用于精加工齿轮工件的装置和方法制造方法及图纸

一种用于加工齿轮工件(1)的加工工具(20)，其包括：﹣用于紧固工具(2)的工具主轴(21)，﹣用于紧固齿轮工件(1)的工件主轴(22)，﹣使用工具(2)用于齿轮工件(1)的CNC控制加工的CNC控制器(50)和多根轴，﹣可用于获取齿轮工件(1)的图像信息(BI)的光学检测器(40)，以及﹣模块(51)，其被设计为基于所述齿轮工件(1)的图像信息(BI)确定所述齿轮工件(1)的特征实际参数。

【技术实现步骤摘要】
用于精加工齿轮工件的装置和方法
本专利技术涉及使用工具精加工齿轮工件的装置和方法。
技术介绍
已知的是，精加工齿轮工件，以纠正与制造有关的偏差、或减少在先前切削的(带齿)齿轮工件的硬化期间产生的硬化变形。在CNC控制的加工工具中经常进行这种精加工，该加工工具包括用于齿轮工件的触觉扫描的传感器。扫描完成后，可以在本加工工具中进行精加工。这种方法的缺点是触觉扫描速度慢。为了找到通过扫描确定的信息的信息值与加工工具的吞吐量之间的折中，例如，扫描仅限于三个齿面。然后根据由此获得的信息进行精加工。使用触觉传感器的另一个缺点是其敏感并且因此必须谨慎地进给。
技术实现思路
因此，本专利技术基于提供尽可能快速地获取关于加工工具中的齿轮工件的尽可能多的信息的方法的目的。为此，本专利技术使用光学检测器作为传感器，其中，该检测器布置在加工工具中，使得该检测器可以在一次通过中获取齿轮工件的所有基本细节。替代地，如果检测器不具有对应大的成像区域，则使用检测器相对于齿轮工件的相对移动来获取所有基本细节。为了使由检测器提供的图像信息在技术上可用，该图像信息进行确定方法。在该确定方法的范围内，基于图像信息确定齿轮工件的特征实际参数。到此时，使用该工具在加工工具中执行齿轮工件的至少一个齿面的加工方法，其中，使用至少一个特征实际变量，以通过相对运动来移动工具，而同时又没有碰撞进入齿轮工件的齿隙中，所述齿轮工件的齿面将进行加工方法。齿轮工件在获取图像信息和执行加工方法之间不被重新卡紧。这意味着齿轮工件在所有实施例中均被保持在加工工具中，从而维持齿轮工件和加工工具之间的空间关联。可以从附属权利要求中推断出其他有利的实施例。本专利技术的一个优点是光学测量以及精加工都在一个加工工具中进行而不用重新卡紧齿轮工件。由此可以确保，能够使用齿轮工件的光学确定过的特征实际参数，以能够将工具引入齿隙而不会与齿轮工件发生碰撞。本专利技术的一个优点是非常短的检查时间也足以规划精加工的后续步骤。本专利技术的光学方法比使用触觉传感器进行操作的方法快得多。而且，通过使用光学检测器，可以使用一个或仅少数几条记录(图片)来获取整个齿轮工件。在触觉方法的情况下，有时只扫描三个齿面以根据该信息计算修正值。可以使用本专利技术的方法，例如，﹣用于分度检查/分度测量和校正，﹣为了检查和纠正同心度误差，﹣为了快速找到齿隙和/或齿顶高，﹣为了使工具相对于齿隙居中，﹣用于精加工/修整硬化的齿轮工件，﹣用于规划硬化齿轮工件的优化方法的精加工。本专利技术提供的优点是在硬化齿轮工件的情况下，可以规划和执行精加工，使得不移除齿轮工件的齿面上的硬化层。附图说明参照附图将在下文更加详细描述本专利技术的示例性实施例。图1示出了冕形齿轮工件的截面的示意图；图2A示出了图1的细节a1的图像信息的示意图，使用光学检测器根据本专利技术确定所述图像信息；图2B示出了从图2A的图像信息在确定方法期间确定的数据的示意图；图2C示出了从图2B的图像信息在确定方法结束时确定的边缘信息的示意图；图3A示出了光学检测器的简化透视图，所述光学检测器能够应用在本专利技术的加工工具中；图3B示出了图3A的光学检测器的部件的示意性方块图；图3C示出了本专利技术的示例性模块的部件的示意性方块图；图4示出了根据本专利技术的加工工具的一部分(在此为研磨机)的示意图，所述加工工具根据本专利技术装配有光学检测器并且根据本专利技术构造而成；图5A示出了细节a1的图像信息的示意图，其中，使用如图4所示的加工工具的光学检测器确定该图像信息；图5B示出了边缘信息的示意图，从图5A的图像信息在确定方法结束时确定所述边缘信息。具体实施方式术语与本说明书一起使用，其也用于相关公报和专利。但是应该注意的是这些术语的使用仅仅是为了更好的理解。本专利技术的概念和权利要求的保护范围并不限于具体选择术语的解释。本专利技术可以容易地转移到其他术语系统和/或
将在其他
中相应地适用这些术语。在描述本专利技术的示例性实施例之前，将基于图1和图2A至图2C解释该方法的原理。图1示出了冕形齿轮工件1的截面的示意图。冕形齿轮工件1的齿5在图1中设置有附图标记。附图标记5在此指代齿的齿顶高。齿5的一侧由凹形齿面5.1限定，另一侧由凸形齿面5.2限定。在此，齿隙6的齿根在凸齿面5.2上方设有附图标记7。齿隙6的区域用波形括号表示。本专利技术涉及一种用于加工带齿齿轮工件(例如图1的冕形齿轮工件1)的方法。在对齿轮工件1在加工工具(例如图4的磨床20)中进行加工步骤之前，必须确定齿轮工件1在加工工具20中的位置。根据本专利技术，为此目的使用传感器，如下所述。根据本专利技术，光学检测器40被用作传感器以获取齿轮工件1的图像信息B1。如果这样的光学检测器40不能以足够的分辨率获取整个齿轮工件1及其细节，如下所述则在使用光学检测器40期间在检测器40和齿轮工件1之间执行相对运动。然而，也存在例如如图4所示的星座，其中，光学检测器40可以使用一个记录以足够的分辨率获取整个齿轮工件1及其细节。在这种情况下，检测器40和齿轮工件1之间的相对运动不是必需的。在图1中仅示出了通过矩形观察窗的小图像细节a1。图像细节a1不必对应于检测器40的成像区域。如在此所使用的那样，光学检测器40供应图像信息BI。该图像信息BI在本专利技术的所有实施例中均优选地包括大量像素。作为示例并且示意性地在图2A中的细节a1内示出了多个像素。为了能够在技术上评估单个像素的这个点云，图像信息BI经受根据本专利技术的计算机确定方法。在执行该确定方法时，基于图像信息BI确定齿轮工件1的特征实际参数cIG。在此使用特征实际参数cIG的概念来描述这些是齿轮工件1的特征的参数、值或数据。特征实际参数cIG可以是例如齿轮工件1的各个齿面的角位置。在本专利技术的所有实施例中，特征实际参数cIG优选为齿轮工件1的几何和/或形貌信息。特征实际参数cIG可以包括例如所有实施例中的形貌。例如，如果借助于光学检测器40获取每个齿面的500个点，并且这些(实际点)由计算机在空间中共同“移动”，直到关于齿面的目标点的总体差异最小，则因此可以由此确定针对最小余量的加工工具20的机器设置。为了能够确定来自点云的技术上可用的特征实际参数cIG，如通过图2A中的示例所示，在所有实施例中，例如，可以使用用于边缘检测的算法。这将在下文中基于图2B和2C更详细地进行描述。图2B示出了与图2A相同的细节a1。使用用于边缘检测的算法来处理图2A的图像信息BI。在这种情况下，更加强烈地强调位于线行列或多边形行列上的像素，而抑制其他像素(例如，单个图像缺陷)。人眼也可以近似地识别图2B中的齿轮工件1的边缘进程。现在应用用于边缘检测的实际算法来从图2B的离散像素获得边缘信息。图2C示出了在应用边缘检测算法之后的示例性结果。可以看出的是像素已被多边形行列取代。通过其它中间步骤和/或后处理步骤，可以在所有实施例中进一步改进结果。例如，在应用用于边缘检测的算法之后，可以使用这样的算法，该算法用于通过曲线区段近似多边形行列的各个区段。在这种情况下，软曲线进程接近图2C中的多边形行列的略微倾斜进程。用于图像处理的对应方法众所周知并且在此将不再更详细地描述。存在许多专门将图像信息转换成边缘表示和/或表面表示的软件产品。这里引用Vectoring作为一个示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加工带齿齿轮工件(1)的方法，其中，在加工工具(20)中使用设计用于提供几何信息的传感器，工具主轴(21)上的工具(2)和工件主轴(22)上的齿轮工件(1)，所述方法包括以下步骤：a)使用光学检测器(40)作为传感器以非接触方式获取所述齿轮工件(1)的图像信息(BI)；b)根据所述图像信息(BI)执行确定所述齿轮工件(1)的特征实际参数(cIG)，c)使用所述工具(2)执行所述齿轮工件(1)的至少一个齿面的加工方法，其中，使用至少一个特征实际变量(clG)来通过相对运动移动所述工具(2)，而不会对撞所述齿轮工件(1)的齿隙，所述齿轮工件(1)的所述齿面将经受所述加工方法。

