Konzepte für autom. kämmen von schrägverzahnten Zahnrädern

Hallo Zusammen,

ich schreibe derzeit meine Abschlussarbeit und habe für eine zu automatisierende Montageanlage noch folgende Problematik. Ich hoffe, der ein oder andere hat hierzu ein paar gute Ideen.

Es sollen zwei schrägverzahnte Zahnrader ineinader gekämmt werden.

Bedingungen:

-Rad 1 ist fixiert und die orientierung beliebig (also bei jeder Baugruppe anders verdreht)

-An Rad 1 soll Rad 2 axial oder seitlich angefahren, gekämmt und verschraubt werden.
Hierbei soll die Belastung der Zahnflanken bei der Montage minimal sein.

-Rad 2 (mit eingestecktem Lagerzapfen) wird orientiert für den Roboter bereitgestellt.

Fragestellung:

- Mit welcher Sensorik könnte ich die Verzahnung am besten z.B. für ein axiales fügen messen. D.h. Orientierung Rad 1 Messen und anschließend Rad 2 verdrehen und axial unter Rotation (da Schrägverzahnt) fügen.

- Gibt es Ideen für alternative Fügestrategien (z.B. mechanisches "finden" der Verzahnung über leichte Druckkraft von Rad 2 auf Rad 1 und Drehen von Rad 2, bis die Zähne kämmen


Bin für alle Ideen offen und würde mich freun wenn jemand was beisteuern könnte.

Grüße

Kally

Der Ansatz, die Zahnstellungen der beiden Zahnräder durch Sensoren zu erfassen und dann in axialer Richtung zusammenzuführen ist eher schwierig, weil die Sensoren ziemlich genau messen müssten. Das kannst Du Dir ja selbst rechnen, wenn Du das Flankenspiel der Verzahnung ( und Balligkeit des Zahns und eventuelle Fase) kennst. Entsprechende Sensorik wäre zwar verfügbar (ich denke an die Tastköpfe von Meßmaschinen), aber für eine Montagestation zu empfindlich und zu langsam. Außerdem hilft die supergenaue Messung auch nichts, wenn die Toleranzkette in der Kinematik eine zu große Unsicherheit hineinbringt.
Wenn axiales Zusammenführen, dann wohl eher das "mechanische finden". Hier muss dann die Kinematik Kraft statt Weg vorgeben (Pneumatik?) oder ein in Axialrichtung ausreichend elastisches Zwischenglied haben, damit man ohne zerstörerische Kräfte auf Kollision fahren kann.
Zusammenführen in Radialrichtung ist naturgemäß einfacher, es dürfte möglich sein, die Zahnstellungen hinreichend genau z.B. mit induktiven Näherungssensoren zu erfassen.