(57)【要約】【課題】本発明は、ドレスツールのトポグラフィ偏差を特定する方法を提供する。【解決手段】本発明に係る方法は、ａ）研磨ツールに対してドレスツールを相対的に移動させて、ドレスツールの輪郭領域を研磨ツールの転写領域に転写するステップと、ｂ）マシン内で研磨可能な材料で構成されたプランジ本体を提供するステップと、ｃ）研磨ツールの転写領域をプランジ本体に近接するように移動させるステップと、ｄ）研磨ツールの回転軸の周りで研磨ツールを回転させるステップと、ｅ）研磨ツールの転写領域をプランジ本体の構成材料に押圧して、プランジ本体の写像領域に対する転写領域のトポグラフィの転写するステップと、ｆ）座標走査センサを用いて、プランジ本体の写像領域におけるトポグラフィの走査動作を実行するステップと、ｇ）ドレスツールの実際の表面形状を記述できる事項を計算により特定するステップとを有する。【選択図】図６
2014172166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＮＣ制御マシン（１００）内のドレス軸（Ｒ３）の周りに回転駆動できるように実装されたドレスツール（３０）のトポグラフィ偏差を特定する方法であって、
ＣＮＣ制御マシンは、ツール回転軸（Ｒ１）上に軸固定されたドレス処理可能な研磨ツール（１０）を有し、
ドレスツール（３０）は、目標とする表面形状を有し、
ドレスツール（３０）は、ＣＮＣ制御マシン（１００）内の研磨ツール（１０）をドレス処理した後、目標とする表面形状から外れた実際の表面形状を有し、
この方法は、
ａ）研磨ツール（１０）に対するドレスツール（３０）の事前設定された相対的移動を実行するステップと、この相対的移動を実行しているときに、ドレスツール（３０）の少なくとも１つの輪郭領域が研磨ツール（１０）の転写領域に転写され、
ｂ）ＣＮＣ制御マシン（１００）内で研磨可能な材料で構成されたプランジ本体（４０）を提供するステップと、
ｃ）研磨ツール（１０）の転写領域をプランジ本体（４０）に近接するように移動させる相対的送込移動（Ｚ３）を実行するステップと、
ｄ）研磨ツールの回転軸（Ｒ１）の周りの研磨ツール（１０）の回転動作（ω１）を実行するステップと、
ｅ）研磨ツール（１０）の転写領域をプランジ本体（４０）の構成材料に押圧する、事前設定された相対的プランジ移動（Ｚ４）を実行するステップと、相対的プランジ移動（Ｚ４）を実行しているときに、プランジ本体（４０）の写像領域に対する転写領域のトポグラフィの転写がネガトポグラフィの形態で実行され、
ｆ）座標走査センサを用いて、プランジ本体（４０）の写像領域におけるトポグラフィの自動走査動作を実行するステップと、
ｇ）座標走査センサからの走査信号をコンピュータに送信するステップと、
ｈ）コンピュータを用いて、座標情報に関する少なくとも１つの事項を計算により特定するステップとを有し、この事項はドレスツール（３０）の実際の表面形状について記述できることを特徴とする方法。
【請求項２】
複数の前記ステップのうち一部のステップを同時に、または経時的に重複して実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
研磨ツール（１０）に対するドレスツール（３０）の事前設定された相対的移動を実行するときに、ドレスツール（３０）をドレス軸（Ｒ３）の周りで回転させ、研磨ツール（１０）を回転軸（Ｒ１）の周りで回転させながら、ドレスツール（３０）を研磨ツール（１０）に接触させて、ドレスツール（３０）のトポグラフィの一部を研磨ツール（１０）の転写領域に転写することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
トポグラフィを転写した後、プランジ本体（４０）を構成する材料から転写領域を取り除くために、相対的後退移動を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の方法。
【請求項５】
座標走査センサは、ＣＮＣ制御マシン（１００）の一体部品であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の方法。
【請求項６】
ドレスツール（３０）を移動させ、または再度軸固定する必要なく、プランジ本体（４０）を用いて間接的にＣＮＣ制御マシン（１００）内で処理されるドレスツール（３０）の実際の表面形状を決定できることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の方法。
【請求項７】
ドレスツール（３０）がある程度摩耗した場合であっても、研磨ツール（１０）をドレス処理するためにドレスツール（３０）を使用できるように、ドレスツール（３０）のドレス移動をＣＮＣ制御マシン（１００）内で実行できることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の方法。
【請求項８】
ＣＮＣコントローラ（５０）、研磨ツール（１０）を回転駆動可能に固定するツールスピンドル（１０１）、ドレスツール（３０）を含むドレススピンドル（３１）を有するデバイス（３２）、および走査センサ（１５１）座を有する標測定システムを備えたＣＮＣ制御マシン（１００）であって、
ＣＮＣ制御マシン（１００）は、ＣＮＣ制御マシンまたはＣＮＣ制御マシン内で移動可能な本体に接続されたプランジ本体（４０）をさらに備え、
研磨ツール（１０）がツールスピンドル（１０１）のツール軸（Ｒ１）の周りで回転しているときに、研磨ツール（１０）の転写領域（ＴＢ）がプランジ本体（４０）に接触できるように、プランジ本体（４０）がＣＮＣ制御マシン（１００）の内部に配置され、
研磨ツール（１０）がツール軸（Ｒ１）の周りで回転し、および／またはドレスツール（３０）がドレススピンドル（３１）のドレス軸（Ｒ３）の周りで回転しているときに、ドレスツール（３０）を研磨ツール（１０）の転写領域（ＴＢ）に接触させることができることを特徴とするＣＮＣ制御マシン。
【請求項９】
ＣＮＣ制御マシン（１００）は、ソフトウェアモジュール（ＳＭ）を有し、
ソフトウェアモジュール（ＳＭ）は、座標測定システム（１６０）の信号（ｓ１）を分析し、座標情報の少なくとも１つの事項を決定する目的で設計され、ドレスツール（３０）の実際の表面形状について記述できることを特徴とする請求項８に記載ＣＮＣ制御マシン。
【請求項１０】
ソフトウェアモジュール（ＳＭ）は、座標情報の事項を決定するために、少なくとも１つの計算による座標変換を実行することを特徴とする請求項９に記載ＣＮＣ制御マシン。
【請求項１１】
ソフトウェアモジュール（ＳＭ）は、ドレスツール（３０）が許容誤差の値から外れること、および／または他の評価規準が合致することを、ドレスツール３０の実際の表面形状に関する記述が示す場合に、メッセージまたは信号を出力することを特徴とする請求項１０に記載ＣＮＣ制御マシン。
【請求項１２】
メッセージまたは信号がドレスツール（３０）を交換させることを特徴とする請求項１１に記載ＣＮＣ制御マシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨マシンのドレスツールのトポグラフィ偏差を特定する方法、およびその方法を実行するように設計された研磨マシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨ツールを用いたマシン加工方法が数多く存在する。歯車のマシン加工の技術分野では、とりわけ研磨ツールを用いて、ドレス処理が実施されている。たとえば、ほぼプレート状（平板状）の研磨ディスクが存在し、ポット状で円錐台状の研磨ディスクが存在する。研磨ツールは、通常、ドレス処理に特に適した研磨材が塗布されている。
【０００３】
研磨マシンにおいて、ドレスツールは、研磨ツールに付加して備えられる場合が多く、研磨ツールをドレス処理する必要に応じて用いられる。最近の研磨マシンは、典型的には、回転駆動されるドレスツールを有し、自動ＣＰ制御方式（自動経路制御方式）で研磨ツールの輪郭形成およびドレス処理を実施するために用いられる。
【０００４】
これが、たとえばギア歯の研磨マシン加工に関する場合、研磨ツールの研磨表面（作用表面）は、ギア歯の十分な品質を担保できるように所定時間が経過した後に再び所望の形状（プロファイル）を有するように処理する必要がある。
【０００５】
ドレス処理は、この目的を実現するために必要であり、プロファイルドレス処理方法、または輪郭形成・ライン単位ドレス処理方法（line-by-line dressing method）を用いることができる。プロファイルドレス処理では、ドレスツールは、研磨ツールのフランク面に線形接触し、ライン単位ドレス処理では、スポット状に接触する。研磨ツールの寸法上の正確性は、ドレス処理により再現される。さらに研磨ツールは、ドレス処理の際に再び鋭利に研がれる。
【０００６】
以下の説明は、研磨マシンに関するものであり、そのドレス処理は、ドレスローラまたはドレスディスクを用いるプロファイルドレスまたはフォーム（形態）ドレスの原理に基づくものである。プロファイルドレスローラまたはプロファイルドレスディスクの回転に関して、ドレスローラの表面形状（ジオメトリ）は、研磨ディスクの表面形状／輪郭を形成する際に考慮される。また研磨ディスクの表面形状は、ワークピースの表面形状の説明に考慮される。これらのドレスツールは、大量生産時の複雑なプロファイルに特に適している。回転する形態ドレスローラまたはフォーム（形態）ドレスディスクは、コントローラで事前設定された経路に沿ったＣＮＣ（コンピュータ数値制御）経路制御された軌跡に従い、研磨ツールの輪郭を形成または補正するものである。ダイヤモンド成形プレートは、ドレスツールとして用いられ、レーザ技術を用いて研磨ツールの表面形状に精密に適合させることができる。
【０００７】
フォームドレス処理およびプロファイルドレス処理は、研磨ツールのドレス処理に実質的な影響を与え得る数多くの変数に依存する。フォームドレス処理の場合、特に、フォームドレスローラまたはフォームドレスディスクの表面形状およびオーバーラップ度（重なり度合い）が重要な役割を果たす。プロファイルドレスローラまたはプロファイルドレスディスクの場合、ドレス処理の結果に対して、カバーリングの品質が特に重要である。
【０００８】
本発明の範囲におけるドレスツールとして、ＣＮＣ経路制御されたドレスローラまたはドレスディスクが好適に用いられる。ドレスツールは、以下説明するが、マシンベッドまたはマシンの固定部品もしくは可動部品上で回転駆動できるように確実に固定される。ドレスツールに対して研磨ツールを移動させる軸のＣＮＣ制御移動を採用する特別な場合では、ドレスツールがドレス軸の周りにのみ回転するところ、ドレス処理に必要な経路制御が実行される。
【０００９】
ドレスツールを用いてドレス処理するための１つの要件は、ドレスツールと研磨ツールの間で、相対的なドレス（研磨）移動を行い得ることである。ドレスツールは、ドレス処理される研磨ツールと同じ方向または逆の方向に回転することができる。回転ドレスツールの場合、研磨ツールとドレスツールの間の速度比はドレス処理結果に影響を与える変数である。
【００１０】
プロファイルドレスローラまたはプロファイルディスクを用いてドレス処理を行う場合、相対速度は、ドレスツールと研磨ツールの外周速度の差に等しい。外周方向の相対速度を形成するためには、ドレス処理に独立した回転駆動部（回転ドライブ）を設ける必要がある。
【００１１】
プロファイルドレス処理の場合、研磨ツールのプロファイル精度、実際の運転、および軸の振れもまた、重要な役割を果たす。
【００１２】
より良好な再現性を有するドレス結果が得られるため、ほとんど排他的に、フォームローラがより新しい研磨マシン上のドレスツールとして用いられている。これらは、研磨ディスク幅より小さい機能幅（活性幅）で特徴付けられる。形成されるプロファイルは、典型的には、経路コントローラを用いて形成される。これらのフォームローラは、きわめて高い自由度で利用可能である。
【００１３】
曲がり歯傘歯車（スパイラルベベルギヤ）のチップ除去製造では、単一指標方法と連続方法とは区別され、連続単一方法と呼ばれる。単一指標方法とは、不連続方法である。
【００１４】
図１は、プロファイル研磨ディスク１０とワークピース１（ここでは平歯車）の概略的な側方断面図である。プロファイル研磨ディスク１０は、研磨ツールの回転軸Ｒ１（ここでは単にツール回転軸という。）の周りに回転し、ワークピース１がワークピース軸２の周りに回転する。ワークピース軸２は、図１には図示されておらず、図面の紙面に対して垂直な方向である。プランジ移動Ｅ１に関し、プロファイル研磨ディスク１０は、２つの歯２，３で画定される歯間ギャップ内に押圧される。歯間ギャップをマシン加工した後、プロファイル研磨ディスク１０を後退させ、ワークピース１は指標回転（間欠回転）を行う。そしてプロファイル研磨ディスク１０は、別の歯間にプランジ（押圧）し、各歯間の歯ブランクを順次マシン加工する。
【００１５】
とりわけへベルギアの硬質マシン加工のための重要な方法は研磨である。幾何学的条件が複雑であるため、硬質マシン加工は、「歯間ギャップ毎」の不連続な操作により行われている。ここで用いられるポット状の研磨ディスクのほとんどは、ドレス処理することができる。図２は、冠歯車１の２つの歯２，３の歯間ギャップにあるポット状研磨ディスク１０の部分的拡大図である。ポット状研磨ディスク１０は断面が図示されている。
【００１６】
図３は、回転駆動可能なドレスディスク３０を有する研磨マシン１００において、こうしたポット状研磨ディスク１０をどのようにドレス処理することができるかについて、概略的に図示するものである。図示する瞬間において、ドレスディスク３０は、研磨ディスク１０の外側周縁部をドレス処理している。このため、ドレスディスク３０は、研磨ディスク１０の外側であってその上方に載置される。研磨ディスク１０の内側をドレス処理するために、ＣＮＣ制御を用いて、研磨ディスクの内側にある別の位置にドレスディスク３０を移動させ、回転方向を逆転させる。図３において、研磨ディスク１０のプロファイル２８の内側をドレス処理する位置に配置されたドレスディスク３０を破線で示す。研磨マシン１００のＣＮＣコントローラ（経路コントローラ）５０は、ＣＮＣ制御により研磨ディスク１０のプロファイル２８に沿ってドレスディスク３０を案内することにより、研磨ディスク１０に対して必要なプロファイルを送信する。図３において、信号Ｉ１，Ｉ２は、対応するＣＮＣ制御信号を示す。
【００１７】
高精度ワークピースマシン加工は、寸法および形状の正確性の公差が小さい研磨ディスク１０を用いた場合にのみ実現することができる。常に、研磨ツールの状態を処理できるように担保しておく必要がある。
【００１８】
すなわち、いつ、どの程度の頻度で研磨ディスク１０をドレス処理しなければならないかを決定するために、これまで経験的な値が用いられることがしばしばあった。研磨プロセスおよびワークピース１の大きさに基づいて、ワークピース毎に１回または複数回、研磨ツール１０をドレス処理する。研磨ツール１０および／またはドレスツール３０が摩耗すると、研磨されるワークピース１の特性が悪影響を受け得る。
【００１９】
マシンツールは、たとえばマシン加工中またはマシン加工の中断時にワークピース１を測定できる座標走査センサを備えていることが知られている。しかしながら、実験によれば、こうした座標走査センサは、ドレスディスク３０または研磨ツール１０を測定するのに適したものではないように考えられる。ドレスディスク３０は、典型的には、多結晶性ダイヤモンドもしくは天然ダイヤモンド、または別の高硬度材料で被膜される。とりわけ、ドレスツール３０の実際の表面形状を解明できるように、ドレスツール３０のトポグラフィに沿ってライン毎に研磨することによりルビー触覚器を案内する必要があるので、座標走査センサのルビー触覚器は、ドレスツール３０等に接触すると急激に破壊されることがある。研磨ツール１０は、ドレスツール３０ほど硬いコーティングを有していない。しかし、研磨ツール１０の表面は、有効表面粗さに依存するが、比較的に粗く、滑らかでない（粒でできたものである）。したがって、莫大な時間をかけなければ、研磨ツール１０の実際の表面形状を究明することはできない。さらに研磨ツール１０が粒状性を有するため、こうしたトポグラフィ測定は正確でない。