【技术特征摘要】
2017.05.04 EP 17169393.01.一种用于加工带齿齿轮工件(1)的方法，其中，在加工工具(20)中使用设计用于提供几何信息的传感器，工具主轴(21)上的工具(2)和工件主轴(22)上的齿轮工件(1)，所述方法包括以下步骤：a)使用光学检测器(40)作为传感器以非接触方式获取所述齿轮工件(1)的图像信息(BI)；b)根据所述图像信息(BI)执行确定所述齿轮工件(1)的特征实际参数(cIG)，c)使用所述工具(2)执行所述齿轮工件(1)的至少一个齿面的加工方法，其中，使用至少一个特征实际变量(clG)来通过相对运动移动所述工具(2)，而不会对撞所述齿轮工件(1)的齿隙，所述齿轮工件(1)的所述齿面将经受所述加工方法。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测器(40)被设计成提供所述齿轮工件(1)的至少一部分的图像信息(BI)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在使用所述光学检测器(40)期间，在所述检测器(40)和所述齿轮工件(1)之间执行相对运动以提供所述齿轮工件(1)的更大区域的图像信息(BI)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在执行所述确定方法时，将所述图像信息(BI)转换为用于确定所述特征实际参数(clG)的边缘和/或表面规格。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述图像信息(BI)通过使用用于边缘检测的算法被转换为边缘规格。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，执行所述确定方法以使至少一个齿顶高或至少一个齿面或至少一个齿隙的位置作为待确定的特征实际变量(clG)。7.根据权利要求1至5中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·格塞尔，H·穆勒，
申请(专利权)人：克林格伦贝格股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH