201111076 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於在硏磨時或修整時螺旋狀砂輪和被加工 齒輪或碟形修整器的咬合之前，先進行螺旋狀砂輪相對於 被加工齒輪或碟形修整器之相位對準的螺旋狀砂輪之相位 對準裝置。 【先前技術】 先前以來，提供有對熱處理後的被加工齒輪即工件， 使用硏磨工具即砂輪進行硏磨，能夠效率良好精加工修整 工件齒面的齒輪磨床。上述齒輪磨床是以砂輪和工件已咬 合的狀態，使該等同步旋轉進行工件的硏磨，因此若咬合 精度不足，恐怕工件的齒面會產生硏磨不均，或會造成過 大的負荷施加在砂輪，減少砂輪壽命。 於是，針對此種的齒輪磨床，爲了高精度進行砂輪和 工件的咬合，在硏磨時的咬合之前，先進行兩者相位定位 的相位對準，使砂輪的切削刃（凹凸）和工件的齒槽（凹 凸）成爲適當的相位關係。如上述，進行砂輪和工件的相 位對準的裝置，例如是揭示在專利文獻1。 〔先行技術文獻〕 〔專利文獻1〕日本特開平5-138438號公報 【發明內容】 〔發明欲解決.之課題〕 -5- 201111076 上述先前的相位對準裝置是將砂輪在工件上朝其軸方 向滑動，由AE感測器對砂輪越過工件螺紋溝槽時的接觸 瞬間及非接觸瞬間進行檢測，在根據該檢測結果所算出的 螺紋溝槽中間位置，使砂輪成相向地將工件朝其軸方向移 動，藉此進行砂輪和工件的相位對準。 然而，上述的先前構成中，砂輪對工件的接觸及非接 觸是由AE感測器對接觸時的工件振動進行檢測加以判定 ，所以針對砂輪在機上可進行修整的齒輪磨床，就需要另 外設置可對砂輪和修整器相位進行對準的AE感測器。如 此一來，恐怕會導致裝置複雜化。 因此，本發明是爲了解決上述課題所硏創而成的發明 ，目的是提供一種以簡樸構成就能夠精密進行螺旋狀砂輪 相對於被加工齒輪或修整器之相位對準的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置。 〔用以解決課題之手段〕 用以解決上述課題之第1發明相關的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置是一種硏磨時或修整時在進行螺旋狀砂輪和被 加工齒輪或修整器的咬合之前，先進行上述螺旋狀砂輪相 對於被加工齒輪或上述修整器之相位對準的螺旋狀砂輪之 相位對準裝置，其特徵爲，具備： 設置在可使上述螺旋狀砂輪支撐成旋轉的砂輪頭’對 上述螺旋狀砂輪是否接觸被加工齒輪或上述修整器進行檢 測的檢測手段；及 -6- 201111076 根據上述檢測手段檢測出接觸時的上述螺旋狀砂輪的 相位，使上述螺旋狀砂輪定位在可咬合之相位的砂輪相位 控制手段。 用以解決上述課題之第2發明相關的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置，其特徵爲： 上述檢測手段是一種可透過噴射在上述螺旋狀砂輪附 近的流體對因振動或摩擦產生的上述螺旋狀砂輪彈性波進 行檢測的聲發射方式流體感測器， 構成爲根據所檢測的彈性波判定上述螺旋狀砂輪是否 已經接觸被加工齒輪或上述修整器。 用以解決上述課題之第3發明相關的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置，其特徵爲： 上述流體感測器，是從上述螺旋狀砂輪和被加工齒輪 或上述修整器的接觸位置朝上述螺旋狀砂輪的圓周方向偏 移9 0 °相位的方向噴射流體。 〔發明效果〕 根據本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對準裝置時，藉 由利用可使螺旋狀砂輪支撐成旋轉的砂輪頭上所設置的檢 測手段，對螺旋狀砂輪是否已接觸被加工齒輪或修整器進 行檢測，以簡樸構成，就能夠精密進行螺旋狀砂輪相對於 被加工齒輪或修整器之相位對準。 【實施方式】 201111076 〔發明之最佳實施形態〕 以下，使用圖面對本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對 準裝置進行詳細說明。 〔實施例〕 應用本發明相關螺旋狀砂輪之相位對準裝置的齒輪磨 床〗’如第2圖所示利用桶形的螺旋狀砂輪14對內齒輪素 材的工件（被加工齒輪）W進行硏磨，再加上，如第1圖 所示’其又具有可利用碟形修整器32對該螺旋狀砂輪14 進行修整的修整功能。 如第1圖至第3圖所示，齒輪磨床1支撐有可移動並 且可旋繞的砂輪頭11»該砂輪頭11可旋轉地支撐有主軸 1 2 ’該主軸1 2的前端形成有砂輪心軸1 3。接著，砂輪心 軸13的前端可裝脫地安裝有螺旋狀砂輪14。即，藉由驅 動砂輪頭1 1 ’就可透過主軸1 2的砂輪心軸1 3旋轉驅動螺 旋狀砂輪1 4。 砂輪頭11的正面可旋轉地支撐有旋轉平台21，該旋 轉平台21的上面’透過未圖示的安裝固定具可裝脫地安 裝有工件W。即’藉由驅動旋轉平台21，就可旋轉驅動 工件W。 旋轉平台21的側方可移動地支撐有修整器驅動部3 i ’該修整器驅動部31安裝有可旋轉並且可裝脫的碟形修 整器32。即’藉由驅動修整器驅動部31，就可旋轉驅動 碟形修整器3 2。 -8 · 201111076 砂輪頭11的前端面透過托座41支撐有聲發射方式的 AE( Acoustic Emission)流體感測器（檢測手段、流體感 測器）42。該AE流體感測器42是透過所噴射的流體檢測 出材料中產生的振動或磨擦等造成的彈性波，將該彈性波 以AE訊號進行處理，其具有：可將做爲流體的冷卻液C 噴射在砂輪心軸1 3指定測定位置的噴射孔42a ;及從該測 定位置對經由冷卻液C所傳播的彈性波進行檢測的檢測部 42b。再加上，AE流體感測器42的噴射孔42a連接有冷 卻液箱43，另一方面其檢測部42b連接有AE感測放大器 4 4° 另，如第4圖所示，硏磨前在進行相對於工件W之 螺旋狀砂輪1 4的相位對準時，AE流體感測器42是設置 在從螺旋狀砂輪14和工件W的接觸位置朝該螺旋狀砂輪 1 4的圓周方向偏移90°相位的位置，構成從該狀態，朝砂 輪心軸1 3的測定位置，噴射冷卻液C。即，在進行相對 於工件W之螺旋狀砂輪1 4的相位對準時的AE流體感測 器42是構成爲從螺旋狀砂輪14和工件W的接觸位置朝 該螺旋狀砂輪14的圓周方向偏移90°相位的方向，往砂輪 心軸13的測定位置，噴射冷卻液C。接著’只要根據工 件W的右旋或左旋，決定好AE流體感測器42的設置位 置是要朝那個方向偏移，則在螺旋狀砂輪14和工件W的 咬合時，即使砂輪頭1 1 (螺旋狀砂輪1 4 )旋繞傾斜’ AE 流體感測器42也不會干涉到工件W。 此外，如第5圖所示，修整前在進行相對於碟形修整 -9 - 201111076 器3 2之螺旋狀砂輪1 4的相位對準時，A E流體感測器4 2 是設置在從螺旋狀砂輪1 4和碟形修整器3 2的接觸位置朝 該螺旋狀砂輪14的周圍方向偏移9(Γ相位的位置，構成爲 從該狀態，朝砂輪心軸1 3的測定位置，噴射冷卻液C。 即，在進行相對於碟形修整器32之螺旋狀砂輪1 4的相位 對準時的ΑΕ流體感測器42是構成從螺旋狀砂輪1 4和碟 形修整器32的接觸位置朝該螺旋狀砂輪14的周圍方向偏 移9 0 °相位的方向，往砂輪心軸1 3的測定位置，噴射冷卻 液C » 接著，從冷卻液箱43供應至ΑΕ流體感測器42的冷 卻液C，例如是硏磨油，其冷卻液壓及噴射流量是可根據 ΑΕ流體感測器42和測定位置之間的距離進行調整。 即，ΑΕ流體感測器42是將冷卻液箱43所供應的冷 卻液C，從噴射孔42a噴射至砂輪心軸1 3的測定位置， 藉此使產生的螺旋狀砂輪14彈性波，透過冷卻液C由檢 測部42b檢測出之後，將該所檢測的彈性波以AE訊號輸 入至AE感測放大器44。其次，如第6圖所示，AE感測 放大器44是將輸入的AE訊號轉換成電壓V，隨時顯示該 電壓V。 另外，齒輪磨床1設有NC裝置（砂輪相位控制手段 )50。