齿轮加工机械

摘要

一种齿轮加工机械，具备刀具(15)、经由曲轴机构(13)及主轴(16)而使刀具(15)沿主轴方向进行行程动作的主轴电动机(10)、及对主轴电动机(10)的旋转角度进行控制的电动机控制部(10)，其中，所述齿轮加工机械具备经由连杆机构(四节连杆机构(14))而使刀具(15)沿铲齿轴方向运动的铲齿轴电动机(12)，电动机控制部(10)基于主轴电动机(11)的旋转角度来控制铲齿轴电动机(12)的旋转角度，由此能够提供一种对应于被切削齿轮的鼓形或锥形等期望的形状而准确地控制铲齿动作的齿轮加工机械。

权利要求

1.一种齿轮加工机械，具备刀具、经由曲轴机构及主轴而使该刀具沿主轴方向进行行程动作的主轴电动机、及对该主轴电动机的旋转角度进行控制的电动机控制部，其特征在于，所述齿轮加工机械具备经由连杆机构而使所述刀具沿铲齿轴方向运动的铲齿轴电动机，所述电动机控制部基于所述主轴电动机的旋转角度来控制所述铲齿轴电动机的旋转角度，在设所述主轴电动机的旋转角度为θ，所述主轴方向为y轴方向，所述铲齿轴方向为x轴方向时，所述电动机控制部由所述刀具的x-θ坐标上的轨迹及y-θ坐标上的轨迹求出x-y坐标上的所述刀具的轨迹，由所述x-y坐标上的所述刀具的轨迹求出所述刀具的倾斜角度，由所述倾斜角度求出所述连杆机构的输出角度，由所述输出角度求出所述连杆机构的输入角度，从而控制所述铲齿轴电动机的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的齿轮加工机械，其特征在于，

所述电动机控制部以使铲齿区域中的所述刀具的所述x-θ坐标上的轨迹成为通用凸轮曲线的方式进行控制。

3.根据权利要求2所述的齿轮加工机械，其特征在于，

所述电动机控制部将所述θ中的加工区域的范围及所述铲齿区域的范围分别分割为两部分，针对分割后的各该范围来控制所述x-θ坐标上的所述刀具的轨迹。

4.根据权利要求1所述的齿轮加工机械，其特征在于，

与加工的被切削齿轮的形状对应地向所述电动机控制部输入所述x轴方向的铲齿量、鼓形量及锥形量的各数据，所述电动机控制部基于输入的该数据来求出所述刀具的x-θ坐标上的轨迹。

5.根据权利要求4所述的齿轮加工机械，其特征在于，

对于加工区域，所述电动机控制部基于所述鼓形量或所述锥形量来设定所述刀具的x-θ坐标上的轨迹，对于铲齿区域，所述电动机控制部基于所述铲齿量来将所述刀具的x-θ坐标上的轨迹设定成通用凸轮曲线，所述电动机控制部使用三次插值来将所述加工区域的所述刀具的x-θ坐标上的轨迹与所述铲齿区域的所述刀具的x-θ坐标上的轨迹连结并组合。

6.根据权利要求5所述的齿轮加工机械，其特征在于，

所述电动机控制部将所述θ中的加工区域的范围及所述铲齿区域的范围分别分割为两部分，针对分割后的各该范围来控制所述x-θ坐标上的所述刀具的轨迹。

说明书

齿轮加工机械

技术领域

[0001] 本发明涉及齿轮加工机械。

背景技术

[0002] 在以往的以刨齿机为主的齿轮加工机械中，通过主轴电动机，沿工具的上下方向(主轴方向)进行行程动作(直线往复运动)，并且，通过与该主轴电动机同步的凸轮机构，在与主轴正交的方向上，进行使工具向被切削齿轮接近或从被切削齿轮远离的运动即铲齿动作。

