專利名稱：齒輪測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于測量待測量的齒輪的齒廓的齒輪測量方法。
背景技術：
一般而言，當通過諸如插齒機、滾齒機和磨齒機的齒輪切削機器來加工待加工的齒輪時，在測量了從加工的許多齒輪中獲取的至少一個加工的齒輪的齒面的形狀(包括齒廓和齒軌跡)之后，檢查其精度，且隨后加工其余的未加工的許多齒輪。此外，在待加工的齒輪較大的情形，因為必須不產(chǎn)生缺陷，所以在機械加工余量許可的情況下重復多次加工和測量之后執(zhí)行精加工。已經(jīng)利用獨立于齒輪切削機器的齒輪測量機器來執(zhí)行待加工的齒輪的齒面的形狀的這種測量。但是，分開地提供齒輪切削機器和齒輪測量機器產(chǎn)生了在其間更換待加工的齒輪的工作的必要性。因此，可操作性降低。為了應付這點，最近提供了各種齒輪切削機器，其中每一個齒輪切削機器被制造成能夠在機器上測量加工的齒輪的齒面的形狀，以用于提高可操作性的目的。包括齒輪測量儀器的這樣的齒輪切削機器在例如專利文獻1中公開。現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利No. 2995258

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在上述常規(guī)齒輪測量儀器中，通過在探針與待加工的齒輪的齒面接觸的情況下將探針沿切線移動到漸開線基圓，通過同步地控制探針在Y和Z方向上的移動以及待加工的齒輪的旋轉(zhuǎn)，來測量待加工的齒輪的齒廓。然而，在使用諸如上述的基于基圓切線的方案來測量大的待加工的齒輪的齒廓的情形中，探針行進的量較大，特別是相對于Y軸方向。這增加測量中探針的移動范圍，且因此可能增加齒輪測量儀器的尺寸。因此，已經(jīng)做出本發(fā)明來解決上述問題，且本發(fā)明的目的是提供一種齒輪測量方法，該齒輪測量方法使得能通過減小探針行進的量因而減小測量中探針的移動范圍來減小機器的尺寸。解決問題的手段為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種齒輪測量方法，在該齒輪測量方法中，通過同步地控制探針的移動以及待測量的齒輪的旋轉(zhuǎn)，在探針與待測量的齒輪的一個齒面或其另一齒面接觸的情況下，通過根據(jù)待測量的齒輪的旋轉(zhuǎn)而線性地移動探針，來測量待測量的齒輪的齒廓。該齒輪測量方法的特征在于包括設定一側(cè)切線和另一側(cè)切線，該一側(cè)切線與通過從待測量的齒輪的基圓上的基準點在一個方向上旋轉(zhuǎn)預定的旋轉(zhuǎn)角度而定位的一側(cè)切點相切，該另一側(cè)切線與通過從待測量的齒輪的基圓上的基準點在另一方向上旋轉(zhuǎn)預定的旋轉(zhuǎn)角度而定位的另一側(cè)切點相切；當測量一個齒面時沿一側(cè)切線移動探針；當測量另一齒面時沿另一側(cè)切線移動探針；以及將一側(cè)切線和另一側(cè)切線的交叉點定位在一側(cè)切線和另一側(cè)切線中的每一個切線上的測量起始點和測量終點之間。發(fā)明效果因此，在根據(jù)本發(fā)明的齒輪測量方法中，因為能減小探針行進的量，所以在測量中探針的移動范圍變小。因此，能減小機器的尺寸。


圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的齒輪測量方法的齒輪測量儀器的示意圖。圖2是顯示了正通過探針進行齒廓測量的工件的視圖。圖3是顯示了在測量中探針與工件的相對的齒面相接觸的方式的視圖。圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的齒輪測量方法的測量原理的視圖。
