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WO2022018060A1 - Verfahren zur verzahnungsbearbeitung - Google Patents

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Publication number
WO2022018060A1
WO2022018060A1 PCT/EP2021/070216 EP2021070216W WO2022018060A1 WO 2022018060 A1 WO2022018060 A1 WO 2022018060A1 EP 2021070216 W EP2021070216 W EP 2021070216W WO 2022018060 A1 WO2022018060 A1 WO 2022018060A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
machining
workpiece
change
toothing
tooth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2021/070216
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf SCHMEZER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH filed Critical Gleason Pfauter Maschinenfabrik GmbH
Priority to CN202180047876.XA priority Critical patent/CN115768579A/zh
Priority to US18/005,230 priority patent/US20230264281A1/en
Priority to EP21746708.3A priority patent/EP4182113A1/de
Priority to JP2023504168A priority patent/JP2023535707A/ja
Priority to KR1020237000316A priority patent/KR20230038455A/ko
Publication of WO2022018060A1 publication Critical patent/WO2022018060A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23F5/12—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting
    • B23F5/16—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting the tool having a shape similar to that of a spur wheel or part thereof
    • B23F5/163—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting the tool having a shape similar to that of a spur wheel or part thereof the tool and workpiece being in crossed axis arrangement, e.g. skiving, i.e. "Waelzschaelen"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/182—Numerical 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 programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • B23F23/1218—Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
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    • B23F5/20—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by milling
    • B23F5/202—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by milling the tool having a shape similar to that of a gear or part thereof, with cutting edges situated on the tooth contour lines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45214—Gear cutting

Definitions

  • the invention relates to a method for gear machining, in which, for a series of workpieces with the same target geometry, gearing is produced or machined on a respective workpiece in a first machining process, and in a second machining process with a machining tool, a supplementary tooth shaping of the gearing resulting from the first machining process , in particular a chamfering of a tooth front edge of this toothing, is carried out in a relative positioning to the same.
  • Such methods are of course well known in the prior art, for example through large-scale production of gear wheels by hobbing with subsequent chamfering with a selected chamfering technique, which can be, for example, chamfering hobbing as disclosed in WO 2019/161942 A1, or others, in particular cutting ones Chamfering methods such as chamfer-cut (EP 1 495 824 B1), skiving chamfering (WO 2015/014448 L1), or others.
  • Gear cutting machines are already so sophisticated that the operator enters the parameters characterizing the desired chamfer, such as chamfer width and/or angle, into the control, and the machine control independently calculates the machine axis settings required for chamfering for the second machining.
  • a batch of workpieces with a large number of pieces is usually only processed when the gearing of the first machining is within the desired tolerance limits compared to the target gearing.
  • the gearing is usually measured at regular intervals in order to monitor the maintenance of the tolerances. If it turns out that a measured value describing the bevel shape moves to a tolerance limit, for example the bevel width is too small, the operator can correct it by entering a bevel width that is higher by the difference to the target bevel width instead of the actual target width, so that the “virtual too large chamfer width” controlled process produces the actually desired chamfer.
  • modern machine controls are already so sophisticated that only a measured value from the measured chamfer has to be entered into the machine control, which then independently calculates the deviation from a specified target value and makes the necessary corrections for the adjustment.
  • the invention is therefore based on the object of improving a method of the type mentioned at the beginning in the direction of reducing the relative deviation of individual results of the individual tooth shapes of workpieces in the workpiece batch from one another.
  • control of the second machining involves a change in a workpiece property that is in particular independent of the first machining and/or a setting of the first machining processing, in particular with reference to a respectively specified reference, is at least partially automatically detected and performs the relative positioning as a function of the detected change.
  • the second machining thus takes place as at least partially automatic, adaptive, supplementary tooth shaping in response to the pre-machining that changes the position of the tooth edge.
  • the respective setting for the previous workpiece can be used as a reference, or absolute values of the changed values can be compared with specified absolute references, or a combination of both variants.
  • the first machining is soft machining, in particular hobbing, skiving or shaping.
  • a particularly preferred type of first machining is hobbing, however, possibly due to interfering contours that make hobbing difficult or prevent it, then primarily hob skiving is preferred, but hobbing can also be used.
  • the second processing is a cutting chamfering and the target geometry in this respect includes a predetermined chamfer shape and size.
  • Cutting chamfering has the advantage of avoiding/reducing so-called secondary burrs compared to the rolling pressure and burrs that are still widely used.
  • the second machining is carried out in a rolling method, in particular in the contact kinematics of the hobbing.
  • single-flank interventions are preferred; for preferred intervention kinematics, reference is made to the kinematics disclosed in WO 2019/161942 A1.
  • the detected change includes a modification of the flank line of the toothing.
  • changes recorded in the form of a flank line angle correction of the first machining are notified, since the latter are related to helix angle changes and center distance changes, e.g. when hobbing as the machining type of the first machining.
  • the recorded change includes a modification of the tooth thickness of the toothing.
  • a tooth thickness modification is also related to a change in the center distance.
  • the change includes a modification of the workpiece axis-related axial position of the front tooth edge of the toothing.
  • the workpiece axis-related axial position of the tooth end edge usually plays a subordinate role when generating the toothing, but not in chamfering processes or the generation of roofing, in which the type of workpiece clamping is changed to improve accessibility, as described in more detail below.
  • a clamping for the second machining is set in such a way that the end faces of the toothing produced in the first machining are accessible to the chamfering tool and are not prevented by clamping.
  • the change includes a radial infeed of the tool of the first machining/the center distance of the rotary axes of the first machining.
  • the change can thus be detected by the controller preferably at the level of the machine axis settings themselves, but also (see above) at the level of the properties that can be determined directly on the workpiece, such as flank line progression and/or gear thickness.
  • the change includes a swivel angle of the tool of the first toothing, and/or a superimposition of machine axes of the first machining, resulting in a flank modification, such as a tangential (Y) or axial axis (Z), possibly additional rotations (AC, AB ).
  • a pivot angle change, if made, will usually occur during hobbing or skiving.
  • machining point shifts can also be taken into account by changing a tangential axis and additional rotations.
  • a measurement is made on the workpiece with regard to a change affecting the clamping height, the result of which is accessed by the controller.
  • the clamping height of one or both face planes of the toothing produced in the first machining is monitored during clamping for the second machining during a measurement, and the control in particular automatically receives access to the actual clamping height or deviation of the workpiece from the target clamping height.
  • the axial distance of a known position of the sensor plane to the plane of the upper flat surface of the toothing (chamfering plane) is determined by a sensor.
