(57)【要約】この発明は歯車精度測定、評価方法を公開して、以下のステップがある。まず、測定に必要な歯車をスキャンして、スキャンデータを通じて歯車の実際のモデルを組み立て、測定される歯車の実際のモデルを標準３Ｄモデルに重ね、重なるモデルから断面を選択して比較し、実際のモデルの断面にある点が実際のモデル上に選択される許容範囲を超えるかどうか判断する。この方法では、歯車の測定データが可視化され、簡単且つ分かりやすくなり、専門的な技術経験は必要がない。歯車専門の測定設備が不要で、専門器材の投資も少なくなる。データ情報を全面にカバーし、全部の歯面の各データ情報を管理し、測定されるデータが直接にデザインや分析ソフトの中に読み込まれる。効率が高く、量産される歯車部品はオンラインで測定でき、製品質量がより簡単に管理できるようになる。また、歯車製品のデータシステム管理や追跡、複雑なデータ分析にも適用できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車精度を測定し、及び評価する方法であって、以下のステップ：
ａ）  測定される歯車をスキャンし、スキャンデータを通じて測定する歯車の実際のモデルを組み立てるステップ；
ｂ）  測定する歯車の実際のモデルが標準な３Ｄモデルと重ね合わされるステップ；
ｃ）  重なるモデルの選択断面を比較するステップ；及び、
ｄ）  実際のモデル断面上の点が実際のモデル上に選択する許容範囲を超えるかどうか判断するステップ、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップａ）において、測定する歯車に対して円周スキャン、フェイスラインスキャン又はホログラフィックデータスキャンを行うものであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップｂ）において、実際のモデルに基づき、標準３Ｄモデルの軸を中心に重ねることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップｃ）において、多数位置の断面を選択して比較することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップｃ）において、実際のモデルと標準３Ｄモデルの中部位置の断面を選択して比較することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
歯車精度を測定し、及び評価する方法であって、以下のステップ：
ａ）  測定する歯車をスキャンして、スキャンデータを通じて測定する歯車の実際のモデルを組み立てるステップ；
ｂ）  測定する歯車の実際のモデルを標準３Ｄモデルと重ねるステップ；
ｃ）  重なるモデルの選択断面を比較するステップ；及び、
ｄ）  実際のモデル断面上の点が実際のモデル上に選択する許容範囲を超えるかどうか判断し、実際のモデルと相応する最小許容範囲を選び出し、最小の許容範囲によって、測定する歯車に対して等級を定めるステップ、を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記ステップｂ）において、実際のモデルに基づき、標準３Ｄモデルの軸を中心として重ねるものであることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップｃ）において、複数の位置断面を選択して比較することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップｃ）において、実際のモデルと標準３Ｄモデル中部位置の断面を選択して比較することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は歯車の測定領域、及び、正確に言うと、特に歯車精度の測定及び評価方法に関連する。この方法を通じて、各種の歯車に対して、例えば金属歯車、プラスチック歯車、焼結歯車、超大歯車、微小歯車等様々な歯車の精度に対して測定及び評価できる。
【背景技術】
【０００２】
