本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，涉及一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

在鍛造加工工藝中，精密鍛造成形是一種少無切削新工藝。齒輪精鍛就是通過精密鍛造直接獲得完整輪齒，且齒面不需或僅需少許精加工即可使用的齒輪制造技術(shù)。精鍛齒輪具有機(jī)械性能好，材料利用率高，環(huán)境污染少等優(yōu)點，逐漸被廣泛采用。

為了保證精鍛直齒錐齒輪的質(zhì)量，需要對其進(jìn)行在線檢測?，F(xiàn)有的工藝檢測屬于人工接觸式檢測、事后控制的手段，在直齒錐齒輪機(jī)加工完成后，在齒輪檢測儀上，采用接觸式檢測的方法檢測齒距、齒面偏差、輪廓尺寸等項目。這種檢測方式主要存在以下問題：

1）檢測結(jié)果信息傳遞速度慢，需等到一批工件加工完，才能在專用設(shè)備上進(jìn)行檢測來判斷直齒錐齒輪合格與否。

2）廢品率高，當(dāng)出現(xiàn)模具填充不完全或模具產(chǎn)生磨損造成的鍛件不合格情況時，不容易被及時察覺，造成接連產(chǎn)生大量不合格工件。且需要進(jìn)一步去分析該不合格品產(chǎn)生的原因，可能是齒面修形問題、模具磨損問題、工件定位問題或其他問題。判定這些問題費時費力、工作效率低下。

3）只能對常溫齒輪零件進(jìn)行檢測，不能檢測高溫齒輪零件。

綜上分析，目前的齒輪精鍛行業(yè)，還沒有一套成熟的方法去實現(xiàn)對精鍛直齒錐齒輪的在線檢測，進(jìn)而無法及時發(fā)現(xiàn)不合格工件，一旦出現(xiàn)模具磨損或鍛造壓力設(shè)置不當(dāng)?shù)葐栴}時，會產(chǎn)生大量不合格產(chǎn)品，使生產(chǎn)成本得不到控制。且工件表面溫度較高，無法采用傳統(tǒng)的接觸式檢測方法對精鍛直齒錐齒輪進(jìn)行在線檢測。因此，實現(xiàn)對精鍛直齒錐齒輪的在線檢測是個亟待解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置及檢測方法，采用非接觸式在線檢測方法，可及時發(fā)現(xiàn)不合格精鍛工件。該檢測裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，檢測效率高，可以降低廢品率，降低成本，提高生產(chǎn)效率，提高檢測精度。

為了實現(xiàn)本發(fā)明所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種直齒錐齒輪精鍛多齒在線檢測裝置，包括：直齒錐齒輪、齒輪定位夾具、定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、底座、床身、垂直滑臺、垂直滾珠絲杠副、水平滑臺、水平滾珠絲杠副、回轉(zhuǎn)油缸、非接觸式激光測頭、激光測頭防護(hù)罩、數(shù)據(jù)線、計算機(jī)；底座通過八個地腳螺栓固定在地面上；定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過內(nèi)六角螺釘固定連接在底座上；齒輪定位夾具通過內(nèi)六角螺釘固定連接在定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)部分上；床身通過十個內(nèi)六角螺釘固定連接在底座上；垂直滑臺中的垂直導(dǎo)軌通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身上；垂直滑塊上表面通過內(nèi)六角螺釘與垂直滑鞍固定連接，垂直滑塊下表面與垂直導(dǎo)軌滑動連接；垂直滾珠絲杠螺母副中的垂直絲杠螺母通過內(nèi)六角螺釘與垂直絲母支座固定連接；垂直絲杠螺母支座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍上；垂直絲杠上端通過垂直方向聯(lián)軸器與垂直方向伺服電機(jī)固定連接，垂直絲杠下端安裝在垂直下軸承座中；垂直下軸承座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身上；水平滑臺支撐座通過內(nèi)六角螺釘與垂直滑臺中的垂直滑鞍固定連接；水平滑臺中的水平導(dǎo)軌通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座上；水平滑塊上表面通過內(nèi)六角螺釘與水平滑鞍固定連接，水平滑塊下表面與水平導(dǎo)軌滑動連接；非接觸式激光測頭通過內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩上；水平滾珠絲杠螺母副中的水平絲杠螺母通過內(nèi)六角螺釘與水平絲杠螺母支座固定連接；水平絲杠螺母支座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍上；水平絲杠前端通過水平方向的聯(lián)軸器與水平方向的伺服電機(jī)固定連接，水平絲杠后端安裝在水平軸承座中；水平軸承座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座上；回轉(zhuǎn)油缸中的回轉(zhuǎn)油缸底座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍上；激光測頭防護(hù)罩通過內(nèi)六角螺釘固定連接在回轉(zhuǎn)油缸中的回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體上；計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線與非接觸式激光測頭實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。

所述的直齒錐齒輪為普通漸開線齒廓直齒錐齒輪，直齒錐齒輪后端圓柱部分可被用來夾持。所述的齒輪定位夾具，包括齒部定位體、齒部支撐體；其中，齒部定位體通過內(nèi)六角螺釘擰緊在齒部支撐體上，齒部支撐體內(nèi)加工有螺紋；齒部定位體通過一個內(nèi)六角螺釘，與齒部支撐體固定連接；齒部支撐體內(nèi)孔與齒部定位體的外圓采用間隙配合，齒部支撐體通過六個內(nèi)六角螺釘固定連接在定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的蝸輪上。

所述的定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、渦輪回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)、蝸桿回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)、蝸桿驅(qū)動伺服電機(jī)；其中，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，包括蝸輪、蝸桿；蝸輪回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)，包括蝸輪圓柱滾子軸承、蝸輪推力滾針軸承、蝸輪支撐座；蝸桿回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)，包括蝸桿前軸承支座、蝸桿后軸承支座、蝸桿前軸承、蝸桿后軸承、蝸桿聯(lián)軸器。蝸輪內(nèi)孔與蝸輪圓柱滾子軸承外圈安裝在一起，蝸輪圓柱滾子軸承內(nèi)圈安裝在蝸輪支撐座上，使蝸輪可繞著蝸輪支撐座旋轉(zhuǎn)；蝸輪推力滾針軸承上表面與蝸輪下表面相貼合，蝸輪推力滾針軸承下表面與蝸輪支撐座臺肩面相貼合；蝸輪支撐座通過六個內(nèi)六角螺釘固定連接在底座上。蝸輪圓柱滾子軸承與蝸輪推力滾針軸承及蝸輪支撐座共同配合，使蝸輪可在原地實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動作，蝸桿前軸承采用角接觸球軸承；蝸桿前端通過蝸桿前軸承安裝在蝸桿前軸承支座上，蝸桿前端通過蝸桿聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相連接；蝸桿前軸承支座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在底座上；蝸桿驅(qū)動伺服電機(jī)通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在蝸桿前軸承支座上；蝸桿后端通過蝸桿后軸承安裝在蝸桿后軸承支座上；蝸桿后軸承支座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在底座上；所述的底座，通過地腳螺栓固定在地面上，對整個精鍛直齒錐齒輪在線檢測裝置起到定位和支撐作用；所述的床身，通過內(nèi)六角螺釘及定位銷固定連接在底座上。