  • the determination of a measured variable (eg b u , see FIG. 2 below) determining the deviation from the desired clamping height can already take place before the clamping for the second machining. It preferably takes place parallel to the main time with regard to the first processing, for example in the case of a workpiece automation of bringing the workpieces to the first processing.
  • the measured variable assigned to the workpiece can be stored in the controller.
  • n preferably being at least 5, in particular at least 10.
  • At least one change is determined during the detection without recourse to specific measurement on the workpiece from changed machine axis settings of the first machining.
  • changes in the relative positioning can be made at least for a proportion of in particular more than 30%, preferably more than 50% of the processed workpieces in the series, the detection of which is not based on a specific measurement recorded on the workpiece, in particular on the processing result of the first processing.
  • the controller is designed for a basic setting for carrying out the second machining according to an input of parameters of the target geometry and the machining tool, as well as, if applicable, clamping parameters. The operator is thus still able to enter the desired bevel parameters in advance for the second machining.
  • the control parameters of the basic setting are changed and not the input parameters.
  • the machine control would be able to calculate the changes programmed in by the experienced operator in the conventional prior art and make these available to the operator for input.
  • the relevant input parameters can remain at the desired value and the change in relative positioning is aimed at maintaining the desired parameters as entered by reacting to the detected changes at least in part, in particular fully automatically.
  • the at least partially automatic detection of the change in the workpiece property and/or the circumstance of the first machining compared to a respectively specified reference is preferably a fully automatic detection.
  • the at least partially automatic detection includes semi-automatic applications such that a machine operator is prompted by the machine control to make a change detected by the machine control and to adjust the relative positioning calculated therefrom displayed, whereby the machine operator can confirm or reject the tracking.
  • the machine operator makes a correction for the first machining in a correction dialog of the machine based on the generated and measured helix angle
  • the chamfering should already be corrected for the first machining, e.g. hobbing, by correction generated gearing can be set and the machine operator will confirm the corresponding tracking.
  • corrections set during the first machining for example fine-tuning after measuring other workpieces or a targeted correction after a small number of machining pieces in the de facto new tool condition.
  • the clamping height monitoring is implemented, a change in this regard is tracked fully automatically, whereas the machine control system, which responds to changes in the settings of the first machining operation, works semi-automatically with regard to carrying out the relevant tracking after the process setup for a batch of series production has been completed.
  • the invention also relates to a control program which, when executed on a gear cutting machine, controls the machine to perform a method according to one of the aforementioned aspects, as well as a gear cutting machine controlled to perform the method.
  • the second machining can take place on the gear cutting machine itself, on a machining station assigned to it, or via a machining station automatically coupled thereto, but also on a completely separate machine. Nevertheless, care is taken to the effect that the circumstances of the first Processing recorded against the respective reference and the control of the second processing can access it.
  • the processing unit has means for sensory detection of the center of the tooth gap and/or the clamping height of the face plane in which the tooth edges to be chamfered are located (in the case of end faces of the gearing that are not orthogonal to the axis of rotation of the gearing, the clamping height of the axial position of the tooth tips, for example, can serve as a reference for the clamping height).
  • the information required for the clamping height can be derived, for example, from the axial distance between an end face of the toothing and the level of the sensor.
  • Fig. 1 is a view showing process design parameters
  • Fig. 2 shows representations of a workpiece blank
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of an additional rotation in the case of axial displacement of a toothing
  • Fig. 4 is a schematic representation of the tooth edge position with different front edge heights
  • Fig. 5 is a representation of the tooth edge position with different tooth thickness
  • Fig. 6 is a schematic representation of the position of the tooth edge in a tooth trace modification
  • FIG. 2a a typical blank 40 is shown in perspective view in FIG. 2a.
  • this can have a ring-cylindrical outer area 43, from which the subsequent toothing is produced, and a disc-shaped body 41, which is pierced by a through hole 42 and lies in a plane orthogonal to the axis of rotation of the toothing.
  • the axially outer ends in the form of an upper end face 433 and lower end face 434 of the outer annular body 43 extending axially over the gear wheel width b may be spaced from the end faces of the inner annular body 41 .
  • this distance is denoted as b 0 (width of turning at the top) and b u (width of turning at the bottom).
  • the position of the teeth relative to the table axis is first determined with a sensor and thus also the tooth edges to be machined lying in the upper and lower end faces 433, 434. Knowing the axial distance of the upper end face of the gearing, e.g. to the level of the sensor, the gearing can be positioned, for example, via the machine table axis in such a way that, viewed axially, the tooth edges on the upper face 433 can be turned into the desired position, also for chamfering the lower face 434.
  • a four-fold tuple consisting of pivot angle h, center distance DC, distance to the center of the machine DU, distance to the chamfering plane DZ, i.e. for the plane of the upper end face 433 (h3, DC 3 , DU 3 , DZ 3 ), respectively at the bottom plane of face 434 (h 4 , DC 4 , DU 4 , DZ 4 ).
  • Fig. 4 the situation of the position of the tooth edges at different heights of the front edges is shown again.
  • the nominal dimension of the gear wheel width b lies between a minimum gear wheel width b min and a maximum gear wheel width b max .
  • the position of the pointed edge of the left flank at the nominal tooth width is denoted by B, that of the blunt edge of the right flank by E.
  • B max the position of the pointed edge of the left flank at the nominal tooth width
  • C or F For deviations to a larger toothing width (b max ), these positions are marked with C or F, and for smaller toothing widths with A and D.
  • second processing post-processing
  • position changes can be taken into account that are independent of the previous toothing production itself and can therefore also occur if the gearing itself would be 100% ideal for nominal dimension production.
  • a change in the position of the tooth edges can also result from changes, e.g. in the tooth thickness, resulting from the gearing.
  • This is illustrated in Fig. 5, in which B and E designate the position of the pointed edge of the left flank and the blunt edge of the right flank at nominal tooth thickness, which are shifted to G, K in the case of thinner teeth in the plane orthogonal to the workpiece axis of rotation for thinner teeth or H, J for thicker teeth.
  • FIG. 6 a change of position of the tooth edge with a toothing formed in the production of tooth trace modification f H p.
  • the position of the nominal positions B, E changes to L, N in the case of a ⁇ modification, and to a position M, P in the case of a ⁇ + modification. If only the crowning changes (symmetrical tooth trace modification cp), the position of the nominal positions B, E does not change.
  • FIG. 4 denotes the pointed edge of the left flank in the nominal position
  • E the blunt edge of the right flank in the nominal position
  • the profile V of the resulting tooth gap center with helix angle ß correlates with the resulting position U of the pointed position of the left flank and the resulting position Z of the blunt edge of the right flank, with the axial distance between the upper end face 433 according to the nominal dimension to the upper end face 3" at the level of U, Z is denoted by DZ 0.
