六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於在修整時螺旋狀砂輪和工件或碟形修整 器的咬合之前，先進行螺旋狀砂輪相對於碟形修整器之相 位對準的螺旋狀砂輪之相位對準方法及相位對準裝置。 【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 位對準的方法，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- 1 3 8438號公報 【發明內容】 [發明欲解決之課題] 上述先前的相位對準方法是將砂輪在工件上朝其軸方 ί S3 -5- 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，上述先前的 方法，對於砂輪是否接觸工件的檢測只是一瞬間，因此難 以獲得良好的精度檢測。 另外，齒輪磨床，是使用由修整器修整後的砂輪對工 件進行硏磨，因此不僅在硏磨時砂輪和工件的相位對準， 即使是在修整時砂輪和修整器的相位對準，都會有上述同 樣的問題產生。 因此，本發明是爲了解決上述課題所硏創的發明，目 的是提供一種可高精度檢測出螺旋狀砂輪的接觸及非接觸 ，能夠精密進行螺旋狀砂輪相位對準的螺旋狀砂輪之相位 對準方法及相位對準裝置。 [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 位對準方法， 是一種修整時在進行螺旋狀砂輪和修整器的咬合之前 ’先進行上述螺旋狀砂輪相對於上述修整器之相位對準的 螺旋狀砂輪之相位對準方法，其特徵爲： 將上述螺旋狀砂輪朝一方向旋轉， 對上述螺旋狀砂輪一方刃面接觸到上述修整器一方刃 面時產生的彈性波進行檢測， -6- 當上述螺旋狀砂輪已接觸到上述修整器，但其彈性波 所對應的一方向側測定値未超過指定値時，就提高上述修 整器的旋轉數直到上述一方向側測定値超過上述指定値， 對上述一方向側測定値超過上述指定値時的上述螺旋 狀砂輪的一方向側相位進行記億， 接著將上述螺旋狀砂輪朝另一方向旋轉， 對上述螺旋狀砂輪另一方刃面接觸到上述修整器另一 方刃面時產生的彈性波進行檢測， 當上述螺旋狀砂輪已接觸到上述修整器，但其彈性波 所對應的另一方向側測定値未超過上述指定値時，就提高 上述修整器的旋轉數直到上述另一方向側測定値超過上述 指定値， 對上述另一方向側測定値超過上述指定値時的上述螺 旋狀砂輪的另一方向側相位進行記憶， 根據上述螺旋狀砂輪的上述一方向側相位及另一方向 側相位，使該上述螺旋狀砂輪定位在可咬合的相位。 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， 是一種修整時在進行螺旋狀砂輪和修整器的咬合之前 ’先進行上述螺旋狀砂輪相對於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： 可對上述螺旋狀砂輪旋轉接觸到上述修整器時所產生 的彈性波進行檢測的檢測手段； 當上述檢測手段檢測出的彈性波其對應的測定値超過 指定値時，就判定上述螺旋狀砂輪已經接觸上述修整器的 判定手段； 當上述螺旋狀砂輪接觸上述修整器，並且，上述測定 値未超過上述指定値時，可設定上述修整器的旋轉數使上 述測定値超過上述指定値的修整器旋轉數設定手段：及 根據上述判定手段判定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3發明相關的螺旋狀砂輪之相 位對準裝置，其特徵爲： 上述修整器旋轉數設定手段是階段性提高上述修整器 的旋轉數。 [發明效果] 根據本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對準方法及相位 對準裝置時，根據接觸到修整器時的螺旋狀砂輪彈性波所 對應的測定値，判定螺旋狀砂輪是否已經接觸修整器，當 螺旋狀砂輪接觸修整器但測定値未超過指定値時，提高修 整器的旋轉數’藉此就能夠高精度檢測出螺旋狀砂輪的接 觸及非接觸，能夠精密進行螺旋狀砂輪相對於修整器的相 位對準。 【實施方式】 [發明之最佳實施形態] -8 - 以下，使用圖面對本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對 準方法及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1 ’如第2圖所示利用桶形的螺旋狀砂輪1 4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1 3的前端可裝脫地安裝有螺旋狀砂輪1 4。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1 1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 31，該修整器驅動部31安裝有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 32 ° 砂輪頭11的前端面，透過托座41支撐有聲發射方式 9 - 的 AE( Acoustic Emission)流體感測器（檢測手段） 。