所述的垂直滑臺，包括垂直導(dǎo)軌、垂直滑塊、垂直滑鞍；其中，垂直導(dǎo)軌通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身上；垂直滑塊上表面通過內(nèi)六角螺釘與垂直滑鞍固定連接，下表面與垂直導(dǎo)軌上滑動；垂直滑鞍通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑塊上。

所述的垂直滾珠絲杠螺母副，包括垂直絲杠、垂直絲杠螺母、垂直絲杠螺母支座、垂直方向聯(lián)軸器、垂直下軸承座、垂直上軸承座、垂直方向伺服電機(jī)、垂直絲杠鎖緊螺母、垂直方向下軸承、垂直方向上軸承；其中，垂直絲杠上端通過垂直方向聯(lián)軸器與垂直方向伺服電機(jī)相連接，垂直絲杠下端通過垂直方向下軸承安裝在垂直下軸承座中；垂直絲杠螺母通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直絲杠螺母支座上；垂直絲杠螺母支座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍上，從而可使垂直絲杠螺母帶動垂直滑臺沿豎直方向運動；垂直上軸承座通過內(nèi)六角螺釘，固定連接在床身上；垂直下軸承座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在床身上；垂直方向伺服電機(jī)通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直上軸承座上；垂直方向下軸承外圈安裝在垂直下軸承座內(nèi)表面，垂直方向下軸承內(nèi)圈安裝在垂直絲杠末端圓柱面上；垂直方向上軸承外圈與垂直上軸承座安裝在一起，垂直方向上軸承內(nèi)圈與垂直方向聯(lián)軸器外表面安裝在一起，垂直方向上軸承與垂直方向下軸承均采用角接觸球軸承；垂直絲杠鎖緊螺母通過螺紋連接在垂直絲杠末端。

所述的水平滑臺，包括水平滑臺支撐座、水平導(dǎo)軌、水平滑塊、水平滑鞍；其中，水平滑臺支撐座通過十二個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍上；水平導(dǎo)軌通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座上；水平滑塊上表面通過內(nèi)六角螺釘與水平滑鞍固定連接，水平滑塊下表面在水平導(dǎo)軌上滑動；水平滑鞍通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑塊上；所述的水平滾珠絲杠螺母副，包括水平絲杠、水平絲杠螺母、水平絲杠螺母支撐座、水平方向聯(lián)軸器、水平前軸承座、水平后軸承座、水平方向伺服電機(jī)、水平絲杠鎖緊螺母、水平方向前軸承、水平方向后軸承；其中，水平絲杠前端通過水平方向前軸承安裝在水平前軸承座中，水平絲杠后端通過水平方向聯(lián)軸器與水平方向伺服電機(jī)相連接；水平絲杠螺母通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平絲杠螺母支座上；水平絲杠螺母支座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍上，從而可使水平絲杠螺母帶動水平滑臺沿水平方向運動；水平前軸承座通過四個內(nèi)六角螺釘，固定連接在水平滑臺支撐座上；水平后軸承座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座上；水平方向伺服電機(jī)通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平后軸承座上；水平方向前軸承外圈安裝在水平方向前軸承座內(nèi)表面，水平方向前軸承內(nèi)圈安裝在水平絲杠末端圓柱面上；水平方向后軸承外圈與水平后軸承座安裝再一起，水平方向后軸承內(nèi)圈與水平方向聯(lián)軸器外表面安裝在一起，水平方向前軸承與水平方向后軸承均采用角接觸球軸承；水平絲杠鎖緊螺母通過螺紋連接在水平絲杠末端；所述的回轉(zhuǎn)油缸，包括回轉(zhuǎn)油缸底座、回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體；其中，回轉(zhuǎn)油缸底座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍上；回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體通過內(nèi)六角螺釘安裝在回轉(zhuǎn)油缸底座上；回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體上表面通過內(nèi)六角螺釘安裝有激光測頭防護(hù)罩。

所述的非接觸式激光測頭，自身包含有激光信號發(fā)射器、激光信號接收器及與計算機(jī)實現(xiàn)對接的線路接口；其中，非接觸式激光測頭上表面有三個螺紋孔，通過內(nèi)六角螺釘將非接觸式激光測頭固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體上。

所述的激光測頭防護(hù)罩，包括激光測頭防護(hù)罩蓋板、激光測頭防護(hù)罩殼體、激光測頭防護(hù)罩開口、耐熱玻璃、玻璃蓋板、玻璃墊板；玻璃上側(cè)墊板、玻璃下側(cè)墊板；其中，激光測頭防護(hù)罩殼體通過三個內(nèi)六角螺釘與非接觸式激光測頭固定連接；激光測頭防護(hù)罩蓋板通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體上；激光測頭防護(hù)罩殼體下表面有一個凹槽，耐熱玻璃放置在凹槽中，在耐熱玻璃與激光測頭防護(hù)罩殼體之間安裝有一個玻璃上側(cè)墊板；玻璃蓋板通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體的下表面上，從而將耐熱玻璃固定安裝在激光測頭防護(hù)罩殼體的下端凹槽中；在玻璃蓋板與激光測頭防護(hù)罩殼體之間安裝有一個玻璃下側(cè)墊板；測頭防護(hù)罩殼體后表面有四個孔，通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體上；所述的計算機(jī)安裝在整個檢測裝置旁，通過數(shù)據(jù)線將計算機(jī)與非接觸式激光測頭相連接。