  • the index "3" stands for the area 433.
  • the latter contributions AC serve the purpose of rotating the workpiece tooth gap at the level of the chamfering plane by rotating the workpiece in the center of the machine, and consists of the rotation from the sensor plane to the original plane 3, D0 3 , an additional rotation DO rz with any change in the helix angle and the additional torsion ACo, which takes into account the transition from plane 433 to plane 3".
  • the above explanations relate primarily to the upper surface 433, for the lower surface 434 the procedure is the same.
  • machine axes on the workpiece side can be repositioned with respect to individual axes instead of machine axes of the chamfering tool, which lead to the same relative positioning as the determined absolute positioning of the chamfering tool.
  • skiving or gear shaping could also be used, and the changes in the first machining that lead to the change in center distance and/or change in the helix angle could be taken as a basis.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verzahnungsbearbeitung, bei dem für eine Serie von Werkstücken gleicher Zielgeometrie in einer ersten Bearbeitung jeweils eine Verzahnung an einem jeweiligen Werkstück erzeugt oder bearbeitet wird und in einer zweiten Bearbeitung mit einem Bearbeitungswerkzeug eine ergänzende Zahnformung der aus der ersten Bearbeitung resultierenden Verzahnung, insbesondere ein Anfasen einer Zahnstirnkante dieser Verzahnung, in einer Relativpositionierung zu selbiger vorgenommen wird, wobei eine Steuerung der zweiten Bearbeitung eine Änderung einer insbesondere von der ersten Bearbeitung unabhängigen Werkstückeigenschaft und/oder einer Einstellung der ersten Bearbeitung insbesondere mit Bezug auf eine jeweilig vorgegebene Referenz wenigstens zum Teil automatisch erfasst und die Relativpositionierung in Abhängigkeit der erfassten Änderung vornimmt.

Description

VERFAHREN ZUR VERZAHNUNGSBEARBEITUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verzahnungsbearbeitung, bei dem für eine Serie von Werkstücken gleicher Zielgeometrie in einer ersten Bearbeitung jeweils eine Verzahnung an einem jeweiligen Werkstück erzeugt oder bearbeitet wird und in einer zweiten Bearbeitung mit einem Bearbeitungswerkzeug eine ergänzende Zahnformung der aus der ersten Bearbeitung resultierenden Verzahnung, insbesondere ein Anfasen einer Zahnstirnkante dieser Verzahnung, in einer Relativpositionierung zu selbiger vorgenommen wird.
Derartige Verfahren sind im Stand der Technik natürlich bestens bekannt, beispiels weise durch Großserienfertigung von Getrieberädern durch etwa Wälzfräsen mit anschließendem Anfasen mit einer gewählten Anfastechnik, die beispielsweise ein Anfaswälzfräsen sein kann wie in WO 2019/161942 A1 offenbart, oder andere insbesondere schneidende Anfasverfahren wie Chamfer-Cut (EP 1 495 824 B1), wälzschälendes Anfasen (WO 2015/014448 L1), oder andere.
Üblicherweise sind die Maschinensteuerungen und Bedienerschnittstellen moderner
Verzahnungsmaschinen bereits so ausgereift, dass der Bediener hinsichtlich der ge wünschten Fase die die Fase charakterisierende Parameter wie Fasenbreite und/oder - Winkel in die Steuerung eingibt, und die Maschinensteuerung eigenständig die zum Anfasen erforderlichen Maschinenachseinstellungen für die zweite Bearbeitung errechnet.
Die Abarbeitung einer Werkstück-Charge größerer Stückzahl wird üblicherweise erst dann vorgenommen, wenn zunächst die Verzahnung der ersten Bearbeitung innerhalb gewünschter Toleranzgrenzen gegenüber der Sollverzahnung liegt. Zudem werden übli cherweise in regelmäßigen Abständen die Verzahnungen vermessen, um die Beibehaltung der Toleranzen zu überwachen. Stellt sich dabei heraus, dass ein die Fasenform beschreibender Messwert an eine Toleranzgrenze wandert, beispielsweise die Fasenbreite zu gering wird, kann der Bediener korrigierend eine um die Differenz zur Sollfasenbreite höhere Fasen breite anstelle der eigentlichen Sollbreite eingeben, so dass der daraufhin auf die „virtuell zu große Fasenbreite“ gesteuerte Prozess gegensteuernd die tatsächlich gewünschte Fase erzeugt. Zum Teil sind moderne Maschinensteuerungen bereits so ausgereift, dass nur ein Messwert von der gemessenen Fase in die Maschinensteuerung eingegeben werden muss, welche daraufhin eigenständig die Abweichung zu einem vorgegebenen Sollwert berechnet und die zur Anpassung erforderlichen Korrekturen vornimmt.
Trotz all dieser Überwachungs- und Korrekturmaßnahmen finden sich jedoch in größeren Werkstück-Chargen immer wieder Werkstücke, die hinsichtlich der erfolgten ergänzenden Zahnformung nicht den gewünschten Erwartungen entsprechen und das vorgegebene Toleranzfeld verlassen haben, insbesondere bei eng gesetzten Toleranzfeldern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genann ten Art in Richtung auf eine Verringerung der relativen Abweichung einzelner Ergebnisse der einzelnen Zahnformungen von Werkstücken der Werkstück-Charge untereinander zu verbessern.
Diese Aufgabe wird von der Erfindung durch eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, die im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Steuerung der zweiten Bearbeitung eine Änderung einer insbesondere von der ersten Be arbeitung unabhängigen Werkstückeigenschaft und/oder einer Einstellung der ersten Be- arbeitung insbesondere mit Bezug auf eine jeweilig vorgegebene Referenz wenigstens zum Teil automatisch erfasst und die Relativpositionierung in Abhängigkeit der erfassten Änderung vornimmt.
So ist gemäß der Erfindung erkannt worden, dass z.B durch geänderte Umstände der ersten Bearbeitung vom Bediener eingestellte oder automatisch angepasste Einstellungsänderungen der ersten Bearbeitung Einfluss auf die Lage der Zahnkanten der Verzahnung nehmen kann und sich eine größere Abweichung von der angestrebten Sollfasengeometrie aufgrund der geänderten Lage ergeben können. Durch die erfindungsgemäße wenigstens zum Teil automatische Erfassung der Änderung lassen sich diese Auswirkungen vorhersehen und ihnen entgegensteuern. Die ergänzende Zahnformung, insbesondere das Anfasen wird somit zu einem adaptiven Anfasen hinsichtlich geänderter Umstände der ersten Bearbeitung. Ebenfalls erfindungsgemäße Berücksichtigung finden kann ein Umstand der der ersten Bearbeitung vorausgehenden Bearbeitung, nämlich z.B. der Herstellung der Werkstück-Rohlinge, die sich in einer Änderung der Werkstückeigenschaft niederschlägt. Beispielhaft können sich, wie später ausführlich erläutert, beim Ausdrehen von Werkstück- Rohlingen Abweichungen ergeben, die zu einer bei der ergänzenden Zahnformung geänderten Aufspannhöhe führen.
