(57)【要約】      （修正有）【課題】歯車ワークピースを創成研削するための方法において再現性よく高い研削加工の精度、高い効率性を有する研削機械に用いる制御装置、ソフトウェアを提供する。【解決手段】創成研削中に、ウォーム砥石車２は工具回転軸Ｂの周りに回転駆動し、歯車ワーク−ピースＷ１はワークピース回転軸Ｃの周りに回転駆動し、ウォーム砥石車２と歯車ワーク−ピースＷ１の間で相対移動が行われ、回転駆動可能なドレッシングユニット４によって実行されるウォーム砥石車２のドレッシング手順後に、ウォーム砥石車２と歯車ワークピースの間で、工具回転軸に対して平行に相対的なシフト移動を行うステップと、ウォーム砥石車と歯車ワークピースの間で、ワークピース回転軸に対して平行または斜め方向に、軸平行な相対移動を行うステップと、を実行し、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率が規定され、比率は可変である。【選択図】図１
2019181688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレッシング可能なウォーム砥石車（２）を使用して、歯車ワーク−ピース（Ｗ１）を創成研削する方法であって、創成研削中に、ウォーム砥石車（２）は工具回転軸（Ｂ）の周りに回転駆動し、歯車ワーク−ピース（Ｗ１）はワークピース回転軸（Ｃ）の周りに回転駆動し、ウォーム砥石車（２）と歯車ワーク−ピース（Ｗ１）の間で相対移動が行われ、
回転駆動可能なドレッシングユニット（４）によって実行されるウォーム砥石車（２）のドレッシング手順後に、
ウォーム砥石車（２）と歯車ワークピース（W１）の間で、工具回転軸（B）に対して平行に相対的なシフト移動を行うステップと、
ウォーム砥石車（２）と歯車ワークピース（W１）の間で、ワークピース回転軸（C)に対して平行または斜め方向に、軸平行な相対移動を行うステップと、を実行し、
シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率は、可変であり、ドレッシング手順後の歯車ワークピースの創成研削中には、ドレッシング手順前の歯車ワークピースの創成研削中とは異なる比率が用いられるように規定される、創成研削方法。
【請求項２】
ウォーム砥石車（２）の直径（ｄ０）は、ドレッシング手順ごとに小さくなり、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率が変化する、請求項１に記載の創成研削方法。
【請求項３】
ウォーム砥石車（２）の直径（ｄ０）は、ドレッシング手順ごとに小さくなり、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率がドレッシング手順後ごとに増大する、請求項１に記載の創成研削方法。
【請求項４】
シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率の変更は、工具特有の係合密度（ＥｇＤ）に基づき行われる、請求項１に記載の創成研削方法。
【請求項５】
準備方法段階において、ウォーム砥石車（２）の歯側部上の接触線（ｋＢＬ）の形状が決定され、接触線（ｋＢＬ）は、創成研削中に歯車ワークピース（Ｗ１）とウォーム砥石車（２）の接触から生じ、隣接する少なくとも２本の接触線（ｋＢＬ）の互いの間隔は、係合密度（ＥｇＤ）を長さの単位あたりの接触回数として計算するように決定される、請求項１から３のいずれかに記載の創成研削方法。
【請求項６】
係合密度（ＥｇＤ）に基づいて、歯車ワークピース（Ｗ１）の創成研削のための研削戦略が決定され、研削戦略は、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率の変更を含む、請求項５に記載の創成研削方法。
【請求項７】
係合密度（ＥｇＤ）に基づいて、シフト移動量と軸平行な相対移動量（２）との比率が決定される、請求項５に記載の創成研削方法。
【請求項８】
シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率の変更は、係合密度（ＥｇＤ）が歯車ワークピース（Ｗ１）の創成研削中に一定またはおよそ一定であるように行われ、一方でウォーム砥石車（２）の直径（ｄ０）は、ドレッシング手順の実行によって小さくなる、請求項５から７のいずれかに記載の創成研削方法。
【請求項９】
係合密度（ＥｇＤ）は、ウォーム砥石車（２）のらせん線路に沿って、またはウォーム砥石車（２）の歯の長手方向に沿って定義される、請求項５から７のいずれかに記載の創成研削方法。
【請求項１０】
係合密度（ＥｇＤ）は、工具１回転あたりのらせん移動量の逆数として定義される、請求項５から８のいずれかに記載の創成研削方法。
【請求項１１】
研削機械（１００）であって、ウォーム砥石車（２）を収容して回転駆動するためのスピンドル（１）と、歯車ワークピース（Ｗ１）を収容して回転駆動するためのスピンドル（３）と、ドレッシング装置（４）を収容して回転駆動するためのドレッシング装置（１１２）と、創成研削のために、およびドレッシングのためウォーム砥石車（２）とドレッシングユニット（４）間の相対移動を行うために、ウォーム砥石車（２）と歯車ワークピース（Ｗ１）の間で相対移動を行うように設計された複数の数値制御される軸と、を有し、
研削機械（１００）は、制御装置（１１０）を備え、制御装置（１１０）は、ドレッシング後にウォーム砥石車（２）と歯車ワークピース（Ｗ１）の間で、軸平行な相対移動と相対シフト移動が行えるように研削機械（１００）に接続可能であり、
シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率は、可変であり、ドレッシング手順後の歯車ワークピースの創成研削中には、ドレッシング手順前の歯車ワークピースの創成研削中とは異なる比率が用いられるように規定可能である、研削機械（１００）。
【請求項１２】