一種精鍛直齒錐齒輪在線檢測裝置的在線檢測方法，步驟如下：

【1】安裝在線檢測裝置。將底座通過地腳螺栓固定連接在齒輪鍛壓設(shè)備旁地面的合適位置；定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的蝸桿前軸承支座和蝸桿后軸承支座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在底座上；定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的蝸輪支撐座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在底座上；蝸輪通過蝸輪圓柱滾子軸承及蝸輪推力滾針軸承安裝在蝸輪支撐座上；蝸桿前端通過蝸桿前軸承安裝在蝸桿前軸承支座中，蝸桿后端通過蝸桿后軸承安裝在蝸桿后軸承支座中；蝸桿驅(qū)動伺服電機(jī)通過內(nèi)六角螺釘固定連接在蝸桿前軸承支座上；齒輪定位夾具中的齒部支撐體通過內(nèi)六角螺釘固定連接在定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的蝸輪上；垂直滑臺中的垂直導(dǎo)軌通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身上；垂直滑塊上表面通過內(nèi)六角螺釘與垂直滑鞍固定連接，下表面與垂直導(dǎo)軌上滑動；垂直滑鞍通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑塊上；垂直滾珠絲杠螺母副中的垂直下軸承座，通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身上，垂直上軸承座通過內(nèi)六角螺釘，固定連接在床身上；垂直方向伺服電機(jī)通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直上軸承座上；垂直絲杠上端通過垂直方向聯(lián)軸器與垂直方向伺服電機(jī)相連接，垂直絲杠下端通過垂直方向下軸承安裝在垂直下軸承座中；垂直絲杠螺母通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直絲杠螺母支座上；垂直絲杠螺母支座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍上；垂直絲杠鎖緊螺母通過螺紋連接在垂直絲杠末端；水平滑臺中的水平滑臺支撐座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍上；水平導(dǎo)軌通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座上；水平滑塊上表面通過內(nèi)六角螺釘與水平滑鞍固定連接，水平滑塊下表面在水平導(dǎo)軌上滑動；水平滑鞍通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑塊上；水平滾珠絲杠螺母副中的水平絲杠螺母通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平絲杠螺母支座上；水平前軸承座通過內(nèi)六角螺釘，固定連接在水平滑臺支撐座上；水平后軸承座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座上；水平方向伺服電機(jī)通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平后軸承座上；水平絲杠前端通過水平方向前軸承安裝在水平前軸承座中，水平絲杠后端通過水平方向聯(lián)軸器與水平方向伺服電機(jī)相連接；水平絲杠螺母支座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍上；水平絲杠鎖緊螺母通過螺紋連接在水平絲杠末端；回轉(zhuǎn)油缸中的回轉(zhuǎn)油缸底座通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍上；回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體通過內(nèi)六角螺釘安裝在回轉(zhuǎn)油缸底座上；非接觸式激光測頭通過三個內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體的上表面上；激光測頭防護(hù)罩中的耐熱玻璃通過內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體的下端凹槽中，且耐熱玻璃上下表面墊有玻璃墊板；激光測頭防護(hù)罩蓋板通過內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體上；激光測頭防護(hù)罩殼體通過內(nèi)六角螺釘固定連接在回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體上。計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線與非接觸式激光測頭相連接；在檢測的過程中，通過激光測頭防護(hù)罩開口向激光測頭防護(hù)罩內(nèi)通入壓縮空氣，起到對非接觸式激光測頭降溫的作用，從而避免非接觸式激光測頭長期在高溫環(huán)境工作對非接觸式激光測頭壽命的影響；

【2】檢測直齒錐齒輪：鍛打成形的高溫鍛件直齒錐齒輪被放置在齒輪定位夾具上；通過垂直滑臺與水平滑臺之間的插補運動，以及回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)運動，帶動非接觸式激光測頭實現(xiàn)所需運動。當(dāng)非接觸式激光測頭被送至檢測位置后，非接觸式激光測頭上的激光信號發(fā)射器向直齒錐齒輪的齒面發(fā)射激光束，激光信號接收器用來接收被測信號；非接觸式激光測頭內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集卡，將激光信號接收器接收到的檢測結(jié)果進(jìn)行收集，以備后續(xù)計算使用；

【2-1】直齒錐齒輪表面缺陷的檢測：鍛打成形的高溫直齒錐齒輪被放置在齒輪定位夾具上，非接觸式激光測頭與回轉(zhuǎn)油缸中的回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體固定連接。通過回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)運動，可帶動非接觸式激光測頭轉(zhuǎn)動至與直齒錐齒輪節(jié)錐母線平行的位置，通過垂直滑臺中垂直滑鞍及水平滑臺中的水平滑鞍之間的插補運動，可實現(xiàn)非接觸式激光測頭沿直齒錐齒輪節(jié)錐母線方向的移動，檢測出直齒錐齒輪一個齒中，沿齒長方向上多個法截面的齒面點數(shù)據(jù)，再將多個法截面的齒面點數(shù)據(jù)擬合成為一整個齒面，將該實際檢測齒面同標(biāo)準(zhǔn)齒面作對比，便可直觀的觀察出是否存在表面缺陷及表面缺陷的所在位置，若直齒錐齒輪存在表面缺陷，則需停止生產(chǎn)，判斷該缺陷產(chǎn)生的原因；

【2-2】直齒錐齒輪弦齒厚的檢測：在這個檢測出的齒面上，分別沿直齒錐齒輪1的齒長方向截取距小端處、處和處的三處法截面，得出該三處法截面上的齒面點數(shù)據(jù)，從而利用直齒錐齒輪法截面與節(jié)錐母線交點的左齒面齒面點坐標(biāo)減去直齒錐齒輪法截面與節(jié)錐母線交點的右齒面齒面點坐標(biāo)便可計算出三處法截面上的弦齒厚；

【2-3】直齒錐齒輪相對高度尺寸的檢測：非接觸式激光測頭自身包含有一個激光檢測坐標(biāo)原點，通過垂直滑臺中的垂直滑鞍與水平滑臺中的水平滑鞍8d之間的插補運動，控制非接觸式激光測頭運動至直齒錐齒輪的上方；通過回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)運動，控制非接觸式激光測頭回轉(zhuǎn)至與直齒錐齒輪末端表面平行的位置，在直齒錐齒輪末端表面上打一個點，從而得出該點相對于激光檢測坐標(biāo)原點的相對坐標(biāo)值。坐標(biāo)原點的相對坐標(biāo)值為零點，檢測出的直齒錐齒輪末端表面坐標(biāo)值即為直齒錐齒輪的相對高度尺寸；由于齒輪定位夾具采用齒部定位的方式，定位準(zhǔn)確可靠，通過對相對高度尺寸的檢測，可以間接反映出鍛造閉模高度的變化趨勢。通過對相對高度尺寸的檢測，可將直齒錐齒輪的高度信息反饋給鍛壓設(shè)備，從而調(diào)整鍛造壓力的大小，實現(xiàn)鍛造過程的閉環(huán)控制；

【2-4】同一件直齒錐齒輪不同齒的檢測：完成對直齒錐齒輪一個齒的表面缺陷、弦齒厚及相對高度尺寸的檢測之后，為了進(jìn)一步確定檢測的準(zhǔn)確性，通過定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的運動，帶動在齒輪定位夾具上放置的直齒錐齒輪沿自身軸線的原地轉(zhuǎn)動。再次重復(fù)【2-1】、【2-2】及【2-3】的檢測過程，完成對同一件直齒錐齒輪不同齒的表面缺陷、弦齒厚及相對高度尺寸的檢測；

【3】顯示檢測結(jié)果：齒面檢測結(jié)果通過非接觸式激光測頭的激光信號接收器接收被測信號，通過非接觸式激光測頭內(nèi)置的數(shù)據(jù)采集卡將測得的法截面齒面點數(shù)據(jù)、擬合出的被檢測齒面、檢測出的熱態(tài)弦齒厚及相對高度尺寸通過數(shù)據(jù)線傳遞給計算機(jī)上已安裝好的配對軟件系統(tǒng)，將測量結(jié)果在計算機(jī)上完整顯示；