該NC裝置50，例如是連接在砂輪頭1 1、旋轉平台 21、修整器驅動部31、AE感測放大器44等，構成爲根據 輸入的工件各種基本條件或加工條件，進行螺旋狀砂輪14 的工件W硏磨控制，或進行碟形修整器3 2的螺旋狀砂輪 -10- 201111076 14修整控制，同時在上述硏磨時或修整時的咬合（齒對準 )之前’先根據AE流體感測器44所檢測的彈性波大小， 判定螺旋狀砂輪1 4和工件W或碟形修整器3 2的接觸及 非接觸，進行螺旋狀砂輪1 4的相位調整。 因此’當利用螺旋狀砂輪1 4對工件W進行硏磨時， 首先，如第2圖所示，將螺旋狀砂輪14移動至安裝在旋 轉平台21的工件W側。其次，在進行螺旋狀砂輪.14和 工件W的咬合之前，最好是先進行該等的大槪相位對準 (粗相位對準）避免螺旋狀砂輪14的刀尖和工件W的齒 頂彼此干涉。接著，以該粗相位對準狀態，同步旋轉螺旋 狀砂輪14和工件W的同時，從AE流體感測器42的噴射 孔42 a朝砂輪心軸1 3的測定位置噴射冷卻液C，由其檢 測部4 2 b開始檢測螺旋狀砂輪1 4的彈性波。 如上述，當AE流體感測器42開始檢測彈性波時，如 第6圖所示，AE感測放大器44是將輸入的該AE訊號轉 換成電壓V，以時間經過的同時顯示出該電壓的變化。另 ，在AE流體感測器42開始檢測彈性波的同時，電壓V 是以螺旋狀砂輪14非接觸時的最大電壓Vf被測出，同時 自動設定有比該電壓Vf還大的臨界値Vo。該臨界値Vo 是在進行下述螺旋狀砂輪14的接觸判定時使用。 接著，只要透過提高工件W的旋轉速度（旋轉速） ，錯開螺旋狀砂輪1 4和工件W的同步旋轉，使工件W — 方的齒面接觸螺旋狀砂輪1 4 一方的刃面。如此一來，經 由接觸產生的螺旋狀砂輪1 4的彈性波就會傳達至砂輪心 -11 - 201111076 軸1 3，該傳達至砂輪心軸1 3的彈性波是透過冷卻液C由 AE流體感測器42檢測出來。此時，如第6圖所示，AE 感測放大器44是根據輸入的AE訊號改變電壓V的波形 ，當該電壓V ( Vf)超過事先設定的臨界値Vo時，NC裝 置5 0就會判定工件W已接觸螺旋狀砂輪1 4，對此時的螺 旋狀砂輪1 4相位進行記憶。 另外，只要透過降低工件W的旋轉速度（旋轉速） ，錯開螺旋狀砂輪14和工件W的同步旋轉’使工件W另 一方的齒面接觸螺旋狀砂輪14另一方的刃面。如此一來 ，經由接觸產生的螺旋狀砂輪1 4的彈性波就會傳達至砂 輪心軸1 3，該傳達至砂輪心軸1 3的彈性波是透過冷卻液 C由AE流體感測器42檢測出來。此時，如第ό圖所示’ ΑΕ感測放大器44是根據輸入的ΑΕ訊號改變電壓V的波 形，當該電壓V(Vf)超過事先設定的臨界値V〇時’ NC 裝置5 0就會判定工件W已接觸螺旋狀砂輪1 4 ’對此時的 螺旋狀砂輪〗4相位進行記憶。 接著，由N C裝置5 0從記憶的2個螺旋狀砂輪14相 位算出其中間的相位即中間相位後’就將螺旋狀砂輪14 的相位定位在該中間相位，藉此就能夠精密進行相位對準 (精密相位對準）。其次，以該精密相位對準狀態’使螺 旋狀砂輪14咬合工件W，然後進行該等同步旋轉’就能 夠使螺旋狀砂輪14的刃面硏磨工件W的齒面。 於此，當使用螺旋狀砂輪1 4對指定數量的工件W進 行硏磨時’其刃面會磨損導致硏磨效率降低’因此需要由 -12- 201111076 碟形修整器32定期進行螺旋狀砂輪14的修整。 於是，以碟形修整器32進行螺旋狀砂輪1 4的修整時 ，首先，如第1圖所示，將螺旋狀砂輪14移動至碟形修 整器3 2側之後，在該等咬合前，以先進行該等的大槪相 位對準（粗相位對準），避免螺旋狀砂輪1 4的刀尖和碟 形修整器3 2刀尖彼此干涉爲佳。接著，以該粗相位對準 狀態，在螺旋狀砂輪1 4旋轉停止狀態下，旋轉碟形修整 器32的同時，從AE流體感測器42的噴射孔42a朝砂輪 心軸1 3的測定位置噴射冷卻液C，由其檢測部42b開始 進行螺旋狀砂輪1 4的彈性波檢測。 如上述，當AE流體感測器42開始檢測彈性波時，如 第6圖所示，AE感測放大器44是將輸入的該AE訊號轉 換成電壓V，以時間經過的同時顯示出該電壓的變化。