(57)【要約】      （修正有）【課題】機械または機械加工環境の変化を確実かつ適時に判断するための技術的な手法を提供する。【解決手段】ギヤ切削機械１０の機械ジオメトリを測定するための方法であって、ａ）実データを決定するために測定デバイス２０内のワークピースを測定するステップであって、ワークピースは、仕様データ（ＶＤ、ΔＶＤ、ＭＤ、ΔＭＤ）に基づいて、機械の中で前もって機械加工されたものに関するものであるステップと、ｂ）実データと仕様データとの相関を取ることによって、機械の少なくとも１つの軸の幾何学的設定の偏差を決定するステップと、ｃ）幾何学的設定の偏差を記憶するステップと、ｄ）機械の中で更なるワークピースを機械加工した後に、ステップａ）〜ｃ）を繰り返すステップと、ｅ）いくつかの記憶された偏差の統計的評価を実行し、所定の条件および／またはルールを考慮することによって機械の軸の幾何学的変化を決定するステップと、を有する。【選択図】図５Ａ
2017205865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのギヤ切削機械（１０）の機械ジオメトリを測定するための方法であって、
ａ）実データを決定するために測定デバイス（２０）内のワークピース（１）を測定するステップ（Ｓ１、Ｓ３）であって、ワークピース（１）は、仕様データ（ＶＤ、ΔＶＤ、ＭＤ、ΔＭＤ）に基づいて、機械（１０）の中で前もって機械加工されたものに関するものであるステップ（Ｓ１、Ｓ３）と、
ｂ）実データと仕様データ（ＶＤ、ΔＶＤ、ＭＤ、ΔＭＤ）との相関を取ることによって、機械（１０）の少なくとも１つの軸（Ｘ）の幾何学的設定の偏差（Ｘ＊）を決定するステップと、
ｃ）幾何学的設定の偏差（Ｘ＊）を記憶するステップと、
ｄ）機械（１０）の中で更なるワークピース（１）を機械加工した後に、ステップａ）〜ｃ）を繰り返すステップと、
ｅ）いくつかの記憶された偏差の統計的評価を実行し、所定の条件および／またはルールを考慮することによって機械（１０）の軸（Ｘ）の幾何学的変化を決定するステップ（Ｓ４、Ｓ５）と、を有する方法。
【請求項２】
軸（Ｘ）の参照寸法の変化は、規則的または不規則な間隔で決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
時間に関してより古い参照寸法と比較して、参照寸法の明確な変化があった場合に動作（Ｓ７）が開始されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
ステップｅ）の範囲内で、ｍ個の数のワークピース（１）の統計的長期評価（Ｓ４）およびｎ個の数のワークピース（１）の統計的短期評価（Ｓ５）が実行され、ここでｎ＜ｍが当てはまることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
明確な変化の存在を定義する条件またはルールが満たされたか否かを決定するために、統計的長期評価（Ｓ４）が、統計的短期評価（Ｓ５）に関連付けられる（Ｓ６）ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
−統計的な主最大値（μ）に加えて統計的な第２最大値（μ１）があり、かつ統計的な主最大値（μ）が統計的な第２最大値（μ１）と等しくないこと、
−統計的な主最大値（μ）に加えて統計的な第２最大値（μ１）があり、かつ統計的な主最大値（μ）と統計的な第２最大値（μ１）との間に少なくとも２０％の偏差があること、
−統計的長期正規分布に対する分散（σ）があり、かつ統計的な第２最大値（μ１）が次の式で定義されるウインドウ（Ｆ）の外側にあること、
μ−σ＜Ｆ＜μ＋σ
−第１主最大値（μ）を有する統計的長期正規分布に加えて第２主最大値（μ１）を有する統計的短期正規分布があり、第１主最大値（μ）が第２主最大値（μ１）と異なる符号を有すること、
−統計的長期正規分布に対する分散（σ）があり、この分散（σ）が傾向を示すこと、
−いかなる正規分布も許容しない統計的短期評価があること、
−絶対的または相対的な閾値を超える統計的短期評価があること、
という条件のうちの１つまたはいくつかが満たされているか否かを決定することを特徴とする請求項１または５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
−時間ウインドウ内で突発的な変化を示す少なくとも２つの時間曲線（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＷ４）があること、
−変化の高さが時間図の中で統計的長期評価の平均値から少なくとも２０％逸脱している、突発的な変化を示す少なくとも２つの時間曲線（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＷ４）があること、
−ゼロを通過する少なくとも２つの時間曲線（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＷ４）があること、
というルールのうちの１つまたはいくつかが満たされているか否かを決定することを特徴とする請求項１または５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
明確な変化の存在を定義する条件またはルールが満たされた場合に動作（Ｓ７）が開始されることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
動作（Ｓ７）は、
−音による警告を発するステップ、
−好適にはディスプレイ（１２、３３）上の通知としての、可視的な警告を発するステップ、
−メッセージを投稿するステップ、
−電子メールメッセージを発信するステップ、
のうちの１つまたはいくつかを含むことを特徴とする請求項３または請求項８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ギヤ切削機械（１０）および測定デバイス（２０）のうちの少なくとも１つを有する装置（１００）であって、解析モジュール（ＳＭ）を含み、または解析モジュール（ＳＭ）に接続されるように設計され、解析モジュール（ＳＭ）は、少なくとも、
−機械（１０）によりあらかじめ処理されたワークピース（１）について、測定デバイス（２０）によって実行されたｍ個の測定に基づいて決定された機械（１０）の幾何学的なデータの統計的長期評価を実行するステップ（Ｓ４）と、
−機械（１０）によりあらかじめ処理されたワークピース（１）について、測定デバイス（２０）によって実行されたｎ個の測定に基づいて決定された機械（１０）の幾何学的なデータの統計的短期評価を実行するステップであって、ｎ＜ｍであるステップ（Ｓ５）と、
−機械（１０）の少なくとも１つの軸（Ｘ）の幾何学的な変化を決定するために、統計的長期評価（Ｓ４）と統計的短期評価（Ｓ５）を関連付けるステップ（Ｓ６）と、
を実行するように、またはこれらの動作を開始するように形成されていることを特徴とする装置（１００）。
【請求項１１】
解析モジュール（ＳＭ）は、幾何学的な変化が生じたか否かを、少なくとも１つの所定の条件および／または所定のルールの考慮の下で決定するように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置（１００）。
【請求項１２】
解析モジュール（ＳＭ）は、幾何学的な変化が決定された場合、
−音による警告の出力、
−好適にはディスプレイ（１２、３３）上の通知としての、可視的な警告の出力、
−メッセージ（Ｎ）の投稿、および／または、
−電子メールメッセージの発信、
の動作（Ｓ７）のうちの１つを開始させるように形成されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれかに記載の装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ切削機械の機械ジオメトリを測定する方法と、ギヤ切削機械、測定デバイスおよびソフトウェアモジュールを備え、機械ジオメトリを測定するために形成された装置と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来技術のギヤ切削機械１０（例えば、ギヤカッターまたはギヤ研削機）および（ここでは分離した測定装置の形態で設けられた）従来技術の測定デバイス２０（例えば、座標測定デバイス）の概略的な図を示している。ギヤ製造機１０および測定デバイス２０は、両方向の矢印１３によって示されているように、互いに結合可能である。結合（coupling）という用語は、機械１０および測定デバイス２０が少なくとも通信に関して（すなわち、データ交換のために）結合されていることを示すために使用される。通信による結合（ネットワーク形成としても知られている）は、機械１０および測定デバイス２０が同一のまたは互換性のある通信プロトコルを理解すること、および双方がデータ交換に関する特定の規則に従うことを必要とする。
【０００３】
結合という用語は、機械１０と測定デバイス２０とがネットワーク接続されているだけでなく、機械的に相互に接続されまたは完全に一体化されていることをも意味することができる。
【発明の概要】
【０００４】
機械１０および測定デバイス２０は、閉じた機械加工および通信の回路（閉ループとして知られている）を形成することもできる。
【０００５】
機械１０の様々な軸および／または測定デバイス２０の様々な軸は、例えば、共通のＮＣ制御ユニット４０によって制御することができる。ＮＣ制御ユニット４０によって制御される軸は、数値制御軸に関係する。このような配置によって、個々の軸の動きを、ＮＣ制御ユニット４０によって数値制御することができる。機械１０の軸および／または測定デバイス２０の軸の個々の移動シーケンスが、協調的な方法で行われることが重要である。この協調は、ＮＣ制御ユニット４０によって実行される。
【０００６】
また、機械１０および測定デバイス２０の両方に別個のＮＣ制御ユニットをそれぞれ設けることも可能である。この場合、例えば、ＮＣ制御ユニット間のデータ交換のためにネットワーク形成を確立することができる。
【０００７】
ギヤホイールの設定から製造までの典型的な手順およびその後の測定は、図２を参照して説明される。それは、ブロック表現の非常に概略的な図に関する。同様の結果をもたらす他のアプローチもある。
【０００８】
適切なソフトウェアＳＷを用いて（例えば、ドイツのKlingelnberg GmbH社の設定ソフトウェアＫｉＭｏＳ（商標）を用いて）、ギヤホイールまたはギヤホイールのペア（本明細書の中で一般的にワークピース１と呼ばれる）が構成される。ソフトウェアＳＷは、例えば、設定プロセスの終了時点のワークピース１のデータを提供することができる。これらのデータは、例えば、連続して生産されるワークピース１の形状と、この目的に必要な機械運動学を定義する。機械運動学は、例えば、使用される機械１０の（データ）モデルに基づいて計算することができる。
【０００９】
製造されまたは機械加工されるワークピース１のジオメトリをあらかじめ決定するための他の手法もあるので、以下では、各データについて仕様データＶＤの総称が使用される。仕様データＶＤは、少なくとも製造されるワークピース１のジオメトリ（マクロジオメトリ）を記述するように定義される。仕様データＶＤは、更に、例えば数学的な歯の接触解析に基づいて決定されたミクロジオメトリをも記述することができる。仕様データＶＤは、機械運動学を更に記述することができ（そこではギヤ製造方法と機械１０の設定値との運動学的関係は、例えば、使用される機械１０のモデルに基づいて決定される）、または機械運動学は、追加的な（別個の）データ記録の形で提供される。仕様データＶＤは、ミクロジオメトリの代わりに、機械運動学を単に記述することもできる。
【００１０】
図２に示されているように、仕様データＶＤは、例えばプロセスＰ（例えば、ドイツのKlingelnberg GmbH社のソフトウェアＣＯＰ（商標））に転送される。プロセスＰは、例えばソフトウェアモジュールとして実現されるが、示されている例では、仕様データＶＤを機械データＭＤ（部分的には機械コードまたはプロセスデータとも呼ばれる）に変換し、機械データＭＤは、機械１０のＮＣ制御ユニットによって協調動作シーケンスに変換される。
【００１１】
具体例によると、図２に示されているように、選択的な経路１４を通って、機械運動学と共に適切な機械１０に直接的に仕様データＶＤを伝達することもできる。
【００１２】