【4】判斷檢測結(jié)果：對于直齒錐齒輪熱態(tài)下檢測出的弦齒厚、相對高度尺寸，需要與直齒錐齒輪冷態(tài)下計算出的弦齒厚和測量出的相對高度尺寸分別乘以相應(yīng)測量溫度時的線膨脹系數(shù)所得出的數(shù)值進(jìn)行對比；因此需要給檢測出的弦齒厚和相對高度尺寸設(shè)定一個公差范圍，在這個公差范圍之內(nèi)，均判定直齒錐齒輪合格；且若檢測值不在這個公差范圍之內(nèi)，則判定直齒錐齒輪不合格。

由于采用以上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明可達(dá)到以下有益效果：

1、本發(fā)明所述的精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置，由于采用了非接觸式的激光測頭，使得工件本身的溫度幾乎對測量結(jié)果造不成影響。通過對弦齒厚、相對高度尺寸及齒輪表面缺陷的在線檢測，真正做到了在精鍛現(xiàn)場實現(xiàn)對直齒錐齒輪精鍛效果的實時監(jiān)控，可通過檢測結(jié)果及時發(fā)現(xiàn)模具缺陷及鍛造壓力的合適與否，從而迅速停止加工，找出問題所在。可極大地降低廢品率，縮短查找問題的時間，降低生產(chǎn)成本。

2、本發(fā)明所述的精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置，通過垂直滑臺與水平滑臺的插補運動，配合回轉(zhuǎn)油缸及定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運動，通過四個簡單的運動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了對高溫精鍛直齒直錐齒輪的在線檢測，保證了檢測的準(zhǔn)確性。且該機(jī)構(gòu)不受產(chǎn)品品種限制，在產(chǎn)品品種切換時，可僅通過調(diào)整齒輪定位夾具、回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)角度以及垂直滑臺和水平滑臺的插補運動程序，便可完成對不同品種產(chǎn)品的檢測。

3、本發(fā)明所述的精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測方法，可在熱態(tài)下完成對弦齒厚、鍛造閉模高度及齒輪多個齒表面缺陷的檢測。

4、本發(fā)明所述的精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置及檢測方法，該檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)新穎，檢測方法簡單易行，并且可以引入到齒輪類或其他零件的精密鍛造行業(yè)，易于實施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的直齒錐齒輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的直齒錐齒輪距小端齒寬1/4處的法截面視圖；

圖4為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的齒輪定位夾具的裝配示意圖；

圖5為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的齒輪定位夾具的齒部定位體示意圖；

圖6為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的齒輪定位夾具齒部支撐體示意圖；

圖7為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)整體示意圖；

圖8為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的蝸輪回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的蝸桿回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)裝配示意圖；

圖11為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的底座結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖11的m向視圖；

圖13為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的床身結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的底座與床身裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的垂直滑臺裝配示意圖；

圖16為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的垂直滾珠絲杠螺母副裝配示意圖；

圖17為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的垂直滾珠絲杠螺母副整體示意圖；

圖18為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的水平滑臺裝配示意圖；

圖19為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的水平滾珠絲杠螺母副裝配示意圖；

圖20為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的回轉(zhuǎn)油缸裝配示意圖；

圖21為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的回轉(zhuǎn)油缸示意圖；

圖22為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的非接觸式激光測頭與測頭防護(hù)罩裝配示意圖；

圖23為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的非接觸式激光測頭示意圖；

圖24為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的激光測頭防護(hù)罩殼體示意圖；

圖25為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的激光測頭防護(hù)罩蓋板示意圖；

圖26為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的玻璃安裝板示意圖。

圖27為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的玻璃上側(cè)墊板示意圖。

圖28為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的玻璃下側(cè)墊板示意圖。

圖29為本發(fā)明一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的非接觸式激光測頭及回轉(zhuǎn)油缸裝配示意圖。

圖中：1、直齒錐齒輪；2、齒輪定位夾具；2a、齒部定位體；2b、齒部支撐體；3、定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；3a、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)；3aa、蝸輪；3ab、蝸桿；3b、蝸輪回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)；3ba、蝸輪圓柱滾子軸承、3bb、蝸輪推力滾針軸承；3bc、蝸輪支撐座；3c、蝸桿回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)；3ca、蝸桿前軸承支座；3cb、蝸桿后軸承支座；3cc、蝸桿前軸承；3cd、蝸桿后軸承；3ce、蝸桿聯(lián)軸器；3d、蝸桿驅(qū)動伺服電機(jī)；4、底座；5、床身；6、垂直滑臺；6a、垂直導(dǎo)軌；6b、垂直滑塊；6c、垂直滑鞍；7、垂直滾珠絲杠螺母副；7a、垂直絲杠；7b、垂直絲杠螺母；7c、垂直絲杠螺母支座；7d、垂直方向聯(lián)軸器；7e、垂直下軸承座；7f、垂直上軸承座；7g、垂直方向伺服電機(jī)；7h、垂直絲杠鎖緊螺母；7j、垂直方向下軸承；7k、垂直方向上軸承；8、水平滑臺；8a、水平滑臺支撐座；8b、水平導(dǎo)軌；8c、水平滑塊；8d、水平滑鞍；9、水平滾珠絲杠螺母副；9a、水平絲杠；9b、水平絲杠螺母；9c、水平絲杠螺母支撐座；9d、水平方向聯(lián)軸器；9e、水平前軸承座；9f、水平后軸承座；9g、水平方向伺服電機(jī)；9h、水平絲杠鎖緊螺母；9j、水平方向前軸承；9k、水平方向后軸承；10、回轉(zhuǎn)油缸；10a、回轉(zhuǎn)油缸底座；10b、回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體；11、非接觸式激光測頭；11a、激光信號發(fā)射器；11b、激光信號接收器；11c、線路接口；12、激光測頭防護(hù)罩；12a、激光測頭防護(hù)罩蓋板；12b、激光測頭防護(hù)罩殼體；12c、激光測頭防護(hù)罩開口；12d、耐熱玻璃；12e、玻璃蓋板；12f、玻璃墊板；12fa、玻璃上側(cè)墊板；12fb、玻璃下側(cè)墊板；13、數(shù)據(jù)線；14、計算機(jī)。

另圖中：c、鍛造閉模高度；d、相對高度尺寸；1a、距小端齒寬1/4處；1b、距小端齒寬2/4處；1c、距小端齒寬3/4處；1e、分度圓錐；1f、分度圓弦齒厚；p、激光檢測坐標(biāo)原點；q、直齒錐齒輪末端表面坐標(biāo)值；m、直齒錐齒輪法截面左齒面坐標(biāo)值；n、直齒錐齒輪法截面右齒面坐標(biāo)值。

