发明内容

在这个背景下，本发明所要解决的技术问题是，说明一种方法，其在批量生产时实现了可靠的齿距补偿或者说分度补偿。前述技术问题用权利要求1的特征解决。本发明的其它的设计方案由从属权利要求和接下来的说明书得出。

按照第一个方面，本发明涉及一种用于制造齿轮的方法，带有下列方法步骤：用制齿刀具在单分度法中对多个齿轮制齿，其中，制齿刀具在所述多个齿轮的每个齿轮上通过切削加工制造多个齿槽，并且其中，针对所述多个齿轮预定利用补偿参数的齿距补偿。所述方法的特征在于，根据制齿刀具的磨损状态由机床控制装置预定所述补偿参数。

本发明基于这样的认识，即，有待补偿的齿距偏差随着制齿刀具的刀具磨损的渐增而发生改变。

倘若在制齿刀具被重新磨锐或修整之前应当用制齿刀具对例如三百个齿轮制齿，那么可能例如从第一百个或者第两百个已制好的齿轮起出现了无法接受的齿距偏差。本申请人的试验表明，随着刀具磨损的加剧，也就是说随着刀具切削刃变得“越来越钝”，到已制好的齿轮中的热量输入也增加了。因此导致齿轮在加工期间加剧的热膨胀，因而有待补偿的齿距偏差也发生了变化。

倘若制齿刀具处在全新状态中或重新修整好的状态中，那么机床控制装置因此选择与在制齿刀具的切削刃已经使用过的情况下不同的补偿参数。制齿刀具例如对预定数量的已切削加工的齿轮而言仍可以被视作“全新的”，因而可以使用针对全新状态的补偿参数，在超过这个数量后则使用其它的补偿参数。

由于按照本发明现在在确定补偿参数时考虑到了刀具磨损，所以可以在批量生产中可靠地补偿齿距误差。不再需要或者可以避免通过机床操作者的手动的干预。

尤其可以规定，根据制齿刀具的磨损状态自动地由机床控制装置预定补偿参数。倘若刀具的由机床控制装置监控的磨损状态例如这样改变，使得对接下来有待制造的齿轮而言齿距偏差预期在预定的公差范围之外，那么可以由机床控制装置自动调整补偿参数，以避免废件。

尤其可以规定，补偿参数针对所述多个齿轮的预定的批量调整至少一次、特别是至少两次、更为特别的是至少三次，针对所述多个齿轮的预定的批量的每个齿轮调整特别是至多一次。

可以例如规定，多个齿轮的批量达500件、特别是达400件、更为特别的是达300件。尤其可以规定，在修整和磨锐制齿刀具之前，预定的批量完全用该单个的制齿刀具加工。批量在当前因此尤其对应所述多个齿轮的预定的件数，应当用制齿刀具在不对刀具进行修整的情况下对其制齿。

当前谈到补偿参数时，在此尤其涉及针对制齿刀具相对齿轮的进给深度或深度位置的修正值和/或齿轮相对制齿刀具的相对转动位置的修正值。在此，针对齿轮的每个齿指定针对进给深度或深度位置的修正值和/或齿轮的相对转动位置的修正值。补偿参数可以针对每个齿槽或每个齿包含各自的修正值或参数或者包括参数组。因此针对每个齿槽可以特别是指定一个单独的参数组，其可以包含多个修正值或参数。

修正值可以通过线性的、平均的修正或者单独针对每个齿确定。因此对有10个齿的一个齿轮而言，补偿参数例如包括20个修正值，就此而言，针对每个齿指定针对制齿刀具相对齿轮的进给深度或深度位置的修正值和齿轮相对制齿刀具的相对转动位置的修正值。

针对每个齿或每个齿槽的补偿参数可以备选具有参数组，其中，每个参数组可以包含多个修正值或参数。在此可以例如针对每个齿涉及到对用来制造齿轮的CNC控制的机床或齿轮加工机床的一个、两个或两个以上的轴的合适的调节。

当在当前谈到已改变的补偿参数或者第二补偿参数时，那么可以例如涉及到对现有的补偿参数的调整。倘若针对第三齿槽的第一补偿参数例如规定将深度位置修正了10微米，那么对深度位置的这种修正例如可以提高了5％，以便考虑到加剧的刀具磨损。所有其它的修正值同样可以提高了5％，以便考虑到加剧的刀具磨损。

可以规定，第二补偿参数由机床控制装置以如下方式自动从第一补偿参数计算得出，即，在机床控制装置储存换算公式，以便将第一补偿参数换算成第二补偿参数。

不言而喻，对齿轮的一个特定的齿或者多个齿而言，修正值中的其中一个修正值可以为零或者两个修正值可以为零，因而对一个或多个齿而言不需要补偿或者仅一个修正值预定为不等于零。