Die zweite Bearbeitung erfolgt somit als wenigstens zum Teil automatische adaptive ergänzende Zahnformung ansprechend auf die Zahnkantenlage verändernde Vorbearbei tung. Als Referenz kann die jeweilige Einstellung beim Vorgängerwerkstück herangezogen werden, oder Absolutwerte der geänderten Werte mit vorgegebenen Absolutreferenzen verglichen werden, oder eine Mischform beider Varianten.
In einer bevorzugten Verfahrensgestaltung ist die erste Bearbeitung eine Weichbear beitung, insbesondere Wäizfräsen, Wäizschälen oder Wälzstoßen. Eine besonders bevorzugte Art der ersten Bearbeitung ist das Wälzfräsen, jedoch ist, ggf. aufgrund von Störkonturen, die das Wälzfräsen erschweren oder verhindern, dann primär das Wälz schälen bevorzugt, jedoch kann auch das Wälzstoßen herangezogen werden.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung ist die zweite Bearbeitung ein schneidendes Anfasen und die Zielgeometrie beinhaltet diesbezüglich eine vorgegebene Fasenform und -große. Das schneidende Anfasen hat gegenüber dem immer noch weithin verwendeten Wä Izd rü cke ntg raten den Vorteil einer Vermeidung/Verringerung von sogenannten Sekundärgraten. ln einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung wird die zweite Bearbeitung in einem abwälzenden Verfahren ausgeführt, insbesondere in der Eingriffskinematik des Wälzfräsens. Hierbei werden Einflanken-Eingriffe bevorzugt, für eine bevorzugte Ein griffskinematik wird auf die in WO 2019/161942 A1 offenbarte Kinematik Bezug genommen.
Es sind jedoch auch andere schneidende Verfahren in Betracht gezogen, beispielsweise ein aus WO 2015/014448 A1 offenbartes wälzschälendes Verfahren, sowie auch das sogenannte „Chamfer-Cut“-Verfahren, das in EP 1 495 824 B1 beschrieben ist.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung beinhaltet die erfasste Änderung eine Modifikation der Flankenlinie der Verzahnung. Insbesondere erfasste Änderungen in Form einer Flankenlinien-Winkelkorrektur der ersten Bearbeitung werden avisiert, da Letz tere mit Schrägungswinkeländerungen und Achsabstandsänderungen z.B. beim Wälzfräsen als Bearbeitungsart der ersten Bearbeitung Zusammenhängen.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung beinhaltet die erfasste Änderung eine Modifikation der Zahndicke der Verzahnung. Auch eine Zahndickenmodifikation hängt mit einer Achsabstandsänderung zusammen.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung beinhaltet die Änderung eine Modifikation der werkstückachsbezogenen Axiallage der Zahnstirnkante der Verzahnung. Die werkstückachsbezogene Axiallage der Zahnstirnkante spielt zwar beim Erzeugen der Verzahnung üblicherweise eine untergeordnete Rolle, nicht aber bei Anfasvorgängen oder einer Erzeugung von Abdachungen, bei denen zur verbesserten Zugänglichkeit die Art der Werkstückaufspannung wie unten ausführlicher beschrieben, geändert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Aufspannung für die zweite Bear beitung so eingestellt, dass die Stirnflächen der in der ersten Bearbeitung erzeugten Verzahnung für das Anfaswerkzeug zugänglich sind und nicht aufspannungsbedingt ver hindert werden.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung beinhaltet die Änderung eine Radialzustellung des Werkzeugs der ersten Bearbeitung/des Achsabstands der Drehachsen der ersten Bearbeitung. Die Erfassung der Änderung seitens der Steuerung kann somit bevorzugt auf Ebene der Maschinenachseinstellungen selbst erfolgen, aber auch (siehe oben) auf Ebene der unmittelbar am Werkstück feststellbaren Eigenschaften wie Flankenli nienverlauf und/oder Verzahnungsdicke. In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung beinhaltet die Änderung einen Schwenkwinkel des Werkzeugs der ersten Verzahnung, und/oder eine in einer Flankenmodifikation resultierende Überlagerung von Maschinenachsen der ersten Bearbeitung, etwa Tangential- (Y) oder Axialachse (Z), ggf. Zusatzdrehungen (AC, AB). Eine Schwenk winkeländerung, sofern vorgenommen, wird üblicherweise beim Wälzfräsen oder Wälzschälen auftreten, je nach Realisierung der Maschinenachsen der ersten Bearbeitung können auch Bearbeitungspunktverschiebungen durch Änderung einer Tangentialachse und Zusatzdrehungen berücksichtigt werden.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung ist vorgesehen, dass vor der zwei ten Bearbeitung eine Messung am Werkstück hinsichtlich einer die Aufspannhöhe beeinflussenden Änderung vorgenommen wird, auf deren Ergebnis die Steuerung zugreift. Insbesondere wenn die Werkstück-Rohlinge in größeren Toleranzfeldern angeliefert werden oder hinsichtlich z.B. Abweichungen beim Ausdrehen der Werkstücke eine für die erste Bearbeitung selbst nicht relevante Abweichung besteht, können Abweichungen selbst innerhalb der Toleranzfelder zu Verschiebungen der Aufspannhöhe für die zweite Bearbeitung führen, die wenn kombiniert mit innerhalb der Toleranzfelder der ersten Bearbeitung liegenden Abweichungen zu außerhalb der Toleranzfelder liegenden Abweichungen der Bearbeitungsergebnisse der zweiten Bearbeitung führen können. In einer bevorzugten Verfahrensgestaltung wird bei einer Messung die Aufspannhöhe einer oder beider Stirn ebenen der in der ersten Bearbeitung erzeugten Verzahnung bei Aufspannung für die zweite Bearbeitung überwacht, und die Steuerung erhält insbesondere automatisch Zugriff auf die tatsächliche Aufspannhöhe bzw. Abweichung des Werkstücks von der Soll-Aufspannhöhe. Beispielsweise wird von einem Sensor der axiale Abstand einer bekannten Lage der Sensorebene zur Ebene der oberen Planfläche der Verzahnung (Anfasebene) bestimmt. Die Ermittlung einer die Abweichung von der Soll-Aufspannhöhe bestimmenden Meßgröße (z.B. bu, siehe Fig. 2 unten) kann zeitlich bereits vor dem Aufspannen für die zweite Bearbeitung erfolgen. Bevorzugt erfolgt sie hauptzeitparallel bezüglich der ersten Bearbeitung, z.B. bei einer Werkstückautomation des Verbringens der Werkstücke zur ersten Bearbeitung. Bei einem Tracking der Werkstücke kann die Meßgröße dem Werkstück zugeordnet in der Steuerung hinterlegt werden.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung ist vorgesehen, dass vor der zweiten Bearbeitung eines Werkstücks keine Überprüfung des Bearbeitungsergebnisses der zweiten Bearbeitung am Vorgängerwerkstück oder einem der letzten n Vorgänger werkstücke erfolgt, mit n bevorzugt wenigstens 5, insbesondere wenigstens 10. Die zuvor erläuterte Änderung in der Aufspannhöhe ist unabhängig von dem Bearbeitungsergebnis der ersten Bearbeitung, wohingegen auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine stichpunktartige Überprüfung des Gesamtbearbeitungsergebnisses vorgenommen werden kann. Erfindungsgemäß ist es jedoch durch die Erfassung der Änderungen nicht erforderlich, fortlaufend das Gesamtergebnis zu überwachen.