研削機械（１００）および／または制御装置（１１０）は、準備方法段階において、ウォーム砥石車（２）上の接触線（ｋＢＬ）の形状が決定可能となるように設計され、接触線（ｋＢＬ）は、創成研削中に歯車ワークピース（Ｗ１）とウォーム砥石車（２）の接触から生じ、隣接する少なくとも２本の接触線（ｋＢＬ）の互いの間隔は、係合密度（ＥｇＤ）を長さの単位あたりの接触点の数として計算可能となるように決定できる、請求項１１に記載の研削機械（１００）。
【請求項１３】
研削機械（１００）および／または制御装置（１１０）は、創成研削のための、および歯車ワークピース（Ｗ１）のドレッシングのための研削戦略を、係合密度（ＥｇＤ）に基づいて定義するように設計され、研削戦略は比率を定義することを含む、請求項１１または１２に記載の研削機械（１００）。
【請求項１４】
研削機械（１００）および／または制御装置（１１０）は、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率を、係合密度（ＥｇＤ）に基づいて定義するように設計される、請求項１１または１２に記載の研削機械（１００）。
【請求項１５】
係合密度（ＥｇＤ）は、ウォーム砥石車（２）のらせん線路に沿って、またはウォーム砥石車（２）の歯の長手方向に沿って定義可能である、請求項１１から１３のいずれかに記載の研削機械（１００）。
【請求項１６】
係合密度（ＥｇＤ）は、工具１回転あたりのらせん移動量の逆数として定義可能である、請求項１１から１４のいずれかに記載の研削機械（１００）。
【請求項１７】
係合密度（ＥｇＤ）は、ウォーム砥石車（２）のらせん線路に沿って、またはウォーム砥石車（２）の歯の長手方向に沿って定義可能である、請求項１１から１５のいずれかに記載の研削機械（１００）。
【請求項１８】
係合密度（ＥｇＤ）は、工具１回転あたりのらせん移動量の逆数として定義可能である、請求項１１から１６のいずれかに記載の研削機械（１００）。
【請求項１９】
研削機械（１００）は、コンピュータまたはコンピュータに接続するためのインターフェースを備え、コンピュータは、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率を規定するように設計される、請求項１１に記載の研削機械（１００）。
【請求項２０】
研削機械（１００）は、コンピュータまたはコンピュータに接続するためのインターフェースを備え、コンピュータは、準備方法段階において、ウォーム砥石車（２）の歯側部上の接触線（ｋＢＬ）の形状を決定可能なように設計され、接触線（ｋＢＬ）は、創成研削中に歯車ワークピース（Ｗ１）とウォーム砥石車（２）の接触から生じ、隣接する少なくとも２本の接触線（ｋＢＬ）の互いの間隔は、係合密度（ＥｇＤ）を長さの単位あたりの接触点の数として計算可能となるように決定できる、請求項１１に記載の研削機械（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題事項は、歯車ワークピースを創成研削するための方法である。特に、複数回ドレッシング（目直し）可能なウォーム砥石車（ねじ状砥石）を使用して歯車ワークピースの創成研削を行うための装置と方法に関する。さらに，歯車ワークピースの創成研削のための制御装置を有する研削機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例示的な研削機械１００の要素が図１に示されている。この図では不可欠な要素のみが示される。具体的には、研削工具２を含む工具スピンドル１と、ワークピースＷ１を有するワークピーススピンドル３である。さらに、この図ではいくつかの軸が示され、それらの軸はワークピースＷ１の創成研削のために利用できる。これらは３つの直線軸Ｘ，Ｙ，Ｚである。さらに、研削工具の回転駆動を可能にするための回転軸Ｂがある。研削工具２を含む工具軸１は、ウォーム砥石車２のピッチをワークピースＷ１の傾斜角に対応させるように、旋回軸Ａの周りを旋回できる。図１に基づいて、研削工具２を使用したワークピースＷ１の創成研削を実行可能とするために、線形、回転、および旋回の一連の協調的な運動全体が要求されることがわかる。
【０００３】
前述のような研削機械１００の費用効果に影響する要因の１つは、研削工具２（ここではウォーム砥石車の形態である。）の耐用年数である。工具２が早く摩耗するほど、工具２を使用して加工可能なワークピースＷ１の数は少なくなる。したがって、可能な限り高い費用効率でウォーム砥石車２を使用するための様々な戦略が存在する。
【０００４】
とりわけ、様々なシフト方法が用いられる。連続シフト（斜めシフトと称されることもある。）は、研削機械１００が、ウォーム砥石車２をワークピースＷ１に対して動かすために、Ｚ軸に平行な連続シフト移動を行う手順である。この形態のシフトによって、ウォーム砥石車２の新しい領域、および/または充分に鋭利な砥粒を有する領域が使用されることが保証される。シフトによって、歯車ワークピースＷ１の幾何学的精度が保証されるだけでなく、歯側部における熱損傷も大幅に防ぐことができる。
【０００５】
非連続シフト方法もあり、それは例えば、ウォーム砥石車２が粗削りのための領域と仕上げのための領域という異なる領域に分割されることに基づくシフト方法である。
【０００６】
ワークピースＷ１の加工後に、その都度シフトが行われるシフト方法もある。例えば、次のワークピースを加工するために、ウォーム砥石車２の別の領域を使用可能にするシフト方法がある。
【０００７】
さらに、ワークピースＷ１を全歯幅ｂ２にわたって研削するために必要な研削ストロークが行われる。研削ストロークは、Ｗ１が平歯状の平歯車の場合、図１に示されるように、機械１００のＸ軸に平行なウォーム砥石車２の線形移動を含む。
【０００８】
連続シフトのためのシフト方法は、先行技術によれば、典型的に、ストローク移動量に対するシフト移動量の比率によって決定される。すなわち、ウォーム２の連続オフセットの絶対値は、ストローク移動量に対するシフト移動量の一定の比率によって決定される。この定義は、特にストロークによって生じうる。これらのシフト戦略において、シフト移動量はウォーム軸（ここではB軸と称する。）に沿った、すなわち、ウォーム幅ｂ０に沿った長さであり、ストローク移動量は、ワークピース軸（ここではC軸と称する。）に沿った長さである。
【０００９】
さらに、ウォーム砥石車２の歯が、歯車ワークピースW１の歯溝に最終深度まで達するために、送り込み運動が行われる。送り込み運動は、図１の例において機械１００のY軸に平行に生じる。
【００１０】
ウォーム砥石車を使用する創成研削をさらに最適化する必要がある。
【発明の概要】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、再現性よく高い研削加工の精度を有し、それでもなお高い効率性を有する、歯車の創成研削加工のための研削機械に用いる制御装置またはソフトウェアを開発することである。さらに，効率性の改善に寄与する適切な方法が提供される。
【００１２】
特に、この目的は、一連のワークピースの研削加工に関して均一に高い精度を可能にする、平歯車の創成研削のための研削機械を提供することに関する。
【００１３】
対応する本発明の方法は、請求項１の特徴によって識別される。対応する本発明の研削機械は、請求項１１の特徴によって識別される。
【００１４】
歯車ワーク−ピースの創成研削方法は、ドレッシング可能なウォーム砥石車を使用する。ウォーム砥石車は工具回転軸を中心に回転駆動し、一方で歯車ワーク−ピースはワークピース回転軸を中心に回転駆動する。さらにウォーム砥石車は、創成研削中、歯車ワークピースに対して創成研削運動を行う。ウォーム砥石車は、随時または必要時にドレッシング手順を受ける。ウォーム砥石車をドレッシングするために用いられるドレッシング手順後に、歯車ワークピースの創成研削のために、
工具回転軸に平行な、歯車ワークピースに対するウォーム砥石車のシフト移動と、
好ましくは工具回転軸に垂直または斜めである、ワークピース回転軸に平行または斜めで軸平行な相対移動と、が実行される。
シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率は、可変であり、ドレッシング手順後の歯車ワークピースの創成研削中には、ドレッシング手順前の歯車ワークピースの創成研削中とは異なる比率が用いられるように規定される。
【００１５】
比率の変更は、下記の歯車ワークピースの創成研削中に効果があるように、ドレッシング前、ドレッシング中、またはドレッシング後に実行できる。
【００１６】
実施形態の少なくとも一部において、創成研削は、それぞれの場合について一定の比率で実行される。
【００１７】
実施形態の少なくとも一部において、「変数」（「可変」）という用語は、言及された比率が一定でないことを明確にするために用いられる。
【００１８】
実施形態の少なくとも一部において、「変数」（「可変」）という用語は、言及された比率が、好ましくはウォーム砥石車のドレッシング後にその都度、段階的に適応されることを明確にするために用いられる。
【００１９】
実施形態の少なくとも一部は、シフト移動の特殊な形態を含む。シフト移動の特殊な形態は、ドレッシング手順の実行後、複数の歯車ワークピースの創成研削中に行われる。
【００２０】
実施形態の少なくとも一部において、ドレッシング可能なウォーム砥石車が使用され、ウォーム砥石車は複数回ドレッシングされることが可能である。ウォーム砥石車の直径は、ドレッシングによって小さくなり、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率は、ウォーム砥石車の直径が小さくなるにつれて変更される。すなわち、これらの実施形態において、ストローク移動量に対するシフト移動量の固定の比率は用いられず、この比率は意図的に段階的に適応される。用語「ストローク移動」は、技術文献において一般的になってきたため、本明細書で用いられる場合がある。これは、ウォーム砥石車と歯車ワークピースとの間の相対移動を意味し、ワークピース回転軸に対して軸平行または斜め方向に伸びる。この軸平行な相対移動は、例えば、単一の直線軸（ストローク軸と呼ばれる場合もある。）の作動によって、または１つの機械における複数の運動の重ね合わせによって生成されることが可能である。
【００２１】
実施形態の少なくとも一部において、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率の変更は、工具特有の変数である係合密度に基づいて、ワークピース回転軸に対して平行または斜め方向に行われる。この比率の変更は、創成研削中に連続的に行われるのではなく、（段階的にという意味で）非連続的に、例えば、各ドレッシング手順後または何回かのドレッシング手順後に行われる。
【００２２】
実施形態の少なくとも一部において、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率の変更は、工具特有の変数として設計された係合密度に基づいて、ワークピース回転軸に平行または斜め方向に行われる。シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率の変更は、実際の歯車ワークピースの創成研削中に、係合密度が一定またはおよそ一定に保たれるように行われる。
【００２３】
実施形態の少なくとも一部において、使用される研削機械は、ウォーム砥石車を収容し回転駆動するための少なくとも１つの１つのスピンドルと、歯車ワークピースを収容し回転駆動するためのスピンドルと、複数の数値制御された軸とを備える。数値制御された軸は、創成研削の目的のため、歯車ワークピースに対するウォーム砥石車の相対移動を行うように設計される。さらに、研削機械は、ドレッシング装置と制御装置を備え、制御装置は、ドレッシング手順後に、下記の手順が実行されるように研削機械に接続可能である。その手順は、ウォーム砥石車と歯車ワークピースの間の相対的で軸平行な相対移動を含み、当該相対移動は、ワークピース回転軸に対して平行または斜め方向に伸張する。当該手順は、ウォーム砥石車と歯車ワークピースの間の相対シフト移動を含む。シフト移動量と軸平行な相対移動量の間で比率が予め定義でき、比率は可変である。
【００２４】
実施形態の少なくとも一部において、制御装置は、各ドレッシング手順後、または２つかそれ以上のドレッシング手順後に、本発明の方法のステップを実行可能であるように、設計されるかまたはプログラム可能である。
【００２５】
本発明は、とりわけ平歯状の平歯車および斜歯（はすば）状の平歯車に適用されてもよい。本発明は、例えばべべロイド（すなわち、円錐歯車の歯を持つ歯車）に適用されてもよい。
【００２６】
実施形態の少なくとも一部は、好ましくは、複数回ドレッシングされたウォーム砥石車の最小の直径においてもなお信頼性があると証明された条件または技術的可能性に向けられる。すなわち、例えば、実際にそれ自体が証明されている工具特有の性能変数から始めることができる。この性能変数は、複数回のドレッシングにより最小許容直径に達したときのウォーム砥石車の研削能力に関する尺度である。ウォーム砥石車は最小許容直径に達してもなお良好で信頼できる研削性能を備えることが実験値からわかっているので、既知の研削性能に基づき、変更されたシフト方法に対する補外が実行可能である。
【００２７】
実施形態の少なくとも一部において、本発明は、ウォーム砥石車の研削能力の基準を用いる。これは、相対シフト移動量とストローク移動量（すなわち、ワークピース回転軸に平行または斜め方向で軸平行な相対移動量）との比率を、この基準に基づいて適応させるためである。
【００２８】
実施形態の少なくとも一部において、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率は、ワークピース回転軸に平行または斜め方向に規定され、かつ、可変である。
【００２９】
この可変性を技術的に妥当な方法で有用とするため、プロセス変数が定義される。プロセス変数は、ここでは例として、係合密度と呼ばれる。対応する実施形態において、係合密度に従ってシフト方法が適応される。
【００３０】
実施形態の少なくとも一部において、上限値の基準として、最小許容直径を有するウォーム砥石車の使用中にそれ自体が証明されている係合密度から始めることができる。ウォーム砥石車の使用中の技術的手段によって、上限値よりも大きい有効な係合密度は、ウォーム砥石車の他のいかなる領域でも生じないことが保証される。
【００３１】
実施形態の少なくとも一部において、研削機械は、コンピュータまたは（外部の）コンピュータに接続するためのインターフェースを備える。当該コンピュータは、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率を規定するように設計される。
【００３２】
実施形態の少なくとも一部において、研削機械は、コンピュータまたは（外部の）コンピュータに接続するためのインターフェースを備える。当該コンピュータは、準備方法段階において、ウォーム砥石車の歯側部上の接触線の形状を決定できるように設計される。当該接触線は、創成研削中に歯車ワークピースとウォーム砥石車の接触から生じる。隣接する少なくとも２本の接触線の互いの間隔が決定可能であり、これにより係合密度（ＥｇＤ）が長さの単位あたりの接触点の数として計算可能となる。
【００３３】
実施形態の少なくとも一部において、外部コンピュータは、例えば、内部または外部のネットワークを経由して研削機械のインターフェースに接続可能である。さらに、外部コンピュータは、例えば、シフト移動量と軸平行な相対移動量との比率を規定するように、および／または、比率の変更のための対応する規定をソフトウェアまたはソフトウェアモジュールによって転送するように使用可能である。
【００３４】
さらなる好ましい実施形態は、それぞれの従属請求項から推察できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明のさらなる詳細と利点は、例示的な実施形態と図の参照に基づいて以下で説明される。
【図１】研削工具を使用してワークピースの研削加工を行うために設計された研削機械の概略的な斜視図
【図２Ａ】基本的な用語がこの視点に基づいて定義される、例示的な平歯状の平歯車の概略的な側面図
【図２Ｂ】ウォーム砥石車がストローク運動なしで平歯車の研削に使用された場合に生じる接触線が示されている、図２Ａの平歯車の歯溝の概略的な拡大投影図
【図２Ｃ】ウォーム砥石車がストローク運動ありで平歯車の研削に使用された場合に生じる複数の接触線が示されている、図２Ａの平歯車の歯溝の概略的な拡大投影図
【図３Ａ】基本的な用語がさらにこの視点に基づいて定義される、例示的なウォーム砥石車の概略的な側面図
【図３Ｂ】ウォーム砥石車が平歯車の研削に使用された場合に生じる複数の接触線が示されている、図３Ａのウォーム砥石車の歯溝の概略的な拡大投影図
【図３Ｃ】１本の接触線のみが概略的形状で示された、図３Ａのウォーム砥石車の歯溝の非常に概略的な拡大展開状態図
【図３Ｄ】複数の接触線が概略的形状で示された、図３Ａのウォーム砥石車の単一のウォーム歯側部に関する非常に概略的な拡大展開状態図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
用語は、関連する文献や特許でも使用され、本説明に当たって使用される。しかしながら、これらの用語の使用は単に理解を助けるためである。発明の概念および特許請求の範囲の保護範囲は、特定の用語の選択による解釈に制限されない。本発明は、他の用語で表されるシステムおよび/または技術分野に容易に移転されうる。用語は、他の技術分野でも同様に用いられる。
【００３７】
図２Ａは、例示的な平歯状の平歯車Ｗ１の概略側面図を示す。基本的な用語は、この図面に基づいて定義される。平歯車Ｗ１は歯幅ｂ２を有し、軸Ｃを中心に回転するように配置される。歯の基部ＺＧは、図２Ａの中央に灰色で示される。歯の基部ＺＧの左に位置する長方形の領域は、ここでは左歯側部ＬＦを表す。歯の基部ＺＧの右に位置する長方形の領域は、ここでは右歯側部ＲＦを表す。
【００３８】
図２Ｂは、平歯車２Ａの一つの歯溝１１を拡大した概略投影図を示す。この概略図では、各歯側部は個別に投影されている。歯の基部ＺＧは、ここでも灰色で示されており、模式的に補われたものである。この特殊な形式の投影において、歯溝１１の左右の歯高ｈ２は、歯の基部ＺＧでの溝幅よりも充分に大きい。さらに歯側部ＬＦ，ＲＦ、および歯の基部ＺＧは、この投影で長方形の領域として示される。歯の頭はそれぞれ歯側部ＬＦ, ＲＦの右と左に隣接して配置される（図２Ｂに図示せず）。
【００３９】
平歯車の歯溝１１を研削により機械加工する場合、例えば研削砥石をストローク運動なしに（すなわち、ワークピース回転軸Ｃに対して軸方向に平行な相対運動せずに）使うような場合、結果的に接触線ＢＬは一連の直線（ｌｉｎｅａｒ  ｌｉｎｅ  ｔｒａｉｎ）として生じる。接触線ＢＬは、この場合、研削砥石が工具（回転）軸Ｂを中心に回転するときに動く接触点から生じる。しかしながら、一連の直線は、ワークピース軸Ｃに対して平行な相対ストローク運動がないとき、すなわち研削砥石がワークピースＷ１に対して動かないとき、に限り生じる。
【００４０】
ウォーム砥石車２が使われると、図２Ｂに示すように、単一の接触線ＢＬのみが生じるが、このとき、ウォーム砥石車２が連続的に係合している間に、接触線ＢＬを複数回通過する。
【００４１】
図２Ｂに示される例は特殊な事例である。なぜなら、全歯幅ｂ２に沿った歯側部ＬＦ, ＲＦの創成研削加工のために、ワークピース軸Ｃに平行な軸方向送りが必要なためである。この軸方向送りは、ここでは相対ストローク運動と呼ばれ、より一般的には、ワークピース回転軸Ｃに対して軸方向に平行な相対運動とも呼ばれる。
【００４２】
図２Ｃは、図２Ａと同じ平歯車Ｗ１の歯溝１１を拡大した概略投影図で、複数の接触線ＢＬが示されている。これらの接触線ＢＬは、平歯車Ｗ１を研削するためにウォーム砥石車２が使用される際に生じる。ウォーム砥石車２は、ワークピース軸Ｃに平行な相対運動を行い、その結果、全歯幅ｂ２を研削することにより機械加工できる。図の視認性のため、ここでは５本の接触線BＬのみが示されている。実際は、接触線ＢＬは全歯幅ｂ２に沿って生じる。
【００４３】
ワークピース軸Ｃに平行な相対運動が特定されるので、接触点は歯側部ＬＦ, ＲＦの表面に沿った平面を動き、一方、接触線ＢＬは、選択された軸方向送りが大きくなるほど、ますます斜め方向に伸びる。図２Ｃの例において、ワークピース１回転あたりの軸方向送りΔｘは、図２Ｃに示されるように、隣接する２本の接触線ＢＬの間隔に基づいて読み取ることができる。
【００４４】
図２Ａから図２Ｃの例は、平歯車Ｗ１に関連する。研削工具として使用されるウォーム砥石車２の状況に注目すると、対応する接触線ｋＢＬが定義可能である。しかしながら、これらの対応する接触線ｋＢＬは、著しく異なった形状となり得る。接触線ｋＢＬの定義において、ねじ歯車としてのウォーム砥石車２は、大きな傾斜角（９０°近く）または小さなリード角（０°近く）を各々持つ斜歯歯車の歯に数学的に対応するということが、ここでは仮定されている。例示的なウォーム砥石車２は、図３Ａに側面図で示される。ウォーム砥石車２は、幅ｂ０、直径ｄ０を持つ。工具（回転）軸は、参照符号Ｂで与えられている。
【００４５】
図３Ｂは、ウォーム砥石車２の歯溝の拡大投影図を示す。この投影は、原則として図２Ｂおよび図２Ｃの投影と均等であるが、歯高に対する歯幅の比率が、図２Ｂと図２Ｃに比べて著しく大きい。図３Ｂの描写は、正確な縮尺率ではない。２つの歯側部ＬＦとＲＦ、さらに、歯の基部ＺＧが、この径方向投影においても認識される。歯側部ＬＦとＲＦ、さらに歯の頭（歯側部ＬＦとＲＦに左右で隣接する部分）は、砥粒で覆われているが、ここでは図示されていない。歯側部ＬＦとＲＦの長さは、ウォーム幅ｂ０と呼ばれ、歯側部ＬＦとＲＦの高さは、歯高ｈ０と呼ばれる。
【００４６】
図３Ｂの例において、隣接する２本の接触線ｋＢＬの間隔に基づいて、工具１回転あたりの（すなわち、ウォーム砥石車２の１回転あたりの）現在の軸方向送り量Δｚが読み取れる。軸方向送り量Δｚは、工具１回転あたりのシフト移動量に対応する。
【００４７】
大きな傾斜角または小さなピッチのため、図３Ｂの投影は、実際に研削のために使用される歯側部の強く歪められたイメージを示しているにすぎない。したがって、図３Ｃには、歯側部の展開状態（ｕｎｗｉｎｄｉｎｇ）が概略的で非常に簡略化された図で示されている。
【００４８】
歯側部の展開状態は、例えば、ウォーム砥石車２の中央シリンダーを観察することによって得られる。この中央シリンダーは、歯側部ＬＦ，ＲＦの歯側部領域と、らせん状（変更されたウォーム砥石車２では、一般に単に近似的にらせん状）に交差する。このらせん線路の長さは、各場合において、ウォーム幅ｂ０を、中央シリンダー（シリンダーの直径）での歯側部ＬＦ，ＲＦそれぞれのリード角の正弦で割った商に由来する。シリンダーの直径が大きくなるにつれ、らせん線路の長さは長くなる。すなわち、らせん線路の長さは、ヘッドシリンダーにおいて最大となる。歯の頭におけるらせん線路の長さと、歯の基部におけるらせん線路の長さとの差は、らせん長に対して短い。なぜなら、歯高ｈ０がウォーム幅ｂ０に対して比較的小さいからである。
【００４９】
基準直径は、関連した基準らせん線路を持ち、基準らせん長ｌ０＊は次のように定義される。
【００５０】
【数１】
2019181688.tif 000003
【００５１】
γ０＊は、ウォーム砥石車２の基準直径におけるリード角である。図３の引き伸ばし図は、この縮尺率を変える変換から生じる。原則として、図３Ｂの例は、１／ｓｉｎ（γ０＊）倍に引き延ばされている。図３Ｃに示されている接触線ｋＢＬは、実際には、現実に対応するために、さらに大いに引き延ばされる必要がある。さらに、図３Ｃには１本の接触線ｋＢＬのみが示されているが、歯側部ＬＦ，ＲＦ全体が、そのような接触線ｋＢＬで覆われるべきである。