修正值是加工数据或者说工序数据的偏差，其在设计齿轮时基于齿部的理论上的额定几何形状产生。因此在理论上的加工设计方案中，先是为每个齿槽确定刀具相对齿轮的相同的进给深度或深度位置，因为在此没有考虑到热效应。同样先针对每个齿槽确定在制好齿槽后进行的工件主轴旋转的相同的增量，这对应工件围绕自己的轴线对应额定齿距的量的转动。修正值使这些加工数据适用于每个齿或每个齿槽，以便考虑到通过制齿刀具的热量输入。

当在当前谈到，修整或磨锐制齿刀具时，那么这可能意味着，对制齿刀具的切削部件进行更换和/或磨快和必要时重新涂层。例如可以规定，制齿刀具具有多个能更换的棒形刀，棒形刀的切削刃和切削面由于切削时的缺口或耗损而磨损。这些棒形刀可以在磨床中磨快，以便在棒形刀上产生重新限定的切削刃和切削面。例如可以规定，切削刃装备有限定的切削刃倒圆，以便提高刀具寿命。进一步可以规定，设置或修复对棒形刀的CVD或PVD涂层，以便提高刀具寿命。

制齿刀具可以是棒形刀头，其中，棒形刀头可以具有带刀容纳部(Messerschacht)的基体，并且其中，棒形刀能拆下地保持在所述刀容纳部中。

为了考虑到在生产较大件数期间的刀具磨损，可以规定，针对制齿刀具的第一磨损状态预定用于齿距补偿的第一补偿参数，针对制齿刀具的第二磨损状态预定用于齿距补偿的第二补偿参数，制齿刀具在第一磨损状态中具有比在第二磨损状态中更小的刀具磨损并且第一补偿参数不同于第二补偿参数。因此借助机床控制装置可以使补偿参数根据刀具磨损而适配。因此也可以随着刀具磨损的加剧确保可靠地遵守预定的齿距公差，而不需要用户干预。

因此可以规定，用第一补偿参数执行对所述多个齿轮中的第一部分齿轮的齿距补偿并且用第二补偿参数执行对所述多个齿轮中的第二部分齿轮的齿距补偿。

按照所述方法的另外的设计方案，可以规定，针对制齿刀具的第三、第四或第n磨损状态预定用于齿距补偿的第三、第四或第n补偿参数，其中，“n”至多对应所述多个齿轮的预定的件数或批量。

因此可以规定，用第三补偿参数执行对所述多个齿轮的第三部分齿轮的齿距补偿，用第四补偿参数执行对所述多个齿轮的第四部分齿轮的齿距补偿和用第n补偿参数执行对所述多个齿轮的第n部分齿轮的齿距补偿。因此针对“n”对应所述多个齿轮的件数或批量的情况为每个齿轮预定合适的补偿参数。

有待制造的齿轮可以是锥齿轮。尤其可以规定，所述多个齿轮中的每个齿轮均是锥齿轮、特别是冠状齿轮。

可以测量或者借助试验顺序估计刀具磨损。

当在当前谈到对刀具磨损的考虑时，那么特别是没有直接确定或测量刀具磨损，而是优选间接地通过监控影响刀具磨损或者受到刀具磨损的影响的测量值或过程参量考虑到了刀具磨损。

用制齿刀具切削的齿轮的数量例如影响刀具的磨损。因此可以以此为出发点，即，用来切削10个齿轮的制齿刀具，具有比已经切削了 100个这种齿轮的相同的制齿刀具更小的磨损。磨损状态因此可以例如用单位“经切削的齿轮的数量”进行测量或确定。刀具磨损同样可以用单位“经切削的齿槽的数量”、“经切削的体积”或“经切削的里程”进行测量。

由于制齿刀具的磨损例如影响了刀具主轴驱动器的电流消耗和/ 或功率消耗，因为排屑所需的切屑形成能量和改型能量随着制齿刀具的磨损的加剧而上升。制齿刀具的磨损的加剧因此导致了刀具主轴驱动器的电流消耗和/或功率消耗的可测的上升，因而制齿刀具的磨损可以用单位“刀具主轴驱动器的电流消耗的变化或功率消耗的变化”加以测量。

因此可以规定，确定用制齿刀具制齿的齿轮的数量，其中，用制齿刀具制齿的齿轮的数量代表制齿刀具的磨损状态。换句话说，制齿刀具的磨损状态用单位“制齿刀具制齿的齿轮的数量”确定或测量。