現在、広く利用する歯車精度を評価する方法は、伝統的な金属歯車に基づき、ホブ盤や研削盤等のコンジュゲーション法加工原理を基礎として構築され、一般的に以下の２種方法がある。
【０００３】
＜第一種＞
歯車測定中心の専用機械は歯車の形状、点位誤差、ピッチ誤差、偏心誤差とクロスピッチ等５項以上の項目と何十個項目、百項目以上のデータ分析評価表現がある。プロなベテランと仕事経験が長い技術スタッフしかこのようなデータを読んだり、判断して使用したりすることができない。この測定機械は歯車専用設備で、その価格が高く、測定効率が低く、規模が大きい歯車専門生産者しか持っていないので、広く応用されにくい。
【０００４】
＜第二種＞
ギアダブル歯表面メッシュ装置、この器械は価格が安くて、操作が簡単、効率が高く、広く応用されやすい。しかしながら、沢山の標準歯で違う規格の歯車を量る必要がある。標準な歯車の価格は高く、提供できる評価データは少ない。単歯誤差、全歯総合誤差、偏心誤差及び中心距離が最大値、最小値、平均値になる六つデータはあり、歯車の誤差を全面的に表現しきれなく、技術者は直接に提供する誤差データを使用して工芸及び加工過程を矯正するのは難しい。
【０００５】
以上の２つの方法をまとめると、以下の欠点及び不足点がある。
１、歯車歯面に関するデータが足りない。；
２、誤差の表現方法は直観できなく、通常は標記ラインを使用して表現する。；
３、特別な専門スタッフしかこの様なデータを把握したり使用したりすることができない；
４、専門機械は専門技術スタッフが必要で、テストが非常に制限されている。；
５、二つの測定方法の効率はとても低く、サンプル検査だけに用いられる。量的生産のオンライン全面検査及びシステム管理が使用できなく、現在と未来の上級産業の需要に相応しくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】（特に無し）
【発明の概要】
【０００７】
この発明は現在の技術に存在する問題を解決し、歯車精度測定や評価方法を提供する。
【０００８】
上述の目的を実現するために、この発明の技術方案は：歯車精度測定、評価方法で、以下のステップを含む：
ａ）  測定する歯車に対してスキャンし、スキャンデータを通じて測定歯車の実際の（具体的な）モデルを組み立てる；
ｂ）  測定する歯車の実際のモデルが標準３Ｄモデルと重ね合わせられる；
ｃ）  重ね合わされたモデルに対して断面を選択して比較する；
ｄ）  実際のモデル断面上の点が実際のモデル上に選択される許容範囲を超えるかどうか判断する。
【０００９】
優先的に選択するのは（好ましくは）、上述するステップａ）の中で、測定する歯車に対してサークルラインスキャン、フェイスラインスキャン又はホログラフィックデータスキャンを行う。
【００１０】
優先的に選択するのは（好ましくは）、上述するステップｂ）の中で、実際のモデルを基づき、標準３Ｄモデルの軸を中心として重ね合わせる。
【００１１】
優先的に選択するのは（好ましくは）、上述するステップｃ）の中で、複数の位置断面を選択して比較する。
【００１２】
優先的に選択するのは（好ましくは）、上述するステップｃ）の中で、実際のモデルと標準３Ｄモデル中部（または中央部、中心部）位置の断面を選択して比較する。
【００１３】
この発明は一種の歯車精度測定、評価方法を提供して、以下のステップを含む：
ａ）  測定する歯車をスキャンして、スキャンデータを通じて測定する歯車の実際の（具体的な）モデルを組み立てる；
ｂ）  測定する歯車の実際のモデルが標準３Ｄモデルと重ね合わせられる；
ｃ）  重ね合わされたモデルから断面を選択して比較する；
ｄ）  実際のモデル断面上の点は実際のモデル上に選択する許容範囲を超えるかどうか判断し、実際のモデルと相応する最小許容範囲を選び出し、最小許容範囲によって測定する歯車の等級を定める。
【００１４】
優先的に選択するのは（好ましくは）、上述のステップｂ）において、実際のモデルを基づき、標準３Ｄモデルの軸を中心として重ね合わせる。
【００１５】
優先的に選択するのは（好ましくは）、上述のステップｃ）において、複数位置の断面を選択して比較する。