【００２０】
したがって、この目的は、ドレスツールが摩耗または損傷したかによらず、ドレス処理可能な研磨ツールを有する研磨マシンで実現される可能性を提供することである。好適にも、自動マシン加工装置で用いられるアプローチを開発することができる。
【発明の概要】
【００２１】
本発明によれば、ＣＮＣ制御（研磨）マシン内のドレス軸の周りに回転駆動できるように実装されたドレスツールのトポグラフィ偏差（トポグラフィのばらつき）を特定する方法が提供される。このＣＮＣ制御マシンは、ツール回転軸上に軸固定され、ドレスツールを用いてドレス処理できる研磨ツールを有する。すなわち、これはドレス処理可能な研磨ツールである。ドレスツールは、当初、目標とする表面形状を有し、１つまたはそれ以上の研磨ツールをドレス処理した後、状況により目標とする表面形状から外れた実際の表面形状を有する。本発明は、（研磨）マシン内で以下の方法ステップを実行する点に特徴を有する。すなわち、この方法は、
ａ）研磨ツールに対するドレスツールの相対的移動を実行するステップと、この相対的移動を実行しているときに、ドレスツールの少なくとも１つの輪郭領域が研磨ツールの転写領域に転写され、
ｂ）ＣＮＣ制御マシン内で研磨可能な材料で構成されたプランジ本体を提供するステップと、
ｃ）研磨ツールの転写領域をプランジ本体に近接するように移動させる相対的送込移動を実行するステップと、
ｄ）研磨ツール回転軸の周りの研磨ツールの回転動作を実行するステップと、
ｅ）研磨ツールの転写領域をプランジ本体の構成材料に押圧する相対的プランジ移動を実行するステップと、相対的プランジ移動を実行しているときに、プランジ本体の写像領域に対する転写領域のトポグラフィの転写がネガトポグラフィの形態で実行され、
ｆ）座標走査センサを用いて、プランジ本体のトポグラフィの自動走査動作を実行するステップと、
ｇ）座標走査センサからの走査信号をコンピュータに送信するステップと、
ｈ）コンピュータを用いて、座標情報に関する少なくとも１つの事項を計算により特定するステップとを有し、この事項はドレスツールの実際の表面形状について記述できる。
【００２２】
すべての実施形態において、複数の前記ステップのうち一部のステップを同時に、または時間的に重複して実行することができる。これは、たとえばステップｃ）およびｄ）、ならびにおそらくはステップｅ）に関連する。
【００２３】
したがって本発明は、ドレスツールの領域を研磨ツールの転写領域に転写するために、マシンの研磨ツールを転写手段して用いる新規な方法を提供する。そして、この転写領域は、プランジ本体に写像され、座標走査センサを用いて走査される。マシン内の座標関係が知られているため、プランジ本体上で特定される測定値から、ドレスツールのトポグラフィがどのように現れるか、および／またはドレスツールが事前設定された標準から逸脱しているか否か、および／またはドレスツールが事前設定された目標となる値から逸脱しているか否か、計算することができる。
【００２４】
好適には、コンピュータにより実行される座標変換を用いて、特定された測定値をドレスツールに関連する記述に変換することができる。
【００２５】
ドレスツールおよび走査センサがマシンの両方が特定の位置に配置されるため、本発明はとりわけ正確に動作する。したがって、正確な関係が提供され、本発明の範囲において好適に利用される。
【００２６】
特に自動的な大量生産の分野において、磨耗したドレスツールを用いて不具合のある研磨ツールが生産され、こうした研磨ツールを用いて不適切な歯車が生産される前の適時に、本発明を用いて、これを阻止することができる。
【００２７】
本発明を利用することにより、研磨マシンは、より安価になり、特定の状況下において、マシン加工をより正確に行うことができる。
【００２８】
本発明は、ＣＮＣ制御された曲がり歯傘歯車の研磨マシンや平歯車の研磨マシンに採用することができる。
【００２９】
本発明は、マシン性能の最適化した利用、ドレス処理工程の自動化の改善、および不良率が低く、再現性の高い超高精度を可能にするものである。
【００３０】
本発明は、ドレスローラの交換時期を長くして、ドレスローラを過剰に頻繁に交換することを防止することができる。本発明を採用することにより、プロファイルの再現性をより高くし、ドレスローラの寿命を伸ばすことができる。
【００３１】
本発明に係る方法によれば、ドレスツールがある程度摩耗した場合であっても、研磨ツールをドレス処理するために使用することができるように、マシン内の事前設定（プログラム）されたドレスツールのドレス処理動作を実施することができる。このように、ドレスツールの交換時期を最適化することができる。
【００３２】
これは、経路特定方法である。
【００３３】
本発明は、ダイヤモンドコーティング、窒化ホウ素コーティング（たとえば立方晶窒化ホウ素、ＣＢＮ（登録商標））、炭化ケイ素コーティング、および酸化アルミニウムコーティングを有する研磨ツールのすべてに対して適用することができる。