ここで機械１０は、機械データＭＤに基づいてあらかじめ定められたように、ワークピース１を処理する。一旦この機械加工（ここではギヤ切削とも呼ばれる）が完了すると、ワークピース１は、（直接的または間接的に）測定デバイス２０に移される。所定の測定シーケンスは、測定デバイス２０の中で実行され、ワークピース１の現在の値（ここでは実データと呼ばれる）のうちの１つまたはいくつかがデフォルト設定値（この場合は仕様データＶＤ）と一致するか否かを確認する。理想的には、ワークピース１は、設定と完全に一致する。すなわち、実データは、仕様データＶＤに一致する。この場合、純粋に理論に適合するが、例えば、機械データＭＤを格納して、更に同一のワークピース１のギヤリングを（例えば連続して）製造することができる。
【００１３】
しかし実際には、実データと仕様データＶＤとの間の偏差（ここではΔＶＤで指定される）は、測定中に決定される。例えば測定デバイス２０によって、これらの偏差ΔＶＤをプロセスＰに供給することができる（この場合、図２の中に経路１５によって示されるように、仕様データＶＤも測定デバイス２０に転送されなければならない）。具体例によると、プロセスＰは、例えば機械１０の制御のための修正値ΔＭＤを決定し、それらを機械１０に転送することができる。しかし、プロセスＰは、測定デバイス２０によって提供される測定値からの偏差ΔＶＤを決定することもできる。
【００１４】
機械１０は、以前に歯を付けられて測定されたワークピース１を（修正値を考慮することによって）再加工することができ、または修正値ΔＭＤは、次のワークピース１の機械加工から考慮される。
【００１５】
このようなネットワーク機械加工環境１００において実行されるシーケンスは、現在のところ、非常に精密でありかつ安定している。複雑なギヤの歯は、現在のところ、迅速、正確かつ費用対効果の高い方法で製造することができる。
【００１６】
前述の偏差ΔＶＤは、機械１０の幾何学的設定を数学的に調整するために使用することができる。これが可能なのは、記載された手法では、幾何学的設定を運動学的な値から分離することができるからである。３つのＮＣ制御された直線軸Ｘ、Ｙ、ＺおよびＮＣ制御された旋回軸Ｃを備えた機械１０の場合、仕様データＶＤを、例えば直接的に軸Ｘ、Ｙ、ＺおよびＣの幾何学的設定に変換することができる。ここで偏差ΔＶＤが存在する場合、そのような偏差ΔＶＤは、修正された軸の幾何学的設定に変換できる。これらの修正された軸の幾何学的設定は、本明細書ではＸ＊、Ｙ＊、Ｚ＊およびＣ＊と指定される。
【００１７】
これは、実質的に、次のように参照寸法（reference dimensions）を変更する。
ΔＸref＝Ｘ＊−Ｘ
ΔＹref＝Ｙ＊−Ｙ
ΔＺref＝Ｚ＊−Ｚ
ΔＣref＝Ｃ＊−Ｃ
【００１８】
説明された閉ループ手法だけでなく、他の同様にネットワーク接続された解決策も、機械１０の参照寸法の漸進的な最適化を可能にする。
【００１９】
目的は、機械または機械加工環境の変化を確実かつ適時に判断するための技術的な手法を提供することである。
【００２０】
この目的は、請求項１に記載の方法によって本発明により達成される。本発明の有利な具体例は、従属請求項の主題を形成する。この目的はまた、（機械加工環境と呼ばれる）請求項１０に記載の装置によって本発明により達成される。
【００２１】
本発明は、統計的長期評価および統計的短期評価を提供すること、およびこれらの２つの評価を相関関係の中に置くことに基づく。ルールおよび／または条件は、相関を取る際に適用され、定義に従って明確な偏差があるか否かを判断する。
【００２２】
統計的長期評価および統計的短期評価並びにこれらの２つの評価の相関関係の提供は、すべての具体例の中で解析モジュールによって実行される。
【００２３】
解析モジュールという用語は、ここでは、機能グループを記述するために使用され、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せとして実現される。すべての具体例において、ソフトウェアモジュールの形態の解析モジュールが使用されることが好ましいが、そのモジュールは、適切なコンピュータにインストールされるように構成され、本発明による方法のステップを実行し、および／またはそれらの動作を制御する。上記のコンピュータおよび解析モジュールは、すべての具体例において、機械および／または測定デバイスの一部であってもよい。
【００２４】
好適には、統計的短期評価は、スライド統計的評価（sliding statistical evaluation）に関するが、これは所定の数の新しい測定値または所定の時間フレーム内の最新の測定値のみを考慮するものである。
【００２５】
本発明の機械および測定デバイスは、好適にはすべての具体例において、解析モジュールにネットワーク接続されるか、またはネットワーク接続され得る。
【００２６】
本発明の機械および測定デバイスは、ネットワーク接続されるだけでなく、機械的にまたは完全に一体化して互いに接続されることもできる。
【００２７】
機械および測定デバイスは、閉じた機械加工および通信の回路（閉ループとして知られている）を形成することもでき、解析モジュールは、通信目的のために、機械加工および通信の回路に接続できる。
【００２８】
本発明はまた、ギヤの歯の設計から製造および検査までのシーケンスを最適化すること、および早期にかつ安全な方法で不良を認識可能にすることにも関する。
【００２９】
本発明は、特に、ネットワーク接続された製造プロセス（ネットワーク機械加工環境としても知られている）の中で使用することができ、どんな時にも、適切かつ時宜を得た方法で、変化に反応することを可能にする。
【００３０】
この事例の中で使用されるデータは、すべての具体例において、関係している構成要素（例えば、ギヤ切削機械および測定デバイス）の間で直接的に交換することができ、またはそれらは、例えば、ネットワークの中の開発データベース内または製造データベース内に提供することができ、必要に応じてそこから読み出すことができる。
【００３１】
参照番号のリストは、本開示の構成要素である。
【００３２】
図面は、文脈の中で、かつ包括的に記載される。図面を参照することにより、本発明の具体例をより詳細に以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】通信手段によって互いに接続された従来のギヤ切削機械および測定デバイスの概略図を示す。