【００１６】
優先的に選択するのは（好ましくは）、上述のステップｃ）において、実際のモデルを選択して標準３Ｄモデル中部位置の断面を比較する。
【００１７】
この発明の方法は、歯車の測定データが可視化され、簡単且つ分かりやすくなり、専門的な技術経験は必要がない。歯車専門の測定設備が不要で、専門器材の投資も少なくなる。データ情報が全面にカバーし、全部の歯面の各データ情報を管理し、測定されるデータが直接にデザインや分析ソフトの中に読み込む。効率が高く、量産される歯車部品はオンラインで測定でき、製品質量がより簡単に管理できるようになる。歯車製品のデータシステム管理や追跡、複雑なデータ分析に適用できる。
【００１８】
この発明によって解決される技術問題、利用される技術方案、取得した技術効果が理解しやすくなるように、以下の具体的な図を合わせて、この発明の具体的な実施方法を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の方法で用いられる歯車モデルの断面位置を図示したものである。
【図２】図２は、図１の歯車モデルにおいて第一補助面で切断した際の断面図を示したものである。
【図３】図３は、図２のＡ位置における部分拡大図である。
【図４】図４は、図１の歯車モデルにおいて第二補助面で切断した際の断面図を示したものである。
【図５】図５は、図４のＢ位置における部分拡大図である。
【図６】図６は、図１の歯車モデルにおいて第三補助面で切断した際の断面図を示したものである。
【図７】図７は、図６のＣ位置における部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明は歯車精度測定や評価方法を提供し、以下のステップを含む：
ａ）  測定する歯車に対してスキャンし、スキャンデータを通じて測定する歯車の実際のモデルを組み立てる。その中に、測定する歯車をサークルラインプロファイル、表面輪郭機能が持つ測定機械の上に置いて、線輪郭及び表面輪郭のデータは得られる。或は、光学、射線、電磁、電子ビーム等を通じて、三次元の数字イメージング機能が持つ測定やスキャン設備を利用してリアル且つ使用可能なホログラフィックデータを取得する。（例えばＣＴスキャニング測定器及び走査型電子顕微鏡等）；
ｂ）  測定する歯車の実際のモデルは標準３Ｄモデルと重なり、正確な３Ｄモデルがあれば、直接に使用できる。歯車パラメータしかない歯車である場合、まず歯車パラメータを使用して正確な三次元歯車デジタルモデルを建てる。その中に、実際のモデルに基づき、標準３Ｄモデルの軸を中心として重なる；
ｃ）  重なるモデルから断面を選択して比較する。一つ位置或は複数位置の断面と比較して、図１を参考する。例えば、実際のモデルを選択し、標準３Ｄモデル中部位置を第一補助面１１とする。該当中部位置下方のある位置を選択して第二補助面１２とする。該当中部位置上方のある位置を選択して第三補助面１０とする。複数補助面１０〜１２を選択して比較すると、測定の精密度を向上できる。；
ｄ）  実際のモデル断面上の点が、実際のモデル上から選択される許容範囲を超えるかどうか判断する。
【００２１】
図２〜図７には上述の３つの補助面のイラストレーションを示し、例えば図３を参考にしながら説明する。図３は第一補助面１１の中にある歯車位置の局部拡大図で、その中、図上に四つの輪郭線を示し、標準３Ｄモデルの理論線１、標準３Ｄモデル上にある許容範囲の極限位置の偏差線３、許容範囲の中間値の中差線２及び実際のモデルの実際測定線４；該当４つ輪郭線を通じて実際の測定線４が偏差線３を超えるかどうか判断できる。その偏差線３の位置を超えると超差点５と呼ばれる。例えば、測定結果は一つ又は複数超差点５が存在する場合、該当の歯車は使用要求に適合できない。
【００２２】
同じ原理に基づき、この発明は歯車精度測定、評価方法を提供し、ステップが以下になる：
ａ）  測定する歯車に対してスキャンを行い、スキャンデータを通じて測定する歯車の実際のモデルを組み立てる；
ｂ）  測定する歯車の実際のモデルは標準３Ｄモデルと重ね合わされる；
ｃ）  重ね合わされたモデルから断面を選択して比較する；