In einerweiter bevorzugten Verfahrensgestaltung wird bei der Erfassung wenigstens eine Änderung ohne Rückgriff auf spezifische Messung am Werkstück aus geänderten Maschinenachseinstellungen der ersten Bearbeitung ermittelt. Im Zusammenhang können aufgrund der erfassten Änderungen wenigstens für einen Anteil von insbesondere mehr als 30%, bevorzugt mehr als 50% der bearbeiteten Werkstücke der Serie Änderungen der Relativpositionierung vorgenommen werden, deren Erfassung nicht auf einer erfassten spezifischen Messung am Werkstück insbesondere auf das Bearbeitungsergebnis der ersten Bearbeitung zurückgeht.
In einer weiter bevorzugten Verfahrensgestaltung ist die Steuerung für eine Grundeinstellung zur Ausführung der zweiten Bearbeitung entsprechend einer Eingabe von Parametern der Zielgeometrie und des Bearbeitungswerkzeugs, sowie ggf. Aufspannungs parameter ausgelegt. Der Bediener ist somit weiterhin in der Lage, die gewünschten Fasenparameter vorab für die zweite Bearbeitung einzugeben.
In einer bevorzugten Verfahrensgestaltung erfolgt bei erfasster Änderung eine Ände rung der Steuerparameter der Grundeinstellung und nicht der Eingabeparameter. Grundsätzlich wäre die Maschinensteuerung in der Lage, die im herkömmlichen Stand der Technik vom erfahrenen Bediener einprogrammierten Änderungen zu errechnen und diese dem Bediener zur Eingabe zur Verfügung zu stellen. Dies ist jedoch nicht erforderlich, die diesbezüglichen Eingabeparameter können auf Sollwert bleiben und die Änderung der Relativpositionierung zielt auf die Einhaltung der Soll-Parameter wie eingegeben ab, indem auf die erfassten Änderungen wenigstens zum Teil, insbesondere vollautomatisch reagiert wird. Entsprechend ist die wenigstens zum Teil automatische Erfassung der Änderung der Werkstückeigenschaft und/oder des Umstands der ersten Bearbeitung gegenüber einer jeweilig vorgegebenen Referenz bevorzugt eine vollautomatische Erfassung.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die wenigstens zum Teil automatische Erfassung semiautomatische Anwendungen dahingehend, dass ein Maschinen bediener von der Maschinensteuerung aufgefordert wird, eine von der Maschinensteuerung erfasste Änderung und daraus berechneter Nachführung der Relativpositionierung anzuzeigen, wobei der Maschinenbediener die Nachführung bestätigen oder verwerfen kann.
Dies wird anhand des folgenden Szenarios erläutert: Nimmt der Maschinenbediener für die erste Bearbeitung in einem Korrektur-Dialog der Maschine eine Korrektur auf Basis des erzeugten und gemessenen Schrägungwinkels vor, soll das Anfasen auf diese bei der ersten Bearbeitung, z.B. dem Wälzfräsen, bereits durch Korrektur erzeugte Verzahnung eingestellt werden und der Maschinenbediener wird die entsprechende Nachführung bestätigen. Gleiches gilt für bei der ersten Bearbeitung eingestellte Korrekturen beispielsweise des Fine-Tunings nach dem Vermessen weiterer Werkstücke oder einer gezielten Korrektur nach geringer Bearbeitungsstückzahl im de facto Werkzeug-Neuzustand.
Tritt nach einer höheren Stückzahl ein Werkzeugverschleiß auf, der zu einer unbemerkten Veränderung des erzeugten Schrägungswinkels führen würde, und sorgt eine diesbezügliche Korrektur für die erste Bearbeitung lediglich für eine Gegenwirkung zum Verschleißausgleich, die den von der zweiten Bearbeitung erwarteten Schrägungswinkelverlauf wieder herstellt, hier passt die aktuelle für die zweite Bearbeitung herangezogene Relativpositionierung, und der Maschinenbediener wird dementsprechend die ihm in Kon sequenz der automatischen Bearbeitung angezeigte mögliche Nachführung verwerfen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird im Falle einer realisierten Aufspannhöhenüberwachung eine diesbezügliche Änderung vollautomatisch nachgeführt, wohingegen jedenfalls nach abgeschlossener Prozesseinrichtung für eine Charge einer Serienfertigung die auf Änderung der Einstellungen der ersten Bearbeitung ansprechende Maschinensteuerung hinsichtlich der Durchführung der diesbezüglichen Nachführung semiautomatisch arbeitet.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Steuerprogramm, das, wenn auf einer Verzahnungsmaschine ausgeführt wird, die Maschine zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorgenannten Aspekte steuert, sowie eine zur Ausführung des Verfahrens gesteuerte Verzahnungsmaschine.