另 ，在AE流體感測器42開始檢測彈性波的同時，電壓V 是以螺旋狀砂輪1 4非接觸時的最大電壓Vf被測出，同時 自動設定有比該電壓Vf還大的臨界値Vo。該臨界値Vo 是在進行下述螺旋狀砂輪14的接觸判定時使用。 接著，將螺旋狀砂輪1 4正轉，使其一方的刃面接觸 碟形修整器32 —方的刃面。如此一來，經由接觸產生的 螺旋狀砂輪1 4的彈性波就會傳達至砂輪心軸1 3，該傳達 至砂輪心軸1 3的彈性波是透過冷卻液c由AE流體感測 器42檢測出來。此時，如第6圖所示，AE感測放大器44 是根據輸入的AE訊號改變電壓V的波形，當該電壓V( Vf)超過事先設定的臨界値Vo時，NC裝置50就會判定 -13- 201111076 螺旋狀砂輪14已接觸碟形修整器32，對此時的螺旋狀 輪1 4相位進行記憶。 其次，將螺旋狀砂輪14逆轉，使其另一方的刃面 觸碟形修整器3 2另一方的刃面。如此一來，經由接觸 生的螺旋狀砂輪1 4的彈性波就會傳達至砂輪心軸1 3， 傳達至砂輪心軸1 3的彈性波是透過冷卻液C由AE流 感測器42檢測出來。此時，如第6圖所示，AE感測放 器44是根據輸入的AE訊號改變電壓V的波形，當該 壓V(Vf)超過事先設定的臨界値Vo時，NC裝置50 會判定螺旋狀砂輪14已接觸碟形修整器32，對此時的 旋狀砂輪1 4相位進行記憶。 接著，由NC裝置50從記憶的2個螺旋狀砂輪14 位算出其中間的相位即中間相位後，就將螺旋狀砂輪 的相位定位在該中間相位，藉此就能夠精密進行相位對 (精密相位對準）。其次，以該精密相位對準狀態，使 旋狀砂輪14咬合碟形修整器32，然後旋轉碟形修整器 就能夠使碟形修整器32的刃面修整螺旋狀砂輪14的刃 〇 另，本實施例是採用內齒輪素材的工件W，但也可 用外齒輪素材的工件W。此外，螺旋狀砂輪1 4和工件 或碟形修整器3 2的接觸判定所使用的電壓臨界値是共 的臨界値Vo，但也可使用各不相同的値，該等臨界値 可根據各材質或加工條件等加以設定。 因此，根據本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對準裝 砂 接 產 該 體 大 電 就 螺 相 14 準 螺 3 2 面 採 W 同 是 匱 -14- 201111076 時，在硏磨時或修整時螺旋狀砂輪14和工件W或碟形修 整器32的咬合之前，先在進行螺旋狀砂輪14相對於工件 W或碟形修整器3 2的相位對準時，利用可使螺旋狀砂輪 1 4支撐成旋轉的砂輪頭1 1上所設置的AE流體感測器42 ，對螺旋狀砂輪1 4是否已接觸工件W或碟形修整器32 進行檢測，根據檢測到接觸時的螺旋狀砂輪1 4相位，使 該螺旋狀砂輪1 4定位在可咬合的相位。如此一來，以簡 樸構成就能夠精密進行螺旋狀砂輪1 4相對於工件W或碟 形修整器3 2的相位對準。 〔產業上之可利用性〕 本發明是可應用在要短縮非加工時間的齒輪磨床。 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明一實施例相關的螺旋狀砂輪之相位對 準裝置槪略構成圖，是表示利用碟形修整器對螺旋狀砂輪 進行修整時的狀態圖。 第2圖爲表示利用螺旋狀砂輪對工件進行硏磨時的狀 態圖。 第3圖爲表示ae流體感測器的安裝構造圖。 第4圖爲表示硏磨時相對於螺旋狀砂輪之a E流體感 測器的設置位置圖。 第5圖爲表示修整時相對於螺旋狀砂輪之AE流體感 測器的設置位置圖。 -15- 201111076 第6圖爲表示AE流體感測器檢測出螺旋狀砂輪彈性 波時的電壓變化圖。 【主要元件符號說明】 1 :齒輪磨床 1 1 :砂輪頭 12 :主軸 1 3 :砂輪心軸 1 4 :螺旋狀砂輪 2 1 :旋轉平台 3 1 :修整器驅動部 3 2 :碟形修整器 41 :托座 42 : AE流體感測器 42a :噴射孔 42b :檢測部 43 :冷卻液箱 44 : AE感測放大器 50 : NC裝置 W :工件 C :冷卻液 V :測定電壓
Vo :電壓臨界値
Vf:非接觸時的最大電壓 -16-