【００３４】
きわめて良好な制度を実現するために、研磨マシンは、ときどき、マシンベッドに固定的に接続されたダイヤモンドドレスローラとともに設けられる。すなわちダイヤモンドドレスローラは、（自らの回転軸を除いて）追加的なマシン軸を必要としない。このような場合、実施形態に依存するが、研磨ツールを回転させながら、ダイヤモンドドレスローラに近づけるように移動させ、研磨により、プランジ本体に写像することができる。
【００３５】
プランジ本体の静的剛性および動的剛性、ならびに軸固定または固定が、この方法の正確性に大きな影響を与える。したがって、プランジ本体は、すべての実施形態において、マシンに固定的に接続され、好適にはマシンベッドに固定的に接続される。
【００３６】
好適には、すべての実施形態において、研磨により、表面形状がプランジ本体に写像されるときに、冷却ノズルがプランジ本体の領域に固定されて、冷却用潤滑油の注入を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
添付図面を参照して、例示的な実施形態に基づいて、本発明のさらなる詳細および利点について以下説明する。
【図１】歯間ギャップの歯フランクをマシン加工しているときの研磨ディスクの一部を示す概略的な側面図である。
【図２】冠歯車の歯間ギャップの歯フランクをマシン加工しているときの研磨カップ歯車の一部を示す概略的な断面側面図である。
【図３】研磨カップ歯車を有する研磨マシンの一部を示す概略的な断面側面図であって、研磨ディスクを用いて、研磨カップ歯車の周縁外側部がドレス処理される（研磨ディスクを用いて、周縁内側部をドレス処理する場合を破線で示す。）。
【図４】平歯車を研磨するための研磨ディスク、ドレスディスク、および本発明に係るプランジ本体部の概略図である。
【図５Ａ】研磨ディスクの転写領域を押圧しているときの研磨ディスクおよびドレスディスクを示す、きわめて概略的な図である。
【図５Ｂ】プランジ本体に転写しているときの研磨ディスを示す、きわめて概略的な図である。
【図５Ｃ】研磨ディスクの転写領域をプランジ本体に押圧している様子を示す、きわめて概略的な図である。
【図５Ｄ】プランジ本体のプロファイルを走査する様子を示す、きわめて概略的な図である。
【図６】図２による研磨マシンの概略的な側面図であって、研磨カップ歯車の部分的な断面を示し、研磨マシンは、プランジ本体と座標走査センサとを備えている。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本願明細書で用いられる用語は、関連する刊行物および特許でも用いられている。しかし、これらの用語は、発明をより十分に理解するためにのみ用いられる点を留意されたい。本発明の理念および特許クレームの保護範囲は、特別に選択された用語の解釈により限定されるものではない。本発明は、他の用語体系および／または技術分野に容易に転用することができる。したがって、これらの用語は別の技術分野に適用させることができる。
【００３９】
各図面は、概略的なものであり、実寸大のものではない。
【００４０】
大幅に簡略化した図４の概略図に基づいて、本発明の原理について以下説明する。図４は、研磨マシン１００の必須の構成部品、およびこれらの構成部品の基本的な（相対的な）移動を示すものである。
【００４１】
（プロファイル）研磨ディスク１０の側面が図示され、研磨ディスクはツール軸Ｒ１の周りで回転するように駆動することができる。研磨ディスクの回転動作は符号ω１で表される。（フォーム）ドレスディスク３０が同様の縮尺で図示されている。ドレスディスク３０は、ドレス軸Ｒ３の周りで回転するように駆動することができる。この回転動作は符号ω３で表される。図４の概略図を複雑にしないようにするため、いわゆるマシン加工移動に従って、ドレスディスク３０を研磨ディスク１０に対して移動させる様子をブロック矢印（太矢印）Ｚ１で示す。対応する移動Ｚ１は、ドレスディスク３０または研磨ディスク１０により実施することができる。これは、研磨ディスク１０がワークピース１（たとえば図１に係るワークピース１）の歯間ギャップに案内されるときに実施されるマシン加工移動とは関係がなく、むしろ従来技術として広く知られたようにドレスディスクを用いて研磨ディスク１０の定期的なドレス加工（ドレス処理）に関連するものである。通常、マシン加工移動Ｚ１は、３次元空間におけるＣＮＣ制御された相対的な移動である。
【００４２】
本発明によれば、研磨ディスク１０に対し、ドレスツール３０を所定期間毎に予定した相対的移動を実施し、これをここではＺ２として表す。この相対的移動Ｚ２を行っている間、ドレスツール３０の少なくとも１つの輪郭領域が、研磨ツール１０またはこの作業のためにチャック（軸固定）された特別の研磨ツールの転写領域ＴＢに転写される。この特別の研磨ツールは、ドレスツール３０を測定するためにのみ用いられる研磨ツールである。転写領域ＴＢの用語は、ワークピース（たとえば、図１に示すワークピース１）を研磨マシン加工するために用いられる研磨ツール１０の領域ではないことを示すために用いられ、または特別の研磨ツールの領域に関連することを示すために用いられ、この特別の研磨ツールはワークピースの研磨マシンのために用いられるものではない。図４に示す研磨ディスクにおいて、転写領域ＴＢは、たとえば図４に示すように一方の端部表面１１に形成することができる。ブロック矢印は、相対的移動Ｚ２を示すが、図示された実施例の転写領域ＴＢに対して斜め方向に向いている。