具體實施例方式下文，將參考附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的齒輪測量方法。實施例圖1所示的齒輪測量儀器1用來測量研磨之后的大工件(待測量的齒輪，待加工的齒輪)W的齒廓，如圖2所示。如圖1所示，在齒輪測量儀器1的下部中設置了基部11。在該基部11的上表面上，導軌12被固定成在水平X軸的方向上延伸，且導軌13被以可滑動的方式支撐成在水平 Y軸的方向上延伸。導軌12和13被布置成彼此垂直。導軌13被支撐成相對于導軌12在 X軸的方向上移動。而且，在導軌13上，在豎直Z軸的方向上延伸的導軌14被支撐以在Y 軸的方向上移動。在導軌14的側(cè)表面上，可移動體15被支撐成能在Z軸的方向上上下移動。測量裝置16被附接到可移動體15。在該測量裝置16的末端設置了探針16a。此外，在基部11的上表面上，轉(zhuǎn)臺17被支撐成能圍繞豎直的工件旋轉(zhuǎn)軸線Cl旋轉(zhuǎn)。在該轉(zhuǎn)臺17的上表面上，與轉(zhuǎn)臺17同軸地設置下中心部18。而且，在基部11的上表面上在轉(zhuǎn)臺17的一側(cè)設置了保持直立的柱19。在柱19的前表面上，中心頭20被支撐成能在Z軸的方向上上下移動。在該中心頭20的末端處，上中心部21被支撐成能圍繞工件旋轉(zhuǎn)軸線Cl旋轉(zhuǎn)。具體地，能通過利用中心頭20降低上中心部21來將工件W保持在下中心部18和上中心部21之間。使轉(zhuǎn)臺17與以這種方式保持的工件W旋轉(zhuǎn)可使工件W圍繞工件旋轉(zhuǎn)軸線Cl旋轉(zhuǎn)。在齒輪測量儀器1中，設置了全面地控制整個齒輪測量儀器1的NC單元22。該 NC單元22被連接到例如導軌12、13和14、可移動體15、測量裝置16、轉(zhuǎn)臺17等。NC單元 22被設定成通過基于待測量的工件W的預輸入的齒輪規(guī)格及其齒廓測量點同步控制測量裝置16(探針16a)在X、Y和Z軸方向上的移動以及工件W圍繞工件旋轉(zhuǎn)軸線Cl的旋轉(zhuǎn)而基于檢測到的探針16a的位移來對工件W的齒廓進行精確測量。
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接下來，參考圖2至圖4描述在研磨之后測量工件W的齒廓的方法。首先，研磨工件W，以形成該工件W的右齒面WR和左齒面WL。應注意，將預確定的齒輪形狀能從其獲得的齒輪規(guī)格給予工件W。這些齒輪規(guī)格中，基圓Wb的半徑用Rb表示， 齒根圓Wf的半徑用Rf表示，而齒頂圓Wa的半徑用Ra表示(參見圖4)。隨后，在研磨之后的工件W被保持在下中心部18和上中心部21之間的情況下開始研磨之后的工件W的齒廓的測量。以圍繞工件旋轉(zhuǎn)軸線Cl輕微旋轉(zhuǎn)工件W來開始工件W的右齒面WR的齒廓測量， 如圖3所示。因此，工件W的齒空間面向測量裝置16。然后，通過在X、Y和Z軸方向驅(qū)動測量裝置16而使探針16a與工件W的右齒面WR和齒根圓Wf的交叉點接觸。換句話說，該交叉點是右齒面WR的測量起始點B。隨后，在探針16a與測量起始點B接觸的狀態(tài)下，在X和Y軸方向上驅(qū)動測量裝置 16以使探針16a沿切線L移動，且驅(qū)動轉(zhuǎn)臺17以使工件W在一個方向上旋轉(zhuǎn)。應注意，切線L是與工件W的基圓Wb上的切點A相切的切線。這點的細節(jié)將稍后描述。這使探針16a在齒高(齒廓)方向上與工件W的右齒面WR接觸地移動。因此，開始了齒廓測量。此時，目標齒廓和測量的實際齒廓之間的差異作為齒廓誤差被獲得。當不存在齒廓誤差時，輸出表示沒有誤差的漸開線曲線或直線。另一方面，當存在齒廓誤差時， 輸出根據(jù)不規(guī)則性改變的曲線或直線。探針16a進一步在右齒面WR上朝向齒的頂部滑動且到達右齒面WR和齒頂圓Wa 的交叉點。然后，齒廓測量完成。換句話說，該交叉點為右齒面WR的測量終點C。另一方面，以圍繞工件旋轉(zhuǎn)軸線Cl輕微旋轉(zhuǎn)工件W來開始工件W的左齒面WR的齒廓測量，如圖3所示。因此，工件W的齒空間面向測量裝置16。然后，通過在X和Y軸方向上驅(qū)動測量裝置16而使探針16a與工件W的左齒面WL和齒根圓Wf的交叉點接觸。換句話說，該交叉點是左齒面WL的測量起始點B'。隨后，在探針16a與測量起始點B'接觸的狀態(tài)下，在X和Y軸方向上驅(qū)動測量裝置16以使探針16a沿切線L'移動，且驅(qū)動轉(zhuǎn)臺17以使工件W在另一個方向上旋轉(zhuǎn)。應注意，切線L'是與工件W的基圓Wb上的切點A'相切的切線。這點的細節(jié)將稍后描述。這使探針16a在齒高(齒廓)方向上與工件W的左齒面WL接觸地移動。因此，開始了齒廓測量。此時，目標齒廓和測量的實際齒廓之間的差異作為齒廓誤差被獲得。當不存在齒廓誤差時，輸出表示沒有誤差的漸開線曲線或直線。另一方面，當存在齒廓誤差時， 輸出根據(jù)不規(guī)則性改變的曲線或直線。探針16a進一步在左齒面札上朝向齒的頂部滑動且到達左齒面札和齒頂圓Wa 的交叉點。然后，齒廓測量完成。換句話說，該交叉點為左齒面WL的測量終點C'。應注意，齒廓測量能以工件W的左齒面WL和右齒面WR中的任一個來開始。而且， 測量所有齒的所有的一個面可在測量所有齒的所有另一面之后，或者測量每個齒的一個面可在測量齒的另一面之后。而且，如圖2所示，上述齒廓測量在沿每個齒面上的面寬度的多個位置處類似地進行。此外，在根據(jù)本發(fā)明的齒輪測量方法中，切線L和L'按如下描述的設置，使得探針16a(測量裝置16)相對于Y軸方向行進的量可被最小化。如下將參考圖3和圖4描述設置這些切線L和L'的方法。