[0003] 图13是说明以往的齿轮加工机械的凸轮机构的概略图。如该图所示，以往的齿轮加工机械具有通过轮系而与主轴电动机相连(图示省略)且机械性地进行同步旋转的凸轮101，凸轮杆102与凸轮101的旋转连动，通过凸轮杆102的动作，经由配置于凸轮杆102的四节连杆机构104，刀具105进行铲齿动作。

[0004] 图14是说明以往的齿轮加工机械中的刀具的轨道的示意图，该图中的实线箭头表示刀具的轨道。如该图所示，以往的齿轮加工机械中的刀具105在切削工序(上止点→下止点)进行加工，在返回工序(下止点→上止点)进行铲齿动作，由此防止在返回工序中刀具105与被切削齿轮21的干涉。

[0005] 在先技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2004-154921号公报

发明内容

[0008] 发明要解决的课题

[0009] 以往的齿轮加工机械中的刀具的铲齿动作由于根据凸轮的形状来决定，因此成为统一的轨道，无法应对后述的鼓形加工或锥形加工。而且凸轮也无法简单地更换。

[0010] 上述专利文献1公开了一种取代铲齿所需的驱动力由主轴电动机机械性地具有的情况，而设置从主轴电动机独立出来的铲齿轴电动机的技术，即对铲齿动作进行NC控制的类型的齿轮加工机械。该齿轮加工机械的铲齿动作不仅用于防止返回工序中的刀具与被切削齿轮的干涉，而且也被利用于切削工序中的鼓形加工及锥形加工。

[0011] 图15是说明对铲齿动作进行NC控制的类型的齿轮加工机械中的鼓形加工的图，(a)表示说明鼓形加工时的刀具的轨道的示意图，(b)表示实施了鼓形加工的被切削齿轮的立体图。需要说明的是，在该图中，(a)的实线箭头表示刀具的轨道，(b)的单点划线表示未实施鼓形加工的情况下的被切削齿轮的形状。

[0012] 如图15(a)所示，在切削工序中，使刀具105的轨道呈圆弧状地进行铲齿动作，由此如图15(b)所示，能够对被切削齿轮21实施鼓形加工。

[0013] 图16是说明对铲齿动作进行NC控制的类型的齿轮加工机械中的锥形加工的图，(a)表示说明锥形加工时的刀具的轨道的示意图，(b)表示实施了锥形加工的被切削齿轮的立体图。需要说明的是，在该图中，(a)的实线箭头表示刀具的轨道，(b)的单点划线表示锥形量。

[0014] 如图16(a)所示，在切削工序中，通过使刀具105的轨道呈倾斜状地进行铲齿动作，如图16(b)所示，能够对被切削齿轮21实施锥形加工。

[0015] 然而，上述专利文献1没有叙述到如何控制铲齿轴电动机，因此对应于被切削齿轮的期望的形状而准确地进行控制的方法并不明确。

[0016] 由此，在本发明中，目的在于提供一种对应于被切削齿轮的期望的形状而准确地控制铲齿动作的齿轮加工机械。

[0017] 用于解决课题的手段

[0018] 解决上述课题的第一发明的齿轮加工机械具备刀具、经由曲轴机构及主轴而使该刀具沿主轴方向进行行程动作的主轴电动机、及对该主轴电动机的旋转角度进行控制的电动机控制部，其特征在于，所述齿轮加工机械具备经由连杆机构而使所述刀具沿铲齿轴方向运动的铲齿轴电动机，所述电动机控制部基于所述主轴电动机的旋转角度来控制所述铲齿轴电动机的旋转角度。

[0019] 解决上述课题的第二发明的齿轮加工机械以上述第一发明的齿轮加工机械为基础，其特征在于，在设所述主轴电动机的旋转角度为θ，所述主轴方向为y轴方向，所述铲齿轴方向为x轴方向时，所述电动机控制部由所述刀具的x-θ坐标上的轨迹及y-θ坐标上的轨迹求出x-y坐标上的所述刀具的轨迹，由所述x-y坐标上的所述刀具的轨迹求出所述刀具的倾斜角度(刀具的倾斜角度与刀具头(未图示)的倾斜角度相等。以下相同)，由所述倾斜角度求出所述连杆机构的输出角度，由所述输出角度求出所述连杆机构的输入角度，从而控制所述铲齿轴电动机的旋转角度。

