[发明专利]检测一个齿轮总分度误差的方法和装置

说明书

本发明涉及一个用于在一个加工机器，特别在一个齿轮珩磨机上检测一个齿轮总分度误差的方法，其中，该待加工的围绕其转轴旋转的齿轮与一个围绕自己转轴旋转的珩磨刀具处于啮合连接，依此，在待加工齿轮的齿面上发生切削加工，同时，齿轮的转轴与第一脉冲发送器和第一驱动元件相连接，珩磨刀具的转轴与第二脉冲发送器和第二驱动元件相连接，而且，脉冲发送器与机器控制装置相连接，它具有一个内部计算单元，第一和第二贮存装置和一个数据输出装置。此外，本发明还涉及一个实施这个方法的装置。

对于齿轮的硬性加工，可以应用不同的制造方法。经常，将滚铣的和硬化的齿轮通过一个磨削加工过程制成精确的型面轮廓（渐开线）。有时，在磨削加工过程之后实施一个齿轮珩磨过程，以便将磨削加工之后还遗留的齿轮误差减至最小。对于一个齿轮的稳定运行来说，总分度误差是特别关键的，因而也是应该注意的。

在齿轮珩磨过程中，要加工的齿轮绕其转轴转动。同时它与一个珩磨刀具相啮合，该刀具在待加工的齿轮为外齿轮情况下，具有一个内齿环的形状，该珩磨刀具同样围绕其转轴旋转。该珩磨刀具的内齿结构，在考虑刀具和工件之间的转动时，完全与待加工齿轮型廓的反向型廓相一致。为了实现从硬性待加工的齿轮上将材料切削掉，该珩磨刀具置有研磨颗粒。这种加工过程，例如在工件被驱动情况下，刀具是用一个基本的牵拉力矩同步运行的。通过改变转动方向，两个齿面（推和拉）就得到加工。

对待加工齿轮的质量高要求就导致必需功效高的硬性加工方法。关于齿轮的珩磨加工已被视为解决方案，其中，刀具和工件的两个转轴不再是相互无关运行的，而只是通过对不驱动构件的牵拉力矩相互连接，同时，这两个转轴通过一个限定的连接装置进行连接。这个连接，最好借助NC-技术实施电气方式（“电动轴”）。

这个措施的目标是，不仅通过珩磨过程去“检测出”齿轮误差，并用无误差的珩磨刀具以滚压方式减至最小，而且明确地通过转轴的强制连接加以消除。

无数试验表明，用公知的珩磨方法事实上可以使基本的齿轮误差达到很小，特别是转动偏差，齿形误差和齿轮的单个分度误差。

但是也表明，特别是齿轮的总分度误差也在使用一个“电动轴”情况下于珩磨过程之后几乎是无改变大小地存在着并原则上处于允许公差之外。

因此，每种高精度的硬性加工都是以精确的获知总分度误差为先决条件的，这样，总分度误差就可能成为认真对待的目标。为此，特别提出，将已确定的总分度误差“置以相反的符号”作为扰动作用量输入刀具和工件转轴的连接装置中（见DE4317306）。

因为，在变速箱结构中，通常必须制造很大批量的齿轮，因此就要求不用很大（时间）耗费就能够在齿轮珩磨机中有效地确定存在的总分度误差。

为此，本发明任务在于设置一个用于在加工机中，特别在齿轮珩磨机中检测一个齿轮总分度误差的方法，它可在短时间内提供结果，以便既用于进一步加工（“扰动量输入”），又用于工件（质量）的判断。

本发明解决这一任务的特片措施是，总分度误差通过下面由机器控制装置控制的工作步骤来确定：

a）珩磨刀具（3）借助第二驱动元件（8）是如此转动的，即齿轮（1）至少进行一个完整的回转（360°），同时，该齿轮（1）是无负载的，但是与珩磨刀具（3）处于结构啮合接触地同步运行;

b）一旦珩磨刀具（3）发生一个规定的转动行程，其与齿轮（1）完整回转（360°）中予先确定的分数部分相一致，则机器控制装置（9）的第一内部计算单元（11）每有一个信号输送到第二内部计算单元（12）去;

c）在第二内部计算单元（12）中对从第一脉冲发送器（5）在按照工作步骤b）中依顺序第二个信号期间发出的脉冲进行计数和贮存在机器控制装置（9）的第一贮存装置（13）中并一直计数到该齿轮（1）至少进行一个完整的回转为止;

d）通过机器控制装置（9）的内部计算单元和考虑齿轮（1），珩磨刀具（3）和驱动链间几何关系情况下评价在第一贮存装置（13）中存在的数值以计算出齿轮（1）存在的总分度误差。

通过本发明特征方案可以实现，用可供使用的控制系统和借助加工机NC轴的脉冲发送器就可以很快地检测出齿轮（1）存在的总分度误差。当然，首先应该运用关于这个误差，这个数值的知识（作为齿轮角坐标的性能函数）成为珩磨加工的基础。正如上面已描述的，该误差是作为“电动轴”的扰动量输入的。