【００５２】
単一のウォーム歯側部（歯側部ＲＦ）の展開状態が、図３Ｄに概略図で示されている。簡単のため同一として選択されている複数の接触線ｋＢＬが、ここでは互いにずれて示されている。隣接する２本の接触線ｋＢＬの間隔に基づいて、図３Ｄにおいて、工具１回転あたりの、らせん移動量が読みとれる。このらせん移動量は、工具１回転あたりのシフト移動量Δｓを、リード角γ０＊の正弦で割った商に対応する。図３Ｄに示される接触線ｋＢＬは、辺長ｈ０（歯高）と辺長ｌ０＊（基準らせん長）を持つ長方形上の回転線として示されている。この展開状態における接触線ｋＢＬの間隔は、工具（回転）軸Ｂ周りの工具１回転あたりのらせん移動量に対応する。このらせん移動量は、上記の［数１］に従って、工具１回転あたりのシフト移動量Δｓから求められる。
【００５３】
ここで、ドレッシング手順のあと、シフト移動と軸平行移動との比率を適応させることにより、砥粒の有効活用が達成可能になる。したがって、実施態様の少なくとも一部において、この比率は、１回または複数回のドレッシング手順の後に適応される。言い換えれば、大きな直径ｄ１を有するウォーム砥石車２を使用する創成研削中に、シフト運動量に対するワークピース回転軸Ｃに軸平行または斜め方向の相対的な移動の比率は、ドレッシングにより有効直径ｄ０が小さくなったウォーム砥石車２を使用する研削中とは異なる比率が用いられる。
【００５４】
以後、「係合密度ＥｇＤ」（“ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ＥｇＤ”）という概念を導入する。この係合密度ＥｇＤは、らせん線路または歯の長手方向に沿って観測され、工具１回転あたりのらせん移動量に対する逆数として定義される。図３Ｂに関して、次の式が適用される。
【００５５】
【数２】
2019181688.tif 000004
【００５６】
図３Ｄに関して、次の式が適用される。
【００５７】
【数３】
2019181688.tif 000005
【００５８】
すなわち、係合密度ＥｇＤは、らせん移動量あたりの係合回数を定義する。係合密度ＥｇＤは、ウォーム砥石車の最大直径ｄ０ｍａｘにおいて、最小直径ｄ０ｍｉｎにおける係合密度よりも著しく小さくなる（軸平行移動に対するシフト移動量の比率が一定の場合）。
【００５９】
係合密度ＥｇＤの定義により、定量的な記述が初めて可能となる。定量的な記述に基づいて研削戦略が適応でき、ウォーム砥石車２の有効活用が可能となる。このことにより、ウォーム砥石車２を使用して、より多くのワークピースＷ１が研削可能となり、新しい研削戦略（より正確にはハンドリング戦略）を用いる場合、研削された歯側部の表面の品質悪化は生じない。
【００６０】
新しいハンドリング戦略を定義するための係合密度ＥｇＤの適用は、以後、数値例に基づいて説明される。
【００６１】
例として、ワークピース１回転あたりの軸方向送り０．３ｍｍを有する一定のストローク（すなわち、ワークピース回転軸Ｃに平行または斜め方向の、一定の軸平行な相対移動）が、ここでは（前述の先行技術におけるように）例として想定される。さらに、ウォーム砥石車２は、最大直径ｄ０ｍａｘ＝２５０ｍｍと最小直径ｄ０ｍｉｎ＝２２０ｍｍを有すると仮定される。さらに、ウォーム砥石車２は歯車数５を有し、ワークピースＷ１は歯数２９の平歯車である。
【００６２】
軸方向送り量は、以下のように工具の回転に対して変換できる。工具の回転に対して変換された軸方向送り量は、工具１回転あたりのストローク移動量に対応する。すなわち、次のようになる。
【００６３】
【数４】
2019181688.tif 000006
【００６４】
工具１回転あたりのシフト移動量は、ウォーム砥石車２の歯の１係合あたりのシフト移動量に対応し、次のようになる。
【００６５】
【数５】
2019181688.tif 000007
【００６６】
軸方向でのシフト移動量あたりの係合回数は、ここから計算でき、ウォーム幅１ミリメートルあたり７６９の係合が生じる。
【００６７】
これらの変数は全て、ウォーム砥石車２の有効直径ｄ０と独立である。対照的に、砥粒で覆われた（歯側部の）表面をウォーム幅ｂ０に沿って見ると、リード角が役割を果たす。最大直径ｄ０ｍａｘ＝３５０ｍｍにおいて、リード角はわずか２．０５°である。逆に、最小直径ｄ０ｍｉｎ＝２２０ｍｍにおいて、リード角は３．２６°である。
【００６８】
工具１回転あたりのらせん移動量は、歯側部の表面に沿った移動量に対応する。直径ｄ０ｍａｘを有するウォーム砥石車２において、工具１回転あたりのらせん移動量は、［数２］から次のように決まる。
【００６９】
【数６】
2019181688.tif 000008
【００７０】
直径ｄ０ｍｉｎを有するウォーム砥石車２において、工具１回転あたりのらせん移動量は、［数２］から次のように決まる。
【００７１】
【数７】
2019181688.tif 000009
【００７２】
したがって、工具１回転あたりのらせん移動量は、大きな直径を有するウォーム砥石車２における場合と比べ、小さな直径を有するウォーム砥石車２において著しく小さくなる。したがって、ドレッシングによって変化する直径によって、らせん移動量は変化する。
【００７３】
直径ｄ０ｍａｘを有するウォーム砥石車２に関して、らせん移動量あたりの係合回数（この変数は、ここでは定義によって係合密度ＥｇＤと呼ばれる）は、（歯側部の表面に沿って）ＥｇＤ＝２７．５係合／ｍｍとなる。直径ｄ０ｍｉｎを有するウォーム砥石車２に関して、らせん移動量あたりの係合回数は、（歯側部の表面に沿って）ＥｇＤ＝４３．７係合／ｍｍとなる。
【００７４】
軸平行移動に対するシフト移動量の比率が一定なら、係合密度ＥｇＤは、最小直径ｄ１ｍｉｎにおける場合と比べ、最大直径ｄ１ｍａｘにおいて著しく小さくなる。
【００７５】