[0020] 解决上述课题的第三发明的齿轮加工机械以上述第二发明的齿轮加工机械为基础，其特征在于，所述电动机控制部以使铲齿区域中的所述刀具的所述x-θ坐标上的轨迹成为通用凸轮曲线的方式进行控制。

[0021] 解决上述课题的第四发明的齿轮加工机械以上述第二或第三发明的齿轮加工机械为基础，其特征在于，所述电动机控制部将所述θ中的加工区域的范围及所述铲齿区域的范围分别分割为两部分，针对分割后的各该范围来控制所述x-θ坐标上的所述刀具的轨迹。

[0022] 发明效果

[0023] 根据本发明的齿轮加工机械，能够对应于被切削齿轮的期望的形状而准确地控制铲齿动作。由此，能够应对鼓形加工和锥形加工，也能够应用于内齿加工。

附图说明

[0024] 图1是本发明的实施例1的齿轮加工机械的概略图。(a)示出了铲齿轴系统，(b)示出了主轴系统。

[0025] 图2是说明电动机控制部的结构的框图。

[0026] 图3是说明电动机控制部的动作的流程图。

[0027] 图4是分别表示在y-θ坐标及v-θ坐标上标绘的刀具的轨迹(实线)及速度(虚线)的坐标图。

[0028] 图5是说明主轴电动机的一旋转中的旋转角度θ与加工区域及铲齿区域的对应关系的坐标图。

[0029] 图6是表示通用凸轮曲线的一例的坐标图。

[0030] 图7是表示实施鼓形加工的情况下的x-θ坐标上标绘的刀具的轨迹的坐标图。

[0031] 图8是表示实施锥形加工的情况下的x-θ坐标上标绘的刀具的轨迹的坐标图。

[0032] 图9是将实施鼓形加工的情况下的刀具的轨迹标绘在x-y坐标中的坐标图。

[0033] 图10是将实施锥形加工的情况下的刀具的轨迹标绘在x-y坐标中的坐标图。

[0034] 图11是表示x轴方向位移量、y轴方向位移量及倾斜角度ΔΨ的关系的示意图。

[0035] 图12是表示四节连杆机构的基准位置的概略图。

[0036] 图13是说明以往的齿轮加工机械的凸轮机构的概略图。

[0037] 图14是说明以往的齿轮加工机械中的刀具的轨道的示意图。

[0038] 图15是说明对铲齿动作进行NC控制的类型的齿轮加工机械的鼓形加工的图。(a)表示对鼓形加工时的刀具的轨道进行说明的示意图，(b)表示实施了鼓形加工后的被切削齿轮的立体图。

[0039] 图16是说明对铲齿动作进行NC控制的类型的齿轮加工机械的锥形加工的图。(a)表示对锥形加工时的刀具的轨道进行说明的示意图，(b)表示实施了锥形加工后的被切削齿轮的立体图。

具体实施方式

[0040] 以下，使用附图按实施例说明本发明的齿轮加工机械。

[0041] 实施例1

[0042] 本发明的实施例1的齿轮加工机械利用NC来控制铲齿动作。关于本发明的实施例1的齿轮加工机械，使用图1(a)(b)进行说明。

[0043] 图1是本发明的实施例1的齿轮加工机械的概略图，(a)示出了铲齿轴系统，(b)示出了主轴系统。如该图所示，本装置具备电动机控制部10、主轴电动机11、曲轴机构(滑块曲轴机构)13、铲齿轴电动机12、四节连杆机构14、刀具15及主轴16。