Bei dieser kann die zweite Bearbeitung auf der Verzahnungsmaschine selbst stattfin den, einer dieser zugeordneten Bearbeitungsstation oder über eine automatisch daran angekoppelte Bearbeitungsstation, jedoch auch auf einer völlig separaten Maschine. Dennoch wird für eine Kopplung der Steuerungen der ersten Bearbeitung sowie der Steue rung für die zweite Bearbeitung dahingehend Sorge getragen, dass die Umstände der ersten Bearbeitung gegenüber der jeweiligen Referenz erfasst und die Steuerung der zweiten Bearbeitung darauf zugreifen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die die zweite Bearbeitung ausführende
Bearbeitungseinheit Mittel zur sensorischen Erfassung der Zahnlückenmitte und/oder der Aufspannhöhe der Stirnebene auf, in der die anzufasenden Zahnkanten liegen (bei nichtorthogonal zur Verzahnungsdrehachse verlaufenden Stirnflächen der Verzahnung kann für die Aufspannhöhe als werkstückseitige Referenz z.B. die Aufspannhöhe der Axiallage der Zahnköpfe dienen).
Die für die Aufspannhöhe erforderliche Information kann beispielsweise über den axialen Abstand einer Stirnfläche der Verzahnung zur Ebene des Sensors abgeleitet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf Ausgestaltungen, die anhand der beigefügten Figuren erläutert sind, weiter beschrieben, von denen
Fig. 1 eine Ansicht zur Darstellung von Parametern der Prozessauslegung ist,
Fig. 2 Darstellungen eines Werkstückrohlings zeigt,
Fig. 3 eine schematische Veranschaulichung einer Zusatzdrehung bei Axialverschiebung einer Verzahnung darstellt,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Zahnkantenlage bei unterschiedlicher Stirnkantenhöhe ist,
Fig. 5 eine Darstellung der Zahnkantenlage bei unterschiedlicher Zahndicke ist,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Zahnkantenlage bei einer Flankenlinienmodifikation ist,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Lage der Zahnkanten bei Überlagerung mehrerer Einflüsse ist.
Zunächst werden mit Bezug auf Fig. 1 einige der Prozessauslegung zugrundelie gende Parameter am Beispiel einer zylindrischen Schrägverzahnung beschrieben. Bei der Prozessauslegung geht man grundsätzlich von einem Zahnrad bzw. einer Verzahnung aus, bei dem alle Größen exakt auf Nennmaß liegen sollen. Als zu berücksichtigende Parameter werden üblicherweise herangezogen die Zähnezahl Z2, das Normalmodul mn, der Normaleingriffswinkel an, der Schrägungswinkel ß am Teilkreis, die Profilverschiebung xm, der Kopfkreisdurchmesser da2, der Fußkreisdurchmesser df2 sowie die Zahnbreite b. In Fig. 1 ist der Durchmesser am Teilkreis mit d bezeichnet, der Schrägungswinkel ß hängt mit dem auf dem Teilkreiszylinder durch die Schrägverzahnung gegenüber einer Parallelen zur Drehachse weiter verrückten Zahnflanke zusammen, Letzteres ist in Fig. 1 mit u bezeichnet.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist zunächst in Fig. 2a in perspektivischer Ansicht ein typischer Rohling 40 dargestellt. In diversen Anwendungsfällen kann dieser einen ringzylinderförmigen äußeren Bereich 43 aufweisen, aus dem die spätere Verzahnung erzeugt wird, sowie einen von einer Durchgangsbohrung 42 durchstoßenen, in einer Ebene orthogonal zur Verzahnungsdrehachse liegenden scheibenförmigen Körper 41. Die axial gesehen äußeren Enden in Form einer oberen Stirnfläche 433 und unteren Stirnfläche 434 des sich axial über die Zahnradbreite b erstreckenden äußeren Ringkörpers 43 können von den Stirnflächen des inneren Ringkörpers 41 beabstandet sein. In Fig. 2b ist dieser Abstand als b0 (Breite Ausdrehung oben) und bu (Breite Ausdrehung unten) bezeichnet. Beim Wälzfräsen einer Verzahnung aus Werkstückrohling 40 liegt der Rohling auf dem äußeren Ringkörper 43 auf, präziser auf z.B. der unteren Stirnfläche 434. Beim z.B. mit einer separaten Aufspannung durchgeführten Anfasen wird das Werkstück dagegen über die untere Stirnfläche 412 des inneren Scheibenkörpers 41 gelagert, wenn ohne zwischenzeitlichen Aufspannungswechsel die Zahnstirnkanten an beiden Stirnflächen der Werkstückverzahnung angefast werden sollen.
Aus Fig. 2b ist zudem erkennbar, dass fertigungsbedingte Abweichungen beim Aus drehen des Rohlings über Änderungen in b0 und/oder bu in einer Schwankung der Lage der Flächen 434 und 433 gegenüber der Fläche 412 resultieren können.
Während eine derartige Fertigungstoleranz beim Wälzfräsen der Verzahnung selbst mit Auflage auf Stirnfläche 434 üblicherweise keine Rolle spielt, da der axiale Bearbeitungsweg beim Wälzfräsen ohnehin auf die maximale Zahn breite eingestellt wird, verhält es sich beim Aufspannen mit Auflage an der Stirnfläche 412 anders. Denn gegenüber der unmittelbaren Auflage, auf der die Auflagefläche 412 aufliegt, liegen die Ebenen der oberen und unteren Stirnflächen 433 und 434 auf einer abhängig der Fertigungstoleranzen beim Ausdrehen unterschiedlichen Relativlage. Üblicherweise wird als Referenzlage nicht die unmittelbare Auflage für die Auflagefläche 412 herangezogen, sondern eine Maschinenreferenz, etwa die Höhe des Maschinentisches, welche Aufspannmittel miteinbezieht. Gegenüber der maschinenseitig definierten „Aufspannhöhe“ h liegt somit ggf. eine Abwei chung der Axiallage der Ebenen der oberen und unteren Stirnfläche 433, 434 gegenüber der Solllage vor. Es versteht sich, dass die Wortwahl „Höhe“ sich auf Erstreckungen in Werkstückdrehachsrichtung bezieht und nicht nur Vertikalmaschinen, sondern auch Horizontalmaschinen oder Maschinen schräger Achssteilungen eingesetzt werden können.
Beim Anfasen der Zahnkanten einer Verzahnung wird zunächst die Lage der Zähne zur Tischachse mit einem Sensor ermittelt und somit auch die in der oberen und unteren Stirnfläche 433, 434 liegenden zu bearbeitenden Zahnkanten. In Kenntnis des axialen Ab stands der oberen Stirnfläche der Verzahnung z.B. zur Ebene des Sensors kann die Verzahnung beispielsweise über die Maschinentischachse derart positioniert werden, dass axial gesehen die Zahnkanten an der oberen Stirnfläche 433 in die gewünschte Position gedreht werden können, ebenso für das Anfasen an der unteren Stirnfläche 434.