該AE流體感測器42是透過所噴射的流體檢測出材料 產生的振動或磨擦等造成的彈性波，將該彈性波以AE 號進行處理，其具有：可將做爲流體的冷卻液C噴射在 輪心軸1 3指定測定位置的噴射孔42a ;及從該測定位置 經由冷卻液C所傳播的彈性波進行檢測的檢測部42b。 加上，AE流體感測器42的噴射孔42a連接有冷卻液箱 ，另一方面其檢測部42b連接有AE感測放大器44。 另，從冷卻液箱43供應至AE流體感測器42的冷 液C，例如是硏磨油，其冷卻液壓及噴射流量是可根 AE流體感測器42和測定位置之間的距離進行調整。 即，AE流體感測器42是將冷卻液箱43所供應的 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的彈性波，透過冷卻液C 檢測部42b檢測出之後，將該所檢測的彈性波以AE訊 輸入至AE感測放大器44。其次，如第4圖所示，AE 測放大器44是將輸入的AE訊號轉換成電壓（測定値） ，隨時顯示該電壓V。 另外’齒輪磨床1設有NC裝置（判定手段、修整 旋轉數設定手段、砂輪相位控制手段）50。該NC裝置 ’例如是連接在砂輪頭11、旋轉平台21、修整器驅動 31、AE感測放大器44等，構成爲根據輸入的工件各種 本條件或加工條件，進行螺旋狀砂輪1 4的工件W硏磨 制’或進行碟形修整器3 2的螺旋狀砂輪1 4修整控制， 42 中 訊 砂 對 再 43 卻 據 冷 > 由 號 感 V 器 50 部 基 控 同 -10- 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42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14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內。其次，在螺旋狀砂輪14移動至 工件W側之後，在進行螺旋狀砂輪1 4和工件W的咬合之 前，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1 4和工件W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4U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4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，只要透過提高工件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 — 方的齒面接觸螺旋狀砂輪14 一方的刃面。如此一來，經[s] -11 - 201111111 由接觸產生的螺旋狀砂輪14的彈性波就會傳達至砂輪心 軸13’該傳達至砂輪心軸13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4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就會判定工件W已接觸螺旋狀砂輪14，對此時的螺 旋狀砂輪1 4相位進行記憶》 另外反之，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14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4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就會判定工件W已接觸螺旋狀砂輪14, 對此時的螺旋狀砂輪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14對指定數量的工件w進 -12- 行硏磨時’其刃面會磨損導致硏磨效率降低，因此需要由 碟形修整器3 2定期進行螺旋狀砂輪1 4的修整。 於是，以碟形修整器3 2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，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的刀尖和碟形 修整器3 2的刀尖彼此干涉。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3 2 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。 另，此時的碟形修整器32的旋轉數N是設定成在螺 旋狀砂輪1 4接觸時作業員能夠確認其接觸音程度的最低 旋轉數和螺旋狀砂輪1 4接觸時該螺旋狀砂輪1 4或碟形修 整器3 2不破損程度的最大旋轉數之間的中間値。 如上述，當AE流體感測器42開始檢測彈性波時，如 第4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（測定値）Vo。該 臨界値Vo是在進行下述螺旋狀砂輪1 4的接觸判定時使用 〇 接著，將螺旋狀砂輪14正轉，使其一方的刃面接觸 -13- 碟形修整器32 —方的刃面。