータ３８を低速にて回転させ
る。従つて、砥石４２もまたゆつくりと回転し、
また、これに同期してワークスピンドルモータ２
２も回転駆動させておく。ワーク２０は、前記砥
石４２と噛合しているためその回転により、反対
方向に回転するに至る。

このような状態において、パルス発生器４６の
０点をスタート起点として、このパルス発生器の
Ａ相のパルス数（Ｎ）をワークセンサ２１からの
パルスの出力があるまで数える。すなわち、前記
パルス発生器４６の０点を起点とするパルスは、
カウンタ６４に導入され、これに基きＡ相パルス
がカウンタ６４によりカウントされることにな
る。一方、センサ２１からの信号は、一旦、波形
整形回路８２でパルス状に波形整形された上で、
カウンタ６４に導入され、それを基準にＡ相パル
ス数は確定することになる。このカウントされた
パルス値Ｎは、波形整形回路７６の次のパルスに
よつてカウントメモリ７４に記憶される。

次に、砥石４２とワーク２０とを、前記初期位
相合わせの際カウントメモリ７４に記憶された値
Ｎを用いて自動的に噛合させる工程について説明
する。

ワーク２０が取着された状態で砥石スピンドル
モータ３８を付勢すれば、これと電気的に接続す
るワークスピンドルモータ２２も駆動され、両者
は、同期運転に入る。そこで、電磁クラツチ５２
を付勢すればワーク２０は、ワークスピンドルモ
ータ２２によつて回転することになる。この状態
で、切込モータ１４を付勢すれば、切込テーブル
１２は、徐々に前進するが、ワーク２０と砥石４
２とが噛合する手前で、一旦、切込モータ１４は
滅勢される。

そこで、パルス発生器４２の０点のパルスを起
点としてワークセンサ２１の出力があるまでその
Ａ相パルスの数（N′）がカウンタ６４により計
数され、カウントメモリ７４に導出される。な
お、この時、前記０点に係るパルスは、既に記憶
されているＡ相パルス値Ｎをクリヤーする。この
時、（Ｎ）と（N′）が等値である時、これは位相
ずれのないことを示し、念のため前記N′のカウ
ントをカウンタ７６を介して所定回（Ｋ回）続行
し、いずれの回も等値を示せば、その信号は、ア
ンドゲート７８に導入される。アンドゲート７８
の他方の入力端に切込指令信号が入れば、アンド
ゲート７８は開かれ、当該信号は増幅器８０によ
り十分に増幅されて切込モータ１４を付勢し、切
込テーブル１２を前進させることになる。一方、
この等値に係る信号は、アンドゲート６６に導入
され、このアンドゲート６６には、割出演算器６
２からの正常な同期の回転信号ｎ／αが導入され
るためそのゲートが開かれる。この信号は、オア
ゲート７０に導入され増幅器７２を介してワーク
モータ２２を同期運転し、通常の研削工程に移行
することになる。

さて、新たなカウント数N′と記憶値Ｎとが等
値でない時、これは、砥石３８とワーク２０との
間に位相ずれのあることを意味する。そこで、そ
の信号は、アンドゲート６８の一方の入力端に導
入されるが、その他方の入力端には、割出演算器
６２からの位相ずれに係る信号ｎ／α′が導入さ
れているので、そのゲートが開かれる。そこで、
その信号は、オアゲート７０を介して増幅器７２
に至るワークモータ２２の回転数を値（N′）に
合せて増減する。これを繰り返せば最終的には、
値Ｎに対し略等値の値N′が得られ、位相ずれが
解消するに至る。すなわち、Ｎ≒N′となつた時
点で砥石７２とワーク２０の同期運転が正常にも
どされ、以後、砥石４２に対し、ワーク２０が同
位相を保つことになる。この場合、カウントメモ
リ７４では、Ｎ＝N′となつたため、その信号
は、カウンタ７６に導入され、そのＫ回の確認チ
エツクの後、切込モータ１４の付勢がなされるこ
とは、前記と同様である（第５図ステツプ１）
（第６図点および点）。

一方、値Ｎに対し、N′が極めて大きい差を有
するとき、安全のために、自動運転は停止する。

本発明では、この時点で、一旦、クラツチ５２
が滅勢される（同ステツプ２）。すなわち、砥石
シフト信号が立ち上がるとインバータ８４からの
出力は反転され、自動噛合信号を一方の入力端子
に導入していたアンドゲート８６は、そのゲート
を閉じ、増幅器８８も滅勢される。この結果、ワ
ークスピンドルモータ２２の回転力は、ワーク２
０に伝達されなくなり、ワーク２０は、砥石４２
の回転に追従して回転するに至る。

次に、砥石４２が適当量シフトされる（同、ス
テツプ３）（第６図点）。すなわち、シフト用モ
ータ３０が付勢され、これに伴つてボールねじ３
２が回転するためにこれを螺合するねじ３６はＤ
方向に変位し、このためシフトテーブルが移動し
て砥石４２もシフトされることになる。一方、ワ
ーク２０は、その際、前記砥石４２と噛合してい
るために砥石４２のシフト量に対応してワーク２
０の位相がずれることになる。