具體實施方式

結(jié)合附圖，通過下面的實施例可更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實施例，公開本發(fā)明的目的旨在保護(hù)本發(fā)明范圍內(nèi)的一切變化和改進(jìn)。

根據(jù)精鍛工件特點，本發(fā)明采用非接觸式在線檢測方法，檢測以下三項：

1）弦齒厚：由圖2～3知，本發(fā)明在齒寬方向距小端的1a處、1b處和1c處的三處法截面上，分別檢測直齒錐齒輪的弦齒厚，并分別與標(biāo)準(zhǔn)齒輪做對比。檢測三處弦齒厚，可有效避免由于僅檢測中點弦齒厚或大端弦齒厚產(chǎn)生的隨機(jī)性，也可避免由于倒角等原因造成的大端弦齒厚無法準(zhǔn)確測量的情況。

2）相對高度尺寸：由圖2知，檢測直齒錐齒輪1相對于非接觸式激光測頭11激光檢測坐標(biāo)原點p的相對高度尺寸d。由于非接觸式激光測頭11自身內(nèi)部包含有激光檢測坐標(biāo)原點p，又因齒輪定位夾具2采用齒部定位的方法，幾乎不存在定位誤差，因此可通過檢測直齒錐齒輪1相對于非接觸式激光測頭11檢測原點的相對高度尺寸d來間接反映鍛造閉模高度c的情況。

3）表面缺陷：使測頭沿著平行于節(jié)錐的方向?qū)X面進(jìn)行掃描，可將掃描的齒面點擬合成為一整個齒面，從而可直接觀察出齒輪表面是否存在缺陷

由圖2～3知，所述的直齒錐齒輪1為普通漸開線齒廓直齒錐齒輪，后端圓柱部分可被用來夾持。分別在距直齒錐齒輪1小端1/4，2/4，3/4處檢測弦齒厚1f，且分別對同一件直齒錐齒輪1不同齒進(jìn)行檢測，可降低測量誤差產(chǎn)生的概率。

由圖4～6知，所述的齒輪定位夾具2，包括齒部定位體2a、齒部支撐體2b；其中，齒部定位體2a通過內(nèi)六角螺釘擰緊在齒部支撐體2b上，齒部支撐體2b內(nèi)加工有螺紋；齒部定位體2a通過一個內(nèi)六角螺釘，與齒部支撐體2b固定連接；齒部支撐體2b內(nèi)孔與齒部定位體2a的外圓采用間隙配合，齒部支撐體2b通過六個內(nèi)六角螺釘固定連接在定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的蝸輪3aa上。齒部定位體2a與齒部支撐體2b采用螺紋連接的方式，可在產(chǎn)品品種切換時，僅更換齒部定位體2a，便可實現(xiàn)對其他品種產(chǎn)品的定位。

由圖7～10知，所述的定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，包括蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)3a、渦輪回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)3b、蝸桿回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)3c、蝸桿驅(qū)動伺服電機(jī)3d；其中，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)3a，包括蝸輪3aa、蝸桿3ab；蝸輪回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)3b，包括蝸輪圓柱滾子軸承3ba、蝸輪推力滾針軸承3bb、蝸輪支撐座3bc；蝸桿回轉(zhuǎn)及支撐機(jī)構(gòu)3c，包括蝸桿前軸承支座3ca、蝸桿后軸承支座3cb、蝸桿前軸承3cc、蝸桿后軸承3cd、蝸桿聯(lián)軸器3ce。蝸輪3aa內(nèi)孔與蝸輪圓柱滾子軸承3ba外圈安裝在一起，蝸輪圓柱滾子軸承3ba內(nèi)圈安裝在蝸輪支撐座3bc上，使蝸輪3aa可繞著蝸輪支撐座3bc旋轉(zhuǎn)；蝸輪推力滾針軸承3bb上表面與蝸輪3aa下表面相貼合，蝸輪推力滾針軸承3bb下表面與蝸輪支撐座3bc臺肩面相貼合；蝸輪支撐座3bc通過六個內(nèi)六角螺釘，固定連接在底座4上。蝸輪圓柱滾子軸承3ba與蝸輪推力滾針軸承3bb及蝸輪支撐座3bc共同配合，使蝸輪3aa可在原地實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動作。蝸桿前軸承3cc采用角接觸球軸承，蝸桿后軸承3cd同樣采用角接觸球軸承，可使蝸桿實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動動作的同時，承受一定的軸向載荷及徑向載荷；蝸桿3ab前端通過蝸桿前軸承3cc安裝在蝸桿前軸承支座3ca上，蝸桿3ab前端通過蝸桿聯(lián)軸器3ce與伺服電機(jī)3d相連接；蝸桿前軸承支座3ca通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在底座4上；蝸桿驅(qū)動伺服電機(jī)3d通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在蝸桿前軸承支座3ca上，作為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)3a的動力來源；蝸桿3ab后端通過蝸桿后軸承3cd安裝在蝸桿后軸承支座3cb上；蝸桿后軸承支座通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在底座4上。夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，主要采用結(jié)構(gòu)簡單的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)配合，實現(xiàn)了對同一直齒錐齒輪1中不同齒的檢測。

由圖11～12知，所述的底座4，通過地腳螺栓固定在地面上，對整個精鍛直齒錐齒輪在線檢測裝置起到定位和支撐作用；底座4底部采用鏤空形式設(shè)計，既可減底座4的重量，又可增強(qiáng)底座4的剛性。

由圖13～14知，所述的床身5，通過內(nèi)六角螺釘及定位銷固定連接在底座4上；床身5內(nèi)部采用鏤空設(shè)計的形式，可在減輕重量的同時，增加床身5的剛性。

由圖15知，所述的垂直滑臺6，包括垂直導(dǎo)軌6a、垂直滑塊6b、垂直滑鞍6c；其中，垂直導(dǎo)軌6a通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身5上，對垂直滑塊6b起導(dǎo)向作用；垂直滑塊6b上表面通過內(nèi)六角螺釘與垂直滑鞍6c固定連接，下表面與垂直導(dǎo)軌6a上滑動；垂直滑鞍6c通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑塊6b上，對水平滑臺8起到定位和支撐作用。