如此一來，經由接觸產生 螺旋狀砂輪14的彈性波就會傳達至砂輪心軸13，該傳 至砂輪心軸1 3的彈性波是透過冷卻液C由AE流體感 器42檢測出來。此時，如第4圖所示，AE感測放大器 是根據輸入的AE訊號改變電壓V的波形，當該電壓（ 方向側測定値）V超過事先設定的臨界値Vo時，NC裝 50就會判定螺旋狀砂輪14已接觸碟形修整器32，對此 的螺旋狀砂輪1 4相位（一方向側相位）進行記億。 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32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4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（另一方向側測定値）V超過事先設定的臨界値Vo ，NC裝置50就會判定螺旋狀砂輪14已接觸碟形修整 32，對此時的螺旋狀砂輪1 4相位（另一方向側相位） 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，值 旋狀砂輪1 4咬合碟形修整器3 2，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序 的 達 測 44 置 時 接 產 該 體 大 電 時 器 進 相 14 準 螺 32 刃 -14 - 201111111 面。 另，本實施例中，採用內齒輪素材的工件W，但也可 採用外齒輪素材的工件W。此外，螺旋狀砂輪1 4和工件 W或碟形修整器32的接觸判定所使用的電壓臨界値是共 同的臨界値 Vo，但也可使用各不相同値的臨界値，該等 臨界値是可根據各材質或加工條件等加以設定。 於此，如上述，在螺旋狀砂輪1 4正轉及逆轉造成的 其與碟形修整器32的接觸時，並不拘螺旋狀砂輪14已接 觸碟形修整器3 2，當經過指定時間但電壓V還是未超過 臨界値Vo時，就由NC裝置50控制提高碟形修整器32 的旋轉數N。即，如第4圖的點線所示，當所測定的電壓 V超過非接觸時的最大電壓Vf時，並且，在臨界値Vo以 下時，就以一定的比率階段性提高碟形修整器3 2的旋轉 數N(參照第5圖）直到該電壓V超過臨界値Vo，強制 地使螺旋狀砂輪1 4的彈性波變大。如此一來，就能夠提 昇AE流體感測器42的檢測感度，能夠確實執行螺旋狀砂 輪1 4的接觸判定。 接著，此時的碟形修整器3 2的旋轉數N的階段性設 定方法，如第5圖實線所示，其增比率是可爲一定的比率 ，但也可改變其增加比率，例如該圖點線所示，也可慢慢 變小其增加比率。 其次，使用第6圖對上述NC裝置50的碟形修整器 32旋轉數設定處理進行說明。 首先，步驟S1是對螺旋狀砂輪14非接觸時的最大電 -15- 壓Vf進行測定，其次，步驟S2是將螺旋狀砂輪14接觸 判定用的臨界値Vo設定成比步驟S 1所測定的最大電壓 Vf還大的値。 接著，將在螺旋狀砂輪14接觸時作業員能夠確認其 接觸音程度的最低旋轉數和螺旋狀砂輪14接觸時該螺旋 狀砂輪1 4不破損程度的最大旋轉數之間的中間値，設定 成碟形修整器32的旋轉數N，其次，步驟S4是開始進行 螺旋狀砂輪1 4相對於碟形修整器32的相位對準。 然後，步驟S5是對螺旋狀砂輪14是否已經接觸碟形 修整器32進行判定。於此，若判定爲是時，則步驟S6是 持續進行螺旋狀砂輪1 4的相位對準，在步驟7結束該相 位對準。此外，若判定爲否時，則是在步驟8提高碟形修 整器32旋轉數N，接著，回到步驟S5。 因此，根據本發明相關的螺旋狀砂輪之相位對準方法 及相位對準裝置時，在修整時螺旋狀砂輪1 4和碟形修整 器32的咬合之前，先在進行螺旋狀砂輪14相對於碟形修 整器3 2的相位對準時，根據螺旋狀砂輪1 4接觸到碟形修 整器3 2時的彈性波所對應的電壓V，判定螺旋狀砂輪1 4 是否已接觸碟形修整器32，當螺旋狀砂輪14已接觸到碟 形修整器32但電壓V未超過臨界値Vo時，就提高碟形 修整器32的旋轉數強制性判定接觸，根據此時的螺旋狀 砂輪1 4相位，使該螺旋狀砂輪1 4定位在可咬合的中間相 位。如此一來，就可高精度檢測出螺旋狀砂輪的接觸及非 接觸，能夠精密進行螺旋狀砂輪14相對於碟形修整器32 -16- 的相位對準。 [產業上之可利用性] 本發明是可應用在縮短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 準裝置的槪略構成圖，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A E流體感測器檢測出螺旋狀砂輪彈性 波時的電壓變化圖。 第5圖爲表示修整器的旋轉數變化圖。 第6圖爲進行螺旋狀砂輪相對於修整器之相位對準時 的流程圖。 【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 -17- 21 :旋轉平台 3 1 :修整器驅動部 32 :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 V 〇 :電壓臨界値
Vf :非接觸時的最大電壓 -18-