Während es bei Geradverzahnungen genügen würde, die zur Einstellung der Ebenen der oberen bzw. unteren Stirnflächen 433, 434 über eine bloße Axialbewegung auf die gewünschte Bearbeitungslage einzustellen, muss im Falle einer Schrägverzahnung das Werkstück zusätzlich gedreht werden, um die Zahnlücke in der gewünschten Anfashöhe in Maschinenmitte zu halten.
Es ergibt sich damit bei einer Axialkorrektur DZ eine erforderliche Zusatzdrehung von AC = AZ x 360°/pz, wobei pz die Steigungshöhe der Schrägverzahnung ist (die Zahnlücke folgt einer Schraubenlinie mit Steigungshöhe), und durch z x mn x 71/sin | ß | gegeben ist. Bei Tischdrehung im Uhrzeigersinn hat AC bei rechtsschrägem ß das gleiche Vorzeichen wie das der Axialverschiebung und bei linksschrägem ß das umgekehrte Vorzeichen. Bei Tischdrehrichtung (Drehung um Werkstückachse C) gegen den Uhrzeigersinn gilt die umgekehrte Vorzeichenregel.
Diese Zusatzdrehung bei Axialverschiebung ist in Fig. 3 nochmals schematisch dargestellt, mit Lagesensor 8, und Bearbeitungsebenen 5, 6, in denen die Zahnkanten liegen.
Hinsichtlich der relativen Position des Anfaswerkzeugs zu den Ebenen der Stirnflächen 433 bzw. 434 können herangezogen werden beispielsweise ein Vierertupel aus Schwenkwinkel h, Achsabstand DC, Abstand zur Maschinenmitte DU, Abstand zur Anfasebene DZ, also für die Ebene der oberen Stirnfläche 433 (h3, DC3, DU3, DZ3), entsprechend an der unteren Ebene der Stirnfläche 434 (h4, DC4, DU4, DZ4). Hinsichtlich der absoluten Maschinenposition des Anfaswerkzeugs lassen sich für den Schwenkwinkel, den Achsabstand und den Abstand zur Maschinenmitte die Werte der relativen Position heranziehen, wohingegen hinsichtlich des Abstands zur Anfasebene Axial werte von Z3 = h - bu + b + DZ3 für die obere Ebene und Z4 = h - bu - DZ 4 zu berücksichtigen sind, neben den Verdrehungen ÄC3 bzw. ÄC4.
In Fig. 4 ist die Situation der Lage der Zahnkanten bei unterschiedlicher Höhe der Stirnkanten nochmals dargestellt. Das Nennmaß der Zahnradbreite b liegt zwischen einer minimalen Zahnradbreite bmin und einer maximalen Zahnradbreite bmax. Die Lage der spitzen Kante der linken Flanke bei Nenn-Zahnbreite ist mit B, die der stumpfen Kante der rechten Flanke mit E bezeichnet. Für Abweichungen zu höherer Verzahnungsbreite (bmax) sind diese Lagen mit C bzw. F, und für geringere Verzahnungsbreiten mit A und D bezeichnet. Man erkennt somit, wie fertigungsbedingte Abweichungen beim Ausdrehen des Rohlings zu unterschiedlichen Lagen der Zahnkanten bei dadurch bedingten unterschiedlichen Höhen der Stirnkanten führen können, also bei einer Nachbearbeitung (zweite Bearbeitung) beispielsweise des Anfasens Lageänderungen berücksichtigt werden können, die von der vorangegangenen Verzahnungserzeugung selbst unabhängig sind und somit auch auftreten können, wenn die Verzahnungsbearbeitung selbst zu 100% ideal auf Nennmaß-Erzeugung erfolgen würde.
Eine Lageänderung der Zahnkanten kann jedoch auch bei sich aus der Verzahnungs erzeugung ergebenden Änderungen z.B. der Zahndicke resultieren. Dies ist in Fig. 5 veranschaulicht, in der B und E die Lage der spitzen Kante der linken Flanke bzw. stumpfen Kante der rechten Flanke bei Nenn-Zahndicke bezeichnen, die bei dünneren Zähnen in der Ebene orthogonal zur Werkstückdrehachse verschoben sind zu G, K bei dünneren Zähnen bzw. H, J bei dickeren Zähnen.
Als weiteres Beispiel ist in Fig. 6 dargestellt eine Änderung der Lage der Zahnkanten bei einer bei der Verzahnungserzeugung entstandenen Flankenlinienmodifikation fHp. Wie diesbezüglich aus Fig. 6 erkennbar ist, ändert sich die Lage der Nenn-Positionen B, E zu L, N im Falle einer Modifikation ß-, und zu einer Lage M, P bei einer Modifikation ß+. Ändert sich nur die Balligkeit (symmetrische Flankenlinienmodifikation cp), ändert sich die Lage der Nenn-Positionen B, E nicht.
Der Fall einer Überlagerung mehrerer Einflüsse der anhand der Figuren 4, 5 und 6 dargestellten Varianten ist in Fig. 7 dargestellt. Wieder bezeichnet B die spitze Kante der linken Flanke in Nenn-Position, und E die stumpfe Kante der rechten Flanke in Nenn-Position, mit zugehörigem Verlauf W der Zahn lücken mitte bei Schrägungswinkel ß im Nenn-Maß. Dagegen korreliert der Verlauf V der resultierenden Zahnlückenmitte mit Schrägungswinkel ß mit der Lage der resultierenden Position U der spitzen Lage der linken Flanke und der resultierenden Position Z der stumpfen Kante der rechten Flanke, wobei der axiale Abstand zwischen der oberen Stirnfläche 433 nach Nenn-Maß zur oberen Stirnfläche 3“ auf Höhe von U, Z mit DZ0 bezeichnet ist.
Gegenüber den nominalen Werten ändern sich für das Beispiel des Wälzfräsens bei Erzeugung von Verzahnungskorrekturen der Achsabstand und der Schrägungswinkel, so führt eine Zahndicken-Korrektur zu einer konstanten Achsabstandsänderung DCi, wohin gegen eine Flankenlinien-Winkelkorrektur ebenfalls einen Beitrag DC2 (Z) zur Achsab standsänderung liefert, der von der Axialposition Z abhängig ist, und zudem eine Schrä gungswinkeländerung Db.
Beim Anfasen sind dagegen folgende sich ändernde Werte zu berücksichtigen: Die Schrägungswinkeländerung führt zu einer Steigungshöhenänderung Drz, die Steigungshöhenänderung führt wie oben erläutert zu einer zusätzlichen Verdrehung ACpz, die Höhendifferenz der oberen Stirnflächen 433 und 3“ aus Fig. 7, Dz0 sowie die mit dem Übergang von Stirnfläche 433 zu Stirnfläche 3“ verbundene Zusatzdrehung ACo.