由圖16～17知，所述的垂直滾珠絲杠螺母副7，包括垂直絲杠7a、垂直絲杠螺母7b、垂直絲杠螺母支座7c、垂直方向聯(lián)軸器7d、垂直下軸承座7e、垂直上軸承座7f、垂直方向伺服電機(jī)7g、垂直絲杠鎖緊螺母7h、垂直方向下軸承7j、垂直方向上軸承7k；其中，垂直絲杠7a上端通過垂直方向聯(lián)軸器7d與垂直方向伺服電機(jī)7g相連接，垂直絲杠7a下端通過垂直方向下軸承7j安裝在垂直下軸承座7e中；垂直絲杠螺母7b通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直絲杠螺母支座7c上；垂直絲杠螺母支座7f通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍6c上，從而可使垂直絲杠螺母7b帶動垂直滑臺6沿豎直方向運動；垂直上軸承座7f通過內(nèi)六角螺釘，固定連接在床身5上；垂直下軸承座7e通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在床身5上；垂直方向伺服電機(jī)7g通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直上軸承座7f上，作為垂直滾珠絲杠螺母副7的動力來源；垂直方向下軸承7j外圈安裝在垂直下軸承座7e內(nèi)表面，垂直方向下軸承7j內(nèi)圈安裝在垂直絲杠7a末端圓柱面上；垂直方向上軸承7k外圈與垂直上軸承座7f安裝在一起，垂直方向上軸承7k內(nèi)圈與垂直方向聯(lián)軸器7d外表面安裝在一起，垂直方向上軸承7k與垂直方向下軸承7j均采用角接觸球軸承；垂直絲杠鎖緊螺母7h通過螺紋連接在垂直絲杠7a末端，對垂直絲杠7a起到軸向定位的作用。

由圖18知，所述的水平滑臺8，包括水平滑臺支撐座8a、水平導(dǎo)軌8b、水平滑塊8c、水平滑鞍8d；其中，水平滑臺支撐座8a通過十二個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍6c上；水平導(dǎo)軌8b通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座8a上，對水平滑塊8c起導(dǎo)向作用；水平滑塊8c上表面通過內(nèi)六角螺釘與水平滑鞍8d固定連接，水平滑塊8c下表面在水平導(dǎo)軌8b上滑動；水平滑鞍8d通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑塊8c上，對回轉(zhuǎn)氣缸10起到定位和支撐作用。

由圖19知，所述的水平滾珠絲杠螺母副9，包括水平絲杠9a、水平絲杠螺母9b、水平絲杠螺母支撐座9c、水平方向聯(lián)軸器9d、水平前軸承座9e、水平后軸承座9f、水平方向伺服電機(jī)9g、水平絲杠鎖緊螺母9h、水平方向前軸承9j、水平方向后軸承9k；其中，水平絲杠9a前端通過水平方向前軸承9j安裝在水平前軸承座9e中，水平絲杠9a后端通過水平方向聯(lián)軸器9d與水平方向伺服電機(jī)9g相連接；水平絲杠螺母9b通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平絲杠螺母支座9c上；水平絲杠螺母支座9c通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍8d上，從而可使水平絲杠螺母9b帶動水平滑臺8沿水平方向運動；水平前軸承座9e通過四個內(nèi)六角螺釘，固定連接在水平滑臺支撐座8a上；水平后軸承座9f通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座8a上；水平方向伺服電機(jī)9g通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平后軸承座9f上，作為水平滾珠絲杠螺母副9的動力來源；水平方向前軸承9j外圈安裝在水平方向前軸承座9e內(nèi)表面，水平方向前軸承9j內(nèi)圈安裝在水平絲杠9a末端圓柱面上；水平方向后軸承9k外圈與水平后軸承座9f安裝再一起，水平方向后軸承9k內(nèi)圈與水平方向聯(lián)軸器9d外表面安裝在一起，水平方向前軸承9j與水平方向后軸承9k均采用角接觸球軸承；水平絲杠鎖緊螺母9h通過螺紋連接在水平絲杠9a末端，對水平絲杠9a起到軸向定位作用。

由圖20～21知，所述的回轉(zhuǎn)油缸10，包括回轉(zhuǎn)油缸底座10a、回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體10b；其中，回轉(zhuǎn)油缸底座10a通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍8d上；回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體10b通過內(nèi)六角螺釘安裝在回轉(zhuǎn)油缸底座10a上；回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體10b上表面通過內(nèi)六角螺釘安裝有激光測頭防護(hù)罩11；回轉(zhuǎn)油缸10可實現(xiàn)非接觸式激光測頭12的原地回轉(zhuǎn)動作。

由圖22～23知，所述的非接觸式激光測頭11，自身包含有激光信號發(fā)射器11a、激光信號接收器11b及與計算機(jī)實現(xiàn)對接的線路接口11c；其中，非接觸式激光測頭11上表面有三個螺紋孔，通過內(nèi)六角螺釘將非接觸式激光測頭11固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體12b上。

由圖22～29知，所述的激光測頭防護(hù)罩12，包括激光測頭防護(hù)罩蓋板12a、激光測頭防護(hù)罩殼體12b、激光測頭防護(hù)罩開口12c、耐熱玻璃12d、玻璃蓋板12e、12f、玻璃墊板；玻璃上側(cè)墊板12fa、玻璃下側(cè)墊板12fb；其中，激光測頭防護(hù)罩殼體12b通過三個內(nèi)六角螺釘與非接觸式激光測頭11固定連接，用來對非接觸式激光測頭11起到定位和保護(hù)作用；激光測頭防護(hù)罩蓋板12a通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體12b上，用來對非接觸式激光測頭11起到保護(hù)作用；激光測頭防護(hù)罩殼體12b下表面有一個凹槽，耐熱玻璃12d放置在凹槽中，耐熱玻璃12d不僅耐高溫，且透光性極好，不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響；在耐熱玻璃12d與激光測頭防護(hù)罩殼體12b之間安裝有一個玻璃上側(cè)墊板12fa；玻璃蓋板12e通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體12b的下表面上，從而將耐熱玻璃12d固定安裝在激光測頭防護(hù)罩殼體12b的下端凹槽中；在玻璃蓋板12e與激光測頭防護(hù)罩殼體12b之間安裝有一個玻璃下側(cè)墊板12fb；玻璃上側(cè)墊板127fa及玻璃下側(cè)墊板12fb的安裝，是為了防止耐熱玻璃12d與激光測頭防護(hù)罩殼體12b及玻璃蓋板12e直接接觸可能產(chǎn)生的玻璃裂紋；激光測頭防護(hù)罩蓋板12a通過內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體12b上；激光測頭防護(hù)罩殼體12b后表面有四個孔，通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體10b上。