下記のアプローチに基づいて、実施態様の少なくとも一部において、研削戦略またはハンドリング戦略の新たな定義が行われる。ウォーム砥石車２が、係合密度ＥｇＤ＝４３．７係合／ｍｍから、最小直径ｄ０ｍｉｎに達してもなお信頼性をもって動作し、良好な研削結果を生じるように開発された場合、研削戦略またはハンドリング戦略の適切な適応は、下記のように実施可能である。
【００７６】
工具１回転あたりの新しいらせん移動量は、［数２］に基づき次のように逆に定義される。
【００７７】
【数８】
2019181688.tif 000010
【００７８】
すなわち、工具１回転あたりのらせん移動量は、１．３μｍから０．８２μｍに減少される。その結果、工具１回転あたりのらせん移動量０．８２μｍは、（らせん移動量あたりの係合密度ＥｇＤに代わって）シフト移動量あたりの係合密度（ウォーム幅に沿った）１２２２係合／ｍｍに対応する。ストローク移動量あたりのシフト移動量０．０１６ｍｍ／ｍｍは、そこから算出されうる（一般に、この比率は、ワークピース回転軸Ｃに平行または斜め方向の軸平行移動に対する、シフト移動量の比率とも呼ばれる）。このことは、観測されたストロークに対して要求されるシフト移動量を３６％削減することに対応する。この観測は、特定の軸方向送りと独立であり、従って仕上げと荒削り両方のストロークに適用される。
【００７９】
例示的な新しい研削戦略またはハンドリング戦略は、例えば、下記のように表せる。最小直径ｄ０ｍｉｎに達するとき、例えば、ストローク移動量あたりのシフト移動量を０．０２５ｍｍ／ｍｍと規定できる。直径が最大直径ｄ０ｍａｘに対応するウォーム砥石車２を用いて研削するとき、例えば、ストローク移動量あたりのシフト移動量を０．０６ｍｍ／ｍｍと規定できる。新しい（まだドレッシングされていない、またはわずかだけドレッシングされた）ウォーム砥石車２を使用する研削は、ストローク移動量に対するシフト移動量の比率が０．０１６ｍｍ／ｍｍで始まる。線形関係を想定すると、ストローク移動量に対するシフト移動量の比率は、各ドレッシング後に、０．０１６から０．０２５まで段階的に線形に変化させることが可能である。
【００８０】
このアプローチは、非常に良い結果をもたらす。なぜなら、ウォーム砥石車の直径ｄ０に対する係合密度ＥｇＤの依存性は、およそ線形に拡大することを、より正確な研究が示しているからである。
【００８１】
さらに、ストローク移動量あたりのシフト移動量が一定な従来の連続シフト方法を適用したときに、約２７０のドレッシング手順を用いてドレッシング１回あたりに２８個のワークピースＷ１が加工可能だと想定すると、この従来方法を用いて１つのウォーム砥石車２を使用して、およそ２８＊２７０＝７５６０個のワークピースＷ１を研削することが可能となる。
【００８２】
新しいシフト方法またはハンドリング方法では、様々な比率となるが、２８個のワークピースに
代え、最初のドレッシング前の最大直径ｄ０ｍａｘにおいて、およそ４３．５個のワークピースが製造可能である。線形関係を想定するなら、ウォーム砥石車２の全直径範囲にわたって製造可能なワークピースＷ１の数は、次のように想定できる。
【００８３】
【数９】
2019181688.tif 000011
【００８４】
９６５２個のワークピースは、従来の連続シフト方法を用いて研削可能な７５６０と比べ、およそ２８％の増加である。すなわち、各ドレッシング後の、ストローク移動量に対するシフト移動量の比率の線形適応によって、研削方法は大いに最適化される。
【００８５】
軸平行な相対移動に対するシフト移動量の比率の適応は、さらにウォーム砥石車２の有効直径ｄ０の関数として実行することが可能である。この目的のため、直径ｄ０は、ドレッシング後その都度決められる。これは、ドレッシングの後に続く研削処置のための、軸平行移動に対するシフト移動量の比率を、式を用いて計算的に特定するためである。
【００８６】
歯の高さｈ０に代えて、歯側部の表面に対する計算された近似のために、スケール変換後の変数ｈ０／ｃｏｓ（αｎ０）を用いることも可能である。ただし、αｎ０は直角係合角（ｎｏｒｍａｌ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ  ａｎｇｌｅ）である。前述の実施態様において、係合密度ＥｇＤは、簡単のためらせん線路の方向（歯の長手方向）で観測されたので（図３Ｄを参照）、この代用は、ここでは必須ではない。
【００８７】
接触線ｋＢＬ間の間隔を、より正確に観測することが可能である。例えば、（図３Ｄに示されたように）らせん線路に沿うのではなく、接触線ｋＢＬに対して垂直に間隔Δｚを測定または計算することで、より正確な観測が可能となる。接触線ｋＢＬの垂直な間隔に従って対応する係合密度を決定するために、前述した直角係合角αｎ０を用いる変換を行う必要がある。さらに、しかしながら、接触線ＢＬの実際の傾斜も決定され、考慮されるべきである。
【００８８】
このような方法で、より正確な式が得られる。これは、ドレッシング後に軸平行移動に対するシフト移動量の比率を適応させるために全実施形態において使用可能である。
【００８９】
軸平行な相対移動に対するシフト移動量の比率に関して、線形適応を行う代わりに、全実施形態において、ドレッシング後に、この適応を非線形に行うことも可能である。
【００９０】
軸平行な相対移動に対するシフト移動量の比率に関して、線形な適応を行う代わりに、この適応はさらに、全実施形態において、ドレッシングの後、以前に記録された値をデータベースから読み出すことによって（例えば、テーブルルックアップによって）行うことが可能である。これらの実施形態において、次に軸平行な相対移動に対するシフト移動量の比率に関して段階的な（局所的）適応が適用される。
【００９１】