首先，在平行于Y軸的切線Lo與工件W在測量裝置16側(cè)上的基圓Wb相切處設置切點(基準點)Ao。隨后，從切點Ao在一個方向上旋轉(zhuǎn)預定旋轉(zhuǎn)角度α的點被定義為切點 Α。與該切點A相切的切線用L表示。另一方面，從切點Ao在另一個方向上旋轉(zhuǎn)預定旋轉(zhuǎn)角度α的點被定義為切點A'。與該切點A'相切的切線用L'表示。而且，切線L和齒根圓Wf的交叉點被設定為右齒面WR上的測量起始點B，且切線 L和齒頂圓Wa的交叉點被設定為右齒面WR上的測量終點C。換句話說，在右齒面WR的測量中探針16a在X-Y平面中行進的量為測量起始點B和測量終點C之間的距離。此外，切線L'和齒根圓Wf的交叉點被設定為左齒面WL上的測量起始點B'，且切線L'和齒頂圓Wa的交叉點被設定為左齒面WL上的測量終點C'。換句話說，在左齒面 WL的測量中探針16a在X-Y平面中行進的量為測量起始點B'和測量終點C'之間的距離。應注意，切線L和L'與從切點Ao在相反方向上旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度α的點處設置的切點A和A'相切，因而彼此交叉。該交叉點用M表示。最小化探針16a相對于Y軸方向行進的量的條件是測量起始點B (B‘)和交叉點 M之間的距離等于交叉點M和測量終點C(C')之間的距離。換句話說，當用以下公式(1) 表示的關系為真時，探針16a相對于Y軸方向行進的量處于最小值。
權利要求
1. 一種齒輪測量方法，在該齒輪測量方法中，通過同步地控制探針的移動以及待測量的齒輪的旋轉(zhuǎn)，在探針與待測量的齒輪的一個齒面或待測量的齒輪的另一齒面接觸的情況下，通過根據(jù)所述待測量的齒輪的旋轉(zhuǎn)而線性地移動探針，來測量待測量的齒輪的齒廓，所述齒輪測量方法的特征在于包括設定一側(cè)切線和另一側(cè)切線，該一側(cè)切線與通過從所述待測量的齒輪的基圓上的基準點在一個方向上旋轉(zhuǎn)預定的旋轉(zhuǎn)角度而定位的一側(cè)切點相切，而該另一側(cè)切線與通過從所述待測量的齒輪的基圓上的所述基準點在另一方向上旋轉(zhuǎn)所述預定的旋轉(zhuǎn)角度而定位的另一側(cè)切點相切；當測量所述一個齒面時，沿所述一側(cè)切線移動所述探針； 當測量所述另一齒面時，沿所述另一側(cè)切線移動所述探針；以及將所述一側(cè)切線和所述另一側(cè)切線的交叉點定位在所述一側(cè)切線和所述另一側(cè)切線中的每一個切線上的測量起始點和測量終點之間。
全文摘要
提供了一種測量齒輪的方法，其中通過減小探針移動的距離而在測量期間減小探針的移動范圍，以便減小機器的尺寸。一種測量齒輪的輪廓的方法，其通過如下進行對于探針的移動以及工件的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行同步控制；和在探針與右齒面或左齒面保持接觸的情況下，根據(jù)工件的旋轉(zhuǎn)線性地移動探針，其中設定一個切線，該切線與從工件的基圓上的接觸點在一個方向上旋轉(zhuǎn)預定的旋轉(zhuǎn)角度α后定位的接觸點相切；和一個切線，該切線與從工件的基圓上的接觸點在相反方向上旋轉(zhuǎn)預定的旋轉(zhuǎn)角度α后定位的接觸點相切；當測量右齒面時沿切線移動探針，而當測量左齒面時沿另一個切線移動探針；以及將兩個切線的交叉點設定在測量起始位置和測量最終位置之間的中點處。
文檔編號G01B5/20GK102216725SQ200980145290
公開日2011年10月12日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權日2008年11月12日
發(fā)明者增尾光一, 大槻直洋, 柳瀬吉言 申請人:三菱重工業(yè)株式會社