ｄ）  実際のモデル断面の点は実際のモデル上に選択される許容範囲を超えるかどうか判断し、実際のモデルに相応する最小許容範囲を選び出す。この最小許容範囲によって測定する歯車の等級を定める。このステップの中に、予め許容範囲と実際のモデルを選択して比較し、測定結果は実際測定線４が偏差線３の内になる場合、もう一つ小さい許容範囲を実際のモデルに比較し、実際のモデルに相応する最小許容範囲を選び出す。この最小許容範囲を通じて測定歯車の精度の等級を定める。
【００２３】
この発明が提供する測定、評価方法は、以下の利点がある：
【００２４】
＜利点その１＞
１．  機械選択の多様性；歯車測定の専用設備上にアップグレード改造を通じて歯車の断面をスキャンして測定する。または座標測定機の上に回転ファイルをつけて各種の歯車の測定を実現する。サークルラインスキャン及びフェイスラインスキャン機能が持つ数字化機械は、多数歯車の測定任務を実現でき、一部の非ルーチンの機械、例えばＣＴスキャン測定器及び走査型電子顕微鏡は専用インターフェイスの開発を通じて、又はスキャンして取得するデータをコンピュータに読み込んで、分析して応用する。
【００２５】
＜利点その２＞
２．  歯車のサイズとモジュラスの範囲拡大化：企業は改造とアップグレードを通じて既にお持ちの相応の三座標によって大型歯車の測定難題を解決し、利用率が低くて価格が高い専門設備を購入しないようにすることができる。ＣＴスキャンと走査型電子顕微鏡を利用して微小サイズ、微小モジュラーギアを測定し、伝統的な歯車の測定器は０．２ｍｍ以下のモジュラス、２ｍｍ以下外径の歯を測定しにくい難題を解決した。
【００２６】
＜利点その３＞
３．  製造過程の品質管理を簡単化する。この発明の方法は、歯車の測定データを可視化になって、分かりやすくなり、技術者に対する要求は低くなり、仕事の効率も高い。
【００２７】
＜利点その４＞
４．  伝統的な測定法の不足点を補う。伝統的な歯車測定はコンジュゲーション法の加工特性によって、加工される歯の形状誤差と歯向き誤差が一致的な傾向特徴があり、測定効率を高めるため、一般測定には四つの相対する歯に対して歯の形状を評価し、他の測定できなかった歯は偏差値が一致すると黙認しますが、この点についてはコンジュゲーション法原理で加工される歯車は適用しない。例えば、射出成形のプラスチック製歯車、粉末冶金歯車と３Ｄプリンター歯車、それらの方法で加工される歯車の歯ごとに偏差値が異なり、方向が一致する特性はないので、四つ歯の偏差値が足りないと評価する。もし歯ごとに単一的に評価しなければならないなら、複数の歯車を測定する必要な時間が多くなり、実際の操作は不可能で、この発明が提供する方法は、測定する歯車の上、中、下の三つ断面に対してデータスキャンして歯車の形状、歯向き、ピッチ、歯の太さ、菱形の円、歯根円等の各データを得られ、素早く簡単且つ高効率である。
【００２８】
＜利点その５＞
５．  現代３Ｄ設計主流の需要に応じる。現在、沢山の商品デザインは主に３Ｄデジタルモデルで、だんだんお客様はパラメータが全面的且つ正確な歯車紙を提供できない。これも現在の商品デザインに対して開発周期がより早くなるよう要求され、３Ｄデジタルモデルが完成するとトライアルプロトタイプが開始となり、この発明のスキャン測定の方法が更に適用になる。
【００２９】
この発明は優先的に選択する実施方法をより詳しく説明する。しかし、前の文章を拝読して研究する上、本領域の一般的な技術スタッフにとって、各実施方法の変化や増加は明らかである。申請者の意図は全ての変化と増加がこの発明請求項の保護範囲の中にある。
【符号の説明】
【００３０】
１  標準３Ｄモデルの理論線
２  許容範囲の中間値の中差線
３  標準３Ｄモデル上にある許容範囲の極限位置の偏差線
４  実際のモデルの実際測定線
５  超差点
１０  第三補助面
１１  第一補助面
１２  第二補助面
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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