由圖1知，所述的計算機(jī)14安裝在整個檢測裝置旁，通過數(shù)據(jù)線13將計算機(jī)14與非接觸式激光測頭11相連接。

一種精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的在線檢測方法，步驟如下：

【1】安裝在線檢測裝置：將底座4通過地腳螺栓固定連接在齒輪鍛壓設(shè)備旁地面的合適位置；定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3中的蝸桿前軸承支座3ca和蝸桿后軸承支座3cb通過內(nèi)六角螺釘固定連接在底座4上；定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3中的蝸輪支撐座3bc通過內(nèi)六角螺釘固定連接在底座4上；蝸輪3aa通過蝸輪圓柱滾子軸承3ba及蝸輪推力滾針軸承3bb安裝在蝸輪支撐座3bc上；蝸桿3ab前端通過蝸桿前軸承3cc安裝在蝸桿前軸承支座3ca中，蝸桿3ab后端通過蝸桿后軸承3cd安裝在蝸桿后軸承支座3cb中；蝸桿驅(qū)動伺服電機(jī)3d通過內(nèi)六角螺釘固定連接在蝸桿前軸承支座3ca上；定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3主要通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)3a的運動，實現(xiàn)與定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3中的蝸輪3aa固定連接的齒輪定位夾具2的原地回轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)對同一件直齒錐齒輪1多個齒的檢測；齒輪定位夾具2中的齒部支撐體2b通過內(nèi)六角螺釘固定連接在定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的蝸輪3aa上；垂直滑臺6中的垂直導(dǎo)軌6a通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身5上；垂直滑塊6b上表面通過內(nèi)六角螺釘與垂直滑鞍6c固定連接，下表面與垂直導(dǎo)軌6a上滑動；垂直滑鞍6c通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑塊6b上；垂直滾珠絲杠螺母副7中的垂直下軸承座7e，通過內(nèi)六角螺釘固定連接在床身5上，垂直上軸承座7f通過內(nèi)六角螺釘，固定連接在床身5上；垂直方向伺服電機(jī)7g通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直上軸承座7f上；垂直絲杠7a上端通過垂直方向聯(lián)軸器7d與垂直方向伺服電機(jī)7g相連接，垂直絲杠7a下端通過垂直方向下軸承7j安裝在垂直下軸承座7e中；垂直絲杠螺母7b通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直絲杠螺母支座7c上；垂直絲杠螺母支座7f通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍6c上；垂直絲杠鎖緊螺母7h通過螺紋連接在垂直絲杠7a末端；水平滑臺8中的水平滑臺支撐座8a通過內(nèi)六角螺釘固定連接在垂直滑鞍6c上；水平導(dǎo)軌8b通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座8a上；水平滑塊8c上表面通過內(nèi)六角螺釘與水平滑鞍8d固定連接，水平滑塊8c下表面在水平導(dǎo)軌8b上滑動；水平滑鞍8d通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑塊8c上；水平滾珠絲杠螺母副9中的水平絲杠螺母9b通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平絲杠螺母支座9c上；水平前軸承座9e通過內(nèi)六角螺釘，固定連接在水平滑臺支撐座8a上；水平后軸承座9f通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑臺支撐座8a上；水平方向伺服電機(jī)9g通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平后軸承座9f上；水平絲杠9a前端通過水平方向前軸承9j安裝在水平前軸承座9e中，水平絲杠9a后端通過水平方向聯(lián)軸器9d與水平方向伺服電機(jī)9g相連接；水平絲杠螺母支座9c通過四個內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍8d上；水平絲杠鎖緊螺母9h通過螺紋連接在水平絲杠9a末端；回轉(zhuǎn)油缸10中的回轉(zhuǎn)油缸底座10a通過內(nèi)六角螺釘固定連接在水平滑鞍8d上；回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體10b通過內(nèi)六角螺釘安裝在回轉(zhuǎn)油缸底座10a上；非接觸式激光測頭11通過三個內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體12b的上表面上；激光測頭防護(hù)罩12中的耐熱玻璃12通過內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體12b的下端凹槽中，且耐熱玻璃上下表面墊有玻璃墊板12f；激光測頭防護(hù)罩蓋板12a通過內(nèi)六角螺釘固定連接在激光測頭防護(hù)罩殼體12b上；激光測頭防護(hù)罩殼體12b通過內(nèi)六角螺釘固定連接在回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體10b上。計算機(jī)14通過數(shù)據(jù)線13與非接觸式激光測頭11相連接，將非接觸式激光測頭11的檢測結(jié)果進(jìn)行采集、顯示及反饋，與整個在線檢測系統(tǒng)實現(xiàn)通訊。在檢測的過程中，通過激光測頭防護(hù)罩開口12c向激光測頭防護(hù)罩12內(nèi)通入壓縮空氣，起到對非接觸式激光測頭11降溫的作用，從而避免非接觸式激光測頭11長期在高溫環(huán)境工作對非接觸式激光測頭11壽命的影響。

【2】檢測直齒錐齒輪1：鍛打成形的高溫鍛件直齒錐齒輪1被放置在齒輪定位夾具2上；通過垂直滑臺6與水平滑臺8之間的插補運動，以及回轉(zhuǎn)油缸10的回轉(zhuǎn)運動，帶動非接觸式激光測頭11實現(xiàn)所需運動。當(dāng)非接觸式激光測頭11被送至檢測位置后，非接觸式激光測頭11上的激光信號發(fā)射器11a向直齒錐齒輪1的齒面發(fā)射激光束，激光信號接收器11b用來接收被測信號；非接觸式激光測頭11內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集卡，將激光信號接收器11b接收到的檢測結(jié)果進(jìn)行收集，以備后續(xù)計算使用。

【2-1】直齒錐齒輪1表面缺陷的檢測：鍛打成形的高溫直齒錐齒輪1被放置在齒輪定位夾具2上，非接觸式激光測頭11與回轉(zhuǎn)油缸10中的回轉(zhuǎn)油缸回轉(zhuǎn)體10b固定連接。通過回轉(zhuǎn)油缸10的回轉(zhuǎn)運動，可帶動非接觸式激光測頭11轉(zhuǎn)動至與直齒錐齒輪1節(jié)錐母線平行的位置，通過垂直滑臺6中垂直滑鞍6c及水平滑臺8中的水平滑鞍8d之間的插補運動，可實現(xiàn)非接觸式激光測頭11沿直齒錐齒輪1節(jié)錐母線方向的移動，檢測出直齒錐齒輪1一個齒中，沿齒長方向上多個法截面的齒面點數(shù)據(jù)，再將多個法截面的齒面點數(shù)據(jù)擬合成為一整個齒面，將該實際檢測齒面同標(biāo)準(zhǔn)齒面作對比，便可直觀的觀察出是否存在表面缺陷及表面缺陷的所在位置，若直齒錐齒輪1存在表面缺陷，則需停止生產(chǎn)，判斷該缺陷產(chǎn)生的原因。

【2-2】直齒錐齒輪1弦齒厚1f的檢測：在這個檢測出的齒面上，分別沿直齒錐齒輪1的齒長方向截取距小端1a處、1b處和1c處的三處法截面，得出該三處法截面上的齒面點數(shù)據(jù)，從而利用直齒錐齒輪1法截面與節(jié)錐母線交點的左齒面齒面點坐標(biāo)n減去直齒錐齒輪法截面與節(jié)錐母線交點的右齒面齒面點坐標(biāo)m便可計算出三處法截面上的弦齒厚1f。