[0044] 如图1(b)所示，上述主轴电动机11是将旋转运动经由曲轴机构13及主轴16向刀具15传递而使刀具15沿y轴方向进行行程动作的伺服电动机。而且，曲轴机构13具备曲轴臂
13a及连杆13b。需要说明的是，上述y轴方向是指主轴方向，以下，与主轴方向正交的铲齿轴方向设为x轴方向。

[0045] 如图1(a)所示，上述铲齿轴电动机12是通过将旋转运动经由四节连杆机构14向刀具15传递而使刀具15沿x轴方向进行铲齿动作的伺服电动机。需要说明的是，图1(a)的四节连杆机构14的L1、L2、L3、L4分别表示固定连杆、输入连杆、连结连杆、输出连杆的长度。在此，输入连杆(长度L2的连杆)与铲齿轴电动机12的旋转连动。

[0046] 上述电动机控制部10是分别独立地控制主轴电动机11及铲齿轴电动机12的旋转角度(旋转运动)的结构。以下，对于电动机控制部10进行详细叙述。

[0047] 图2是说明电动机控制部10的结构的框图。如该图所示，电动机控制部10具备主轴系统设定部31、y轴方向轨迹算出部32、铲齿轴系统输入部33、旋转角度分配部34、x轴方向轨迹算出部35、x-y坐标上轨迹算出部36、刀具头倾斜角度算出部37及铲齿轴电动机输入角度指令部38。

[0048] 上述主轴系统设定部31是输入被切削齿轮21的齿宽B(参照图14)的值而基于该齿宽B来算出曲轴臂13a的长度Larm的结构。并且，将曲轴臂13a的长度Larm及预先设定的机械固有的常数即连杆13b的长度Lcon的数据向y轴方向轨迹算出部32输出。

[0049] 上述y轴方向轨迹算出部32基于从主轴系统设定部31输入的数据，由旋转角度θ求出刀具15的y轴方向的位移，进行主轴电动机11的旋转运动的控制。换言之，由旋转角度θ求出刀具15的y轴方向的位移是指求出刀具15的y-θ坐标上的轨迹。

[0050] 图4是表示在y-θ坐标(及v-θ坐标)上标绘的刀具的轨迹(及速度)的坐标图。刀具15的y-θ坐标上的轨迹即y＝f(θ)如该坐标图的实线所示近似于余弦曲线。并且，y轴方向轨迹算出部32将y＝f(θ)的数据向x-y坐标上轨迹算出部36输出。

[0051] 上述铲齿轴系统输入部33根据加工的被切削齿轮21的形状而输入铲齿量R、鼓形量R1及锥形量R2的数据，并将输入的该数据向x轴方向轨迹算出部35输出。但是，铲齿量R也可以预先设定为固定值。需要说明的是，R、R1、R2全部是x轴方向的位移量。

[0052] 另外，铲齿轴系统输入部33输入四节连杆机构14的固定连杆、输入连杆、连结连杆、输出连杆的各自的长度L1、L2、L3、L4的数据，输入的该数据向铲齿轴电动机输入角度指令部38输出。

[0053] 上述旋转角度分配部34设定主轴电动机11的一旋转中的旋转角度θ与切削工序(加工区域)及返回工序(铲齿区域)的对应关系。首先，如图5所示，将加工区域分割成两部分，将分别对应的旋转角度θ的范围设为θ1、θ2，将铲齿区域也分割成两部分，将分别对应的旋转角度θ的范围设为θ3、θ4。

[0054] 然而，如图4的虚线所示，θ＝0～180deg.的范围内的刀具15的y轴方向速度v在上止点的θ＝0deg.及下止点的θ＝180deg.下分别为零，在θ＝90deg.下成为最大。由于刀具15的y轴方向速度v的不同而加工效率发生变化，因此在上下止点附近，加工效率下降。

[0055] 因此，在本实施例中，将90±60deg.设为与加工区域对应的θ的范围(图4的斜线部分)。并且，θ＝30～90deg.设为θ1，θ＝90～150deg.设为θ2。