Die Relativpositionierung in Abhängigkeit der erfassten Änderung erfolgt somit auf eine Endlage einer absoluten Maschinenposition des Anfaswerkzeugs von Ebene 433 auf 3“ dahingehend, dass der gleiche Schwenkwinkel eingenommen wird (h3- = hb). Für den Achsabstand wird X3 = DC3 + DC1 + DC2 (Z) eingestellt, der Abstand zur Maschinenmitte kann gleichgelassen werden, der Abstand zur Anfasebene wird auf Z3 = h - bu + b + DZ3 + DZo eingestellt, und für die Verdrehung ergibt sich AC3 + DOrz + ÄCo. Der Index „3“ steht hier für die Fläche 433.
Die letztgenannten Beiträge AC dienen wie oben bereits erläutert dem Ziel, die Werkstückzahnlücke auf Höhe der Anfasebene durch Werkstückverdrehung in Maschinenmitte zu drehen, und setzt sich aus der Verdrehung aus der Sensorebene zur ursprünglichen Ebene 3, D03, einer Zusatzdrehung DOrz bei etwaiger Schrägungswinkeländerung und der zusätzlichen Verdrehung ACo zusammen, die dem Übergang von Ebene 433 in Ebene 3“ Rechnung trägt. Die obigen Erläuterungen beziehen sich überwiegend auf die obere Fläche 433, für die untere Fläche 434 wird entsprechend verfahren.
Es versteht sich, dass von exakten Berechnungen abgewichen werden und auch
Näherungen, Abschätzungen und/oder gröbere Korrekturen z.B. nach Korrekturtabellen eingesetzt werden können und die obige Darstellung lediglich eine mögliche Realisierungsart darstellt.
Für die Realisierung der Relativlage können ggf. bezüglich einzelner Achsen anstelle von Maschinenachsen des Anfaswerkzeugs werkstückseitige Maschinenachsen re- positioniert werden, die zur gleichen Relativpositionierung führen wie die ermittelte Abso lutpositionierung des Anfaswerkzeugs.
Ähnlich wie zur Verzahnungserzeugung der ersten Bearbeitung durch Wälzfräsen könnte auch das Wälzschälen oder Wälzstoßen herangezogen werden, und die zur Achsabstandsänderung und/oder Schrägungswinkeländerung führenden Änderungen der ersten Bearbeitung zugrundegelegt werden.
Insoweit ist die Erfindung nicht auf das in den Ausführungsbeispielen beschriebene Verfahren eingeschränkt. Vielmehr können die Merkmale der nachstehenden Ansprüche wie auch der vorstehenden Beschreibung oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Verzahnungsbearbeitung, bei dem für eine Serie von Werkstücken gleicher Zielgeometrie in einer ersten Bearbeitung jeweils eine Verzahnung an einem je weiligen Werkstück erzeugt oder bearbeitet wird und in einer zweiten Bearbeitung mit einem Bearbeitungswerkzeug eine ergänzende Zahnformung der aus der ersten Bearbeitung resultierenden Verzahnung, insbesondere ein Anfasen einer Zahnstirnkante dieser Ver zahnung, in einer Relativpositionierung zu selbiger vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der zweiten Bearbeitung eine Änderung einer insbesondere von der ersten Bearbeitung unabhängigen Werkstückeigenschaft und/oder einer Einstellung der ersten Bearbeitung insbesondere mit Bezug auf eine jeweilig vorgegebene Referenz wenigstens zum Teil automatisch erfasst und die Relativpositionierung in Abhängigkeit der erfassten Änderung vornimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die erste Bearbeitung eine Weich bearbeitung, insbesondere Wälzfräsen, Wälzschälen oder Wälzstoßen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die zweite Bearbeitung ein schneidendes Anfasen ist und die Zielgeometrie diesbezüglich eine vorgegebene Fasenform und -große beinhaltet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite Bearbeitung in einem abwälzenden Verfahren ausgeführt wird, insbesondere in der Eingriffskinematik des Wälzfräsens.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Änderung eine Modifikation der Flankenlinie der Verzahnung beinhaltet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Änderung eine Modifikation der Zahndicke der Verzahnung beinhaltet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Änderung eine Modifikation der werkstückachsbezogenen Axiallage der Zahnstirnkante der Verzahnung beinhaltet
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Änderung eine Radialzustellung des Werkzeugs der ersten Bearbeitung/des Achsabstands der Drehachsen der ersten Bearbeitung beinhaltet.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Änderung einen Schwenkwinkel des Werkzeugs der ersten Verzahnung beinhaltet, und/oder eine in einer Flankenmodifikation resultierende Überlagerung von Maschinenachsen der ersten Bearbeitung, etwa Tangential- (Y) oder Axialachse (Z), ggf. Zusatzdrehungen (AC, AB).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor der zweiten Bearbeitung eine Messung am Werkstück vorgenommen wird, auf deren Ergebnis die Steuerung zugreift.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor der zweiten Bearbeitung eines Werkstücks keine Überprüfung des Bearbeitungsergebnisses der zweiten Bearbeitung am Vorgängerwerkstück oder einem der letzten n Vorgängerwerkstücke erfolgt, mit n bevorzugt wenigstens 5, insbesondere wenigstens 10.
12. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem bei der Erfassung wenigstens eine Ände rung ohne Rückgriff auf spezifische Messung am Werkstück aus geänderten Maschi nenachseinstellungen der ersten Bearbeitung ermittelt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuerung der zweiten Bearbeitung für eine Grundeinstellung zur Ausführung der zweiten Bearbeitung entsprechend einer Eingabe von Parametern der Zielgeometrie und des Bearbeitungs werkzeugs, sowie ggf. Aufspannungsparameter ausgelegt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem bei erfasster Änderung eine Änderung der Steuerparameter der Grundeinstellung und nicht der Eingabeparameter erfolgt.
15. Steuerprogramm, das, wenn auf einer Steuerung einer Verzahnungsmaschine ausgeführt wird, die Maschine zu einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche steuert.
16. Verzahnungsmaschine zur Ausführung einer ersten Bearbeitung zur Erzeugung einer Verzahnung an einem Werkstück und zur Ausführung einer ergänzenden Zahnformung durch eine zweite Bearbeitung an dem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verzahnungsmaschine eine zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgelegte Steuerung und/oder ein Steuerprogramm nach Anspruch 15 aufweist.
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