【2-3】直齒錐齒輪1相對高度尺寸d的檢測：非接觸式激光測頭11自身包含有一個激光檢測坐標(biāo)原點p，通過垂直滑臺6中的垂直滑鞍6c與水平滑臺8中的水平滑鞍8d之間的插補運動，控制非接觸式激光測頭11運動至直齒錐齒輪1的上方；通過回轉(zhuǎn)油缸10的回轉(zhuǎn)運動，控制非接觸式激光測頭11回轉(zhuǎn)至與直齒錐齒輪1末端表面平行的位置，在直齒錐齒輪1末端表面上打一個點，從而得出該點相對于激光檢測坐標(biāo)原點p的相對坐標(biāo)值q。坐標(biāo)原點p的相對坐標(biāo)值為零點，檢測出的直齒錐齒輪1末端表面坐標(biāo)值q即為直齒錐齒輪1的相對高度尺寸d。由于齒輪定位夾具2采用齒部定位的方式，定位準(zhǔn)確可靠，通過對相對高度尺寸d的檢測，可以間接反映出鍛造閉模高度c的變化趨勢。通過對相對高度尺寸d的檢測，可將直齒錐齒輪1的高度信息反饋給鍛壓設(shè)備，從而調(diào)整鍛造壓力的大小，實現(xiàn)鍛造過程的閉環(huán)控制。

【2-4】同一件直齒錐齒輪1不同齒的檢測：完成對直齒錐齒輪1一個齒的表面缺陷、弦齒厚1f及相對高度尺寸d的檢測之后，為了進(jìn)一步確定檢測的準(zhǔn)確性，通過定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3中蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)3a的運動，帶動在齒輪定位夾具2上放置的直齒錐齒輪1沿自身軸線的原地轉(zhuǎn)動。再次重復(fù)【2-1】、【2-2】及【2-3】的檢測過程，完成對同一件直齒錐齒輪1不同齒的表面缺陷、弦齒厚1f及相對高度尺寸d的檢測。

【3】顯示檢測結(jié)果：齒面檢測結(jié)果通過非接觸式激光測頭11的激光信號接收器11b接收被測信號，通過非接觸式激光測頭11內(nèi)置的數(shù)據(jù)采集卡將測得的法截面齒面點數(shù)據(jù)、擬合出的被檢測齒面、檢測出的熱態(tài)弦齒厚1f及相對高度尺寸d通過數(shù)據(jù)線13傳遞給計算機(jī)14上已安裝好的配對軟件系統(tǒng)，將測量結(jié)果在計算機(jī)14上完整顯示。

【4】判斷檢測結(jié)果：對于直齒錐齒輪1熱態(tài)下檢測出的弦齒厚1f、相對高度尺寸d，需要與直齒錐齒輪1冷態(tài)下計算出的弦齒厚1f和測量出的相對高度尺寸d分別乘以相應(yīng)測量溫度時的線膨脹系數(shù)所得出的數(shù)值進(jìn)行對比。該檢測裝置可實現(xiàn)對同一件直齒錐齒輪1不同齒的檢測，可有效避免隨機(jī)誤差的產(chǎn)生。由于每次測量時，被測量的直齒錐齒輪1可能處在不同的溫度之下，也可能由于直齒錐齒輪1往齒輪定位夾具2上放時，不可避免的會產(chǎn)生定位誤差，從而會造成測量誤差的產(chǎn)生，因此需要給檢測出的弦齒厚1f和相對高度尺寸d設(shè)定一個公差范圍，只要在這個公差范圍之內(nèi)，均判定直齒錐齒輪1合格；且若檢測值不在這個公差范圍之內(nèi)，則判定直齒錐齒輪1不合格；則需停止生產(chǎn)，查找原因，從而可避免大量不合格直齒錐齒輪1的產(chǎn)生。

本申請所述的精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置，采用非接觸式檢測的方法，有效解決了高溫鍛件無法實現(xiàn)即時測量的問題，若存在不合格工件，可立即停止加工設(shè)備，找出不合格工件產(chǎn)生的原因，從而避免大量廢品的產(chǎn)生，降低了生產(chǎn)成本。

本申請所述的精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置的在線檢測方法，采用非接觸式激光測頭對高溫鍛打工件進(jìn)行檢測，利用計算機(jī)語言對非接觸式激光測頭進(jìn)行了二次開發(fā)，從而實現(xiàn)了對熱態(tài)直齒錐齒輪表面缺陷、直齒錐齒輪相對高度尺寸及弦齒厚的檢測。

本申請所述的精鍛直齒錐齒輪多齒在線檢測裝置，通過垂直滑臺與水平滑臺的插補運動，配合回轉(zhuǎn)油缸及定位夾具回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運動，通過四個簡單的運動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了對高溫精鍛直齒直錐齒輪多個齒的在線檢測，保證了檢測的準(zhǔn)確性。且該機(jī)構(gòu)不受產(chǎn)品品種限制，在產(chǎn)品品種切換時，可僅通過調(diào)整齒輪定位夾具、回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)角度以及垂直滑臺和水平滑臺的插補運動程序，便可完成對不同品種產(chǎn)品的檢測。

本申請的檢測結(jié)果是在800°c左右的溫度下檢測出的熱態(tài)尺寸，該尺寸是在被測直齒錐齒輪冷態(tài)尺寸的基礎(chǔ)上添加了線膨脹系數(shù)得到的。使用本申請所述的檢測裝置和檢測方法在熱態(tài)下檢測出的直齒錐齒輪合格的弦齒厚數(shù)據(jù)，當(dāng)直齒錐齒輪冷卻后，在齒輪檢測儀或齒厚卡尺上檢測出結(jié)果也是合格的，證明了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

本申請所述的檢測裝置和檢測方法也可以測量冷態(tài)下直齒錐齒輪的相對高度尺寸、弦齒厚數(shù)據(jù)，相對高度尺寸可間接反映鍛造閉模高度的大小，且在冷態(tài)下測量的結(jié)果與冷態(tài)下在齒輪檢測儀或齒厚卡尺上得到的檢測結(jié)果相一致，證明了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

本申請所述的檢測裝置和檢測方法檢測出的相對高度尺寸可間接反映出直齒錐齒輪鍛造閉模高度的大小及變化趨勢，從而可反饋給鍛壓設(shè)備，調(diào)整鍛打壓力，實現(xiàn)了整個智能精鍛線的閉環(huán)控制。通過檢測出的直齒錐齒輪多個法截面的齒面點數(shù)據(jù)擬合出的實際齒面可直觀顯示出齒輪表面缺陷狀況及表面缺陷所在位置，對于實際生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義，且該檢測裝置結(jié)構(gòu)緊湊，精度高，可引入至齒輪類或其他零部件的精密鍛造行業(yè)。

本申請所述的齒部定位夾具，采用僅使用六個齒的三點定位方法，有效實現(xiàn)了對直齒錐齒輪整個齒面的檢測，可引入至其他齒輪檢測方法及齒輪機(jī)加工定位夾具的設(shè)計中。

進(jìn)一步說明：為了公開本發(fā)明的目的而在本文具體實施方式中所選用的實施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是應(yīng)說明的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和本發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進(jìn)。

本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。