[0056] 在主轴电动机11的一旋转中的旋转角度θ下，除了与加工区域对应的旋转角度θ1、θ2之外的旋转角度成为与铲齿区域对应的旋转角度θ3、θ4。在此，θ＝150～270deg.设为θ4，θ＝270～30deg.设为θ3。

[0057] 需要说明的是，在上述中，旋转角度θ在加工区域中设定为θ1、θ2，在铲齿区域中设定为θ3、θ4这总计4个范围，但是例如也可以在加工区域和铲齿区域中设定各1个总计2个范围。

[0058] 并且，旋转角度分配部34将如上所述设定的主轴电动机11的一旋转中的旋转角度θ与加工区域及铲齿区域的对应关系的数据向x轴方向轨迹算出部35输出。

[0059] 上述x轴方向轨迹算出部35基于从铲齿轴系统输入部33及旋转角度分配部34输入的数据，以使铲齿区域(θ3、θ4)中的刀具15的x-θ坐标上的轨迹成为通用凸轮曲线的方式进行设定。

[0060] 通常，铲齿量R与鼓形量R1及锥形量R2相比x轴方向的位移量增大。由此，考虑刀具15以高速运转的情况，铲齿区域的刀具15的轨迹需要将加速区间与减速区间平滑地连结。
因此，x-θ坐标上标绘的刀具15的轨迹设定成为通用凸轮曲线，由此能够实现平滑且连续的NC控制。

[0061] 通用凸轮曲线存在下述表1那样的各种曲线，如图6示出一例那样，通过固有的参数能够进行相对于时间T的位移S、速度V及加速度A各自的曲线的定义。但是，由于分别具有长处和短处，因此根据使用目的而选择并设定适当的曲线。

[0062] [表1]

[0063]

[0064] 另外，x轴方向轨迹算出部35基于从铲齿轴系统输入部33及旋转角度分配部34输入的数据，设定加工区域(θ1、θ2)中的刀具15的x-θ坐标上的轨迹，使用三次插值与上述设定的铲齿区域中的刀具15的轨迹连结、组合。

[0065] 在加工区域中，在实施鼓形加工的情况下，在x-θ坐标上标绘刀具15的轨迹，以齿宽B的范围的该轨迹成为圆弧状进行设定，以满足期望的鼓形形状。该圆弧的半径rc基于鼓形量R1及齿宽B来设定。具体而言，通过下述式(1)算出。

[0066] rc＝{(0.5·B)2+R12}/2·R1…(1)

[0067] 将这样算出的加工区域(θ1、θ2)中的刀具15的x-θ坐标上的轨迹与上述的铲齿区域中的刀具15的轨迹连结、组合后，成为图7所示那样的曲线。

[0068] 另一方面，在加工区域中，在实施锥形加工的情况下，为了满足期望的锥形加工或锥形角度，在x-θ坐标上标绘刀具15的轨迹，将齿宽B的范围的该轨迹设定成为倾斜的直线。

[0069] 将这样设定的加工区域(θ1、θ2)中的刀具15的x-θ坐标上的轨迹与上述的铲齿区域中的刀具15的轨迹连结、组合后，成为图8所示那样的曲线。

[0070] 并且，x轴方向轨迹算出部35将上述求出的刀具15的x-θ坐标上的轨迹的数据向x-y坐标上轨迹算出部36输出。

[0071] 上述x-y坐标上轨迹算出部36基于从x轴方向轨迹算出部35输入的数据，将主轴电动机11的旋转角度θ＝0～360deg.中的刀具15的轨迹连续标绘在x-y坐标上，求出x-y坐标上的刀具15的轨迹即实际的刀具15的轨迹，将该轨迹的数据向刀具头倾斜角度算出部37输出。