【００４３】
本発明の必須のステップとして、ドレスツール３０の輪郭領域が研磨ツール１０の転写領域ＴＢに転写される。好適には、ドレスツール３０の輪郭領域のみが転写され、これが研磨ディスク１０の定期的なドレス処理中に用いられる。ドレスツール３０の他のすべての領域のイメージ形成が絶対に必要とは限らない。
【００４４】
ここで次のステップとして、相対的なインフィード（送込み）移動Ｚ３が実施され、図４では、別のブロック矢印で示されている。この相対的インフィード移動Ｚ３に関連して、プランジ本体４０に接近するように研磨ツール１０の転写領域ＴＢを移動させ、プランジ本体は、マシン内で移動可能な本体部に対して静止し、または本体部に固定されている。図４において、プランジ本体４０は、長方形（たとえば長方形状のシート金属部材）として図示されている。プランジ本体４０の静的剛性または動的剛性および把持または固定が、本発明に係る方法の正確性に大きな影響を与え、プランジ本体４０は、すべての実施形態において、好適にはマシン１００に固定的に接続され、好適にはマシンベッドに固定的に接続される。こうした固定的な接続（必要ならば、着脱自在である固定的な接続）を、図４では参照符号４１で表している。
【００４５】
そして研磨ツール１０の回転軸Ｒ１の周りの回転動作ω１が実施されるとともに、予定した相対的なプランジ移動の範囲内で、研磨ツール１０の転写領域ＴＢがプランジ本体４０を構成する部材にプランジ（押圧）される。転写領域ＴＢのトポグラフィの転写がネガ（陰画）のトポグラフィの形態で実施されるように、予定した相対的なプランジ移動が実施され、すなわち研磨ツール１０の転写領域ＴＢはプランジ本体４０に「写像」される。転写領域ＴＢは、ドレスディスク３０の輪郭を用いて先にマシン加工されているので、転写領域ＴＢのトポグラフィが転写されるとき、ドレスディスク３０の輪郭のネガの「写像」がプランジ本体４０上に実施される。本発明の範囲において、研磨ツール１０の転写領域ＴＢは、形態を伝える仲介物（橋渡し役）としてのみ用いられる。
【００４６】
ドレスディスク３０の瞬間的な実際の形態がプランジ本体４０に転写された後、プランジ本体４０のネガのトポグラフィ（ネガ形態ＮＦともいう。）が、マシン１００の自動走査動作により、座標走査センサを用いて検出される。座標走査センサにより検出された走査信号は、コンピュータへ送信される。このコンピュータは、すべての実施形態においてマシン１００の一部であってもよいし、通信技術を用いてマシン１００に接続可能な（現場の）コンピュータであってもよい。
【００４７】
コンピュータを用いて、座標情報の少なくとも１つの項目を計算で特定することにより、ドレスツール３０の実際の表面形状について説明することができる。この座標情報の項目は、たとえばドレスツール３０の瞬間的な最大値であってもよい。
【００４８】
図５Ａ〜図５Ｄを参照して、相当に簡略化した具体例に基づいて、上記原理をさらに明確に以下説明する。
【００４９】
図５Ａは、ドレスツール３０を図４に比して９０度だけピボット回転させた後に（特別な場合には、ドレスツール３０を元の位置に配置したままで研磨ツール１０を回転させることができる）、ドレスツール３０が研磨ツール１０の端部表面１１の転写領域ＴＢに相対的移動Ｚ２の範囲で押圧（プランジ）する様子を示す。簡略化して分かり易くするために、図示した実施例においては、ドレスツール３０は、ツール軸Ｒ１の方向と平行に転写領域ＴＢに押圧する。少なくともこの押圧（プランジ）ステップの間、ドレスツール３０および研磨ツール１０の両方が回転し（すなわち、ω１≠０；ω３≠０）、ツール軸Ｒ１と同心円上にリング状の「トラック」が転写領域に形成される。この「トラック」は、ドレスツール３０の輪郭のネガ形態ＮＦを表す。
【００５０】
研磨ツール１０の粗い表面を走査（スキャン）することは、上述のように、不都合と関連するので、次のステップで、このネガ形態ＮＦがプランジ本体４０に転写される。このステップは、図５Ｂに概略的に図示されている。このステップにおいて、相対的インフィード（送込み）移動Ｚ３が実行され、この相対的インフィード移動の範囲において、研磨ツール１０の転写領域ＴＢが、静止した（マシン１００に固定された）プランジ本体４０に近接するように移動するか、またはマシン内で移動可能なプランジ本体４０の方向に移動する。図５Ｂでは、プランジ本体４０は長方形（たとえば長方形状のシート金属部材）として図示されている。
【００５１】
図５Ｃは、予定した相対的押圧移動を実施することにより、研磨ツール１０の転写領域ＴＢがプランジ本体４０の構成部材に転写される様子を示すものである。プランジ移動Ｚ４を実行している間、転写領域ＴＢのトポグラフィがプランジ本体４０に転写される。ドレスツール３０のトポグラフィまたは輪郭に関連して、プランジ本体４０に転写された形態は、ポジのトポグラフィ（ポジ形態ＰＦともいう。）
【００５２】