【図２】示されている具体例ではギヤ切削機械、測定デバイス、ソフトウェアおよびプロセスを含んでいる、従来技術の機械加工環境の概略的なブロック図を示す。
【図３】参照寸法の変化の頻度および機械の正規分布の各曲線が記入された概略図を示す。
【図４】一方では図３の図の詳細が記入され、他方では突発的な変化の詳細が記入された概略図を示す。
【図５Ａ】示されている例では測定デバイス、ソフトウェア、プロセスおよび解析モデル（ここではポータブルコンピュータの中にある）を含んでいる、本発明の例示的なネットワーク機械加工環境の概略的なブロック図を示す。
【図５Ｂ】第１（据置型）コンピュータおよび第２（ポータブル）コンピュータ上の解析モジュールの例示的な実装の概略的なブロック図を示す。
【図６Ａ】一方では参照寸法の変化の頻度および機械のＸ軸の正規分布のそれぞれの曲線が記入され、他方では突発的な変化の詳細が記入された概略図を示す。
【図６Ｂ】一方では参照寸法の変化の頻度および機械のＹ軸の正規分布のそれぞれの曲線が記入され、他方では突発的な変化の詳細が記入された概略図を示す。
【図６Ｃ】一方では参照寸法の変化の頻度および機械のＺ軸の正規分布のそれぞれの曲線が記入され、他方では突発的な変化の詳細が記入された概略図を示す。
【図６Ｄ】一方では参照寸法の変化の頻度および機械のＣ軸の正規分布のそれぞれの曲線が記入され、他方では突発的な変化の詳細が記入された概略図を示す。
【図７Ａ】例えば図６Ａから得られた概略的な時間図を示す。
【図７Ｂ】例えば図６Ｂから得られた概略的な時間図を示す。
【図７Ｃ】例えば図６Ｃから得られた概略的な時間図を示す。
【図７Ｄ】例えば図６Ｄから得られた概略的な時間図を示す。
【図８】図７Ａ〜図７Ｄの時間図を示し、およびメッセージを表示するポータブルコンピュータの概略的なブロック図を示す。
【図９】本発明の更なる具体例の概略的なフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
関連する刊行物および特許の中でも使用されている用語は、本説明に関連して使用される。しかし、これらの用語の使用は、より良い理解のためにのみ提供される。特許請求の範囲の発明概念および保護の範囲は、用語の特定の選択による解釈に限定されるものではない。本発明は、他の概念および／または専門分野のシステムに容易に移行することができる。これらの用語は、他の専門分野の中で同様に適用される。
【００３５】
前述の参照寸法の変化（すなわち、機械１０の設定の幾何学的な変化）は、時間ｔの間中考慮され、例えば統計的方法を使用することによって評価される。これは、簡単な例を参照することによって以下に説明される。
【００３６】
例えば、偏差ΔＶＤが１つの偏差のみを示し、例えば機械１０のＸ軸の変位（例えば、温度の影響による膨張）を示すものであると仮定すると、この特別な場合には、参照寸法の変更に次の式が適用される。
ΔＸref＝Ｘ＊−Ｘ≠０
ΔＹref＝０
ΔＺref＝０
ΔＣref＝０
【００３７】
図３では、より長時間にわたるＸ軸の参照寸法の変化を伴う各機械１０の統計的評価が、一例として概略図で示されている。Ｘ軸の参照寸法の変化ｋは、図の水平軸上にミリメートル単位で記入され、統計的頻度ｆ（ｋ）は、垂直軸上に示されている。この例では、一種の正規分布が得られ、これは曲線Ｇとして示されている。曲線Ｇは、およそμ＝−０．００７ｍｍに最大値を有する。すなわち、ｍ（ｍは０より大きい自然数）個の製造プロセスにわたって平均すると、機械１０のＸ軸は、実際よりも０．００７ｍｍだけ短い。図３はまた、分散σを示している。統計的計算のために例として使用された式は次の通りである。
2017205865.tif 000003
【００３８】
本発明は、主に標準からの偏差の決定に関する。図４の図は、ｍ個の製造プロセスのより長時間にわたるＸ軸の参照寸法の変化を伴う機械１０の統計的評価を再び示している。図４の曲線Ｇは、図３の曲線Ｇに一致する。
【００３９】
偏差の離散値は、それぞれ図３、図４および図６Ａ〜６Ｄの中に記入されている。図示の柱の高さは、例えば、（例えば、ミリメートル単位の）特定の偏差が発生した製造プロセスの数に一致する。図示の柱が一定の幅を有する（量子化としても知られている）という事実は、（例えば、ミリメートル単位の）幾何学的偏差が離散的なステップで決定されることを示す。
【００４０】
柱を含むそのような図の代わりに、すべての具体例において、他の統計的評価および／または表現方法も使用することができる。
【００４１】
最後のｎ個の製造プロセスの統計的評価（ここでは短期評価と呼ばれる）は、ここで突発的に、参照寸法の明確な変化を示している（ｎは０より大きい自然数であり、ｎはｍより小さい）。各値は、図４に、ハッチングが掛けられたボックスによって示されており、および異なる正規分布は、曲線Ｇ１として示されているが、これらのｎ個の製造プロセスについて示されているものである。曲線Ｇ１は、およそμ１＝＋０．０１４ｍｍに最大値を有する。すなわち、ｎ個の製造プロセスについて平均すると、機械１０のＸ軸は、実際よりも０．０１４ｍｍだけ長い。曲線Ｇ１に関連する分散σ１も、図４に示されている。
【００４２】
統計的長期値μと統計的短期値μ１との比較が、（例えば、図５Ａに示されているように、ポータブルコンピュータ３０上のソフトウェアアプリケーションとしての、または図５Ｂに示されているように、ポータブルコンピュータ３０および据置型コンピュータ３４のソフトウェアアプリケーションとしての）本発明に係る解析モジュールＳＭを使用することによって実行される場合、例として図４に示されているような偏差は、自動的に認識できる。ここに記載された統計的平均値μとμ１との比較は、統計的評価の例として理解されるべきである。解析モジュールＳＭによる他の統計的評価も、すべての具体例において実行することができる。
【００４３】
本発明の各具体例は、図５Ａに示されている。図５Ａは、図２に基づくものである。したがって、図２の説明も参照される。
【００４４】
図５Ａは、ポータブルコンピュータ３０（例えば、携帯電話またはＰＤＡ）を有するネットワーク機械加工環境１００を示している。コンピュータ３０は、機械加工環境１００にネットワーク接続されている。このネットワーク接続は、図５Ａにクラウド３１によって示されている。