[0072] 图9是将实施鼓形加工的情况下的刀具的轨迹标绘在x-y坐标中的坐标图。图10是将实施锥形加工的情况下的刀具的轨迹标绘在x-y坐标中的坐标图。需要说明的是，图9、10中的箭头表示刀具的移动方向。例如，在旋转角度θ＝0～360deg.的范围内，标绘(xi，yi)(i＝0，…，360)。这样作成的x-y坐标上的刀具15的轨迹成为图9、10所示那样的实际的刀具15的轨迹。

[0073] 上述刀具头倾斜角度算出部37由上述的刀具15的x-y坐标上的(xi，yi)求出每曲轴臂13a的旋转角度θ的刀具头(图示省略)的倾斜角度，并将求出的倾斜角度ΔΨi(i＝0，…，360)的数据向铲齿轴电动机输入角度指令部38输出。

[0074] 即，实际的x轴方向的刀具15的移动通过铲齿轴电动机12及四节连杆机构14实现。如图1(a)所示，包括安装有刀具15的主轴在内的刀具头(图示省略)以支点14a为中心摆动(倾斜)自如。四节连杆机构14的输出连杆(图1(a)中的长度L4的连杆)与刀具头始终处于正交关系，当输出连杆的旋转角度的变化量为ΔΨ时，刀具头的倾斜角度也成为ΔΨ。

[0075] 图11是表示x轴方向位移量、y轴方向位移量及倾斜角度ΔΨ的关系的示意图。如该图所示，刀具头的倾斜角度可以通过下述式(2)算出。

[0076] ΔΨ＝f(θ)＝tan-1(x/y)…(2)

[0077] 需要说明的是，由于刀具头的倾斜角度与刀具15的倾斜角度相等，因此在刀具头倾斜角度算出部37中，可以不像上述那样求出刀具头的倾斜角度，而求出刀具15的倾斜角度。

[0078] 上述铲齿轴电动机输入角度指令部38基于从刀具头倾斜角度算出部37输入的数据，由刀具头的倾斜角度ΔΨ求出四节连杆机构14的输出角度Ψ，由该输出角度Ψ逆运算输入角度δ(参照图1(a))。

[0079] 四节连杆机构14的输出角度Ψ可以通过下述式(3)算出。

[0080] Ψ＝Ψ0-ΔΨ…(3)

[0081] 图12是表示四节连杆机构14的基准位置的概略图。如该图所示，在将刀具15的倾斜角度(刀具头的倾斜角度)为零的状态设为基准位置时，上述Ψ0是指该基准位置处的输出角度(初始输出角度)。需要说明的是，初始输出角度Ψ0可以通过铲齿轴电动机12相对于支点14a的安装位置关系、及各连杆的长度L1、L2、L3、L4，而在几何学上求出。

[0082] 四节连杆机构14的输出角度Ψ是输入角度δ及各连杆的长度L1、L2、L3、L4的函数。因此，设为Ψi＝f(δi，L1，L2，L3，L4)(i＝0，…，360)。并且，对于输入角度δi，求解该式的逆函数，设为δi＝f-1(Ψi，L1，L2，L3，L4)(i＝0，…，360)。

[0083] 在此，机械固有的常数的L1～L4的值通过铲齿轴系统输入部33输入。而且，输出角-1度Ψi是根据曲轴臂13a的旋转角度θ而决定的值，因此上述的δi＝f (Ψi，L1，L2，L3，L4)(i＝
0，…，360)可以设为δ(θ)＝f-1(Ψ(θ))，通过该式，算出每曲轴臂13a(主轴电动机11)的旋转角度θ的四节连杆机构14的输入角度δ。

[0084] 另外，铲齿轴电动机输入角度指令部38向铲齿轴电动机12输出指令值Ui。该指令值Ui由下述式(4)算出。

[0085] Ui＝Δδ(θ)＝δ(θ)-δ0(i＝0，…，360)…(4)

