專利名稱：齒輪參數(shù)激光檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及齒輪參數(shù)激光檢測裝置，特別是涉及一種對外齒輪、內(nèi)齒輪、齒輪刀具、蝸輪蝸桿的參數(shù)進(jìn)行檢測的專用裝置，屬于齒輪精密測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前齒輪測量方法，可以實(shí)現(xiàn)漸開線直、斜齒輪、花鍵、螺紋、蝸桿、傘齒輪等高精度、高可靠性的測量。存在的主要問題有，一、齒輪應(yīng)用廣范，質(zhì)量要求越來越高，要實(shí)現(xiàn) 100%在線測量，目前的方法數(shù)據(jù)測量速度偏低；二、目前的方法多采用工件旋轉(zhuǎn)、測頭通過驅(qū)動系統(tǒng)按被測工件的數(shù)學(xué)模型運(yùn)動，測量精度不僅依賴于齒輪測量機(jī)的精密伺服精度還與工件裝夾重復(fù)精度有關(guān)；三、目前的方法都是相對測量，一般需要事先知道被測齒輪的參數(shù)，對任意未知齒形的測量是目前齒輪測量方法的技術(shù)難題(由于數(shù)據(jù)采樣率低)；四、不同的齒輪，需要不同的夾具，測量方法的柔性差。目前尚不存在與上述的測量方法配合的專用設(shè)備，現(xiàn)有的齒輪測量設(shè)備廣泛采用MM機(jī)和齒輪綜合測量機(jī)，都是設(shè)備按工程尺寸給定參數(shù)與齒輪一起做展成運(yùn)動，測頭接觸測量，可以測出齒輪齒面的齒形，沿軸向運(yùn)動可以測出齒向，在測量過程中由于是接觸測量。測量緩慢，為了提高速度，基本采用0°、90°、180°、270°測量，于是造成測量中數(shù)據(jù)采樣率低，MM機(jī)和齒輪綜合測量機(jī)在測量齒輪中不能完成齒輪截面的連續(xù)完整測量，所以端跳、分度圓、齒頂圓、齒根圓等等參數(shù)都無法測量。另外上述設(shè)備在測量內(nèi)齒輪時(shí)，測頭均不能繞工件周向旋轉(zhuǎn)，無法完成上述方法要求的齒輪掃描運(yùn)動。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，其采用激光位移非接觸測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了齒輪無盲點(diǎn)高速掃描，提高了檢測速度和數(shù)據(jù)采樣率；采用被測齒輪靜止， 僅測頭做測量運(yùn)動的獨(dú)特工作方式，測量過程無需夾具，提高了測量系統(tǒng)的柔性和檢測精度；采用齒輪實(shí)際測量數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)置數(shù)字齒輪相比較，獲得齒輪誤差，提高了檢測精度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，由床身、工作臺、轉(zhuǎn)折鏡、激光位移傳感器、支架、滑臺、角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、升降臂、數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)、 伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)、芯軸和定位錐環(huán)組成；其特征在于床身與地面間采用隔振地基與地面連接，工作臺與床身采用螺栓固定連接，在工作臺上設(shè)有定心孔；在支架上安裝激光位移傳感器；支架安裝在滑臺的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動下沿水平軸帶動激光位移傳感器組件移動；滑臺安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)軸固定連接在轉(zhuǎn)盤上，角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)可沿垂直軸轉(zhuǎn)動；角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的外殼用螺釘安裝在升降臂上，升降臂與床身的立面間由高精度的直線導(dǎo)軌及滑塊連接，形成升降臂沿垂直軸(Z軸)的移動，升降臂沿Z軸移動的動力來源于伺服電機(jī)帶動固連在床身立面的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，固聯(lián)在升降臂上的絲母帶動升降臂沿垂直軸移動；數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸上平面上，激光位移傳感器、滑臺的直線電機(jī)的導(dǎo)線穿過角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸中空孔與數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)連接，伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)安裝在電控柜內(nèi)。所述的在支架上安裝激光位移傳感器和轉(zhuǎn)折鏡。所述的在工作臺上放置定心裝置，被測齒輪初定位時(shí)定心裝置中的定位芯軸插入工作臺的定心孔中，定位錐環(huán)的中心孔套在定位芯軸的桿上。所述的定位芯軸與定心孔是滑動配合。本實(shí)用新型的積極效果是對齒輪實(shí)現(xiàn)非接觸無盲點(diǎn)測量，提高了檢測速度； iff以采用轉(zhuǎn)折鏡對激光位移傳感器的光路進(jìn)行轉(zhuǎn)折，解決了小內(nèi)齒輪難以檢測的難題; 在測量過程中，齒輪靜止不動，測頭做測量運(yùn)動，減小了齒輪安裝帶來的測量誤差，同時(shí)不需要夾具，測量的柔性高；采用標(biāo)定環(huán)對檢測系統(tǒng)進(jìn)行絕對長度標(biāo)定，先對齒輪進(jìn)行絕對測量，重構(gòu)后直接給出齒輪參數(shù)，再與工程尺寸給定數(shù)字齒輪比較，提高了測量精度；不僅可以給出齒輪誤差，還能給出其它方法難以測出的端跳、分度圓、齒頂圓、齒根圓的圓柱度、齒高等齒輪參數(shù)的測量，并能解決目前未知齒輪參數(shù)測繪的技術(shù)難題；應(yīng)用于漸開線直、斜齒輪、花鍵、螺紋、蝸桿、傘齒輪等類齒輪齒向、齒形、分度、周節(jié)、齒頂、齒根、齒間距等項(xiàng)目的測量；還可測量插刀、拉刀、滾刀和剃刀等齒輪刀具；還可實(shí)現(xiàn)蝸輪等復(fù)雜形面體的測量。

圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的檢測時(shí)轉(zhuǎn)折鏡使用原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述如圖1所示，一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，其特征在于檢測齒輪參數(shù)時(shí)需要采用齒輪檢測的專用設(shè)備，其檢測設(shè)備由床身 1、工作臺2、轉(zhuǎn)折鏡3、激光位移傳感器4、支架5、滑臺6、角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7、升降臂8、數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)9、伺服系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)11、芯軸12和定位錐環(huán)13組成；其中床身1與地面間采用隔振地基與地面連接，工作臺2與床身1采用螺栓固定連接，被試齒輪放置在工作臺上；折鏡3、激光位移傳感器4安裝在支架5上形成一個(gè)整體為激光位移傳感器組件，支架5安裝在滑臺6的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動下沿水平軸帶動激光位移傳感器組件移動；滑臺6安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7的與旋轉(zhuǎn)軸固連的轉(zhuǎn)盤上，角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7可沿垂直軸轉(zhuǎn)動；角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7的外殼用螺釘安裝在升降臂8上，升降臂8與床身1的立面間由高精度的直線導(dǎo)軌及滑塊連接，形成升降臂8沿垂直軸(Z軸)的移動，升降臂8沿Z軸移動的動力來源于伺服電機(jī)帶動固連在床身1立面的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，固連在升降臂8上的絲母帶動升降臂8沿垂直軸移動；數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)9安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7的轉(zhuǎn)軸上平面上，激光位移傳感器4、滑臺6的直線電機(jī)的導(dǎo)線穿過角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 7的轉(zhuǎn)軸中空孔與數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)9連接，避免了激光位移傳感器4、滑臺6的直線電機(jī)在旋轉(zhuǎn)過程中導(dǎo)線的纏繞；伺服系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)11安裝在電控柜內(nèi)；芯軸 12在被測齒輪初定位時(shí)插入工作臺2的中心孔中，定位錐環(huán)13的中心孔套在芯軸12的桿上，手動撥正被測齒輪使其初定位后將定位錐環(huán)13、芯軸12依次拿走，完成被測齒輪的初定位。使用時(shí)1)先用量具粗略地測出被測齒輪14齒頂圓直徑和齒輪厚度輸入到數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)11，以供激光位移傳感器4確定在滑臺6上的伸縮量和升降臂8帶動滑臺6 的升降量；2)根據(jù)齒輪類型安裝激光位移傳感器，安裝轉(zhuǎn)折鏡，如圖2所示的光路轉(zhuǎn)折棱鏡與激光位移傳感器剛性連接，以實(shí)現(xiàn)與激光位移傳感器的同步旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)折棱鏡與激光位移傳感器之間的距離小于激光位移傳感器的下限工作距，以保證能夠測量直徑較小的內(nèi)齒輪；轉(zhuǎn)折鏡反射面與激光位移傳感器出射的光束呈45°，且測量光束構(gòu)成的測量面為轉(zhuǎn)折鏡最大剖面，以保證齒輪的激光掃描截面與工作臺平行；3)即采用標(biāo)定圓環(huán)對檢測系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定；4)根據(jù)被測齒輪齒頂直徑調(diào)整滑臺6帶動激光位移傳感器伸縮，使激光位移傳感器4處于有效測量范圍內(nèi)；5)根據(jù)被測齒輪高度調(diào)整升降臂8帶動滑臺6和激光位移傳感器4升降，使光束投射到被測齒輪14截面位置上；數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)11發(fā)送指令控制伺服系統(tǒng)10驅(qū)動角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7帶動滑臺6和激光位移傳感器4轉(zhuǎn)動；數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)9同時(shí)采集激光位移傳感器4、滑臺6和升降臂8的位移數(shù)據(jù)并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)；6)數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)11發(fā)送指令控制伺服系統(tǒng)10驅(qū)動角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7帶動滑臺6和激光位移傳感器4轉(zhuǎn)動；7)數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)9同時(shí)采集激光位移傳感器4、滑臺6和升降臂8的位移數(shù)據(jù)并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)；可針對漸開線直、斜齒輪、花鍵、螺紋、蝸桿、傘齒輪等類齒輪齒向、齒形、分度、周節(jié)、齒頂、齒根、齒間距等項(xiàng)目的測量；還可測量插刀、拉刀、滾刀和剃刀等齒輪刀具；還可實(shí)現(xiàn)蝸輪等復(fù)雜形面體的測量。