本発明の研削機械１００は、例えば、研削工具２を収容し工具回転軸Ｂ（略して工具軸とも呼ばれる）の周りに研削工具２を回転駆動するための工具スピンドル１をさらに備えてもよい。さらに、研削機械１００は、例えば、ワークピースＷ１を収容するためのワークピーススピンドル３を備えてもよい。さらに、機械１００は、ドレッシングユニット３を有するドレッシング装置１１２を備え、機械１００は、研削工具２を再固定（再チャック）することなく、ドレッシングユニット４によりドレッシング手順を行うことを可能にするように設計される。ドレッシングユニット４を使用する研削工具２のドレッシングは、図１にスナップショットで示されている。
【００９２】
さらに、研削機械１００は、制御装置１１０を備える。図１において、この制御装置１１０は、単に楕円によって示され、恒久的に、または必要なときに、研削機械１００および／またはドレッシング装置１１２と通信接続を有する。通信接続は、参照符号１１１で示される。
【００９３】
実施形態の一部において、制御装置１１０は、ウォーム砥石車２のドレッシング後にその都度、ストローク移動量に対するシフト移動量の比率に関して、線形または非線形な適応を仮定する。
【００９４】
研削機械１００の軸に関する配置と設計は、単に例として解されるべきである。他に多数の適した座標軸もまた存在する。ここで記述された相対移動は、単一軸（例えば、ストローク軸Ｘ）の移動によって行われる必要はない。それぞれの移動は、２つまたはそれより多い軸の移動の重ね合わせによって形成されることも可能である。
【００９５】
前述の比率に関する適応は、好ましくは、ウォーム砥石車２の各ドレッシング後に行われる。さらに前述の比率に関する適応は、例えば、２回のドレッシング毎に、または別の間隔でのみ行われることも可能である。
【００９６】
「ドレッシング後」の適応はまた、以前にドレッシングされた、創成研削のためのウォーム砥石車２をさらに使用する直前に行われる適応も含む。
【００９７】
前述の比率に関する適応は、小さなステップで行われることが可能である。例えば、２０００個のワークピースW１が、特定のウォーム砥石車２を使用して研削でき、係合密度ＥｇＤが０．０１と０．０３の間であるとすれば、０．０３と０．０１の差は、２０００に分割することができる。その結果、各々が０．００００１ｍｍ／ｍｍの、２０００の細かなステップが得られる。この場合、制御装置１１０は、各ドレッシング手順の後に、段階的に比率の小さな変更を行う。
【符号の説明】
【００９８】
１            工具スピンドル
２            研削工具
３            第１ワークピーススピンドル
４            ドレッシングユニット
１１            歯溝
１００          研削機械
１１０          制御装置
１１１          通信接続
１１２          ドレッシング装置
Ａ            旋回軸
αｎ０          直角係合角
Ｃ            ワークピース軸
Ｂ            工具（回転）軸
ＢＬ            接触線
ｋＢＬ          対応する接触線
ｂ０            ウォーム幅
ｂ２            歯幅
ｄ０            直径
ｄ０ｍａｘ        最大直径
ｄ０ｍｉｎ        最小直径
Δｓ            展開状態／らせん線路に沿った長さ
Δｘ            ワークピース１回転あたりの軸方向送り量
Δｚ            工具（ウォーム）１回転あたりのウォーム砥石車に関する軸方向送り量
ＥｇＤ          係合密度
ｈ０            歯の高さ
γ０＊          基準直径におけるリード角
ＬＦ            左歯側部
ｌ０＊          基準らせん（線路）長
ＲＦ            右歯側部
Ｗ１            （歯車）ワークピース
Ｘ            垂直軸
Ｙ            水平直線軸
Ｚ            水平直線軸
ＺＧ            歯の基部
【図１】
2019181688.tif 000012
【図２Ａ】
2019181688.tif 000013
【図２Ｂ】
2019181688.tif 000014
【図２Ｃ】
2019181688.tif 000015
【図３Ａ】
2019181688.tif 000016
【図３Ｂ】
2019181688.tif 000017
【図３Ｃ】
2019181688.tif 000018
【図３Ｄ】
2019181688.tif 000019
【外国語明細書】
2019181688.tif 000020
2019181688.tif 000021
2019181688.tif 000022
2019181688.tif 000023
2019181688.tif 000024
2019181688.tif 000025
2019181688.tif 000026
2019181688.tif 000027
2019181688.tif 000028
2019181688.tif 000029
2019181688.tif 000030
2019181688.tif 000031
2019181688.tif 000032
2019181688.tif 000033
2019181688.tif 000034
2019181688.tif 000035
2019181688.tif 000036
2019181688.tif 000037
2019181688.tif 000038
2019181688.tif 000039
2019181688.tif 000040
2019181688.tif 000041
2019181688.tif 000042
2019181688.tif 000043
2019181688.tif 000044
2019181688.tif 000045
2019181688.tif 000046
2019181688.tif 000047
2019181688.tif 000048
2019181688.tif 000049
2019181688.tif 000050
2019181688.tif 000051