[0086] 在此，上述δ0是指图12所示的基准位置处的输入角度(初始输入角度)。需要说明的是，初始输入角度δ0可以通过铲齿轴电动机12相对于支点14a的安装位置关系及各连杆的长度L1、L2、L3、L4，而在几何学上求出。

[0087] 即，输入连杆的旋转角度的变化量Δδi成为向铲齿轴电动机12的指令值Ui。

[0088] 以上是电动机控制部10的结构。以下，使用图3的流程图来说明电动机控制部10的动作。

[0089] 在步骤S1中，根据曲轴臂13a的旋转角度即主轴电动机11的旋转角度θ(θ＝0～360deg.)、曲轴臂13a的长度Larm、连杆13b的长度Lcon，求出刀具15的y轴方向的位置。在主轴系统设定部31中设定上述Larm、Lcon的值，由此，在y轴方向轨迹算出部32中，将y＝f(θ、Larm、Lcon)设为y＝f(θ)，而能够求出图4的实线所示那样的刀具15的y-θ坐标上的轨迹。通过该步骤S1，电动机控制部10进行主轴电动机11的控制。

[0090] 在步骤S2中，在铲齿轴系统输入部33中，根据加工的被切削齿轮21的形状来设定铲齿量R、鼓形量R1及锥形量R2。

[0091] 在步骤S3中，在旋转角度分配部34设定主轴电动机11的一旋转中中的旋转角度θ与加工区域及铲齿区域的对应关系。如图5所示，将加工区域分割为两部分，将分别对应的旋转角度θ的范围设为θ1、θ2，将铲齿区域也分割为两部分，将分别对应的旋转角度θ的范围设为θ3、θ4。在本实施例中，θ＝30～90deg.设为θ1，θ＝90～150deg.设为θ2，θ＝150～270deg.设为θ4，θ＝270～30deg.设为θ3。

[0092] 在步骤S4中，在x轴方向轨迹算出部35，将铲齿区域(θ3、θ4)中的刀具15的x-θ坐标上的轨迹设定成为通用凸轮曲线。

[0093] 在步骤S5中，在x轴方向轨迹算出部35中，设定加工区域(θ1、θ2)的刀具15的x-θ坐标上的轨迹，使用三次插值与步骤S4中设定的铲齿区域的刀具15的轨迹连结、组合。在实施鼓形加工的情况下，成为图7所示那样的曲线，在实施锥形加工的情况下，成为图8所示那样的曲线。

[0094] 通过上述步骤S2～5，加工区域及铲齿区域的刀具15的x轴方向的位移作为θ的函数，可以通过x＝f(θ)进行定义。

[0095] 在步骤S6中，在x-y坐标上轨迹算出部36，将通过步骤S1～5定义的主轴电动机11的旋转角度θ＝0～360deg.中的刀具15的轨迹连续地标绘在x-y坐标上，求出实际的刀具15的轨迹。例如，在旋转角度θ＝0～360deg.的范围，标绘每旋转角度θ的(xi，yi)(i＝0，…，360)，由此成为图9、10所示那样的实际的刀具15的轨迹。

[0096] 在步骤S7中，在刀具头倾斜角度算出部37，根据在步骤S6中求出的刀具15的x-y坐标上的(xi，yi)，使用上述式(2)求出每曲轴臂13a的旋转角度θ的刀具头的倾斜角度即四节连杆机构14的输出角度ΔΨi(i＝0，…，360)。

[0097] 在步骤S8中，由刀具头的倾斜角度ΔΨ求出四节连杆机构14的输出角度Ψ，由输出角度Ψ逆运算输入角度δ(参照图1(a))。

[0098] 即，在铲齿轴电动机输入角度指令部38，首先，根据铲齿轴电动机12相对于支点14a的安装位置关系及各连杆的长度L1、L2、L3、L4，而在几何学上求出初始输出角度Ψ0，接下来，由上述式(3)求出输出角度Ψ。而且，作为Ψi＝f(δi，L1，L2，L3，L4)，对于输入角度δi，求解该式的逆函数，作为δi＝f-1(Ψi，L1，L2，L3，L4)。