そこで、この時点において、パルス発生器４６
の０点に係る信号は、メモリ７４の従来のパルス
数Ｎをクリアし、新たに前記０点を基準にしてそ
のＡ相パルス数がカウンタ６４により計数され
る。この計数は、ワーク２０に近接するセンサ２
１の出力パルスが波形整形回路８２を介して前記
カウンタ６４に導入されるまで継続する。このた
め、新たなＡ相パルス数Nsが得られ（第６図
点および点）、これは、カウントメモリ７４に
記憶される。すなわち、波形整形回路８２の出力
側は、分岐されてカウントメモリ７４に接続して
いるために波形整形回路８２の次のパルスが入る
とこのカウントメモリ８２にＡ相パルス数Nsが
記憶されることになる。

一方、前記Ａ相パルス数Nsに係る信号がカウ
ントメモリ８２に導入されている時点では、前記
の通りクラツチ５２は、切り離されている状態に
ある。そこで、シフト用信号が“０”位になると
この信号は、インバータ８４により反転されて
“１”位となりアンドゲート８６の一方の入力端
子に導入される。前記アンドゲート８６の他方の
入力端子に自動噛合信号が導入されているのでゲ
ート８６が開かれ、増幅器８８によりその信号が
増幅されて若びクラツチ５２が投入される（第５
図ステツプ５）。従つて、新たな同期信号に基づ
いて回転しているワークスピンドルモータ２２の
回転力は、ワーク２０に伝達され、砥石４２は、
新たな切削刃をワーク２０に供してワークの切削
を開始することになる。

本発明によれば、以上のように、回転する砥石
に係るパルスと被加工用のワークに近接して配置
されたセンサにより検出される前記ワークに係る
パルス情報を予め記憶装置に記憶しておき、この
記憶情報により砥石とワークとの同期運転を達成
する一方、前記砥石をシフトさせて新たな切削刃
をワークに噛合させる際、それによつて生起され
る位相ずれを前記砥石に係るパルス情報とワーク
に係るパルス情報の記憶内容を修正することによ
り改め、その情報によりワーク用モータのクラツ
チを投入して新たな同期運転が達成できるように
構成した。従つて、砥石切削刃のワークに対する
シフトが極めて簡易に行われ、砥石の効率的使用
と耐用性が増すことができるばかりか、砥石のシ
フト量の精密な測定も不要となる等の種々の効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明に係る歯車研削機における研削刃
シフト装置に関するものであつて、第１図は、そ
の外観構成を示す斜視図、第２図は、砥石とワー
クとの相関々係を示す説明図、第３図は、ワーク
とこれを回転するワークスピンドルモータとの相
関々係を示す説明図、第４図は、砥石とワークの
初期位相合わせ並びに砥石シフト後の位相合わせ
のための回路図、第５図は、砥石シフトに係る位
相合わせのためのフローチヤート、第６図は、砥
石シフトに係る位相合わせのためのタイムチヤー
トである。 １０……ベツド、１２……切込テーブル、１４
……切込モータ、１６……トラバーステーブル、
１８……トラバースモータ、２０……ワーク、２
１……ワークセンサ、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……シフト用
モータ、３２……ボールねじ、３４……砥石スピ
ンドルユニツト、３６……ねじ、３８……砥石回
転駆動用モータ、４０……第１ギヤ、４２……砥
石、４４……第２ギヤ、４６……パルス発生器、
４８……回転軸、５０……クランプ治具、５２…
…クラツチ、５４，５６……ギヤ、５８……軸、
６０……カツプリング、６２……割出演算器、６
４……カウンタ、６６，６８……アンドゲート、
７０……オアゲート、７２……増幅器、７４……
カウントメモリ、７６……カウンタ、７８……ア
ンドゲート、８０……増幅器、８２……波形整形
回路、８４……インバータ、８６……アンドゲー
ト、８８……増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 切削工具を回転するための第１の回転駆動源
   と、前記切削工具の回転に応じて夫々０点パルス
   とＡ相パルスからなるパルス列を発生させるパル
   ス発生器と、前記切削工具に噛合する被切削用歯
   車を回転するための第２の回転駆動源と、前記第
   ２回転駆動源の回転力を前記被切削用歯車に伝達
   するクラツチ機構と、前記歯車の回転に伴い通過
   する歯先数に応じてパルスを発生させる検出器
   と、前記切削工具をその軸方向に変位させるシフ
   ト機構と、前記パルス発生器の０点パルスとＡ相
   のパルス列信号を受けるカウンタと、前記カウン
   タに接続されるカウントメモリ回路とを含み、前
   記カウンタはパルス発生器の前記０点パルス列の
   パルスを基準としてＡ相パルス列のパルスの計数
   を開始すると共に前記検出器の検出パルスにより
   前記計数を停止してカウントメモリ回路に当該計
   数値を記憶させてこの計数値に係る同期運転情報
   とパルス発生器のＡ相パルス列によりゲート回路
   を開成してクラツチ機構の付勢作用下に前記第２
   回転駆動源を回転させて切削工具と被切削用歯車
   との同期運動を行い、さらに前記クラツチ機構を
   一旦滅勢して前記シフト機構の付勢作用下に前記
   切削工具を変位させ、その際変化する０点パルス
   列に対するＡ相パルス列のカウンタにおける計数
   値を前記検出器からの信号でカウントメモリ回路
   内の既に記憶されている前記同期運転情報と更新
   し、この新たな同期運転情報に基づき前記第２回
   転駆動源を付勢するよう構成することを特徴とす
   る歯車研削機における研削刃シフト制御装置。