図５Ｄに概略的に示すように、このポジ形態ＰＦを度量衡学的に検出できるようにするためには、座標走査センサ１５１を用いて、プランジ本体４０のトポグラフィＰＦの自動走査動作を実施する。静止した固定プランジ本体の場合には、感触器（フィーラー）が衝突しないように走査させる必要がある。プランジ本体が可動式本体に固定された場合、この本体は、最適な位置に移動することができる。この走査は、接触式または非接触式に行うことができる。この目的に適したさまざまな方法および手段が知られており、当業者ならば問題なく使用することができる。図５Ｄの座標系Ｋにより、ポジ形態ＰＦを走査するために、座標走査センサ１５１をポジ形態ＰＦに対応させて案内することができる。走査中、走査信号ｓ１が出力される。この走査信号ｓ１は、図５Ｄの破線で示すように、座標走査センサ１５１からコンピュータ１５０に送信される。
【００５３】
走査信号ｓ１に基づいて、コンピュータ１５０は、たとえば全体的なポジ形態ＰＦ、または必要に応じてポジ形態ＰＦの１つまたはそれ以上の詳細態様を決定（計算）する。１つまたはそれ以上の座標変換において、コンピュータ１５０は、走査信号ｓ１から直接的に、または中間的なステップを介して、ドレスツール３０の実際の表面形状に関して記述できる座標情報の少なくとも１つの事項を決定することができる。当分の間は、すべての転写ステップがロスなく実施され、不正確性が生じないと仮定する場合、プランジ本体４０に対するポジ形態ＰＦは、ドレスツール３０の瞬間的な実際の形態または実際の表面形状に１対１で対応する。ドレスツール３０が単純で、かつ軸Ｒ１に平行な直線的な押圧（プランジ）移動を用いて転送領域に押圧されたとする場合にのみ、この単純化した仮定は適用される。プランジ移動ステップ中にさらなる動作が実行された場合（たとえば、研磨ツール１０に対してドレスツール３０を相対的にピボット回転させた場合）、ドレスツール３０の実際の形態または実際の表面形状を特定／計算するときに、相対的移動を考慮する必要がある。これらの相対的移動が予定した相対的なプランジ移動に関係するため、すべての場合において、相対的移動を考慮する必要がある。すなわち、コンピュータ１５０は、これらのプランジ移動Ｚ４を知っておく必要があり、または座標系Ｋにおいて画像形成することができる。
【００５４】
本発明により実施される転写ステップは、実際にやってみると、常に正確でないので、実際の態様または実際の表面形状を特定／計算する場合には、許容誤差が含まれるものと理解する必要がある。
【００５５】
たとえば、ドレスツール３０の最大直径が時間とともに減少する（摩耗により直径が徐々に小さくなる）場合には、図５Ｄに示すポジ形態ＰＦも同様に徐々に小さくなる。ドレスツール３０の（軸Ｒ３に平行な方向の）厚みが時間とともに小さくなる（摩耗により厚みが徐々に小さくなる）場合、図５Ｄに示すポジ形態ＰＦも同様に徐々に狭くなる。
【００５６】
好適には、ドレスツール３０を用いた研磨ディスク１０のドレス処理中に、相対的なマシン移動（ドレス移動）に的確に適応させる目的のために、本発明に従い、上述した座標情報の少なくとも１つの事項を用いる。たとえば、ドレスツール３０の最大直径が小さくなった場合、その状況にもかかわらず、研磨ディスク１０と接触したままドレスツール３０を移動させることができるように、図５Ａに示す相対的インフィード（送込み）移動Ｚ２を大きくする必要がある。コンピュータ１５０は、この事実から座標情報のさまざまな事項をすでに導き出すことができる。たとえば、新しいドレスディスク３０を用いる（すなわちドレスディスク３０目標となる形態を有する）とき、座標ｚ２＝０で研磨ディスク１０と転写領域ＴＢとが接触する場合、後の時点で、摩耗したドレスディスク３０のプランジ処理中、座標位置ｚ２で接触する時点で、接触を決定することができる。たとえば、接触時点での座標ｚ２が１ｍｍ（ｚ２＝１ｍｍ）である場合、ドレスディスク３０の半径は１ｍｍだけ小さくなっている。
【００５７】
ドレスツール３０のトポグラフィまたは輪郭のその他の変化により、通常、周方向の縮小の追加をもたらす（周方向にさらに縮小させるので）、好適な実施形態では、ＣＮＣ制御動作シーケンスは、変化する実際のトポグラフィに対して２次元または３次元で適用される。
【００５８】
本発明に係る１つの実施形態によれば、ドレスツール３０を交換すべきときに達した場合の少なくとも１つの制限値を予め設定することができる。
【００５９】
追加的または択一的に、たとえば座標走査センサ１５１を用いて、または別の走査ツールもしくは走査センサを用いて、プランジ本体４０上のポジ形態ＰＦの表面を観察して、センサ信号を解析することにより、ドレスツール３０の表面変化を適時に認識することができる。マシン１００に設けた座標走査センサ１５１に追加して、こうした別の走査ツールまたは走査センサを設けてもよい。
【００６０】
図６は、図２の研磨マシン１００の概略的な側面図であって、研磨カップ歯車１０の部分的な断面が図示され、研磨マシン１００は、プランジ本体４０と座標走査センサ１５１とを備えている。
【００６１】
図６に示す具体的な実施形態において、研磨ツール１０として研磨ディスクが用いられ、研磨ディスクは、後方領域１２に転写領域ＴＢを有する（ここではツールスピンドル１０１の方向に面している）。転写領域ＴＢは、わずかに円錐台状表面に沿ったリング状に延びている。
【００６２】