【００４５】
解析モジュールＳＭは、本発明のすべての具体例の中で使用され、このモジュールは、（図４に例として示されているように）少なくとも１つの機械１０の統計値を処理するように設計されており、偏差を自動的に認識する。
【００４６】
解析モジュールＳＭは、すべての具体例においてソフトウェアモジュールとして実現することができ、または、異なるソフトウェアの中の（例えば、ソフトウェアＳＷの中および／またはプロセスＰの中の）すべての具体例の中に統合することができ、または、解析モジュールＳＭは、ソフトウェアパッケージのモジュールとして提供されることができる。
【００４７】
解析モジュールＳＭは、好適には、少なくとも１つの（ハードウェアおよび／またはソフトウェア）インターフェース３２を含むすべての具体例の中で使用されるが、このインターフェースは、機械１０および／または測定デバイス２０および／または別のソフトウェアＳＷおよび／またはプロセスＰからデータを受け取るように設計されている。
【００４８】
機械１０、測定デバイス２０、他のソフトウェアＳＷまたはプロセスＰは、データを解析モジュールＳＭ（ハードウェアおよび／またはソフトウェア）にそれぞれ転送するインターフェースを含むことができ（プッシュアプローチとして知られている）、または解析モジュールＳＭが、機械１０から、または測定デバイス２０から、または他のソフトウェアＳＷから、またはプロセスＰから、データを収集するように設計される（プルアプローチとして知られている）。プッシュおよびプルアプローチの組合せは、すべての具体例において使用可能である。
【００４９】
ネットワーク機械加工環境１００は、以下の方法を実行するように形成され、少なくとも１つのギヤ切削機械１０のジオメトリを測定する。以下のステップが実行される。
ａ）仕様データ（例えば、ＶＤ、ΔＶＤ、ＭＤ、ΔＭＤ）に基づいて、機械１０上のワークピース１の歯を機械加工するステップ、
ｂ）実データを決定するために、（機械１０の一部であり、または機械１０に接続可能である）測定デバイス２０内のワークピース１を測定するステップ、
ｃ）実データと仕様データ（例えば、ＶＤ、ΔＶＤ、ＭＤ、ΔＭＤ）との相関を取ることによって、機械１０の少なくとも１つの軸Ｘの幾何学的設定の偏差を決定するステップ、
ｄ）幾何学的設定の偏差を記憶するステップ、
ｅ）ｍ個の更なるワークピース１のギヤの歯の機械加工の間、ステップａ）〜ｄ）を繰り返すステップ、
ｆ）いくつかの記憶された偏差（例えば、ｍ個の偏差すべて）の統計的評価を実行し、それらから機械１０の軸Ｘについての統計的参照寸法（例えば、統計的長期平均値μ）の偏差を決定するステップ。
【００５０】
ソフトウェアＳＷおよびプロセスＰは、例えばワークピース１の最初のおよび／または１つの機械加工のために、ステップａ）の範囲内で上記のように相互作用し、仕様データとして機械データＭＤを機械１０に提供することができる。
【００５１】
既に前述したように、最初に機械加工されたワークピース１を測定デバイス２０の中で測定することによって、最初に処理されたワークピース１を修正することができ、または更なる同一のワークピース１の後続の一連の製品について修正データを得ることができる。
【００５２】
ワークピース１の一連の製品の範囲内では、例えば、修正データ（例えば、機械データＭＤとその偏差ΔＭＤ、または仕様データＶＤとその偏差ΔＶＤ）は、ステップａ）の中でメモリからロードすることができる。
【００５３】
ワークピース１の一連の製品の範囲内では、最初のワークピース１および例えば１００個ごとのワークピース１を測定デバイス２０の中で測定することによって、時々、参照寸法および／または参照寸法の変化をそれぞれ決定することができる。
【００５４】
しかしながら、具体例によると、一連の製品のｍ個のワークピースのいずれも、機械加工環境１００内の測定デバイス２０の中で測定することができる。参照寸法および／または参照寸法の変化は、ｍ個のワークピースそれぞれについて得られる。ｍ個のワークピース１のこのような一連の測定の結果は、図４の中に例として示されている（曲線Ｇ参照）。
【００５５】
これは、具体例次第で、機械１０の少なくとも１つの機械軸（例えばＸ軸）の参照寸法の変化が規則的または不規則な間隔で決定され得ることを意味する。
【００５６】
それぞれ最新の測定結果のスライド統計的評価は、好適には、ネットワーク機械加工環境１００によって実行される。スライド統計的評価は、機械加工環境１００の１つの要素によって（例えば、解析モジュールＳＭによって）および／または機械加工環境１００のいくつかの要素によって（例えば、プロセスＰおよび前述の解析モジュールＳＭによって）、すべての具体例において実行することができる。
【００５７】
すべての具体例において、解析モジュールＳＭはまた、例えば機械１０の制御ユニット４０の中で、または据置型コンピュータ３４（図５Ｂ参照）の中で動作するマスタモジュールと、例えばポータブルコンピュータ３０の中で実行されるクライアントモジュールとを含むこともできる。
【００５８】
このスライド統計的評価は、主に、時間に関してより古い参照寸法と比較して、参照寸法の「明確な」変化を認識するために使用される。このような統計的評価が、参照寸法の以前のすべての変化について累積的に実行された場合、突発的な偏差は、ほとんど認識されない。
【００５９】
これは主に、参照寸法の「明確な」変化の累積の認識についてのものである。このような累積は、図４の中に曲線Ｇ１によって示されている。示されている具体例では、第２最大値（ｎ個のワークピース１の平均値）が平均値μ１において得られている。この第２最大値は、主最大値μ（ｍ個のワークピース１の平均値）から明らかに逸脱するものである。
【００６０】
偏差は、本発明の好適な具体例では、平均値μの少なくとも２０％である参照寸法の「明確な」変化として指定される。これは、μ１がμより２０％大きいかまたは２０％小さい場合、定義によって明確な偏差が存在することを意味する。「明確な」変化を認識するために使用される基準は、相対的な基準に関係する。相対的な閾値は、この事例では２０％に決定されている。
【００６１】
参照寸法の「明確な」変化は、平均値μ１がウインドウＦ（図４参照）の外側にある特に好適な具体例における偏差である。ウインドウＦは、次のように、長期平均μの分散σによって定義される。