倘若例如已知的是，制齿刀具在预期寿命的三分之一多之后并且再次在预期寿命的三分之二多之后通常会生产其齿距偏差在预定的公差之外的齿轮，那么可以相应地调整补偿参数。若为制齿刀具配设例如300个齿轮的寿命，那么补偿参数例如在第一百个制好的齿轮之后自动通过机床控制装置调整一次并且在第两百个制好的齿轮之后通过机床控制装置自动地再调整一次。用制齿刀具制造的齿轮的数量因此允许了间接地推断或估计制齿刀具的磨损状态。

可以备选或补充地规定，测量用来转动驱动制齿刀具的刀具主轴驱动器的电流消耗和/或功率消耗，电流消耗的和/或功率消耗的变化代表制齿刀具的磨损状态。换句话说，制齿刀具的磨损状态用单位“刀具主轴驱动器的电流消耗的和/或功率消耗的变化”确定或测量。

如之前已经提到的那样，用来转动驱动制齿刀具的刀具主轴驱动器的电流消耗或功率消耗，允许了由于刀具主轴驱动器的电流消耗或功率消耗随着刀具磨损的加剧而上升而推断出制齿刀具的磨损状态。因为制齿刀具磨损得越厉害或者制齿刀具越“钝”，刀具主轴驱动器为了用制齿刀具排屑就必须使用越多的能量来制造齿轮的齿。

因此可以测量电流消耗和/或功率消耗，以便检测磨损状态或刀具磨损的不同的等级，其中，可以为每个磨损等级配设自己的补偿参数数据组。

例如可以规定，为了制造齿槽，针对制齿刀具的新状态的电流消耗和/或功率消耗的曲线是已知的或者在制齿刀具的新状态中测量。因此用于制造齿槽所做的功例如可以确定为是加工持续时间内功率曲线的积分。倘若制造齿槽所需的功例如上升了10％以上或者20％以上，那么调整补偿参数。这种做法同样可以针对电流消耗进行。

可以备选或补充地规定，一旦刀具主轴驱动器的平均的或者求平均值的电流消耗和/或功率消耗在制造齿轮期间超过平均的电流消耗和/或功率消耗的预定的额定值超过了10％以上、特别是超过了20％以上，就通过机床控制装置调整补偿参数。倘若在制造锥齿轮期间预定了30kW的平均的功率消耗作为额定值，那么一旦所测得的平均的功率消耗超过了33kW(10％)或者超过了36kW(20％)，就通过机床控制装置调整补偿参数。

可以备选或补充地规定，借助接下来列出的运行参数或特征参量中的至少一项推断出制齿刀具的磨损状态：由制齿刀具的切割接触引起的震荡激发或噪声激发、有待制齿的齿轮的温度、掉落的切屑的变色、掉落的切屑的形状。

因此可以测量运行参数或特征参量，以便估计磨损状态或刀具磨损的不同的等级，其中，可以为每个磨损等级配设自己的补偿参数数据组或者可以在机床控制装置内为每个磨损等级计算自己的补偿参数数据组。

由制齿刀具的切割接触引发的震荡激发或噪声激发例如可以随着刀具磨损的加剧而上升。这种震荡激发或噪声激发可以例如用固体声传感器、麦克风等检测。

各经制齿的齿轮的温度可以在切削加工之后或切削加工期间测量，以便检测制齿刀具的磨损状态。

掉落的切屑的形状和颜色同样允许了推断出切削过程，因为特别是切屑的颜色，可以表明排屑期间在切割接触中出现的温度。

按照所述方法的另一种设计方案可以备选或补充性地规定，确定所述多个齿轮中的至少一个齿轮的齿距偏差，在其上测量齿距偏差的至少一个齿轮尤其是所述多个齿轮的一部分齿轮中的5个最后制好的齿轮中的其中一个，并且所述多个齿轮的这部分齿轮尤其包括20个或 20个以上的齿轮，其中，齿距偏差代表制齿刀具的磨损状态。换句话说，制齿刀具的磨损状态用单位“齿距偏差的变化”确定或测量。基于此可以由机床控制装置计算出新的补偿参数或者对现有的补偿参数进行换算。

按照所述方法的另一种设计方案可以规定，在机床内执行齿距测量，用该机床也借助制齿刀具对所述多个齿轮制齿。因此可以直接在这种也执行对齿轮的切削的机床中推断出制齿刀具的磨损状态。以这种方式可以有效地检测制齿刀具的磨损状态并且在机床内调整补偿参数。