權(quán)利要求1.一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，由床身、工作臺、轉(zhuǎn)折鏡、激光位移傳感器、支架、滑臺、 角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、升降臂、數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)、芯軸和定位錐環(huán)組成；其特征在于床身與地面間采用隔振地基與地面連接，工作臺與床身采用螺栓固定連接，在工作臺上設(shè)有定心孔；在支架上安裝激光位移傳感器；支架安裝在滑臺的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動下沿水平軸帶動激光位移傳感器組件移動；滑臺安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)軸固定連接在轉(zhuǎn)盤上，角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)可沿垂直軸轉(zhuǎn)動；角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的外殼用螺釘安裝在升降臂上，升降臂與床身的立面間由高精度的直線導(dǎo)軌及滑塊連接，形成升降臂沿垂直軸Z軸的移動，升降臂沿Z軸移動的動力來源于伺服電機(jī)帶動固連在床身立面的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，固聯(lián)在升降臂上的絲母帶動升降臂沿垂直軸移動；數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸上平面上，激光位移傳感器、滑臺的直線電機(jī)的導(dǎo)線穿過角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸中空孔與數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)連接，伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)安裝在電控柜內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，其特征在于所述的在支架上安裝激光位移傳感器和轉(zhuǎn)折鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，其特征在于所述的在工作臺上放置定心裝置，被測齒輪初定位時(shí)定心裝置中的定位芯軸插入工作臺的定心孔中，定位錐環(huán)的中心孔套在定位芯軸的桿上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，其特征在于所述的定位芯軸與定心孔是滑動配合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種齒輪參數(shù)激光檢測裝置，其特征在于床身與地面間采用隔振地基與地面連接，工作臺與床身采用螺栓固定連接，支架安裝在滑臺的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動下沿水平軸帶動激光位移傳感器組件移動；滑臺安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的與旋轉(zhuǎn)軸固連的轉(zhuǎn)盤上，角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)可沿垂直軸轉(zhuǎn)動；數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)安裝在角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸上平面上，激光位移傳感器、滑臺的直線電機(jī)的導(dǎo)線穿過角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸中空孔與數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)連接；伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及顯示系統(tǒng)安裝在電控柜內(nèi)；定位錐環(huán)的中心孔套在芯軸的桿上。其采用激光位移非接觸測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了齒輪無盲點(diǎn)高速掃描，提高了檢測速度和數(shù)據(jù)采樣率；采用被測齒輪靜止，僅測頭做測量運(yùn)動的獨(dú)特工作方式，測量過程無需夾具，提高了測量系統(tǒng)的柔性和檢測精度；提高了檢測速度；能解決目前未知齒輪參數(shù)測繪的技術(shù)難題，可實(shí)現(xiàn)蝸輪等復(fù)雜形面體的測量。
文檔編號G01B11/24GK202149755SQ20112025597
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者唐大春, 王德民, 蘇成志 申請人:唐大春