μ−σ＜Ｆ＜μ＋σ
【００６２】
これは、これらの特に好適な具体例の中で、μ１がμ−σより小さい場合またはμ１がμ＋σより大きい場合、定義によって明確な偏差が存在することを意味する。これはまた、相対的な基準にも関係するが、それはなぜなら、この事例の中で「明確な」変化を認識するために使用される基準が、ウインドウＦに対して定義されるからである。ウインドウＦは、この事例では、相対的な閾値として決定されている。
【００６３】
すべての具体例において、偏差は、平均値μと異なる符号を有する参照寸法の「明確な」変化として指定されることもできる。これは、これらの具体例の中で、（図４に示されているように）平均値μが例えばゼロより小さくかつμ１がゼロより大きい場合、またはその逆の場合、定義によって明確な偏差が存在することを意味する。符号の変化は、ここでは閾値として決定されている。
【００６４】
すべての具体例において、偏差は、長期平均μの分散σが傾向を示すことから得られる参照寸法の「明確な」変化として指定されることもできる。傾向は、例えば上で定義されたウインドウＦが大きくなるかまたは小さくなるような方法で認識できる。
【００６５】
統計的短期評価の範囲内で、例えばｎの数＝１０の製造プロセスの正規分布を決定することが不可能である場合、すべての具体例において、参照寸法の「明確な」変化は、与えられたものと仮定することもできる。参照寸法の最後の変化が正規分布によって記述することができないという事実は、反応を開始させることによってユーザに注意を促すべき特別な事例が存在することを示している。
【００６６】
具体例によると、例えば相対的および／または絶対的な閾値をあらかじめ決定することによって、ユーザが参照寸法の変化を明確な変化として定義することができるような方法で、解析モジュールＳＭを形成することもできる。
【００６７】
機械加工環境１００は、好適には、すべての具体例の中で、「明確な」変化が存在する場合に動作が開始されるように形成される。解析モジュールＳＭは、好適には、動作を開始させ、または動作自体を実行する目的で、すべての具体例の中で形成される。
【００６８】
動作の開始（図９のステップＳ７）は、すべての具体例において、例えば以下のステップのうちの１つまたはいくつかを含む。
−音による警告の出力、
−好適にはディスプレイ１２（図１）またはディスプレイ３３（図５Ａ）上の通知としての、可視的な警告の出力、
−メッセージＮを投稿するステップ（例えばＳＭＳによって）、
−電子メールメッセージを発信するステップ。
【００６９】
機械加工環境１００の中では、例として理解されるべきであるが、参照寸法の「明確な」変化は、例えばＸ軸が衝突によって損傷したなど、例えば機械１０の不適切な取扱いによって生じ得る。
【００７０】
本発明の更なる具体例は、図６Ａ〜図６Ｄを参照して説明される。ギヤ切削機械１０および測定デバイス２０を含む機械加工環境１００に再び関する。機械１０は、３つのＮＣ制御された直線軸Ｘ、Ｙ、ＺおよびＮＣ制御された旋回軸Ｃを再び含む。この事例では、Ｘ軸の参照寸法の変化だけでなく、３つの更なる軸Ｙ、ＺおよびＣのすべての参照寸法の変化も統計的に評価される。図６Ａ〜図６Ｄのそれぞれは、それぞれの統計的長期評価（例えば、ｍ個の機械加工サイクルにわたる評価）およびスライド統計的短期評価（例えば、ｎ個の機械加工サイクルにわたる評価）を示している。Ｘ軸の統計的長期評価の結果（図６Ａ参照）は、正規曲線ＧＸによって表され、統計的短期評価の結果は、正規曲線ＧＸ１によって表される。Ｙ軸の統計的長期評価の結果（図６Ｂ参照）は、正規曲線ＧＹによって表され、統計的短期評価の結果は、正規曲線ＧＹ１によって表される。Ｚ軸の統計的長期評価の結果（図６Ｃ参照）は、正規曲線ＧＺによって表され、統計的短期評価の結果は、正規曲線ＧＺ１によって表される。Ｃ軸の統計的長期評価の結果（図６Ｄ参照）は、正規曲線ＧＣによって表され、統計的短期評価の結果は、正規曲線ＧＣ１によって表される。
【００７１】
図６Ａ〜図６Ｄに基づいて、４つの軸全てに明確な変化が生じていることが分かる。これらの変化の発生は、図７Ａ〜図７Ｄの中に概略的にかつ例示的に示されているように、時間図によって表すこともできる。
【００７２】
図７Ａ〜図７Ｄの中の時間図は、図６Ａ〜図６Ｄから、および／または図６Ａ〜図６Ｄの統計的評価に基づくデータから、導くことができる。
【００７３】
４つの軸Ｘ、Ｙ、ＺおよびＣのそれぞれは、例えば時間図の曲線Ｗ１〜Ｗ４に関連するが、これらの曲線はそれぞれ時間ｔに対する平均値μの進行を示している。図７Ａは、時間ｔに対するＸ軸の平均値μＸの個別の時間経過を示している。平均値μＸは、長い時間にわたって約−０．００７ｍｍであった。ここでｔ０で指定された特定の時点から、平均値はμ１Ｘの値に変化し、約０．０１４ｍｍに、正の範囲に明確に位置している。図７Ｂは、時間ｔに対するＹ軸の平均値μＹの個別の時間経過を示している。平均値μＹは、長い時間にわたって約＋０．００３ｍｍであった。およそ時点ｔ０において、平均値は、約０．０１５ｍｍの値μ１Ｙに変化した。図７Ｃは、時間ｔに対するＺ軸の平均値μＺの個別の時間経過を示している。平均値μＺは、長い時間にわたって約＋０．００１ｍｍであった。およそ時点ｔ０において、平均値は、約＋０．０１ｍｍの値μ１Ｚに変化した。図７Ｄは、時間ｔに対するＣ軸の平均値μＣの個別の時間経過を示している。平均値μＣは、長い時間にわたって正の範囲内でわずかにゼロを上回っていた。およそ時点ｔ０において、平均値は、約−０．００８ｍｍの値μ１Ｃに変化した。図６Ａ〜図７Ｄの図は、正確な縮尺ではなく、かつここに記載された数字は、例として理解されるべきである。
【００７４】
統計的長期評価と統計的短期評価が関係するという事実の結果として、測定の個々の外れ値は、比較的わずかである。統計的評価は、何度か発生する値（変化）のみが効果を有する、一種のフィルタリングをもたらす。
【００７５】
各（数学）フィルタは、統計的短期評価の中で使用することができるものであり、固定された閾値で動作することも、あらかじめ設定可能な閾値で動作することもできる。数ｑは、例えば一種の閾値として使用することができる（ここで、ｑ＞＞０かつｑ＜＜ｍ）。統計的短期評価の感度は、閾値ｑによってあらかじめ決定することができる。ｑが１に等しい場合、１回限りの測定外れ値があったなら、既に動作の開始につながっている。感度が高くなり過ぎないように、ｑ＞＞０を適用する必要がある。