[0099] 在此，铲齿轴电动机输入角度指令部38由铲齿轴系统输入部33输入机械固有的常数即L1～L4的值。由铲齿轴系统输入部33输入L1～L4的值。而且，输出角度Ψi是根据曲轴臂13a(主轴电动机11)的旋转角度θ而决定的值，因此可以设为δ(θ)＝f-1(Ψ(θ))，由该式算出每曲轴臂13a(主轴电动机11)的旋转角度θ的四节连杆机构14的输入角度δ。以上是步骤S8。

[0100] 在步骤S9中，在铲齿轴电动机输入角度指令部38，根据铲齿轴电动机12相对于支点14a的安装位置关系、及各连杆的长度L1、L2、L3、L4，而在几何学上求出初始输出角度δ0，接下来，由上述式(4)算出指令值Ui，而且，将指令值Ui向铲齿轴电动机12输出。

[0101] 通过上述步骤S1～9，电动机控制部10能够向铲齿轴电动机12进行适当的指令。

[0102] 以上，说明了本发明的实施例1的齿轮加工机械，换言之，本装置是具备刀具15、经由曲轴机构13及主轴16而使刀具15沿主轴方向进行行程动作的主轴电动机10、及对主轴电动机10的旋转角度进行控制的电动机控制部10的齿轮加工机械，本装置具备经由连杆机构(四节连杆机构14)而使刀具15沿铲齿轴方向运动的铲齿轴电动机12，电动机控制部10基于主轴电动机11的旋转角度来控制铲齿轴电动机12的旋转角度。

[0103] 另外，本装置可以是如下的结构：在设主轴电动机11的旋转角度为θ，主轴方向为y轴方向，所述铲齿轴方向为x轴方向时，电动机控制部10由刀具15的x-θ坐标上的轨迹及y-θ坐标上的轨迹求出x-y坐标上的刀具15的轨迹，由x-y坐标上的刀具15的轨迹求出刀具15的倾斜角度ΔΨ，由倾斜角度ΔΨ求出连杆机构的输出角度Ψ，由连杆机构的输出角度Ψ求出连杆机构的输入角度δ，由此来控制铲齿轴电动机12的旋转角度。

[0104] 此外，本装置可以是如下的结构：电动机控制部10以使铲齿区域中的刀具15的x-θ坐标上的轨迹成为通用凸轮曲线的方式进行控制。

[0105] 此外，本装置可以是如下的结构：电动机控制部10将旋转角度θ中的加工区域的范围及铲齿区域的范围分别分割成两部分，针对分割后的各该范围来控制x-θ坐标上的刀具15的轨迹。

[0106] 通过上述结构，本装置能够对应于被切削齿轮的期望的形状而准确地控制铲齿动作。由此，能够应对鼓形加工和锥形加工，也能够应用于内齿加工。

[0107] 产业上的可利用性

[0108] 本发明优选作为齿轮加工机械。

[0109] 标号说明

[0110] 10 电动机控制部

[0111] 11 主轴电动机

[0112] 12 铲齿轴电动机

[0113] 13、103 曲轴机构

[0114] 13a 曲轴臂

[0115] 13b 连杆

[0116] 14、104 四节连杆机构

[0117] 14a 支点

[0118] 15、105 刀具

[0119] 16 主轴

[0120] 21 被切削齿轮

[0121] 31 主轴系统设定部

[0122] 32 y轴方向轨迹算出部

[0123] 33 铲齿轴系统输入部

[0124] 34 旋转角度分配部

[0125] 35 x轴方向轨迹算出部

[0126] 36 x-y坐标上轨迹算出部

[0127] 37 刀具头倾斜角度算出部

[0128] 38 铲齿轴电动机输入角度算出部

[0129] 39 输入角度指令部

[0130] 101 凸轮

[0131] 102 凸轮杆