可以借助触觉的测量方法进行齿距测量或对齿距偏差的测量。因此测量头可以挨个触及所有的右齿面和/或左齿面，以便确定齿距偏差。触觉的齿距测量是鲁棒的并且比光学的测量方法更不易出错。

可以备选或补充地光学地测量齿距偏差。借助光学测量的齿距偏差仅持续几秒钟。

齿距测量可以以如下方式夹紧地进行，即，无论是用制齿刀具对有待测量的齿轮的制齿还是对齿轮的测量均在齿轮夹紧在机床的工件主轴处期间进行，并且齿轮在制齿之后和测量之前不从工件主轴脱离。因此可以流畅地检测齿距偏差。

可以规定，在每二十个、每十个、每五个、每四个、每三个、每两个或者每个单独的齿轮上执行对齿距偏差的测量，以便检测齿距偏差随刀具磨损的加剧的变化曲线并且据此调整齿距补偿，倘若齿距偏差变得过大并且面临生产废件的话。

可以备选或补充地规定，通过在制齿刀具的刀刃上的磨损测量确定制齿刀具的磨损状态。在此，可以例如检测在制齿刀具的切削刃和/ 或切削面上的缺口或耗损。尤其可以在制齿刀具的刀刃和/或切削面上光学地进行磨损测量。

预定补偿参数可以包括下列方法步骤：从机床控制装置的数据存储器读取所储存的补偿参数。在数据存储器中可以为制齿刀具储存补偿参数的不同的数据组，其中，针对每个数据组配设制齿刀具的磨损状态。

补偿参数例如可以借助测量和/或模拟求出。

可以规定，为了确定补偿参数，在储存在机床控制装置的数据存储器中的所储存的补偿参数之间进行内插。

可以规定，为相似的齿轮-制齿刀具对使用相似的补偿策略。倘若用于由特定的材料制成的齿轮的制齿刀具的磨损特性例如是已知的，那么由此可以推断出同样应当用来对用这种材料制成的齿轮进行切削的相似的制齿刀具的磨损特性。

按照本发明的第二方面，涉及一种用于制造齿轮的机床控制装置，其特征在于，所述机床控制装置能够获取制齿刀具的磨损状态；

所述机床控制装置能够根据制齿刀具的磨损状态来预定补偿参数，以便针对所述多个齿轮预定利用所述补偿参数的齿距补偿。

在一些实施例中，所述机床控制装置能够获取制齿刀具的第一磨损状态，并且针对所述制齿刀具的第一磨损状态能够预定用于齿距补偿的第一补偿参数。

在一些实施例中，所述机床控制装置能够获取制齿刀具的第二磨损状态，并且针对所述制齿刀具的第二磨损状态能够预定用于齿距补偿的第二补偿参数。

在一些实施例中，所述制齿刀具在第一磨损状态下具有比在第二磨损状态下更小的刀具磨损。第一补偿参数不同于第二补偿参数。

在一些实施例中，所述机床控制装置能从所述第一补偿参数自动地计算得出第二补偿参数，其中，在所述机床控制装置中储存有换算公式，以便将所述第一补偿参数换算成所述第二补偿参数。

按照本发明的第三方面，涉及一种用于制造齿轮的机床，包括：

制齿刀具，其构成为用于在单分度法中对多个齿轮制齿，其中，所述制齿刀具在所述多个齿轮的每个齿轮上能通过切削加工制造多个齿槽，

机床控制装置、尤其是根据一些实施例所述的机床控制装置，其构成为用于根据制齿刀具的磨损状态来预定补偿参数，以便针对所述多个齿轮预定利用所述补偿参数的齿距补偿。

在一些实施例中，所述机床还包括：

第一传感装置，其构成为用于确定用所述制齿刀具制齿后的齿轮的数量，其中，用所述制齿刀具制齿后的齿轮的数量代表所述制齿刀具的磨损状态；和/或

第二传感装置，其构成为用于测量用来转动驱动所述制齿刀具的刀具主轴驱动器的电流消耗和/或功率消耗，其中，电流消耗和/或功率消耗的变化代表所述制齿刀具的磨损状态；和/或

第三传感装置，其构成为用于确定所述多个齿轮中的至少一个齿轮的齿距偏差，其中，齿距偏差代表所述制齿刀具的磨损状态；和/ 或

第四传感装置，其构成为用于测量在所述制齿刀具的刀刃上的磨损，以确定所述制齿刀具的磨损状态。

在一些实施例中，在机床内执行齿距测量，利用所述机床也进行用所述制齿刀具对所述多个齿轮的制齿。