【００７６】
すべての具体例において、閾値ｑは、存在すればであるが、絶対的な閾値（例えば、ｑ＝１０）または相対的な閾値（例えば、ｑ＝ｍ／１０）として、あらかじめ決定することができる。
【００７７】
好適には、偏差の初回の発生に基づいて動作を既に開始する過度に敏感な評価（例えば、ｑ＝１）と、遅すぎる時点におけるおよび時間遅れを伴う偏差の累積的な発生のみを示す評価との間で、妥協点を探すことが好ましい。
【００７８】
すべての具体例において、測定値ｍの数は、オープンな期間（例えば、数日または数週間）にわたって更新されることができ、統計的長期評価の範囲内で評価できる。
【００７９】
すべての具体例において、測定値ｍの数は、限られた期間にわたって（例えば、絶対的な数ｍ＝１０によって、または時間ウインドウによって、例えば機械１０が暖まった時点から、夕方の機械の遮断の時点までによって）更新されることもでき、統計的長期評価の範囲内で評価できる。
【００８０】
次に、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、本発明の更なる選択的な特徴について説明する。既に説明したように、様々な閾値および／またはフィルタパラメータは、あらかじめ決定され、数学的評価の挙動および反応の開始に影響を与えることができる。
【００８１】
偏差が２つ以上の軸によって評価される具体例の場合、曲線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＷ４の進行を互いに関連付けることができるルールのセットを使用することができる。
【００８２】
すべての具体例において、図６Ａ〜図６Ｄの曲線を評価するため、およびそれらを互いに関連付けるために、ルールのセットを使用することができる。
【００８３】
明確な変化の発生を定義する基準は、例えば以下のように決定することができる（以下の例はすべての具体例の中で使用することができる）。
−曲線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＷ４のうちの少なくとも２つが時間ウインドウ（例えば１０分、および／または例えばｎ＝４個の製造プロセス）内で突発的な変化を示している場合、これを明確な変化と解釈することができ、および／または
−曲線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＷ４のうちの少なくとも２つが突発的な変化を示し、その突発的な変化の高さが、時間図の中で統計的長期評価の平均値から少なくとも２０％逸脱している場合、これを明確な変化と解釈することができ、および／または
−曲線Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＷ４のうちの少なくとも２つがゼロを通過する（例えば、曲線Ｗ１およびＷ４）場合、これを明確な変化と解釈することができる。
【００８４】
これらの基準は、例として理解されるべきであり、更なる基準によって修正され、補足され、および組み合わされることができる。
【００８５】
すべての具体例において、より複雑なルールのセットをあらかじめ決定しておくこともできる。
【００８６】
図６Ａ〜図６Ｄに関連して説明された定義を、図７Ａ〜図７Ｄに関連して説明された定義と組み合わせることもできる。
【００８７】
すべての具体例において、動作のうちの少なくとも１つは、例（ステップＳ７）として言及されるものであるが、好適には時点ｔ０に達した時に開始される。
【００８８】
いつでもユーザに特別な偏差の存在を知らせるために、解析モデルＳＭは、図８に示すように、例えばディスプレイ３３上にイラストレーションを示すことができる。例えばコンピュータ３０として使用されるＰＤＡのディスプレイ３３上に示されたイラストレーションの中には、図７Ａ〜図７Ｄに示されているような曲線Ｗ１〜Ｗ４のコピーを示し、またはこれらの曲線Ｗ１〜Ｗ４の修正されまたは調整されたバージョンを示すことができる。コンピュータ３０として使用されるＰＤＡのディスプレイ３３は、潜在的な動作（ステップＳ７）として次のメッセージＮを示している。「警告：機械を確認してください」。
【００８９】
本発明の更なる具体例は、図９に示されている概略的なフローチャートを参照して説明される。
【００９０】
第１ステップＳ１では、第１ワークピース１が、測定デバイス２０内に搭載され、次に測定される。現在の測定値は、ステップＳ２の中で記憶され、偏差ΔＶＤおよび／またはΔＭＤが決定される。これらの偏差は、例えば測定デバイス２０および／またはプロセスＰおよび／または解析モジュールＳＭによって決定できる。少なくとも１つの値（例えば、機械１０のＸ軸についての偏差ΔＶＤ）がメモリ２１の中に記憶される。後続のワークピース１がここで測定デバイス２０内に搭載され、次に測定される。このプロセスは、図９の中にループ２２によって示されているように、複数回繰り返される。繰り返しＷｐまたはループ２２の通過の数は、この事例では、例えば製造プロセスの数ｍに等しくてもよい。この事例では（すなわち、Ｗｐ＝ｍの場合）、機械１０によって処理されたｍ個のワークピース１のそれぞれは、測定デバイス２０によって測定される。例えば１つおきのワークピース１のみが測定される場合、Ｗｐ＝ｍ／２が適用される。
【００９１】
すべての具体例において、解析モジュールＳＭは、連続的にまたは時々、メモリ２１から記憶された値を読み出し、それらに第１統計的評価（ステップＳ４）を行うことができる。例を参照して既に説明したように、例えば平均値μは、この第１統計的評価の範囲内で計算され、メモリ２３の中に記憶できる。メモリ２１は、メモリ２３と同一であることができる。これは、ここで言及されるすべての更なるメモリにも当てはまる。
【００９２】
同時に、または時々、解析モジュールＳＭは、メモリ２１から記憶された値を読み出し、それらに第２統計的評価を行うことができる。具体例によると、解析モジュールＳＭは、例えば最後の１時間に記憶された値、または例えば最後のｎ個の記憶値のみを読み出して処理することのみをすることができる。第２統計的評価は、前述の統計的短期評価に関連する。これはここではスライド評価とも呼ばれる。統計的短期評価の範囲内で、それぞれ最新の値のサブセットのみがメモリ２１から読み出され、統計的に評価されるという事実は、図９の中に、メモリ２１上の小さなウインドウ２５によって示されている。例を参照して既に説明したように、平均値μ１は、例えば第２統計的評価の範囲内で計算することができ、メモリ２４の中に記憶できる。