すべての実施形態において、プランジ本体４０は、マシンベッド１０２に直接的に接続されるか、またはマシン１００内で移動可能な本体に接続される。好適には、すべての実施形態において、安定実装部４２を用いて、プランジ本体４０を一定の位置に安定して軸固定することができる。図示した実施形態において、ＣＮＣ制御動作による問題が生じることなく、研磨ツール１０の転写領域ＴＢと最前領域４３との間の必要とされる接触が得られるようにプランジ本体４０の最前領域４３が配置される。図示された実施例では、研磨ツール１０を含むツールスピンドル１０１は、接触するために、ｚ２方向とは反対方向であって、おそらくはＲ１軸とは平行な直線的移動を行う必要がある。
【００６３】
図６に示すように、座標測定システム１６０の一部として、座標走査センサ１５１は、すべての実施形態において、マシン１００のマシンベッド１０２に接続されることが好ましい。座標測定システム１６０は、測定タワー１６１を備え、測定タワーは、たとえば正確に案内された可動式ブーム１６２を有する。ブーム１６２は、たとえばクリンゲルンベルク株式会社（Klingelnberg GmbH）の欧州特許第1589317B1号に記載された平行四辺形構造を有するキャリッジシステムを有していてもよい。測定タワー１６１に記載された座標系Ｋは、本発明に係るすべての実施形態で用いられる３次元測定システム１６０であることを示すものである。
【００６４】
ドレスツール３０の相対的なトポグラフィが転写領域ＴＢに接触できるようにするためには、上述のように、対応する相対的動作を行う必要がある。対応する軸がここに図示されている。相対的移動は、好適には、本発明に係るすべての実施形態において、ＣＮＣコントローラ５０により制御／調整される。
【００６５】
図６には、ＣＮＣコントローラ５０が上記コンピュータ１５０の機能を果たすことが可能であること、およびその逆も可能であることが図示されている。ただし、ＣＮＣコントローラ５０およびコンピュータ１５０は独立して具現化することができる。
【００６６】
本発明は、すべての実施形態において、ＣＮＣ制御マシン１００内で用いられることが好ましく、ＣＮＣ制御マシンは、ＣＮＣコントローラ５０、および研磨ツール１０を回転駆動可能に固定するためのツールスピンドル１０１を有する。さらにマシン１００は、ドレスツール３０を含むドレススピンドル３１を有するデバイス３２を有する。マシン１００は、走査センサ１５１を担持する座標測定システム１６０を有する。マシン１００は、これに接続されたプランジ本体４０を追加的に有する点において区別される。研磨ツール１０がツールスピンドル１０１のツール軸Ｒ１の周りに回転しているとき、研磨ツール１０の転写領域ＴＢがプランジ本体４０に接触するように研磨ツール１０を移動させることができるように、プランジ本体４０はマシン１００の内部に配設される。さらに、研磨ツール１０がツールスピンドル１０１のツール軸Ｒ１の周りに回転しているとき、および／またはドレスツール３０がドレススピンドル３１のドレス軸Ｒ３の周りに回転しているとき、ドレスツール３０が研磨ツール１０の転写領域ＴＢに接触するようにドレスツール３０を移動させることができる。
【００６７】
好適には、マシン１００のすべての実施形態は、ソフトウェアモジュールＳＭ（図６参照）を有し、ソフトウェアモジュールは、座標測定システム１６０の信号を分析し、座標情報の少なくとも１つの事項を決定する目的で設計され、ドレスツール３０の実際の表面形状について記述することができる。
【００６８】
ソフトウェアモジュールＳＭは、好適には、すべての実施形態において、座標情報の事項を決定するために、少なくとも１つのコンピュータ座標変換が実施される。
【００６９】
好適には、本発明に係るすべての実施形態は、ドレスツール３０の磨耗に対する再位置合わせ（再配置）または補償を有する。ＣＮＣコントローラ５０および／またはコンピュータ１５０は、この目的のため、マシン１００のＣＮＣ制御動作シーケンスに対して作用することができる。
【００７０】
ソフトウェアモジュールＳＭは、好適には、すべての実施形態において、ドレスツール３０が許容誤差の値から外れることを、ドレスツール３０の実際の表面形状に関する記述が示す場合、および／または他の評価規準が合致する場合に、メッセージまたは信号が出力されるように設計される。
【００７１】
ソフトウェアモジュールＳＭは、好適には、すべての実施形態において、メッセージまたは信号がドレスツール３０を交換させるように設計される。
【符号の説明】
【００７２】
１…ワークピース、１０…研磨ディスク、１１…研磨ツールの端部表面、３０…ドレスディスク、３１…ドレススピンドル、３２…デバイス、４０…プランジ本体、４２…安定実装部、４３…最前領域、５０…ＣＮＣコントローラ、１００…研磨マシン、１０１…ツールスピンドル、１０２…マシンベッド、１５０…コンピュータ、１５１…座標走査センサ、１６０…３次元座標測定システム、１６１…測定タワー、１６２…可動式ブーム、Ｒ１…ツール軸、Ｒ３…ドレス軸、ω１…研磨ディスクの回転動作、ω３…ドレスディスクの回転動作、ＴＢ…研磨ツールの転写領域、ＮＦ…ネガ形態、ＰＦ…ポジ形態、ＳＭ…ソフトウェアモジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【外国語明細書】
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