【００９３】
すべての具体例において、ステップＳ４およびＳ５は、同時に実行することもできる。
【００９４】
平均値μおよびμ１の計算は、統計的評価の可能な例としてのみ理解されるべきである。この事例では、解析モジュールＳＭによって他の統計的評価も実行することができる。
【００９５】
統計的短期評価および統計的長期評価の結果は、更なるステップＳ６の中で関連付けられ、「明確な」偏差の認識を可能にする。図９に例として示されているように、メモリ２３およびメモリ２４からのそれぞれの結果は、解析モジュールＳＭによって、この目的のために比較される。
【００９６】
「明確な」偏差を決定するために使用される定義および／またはルールのセット（多数の例が既に言及された）によると、相関関係は、様々な方法で提供される。
【００９７】
最も単純な事例では、ステップＳ６の範囲内で、μ＝μ１が適用されるか否かが確認される。もしμがμ１に等しいのであれば、明確な変化とみなすことができる変化はない。この事例において、μがμ１に等しくない場合、定義によって明確な変化があり、動作（ステップＳ７）が開始される。この簡単な例が図９の中に示されており、ステップＳ６の一部とみなされる比較プロセスは、ここでは部分ステップＳ６．１として示されている。μがμ１に等しい場合、すなわち変化がない場合、この具体例の方法は、図９の中にループ２６によって示されているように、ステップＳ６に戻ることができる。
【００９８】
図９の具体例では、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ６．１およびＳ７は、解析モジュールＳＭによって実行されまたは制御される。
【００９９】
しかし、これらの個々のステップが実行されることは、本発明にとっては無関係である。ステップＳ４および／またはステップＳ５は、例えば機械１０の中で実行される一方で、残りのステップは、例えば機械加工環境１００にネットワーク接続された（据置型）コンピュータ（例えばコンピュータ３４）の中で実行できる。
【０１００】
図５Ｂは、更なる具体例を概略的に示している。ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６およびＳ６．１は、例えば（据置型）コンピュータ３４の中で実行され、ステップＳ７は、例えば機械加工環境のこのようなネットワーク接続された実装の中のアプリケーションに外部委託されることができるが、このアプリケーションは、（図８に示されているように）ポータブルコンピュータ３０上のディスプレイ３３上にメッセージＮおよび／または図を表示するのみである。コンピュータ３０および３４並びに選択的なネットワークメモリ３５は、ネットワーク３１によって互いに通信することができる。ネットワーク３１は、機械加工環境１００の通信インフラストラクチャの中に組み込まれることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ワークピース
１０  （ギヤ切削）機械
１２  ディスプレイ
１３  通信接続
１４  経路
１５  経路
２０  測定デバイス／測定装置
２１  メモリ
２２  ループ
２３  メモリ
２４  メモリ
２５  ウインドウ
２６  ループ
３０  コンピュータ
３１  クラウド／ネットワーク
３２  インターフェース
３３  ディスプレイ
３４  コンピュータ
３５  （ネットワーク）メモリ
３６  矢印
４０  ＮＣ制御ユニット
１００  機械加工環境／装置
Ｃ＊  変更された幾何学的設定
Ｃ  旋回軸
ΔＶＤ  偏差
ΔＭＤ  偏差
ΔＸref、ΔＹref、ΔＺref、ΔＣref  参照寸法の変化
Ｆ  ウインドウ
ｆ（ｋ）  頻度
Ｇ、Ｇ１、ＧＸ１、ＧＹ、ＧＹ１、ＧＺ、ＧＺ１、ＧＣ、ＧＣ１  曲線
ｋ  変化
ｍ  製造プロセスの数
ＭＤ  機械データ
ｎ  製造プロセスの数
Ｎ  メッセージ
μ、μＸ、μＹ、μＺ、μＣ  平均値
μ１、μ１Ｘ、μ１Ｙ、μ１Ｚ、μ１Ｃ  平均値
Ｐ  プロセス
ｑ  閾値
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ６．１、Ｓ７  ステップ
ＳＭ  解析モジュール（ソフトウェアモジュール）
ＳＷ  ソフトウェア
σ  分散
σ１  分散
ｔ  時間
Ｔ０  時点
Ｘ、Ｙ、Ｚ  （直線）軸
Ｘ＊、Ｙ＊、Ｚ＊  変更された幾何学的設定
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４  曲線
Ｗｐ  繰り返し
ＶＤ  仕様データ／デフォルトデータ（例えば、ターゲットデータ）
【図１】
2017205865.tif 000004
【図２】
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【図３】
2017205865.tif 000006
【図４】
2017205865.tif 000007
【図５Ａ】
2017205865.tif 000008
【図５Ｂ】
2017205865.tif 000009
【図６Ａ】
2017205865.tif 000010
【図６Ｂ】
2017205865.tif 000011
【図６Ｃ】
2017205865.tif 000012
【図６Ｄ】
2017205865.tif 000013
【図７Ａ】
2017205865.tif 000014
【図７Ｂ】
2017205865.tif 000015
【図７Ｃ】
2017205865.tif 000016
【図７Ｄ】
2017205865.tif 000017
【図８】
2017205865.tif 000018
【図９】
2017205865.tif 000019
【外国語明細書】
2017205865.tif 000020
2017205865.tif 000021
2017205865.tif 000022
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