專利名稱：齒輪參數(shù)激光檢測(cè)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(cè)裝置，特別是涉及一種對(duì)外齒輪、內(nèi)齒輪、齒輪刀具、蝸輪蝸桿的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的專用裝置，屬于齒輪精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前齒輪測(cè)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(cè)量。存在的主要問題有，一、齒輪應(yīng)用廣范，質(zhì)量要求越來(lái)越高，要實(shí)現(xiàn) 100%在線測(cè)量，目前的方法數(shù)據(jù)測(cè)量速度偏低；二、目前的方法多采用工件旋轉(zhuǎn)、測(cè)頭通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按被測(cè)工件的數(shù)學(xué)模型運(yùn)動(dòng)，測(cè)量精度不僅依賴于齒輪測(cè)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(duì)測(cè)量，一般需要事先知道被測(cè)齒輪的參數(shù)，對(duì)任意未知齒形的測(cè)量是目前齒輪測(cè)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(cè)量方法的柔性差。目前尚不存在與上述的測(cè)量方法配合的專用設(shè)備，現(xiàn)有的齒輪測(cè)量設(shè)備廣泛采用MM機(jī)和齒輪綜合測(cè)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(dòng)，測(cè)頭接觸測(cè)量，可以測(cè)出齒輪齒面的齒形，沿軸向運(yùn)動(dòng)可以測(cè)出齒向，在測(cè)量過程中由于是接觸測(cè)量。測(cè)量緩慢，為了提高速度，基本采用0°、90°、180°、270°測(cè)量，于是造成測(cè)量中數(shù)據(jù)采樣率低，MM機(jī)和齒輪綜合測(cè)量機(jī)在測(cè)量齒輪中不能完成齒輪截面的連續(xù)完整測(cè)量，所以端跳、分度圓、齒頂圓、齒根圓等等參數(shù)都無(wú)法測(cè)量。另外上述設(shè)備在測(cè)量?jī)?nèi)齒輪時(shí)，測(cè)頭均不能繞工件周向旋轉(zhuǎn)，無(wú)法完成上述方法要求的齒輪掃描運(yùn)動(dòng)。
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(cè)裝置，其采用激光位移非接觸測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了齒輪無(wú)盲點(diǎn)高速掃描，提高了檢測(cè)速度和數(shù)據(jù)采樣率；采用被測(cè)齒輪靜止， 僅測(cè)頭做測(cè)量運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特工作方式，測(cè)量過程無(wú)需夾具，提高了測(cè)量系統(tǒng)的柔性和檢測(cè)精度；采用齒輪實(shí)際測(cè)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(cè)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(cè)裝置，由床身、工作臺(tái)、轉(zhuǎn)折鏡、激光位移傳感器、支架、滑臺(tái)、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(tái)與床身采用螺栓固定連接，在工作臺(tái)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(tái)的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿水平軸帶動(dòng)激光位移傳感器組件移動(dòng)；滑臺(tái)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(dòng)；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(dòng)，升降臂沿Z軸移動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源于伺服電機(jī)帶動(dòng)固連在床身立面的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，固聯(lián)在升降臂上的絲母帶動(dòng)升降臂沿垂直軸移動(dòng)；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(tái)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(tái)上放置定心裝置，被測(cè)齒輪初定位時(shí)定心裝置中的定位芯軸插入工作臺(tái)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(dòng)配合。本實(shí)用新型的積極效果是對(duì)齒輪實(shí)現(xiàn)非接觸無(wú)盲點(diǎn)測(cè)量，提高了檢測(cè)速度； iff以采用轉(zhuǎn)折鏡對(duì)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(cè)的難題; 在測(cè)量過程中，齒輪靜止不動(dòng)，測(cè)頭做測(cè)量運(yùn)動(dòng)，減小了齒輪安裝帶來(lái)的測(cè)量誤差，同時(shí)不需要夾具，測(cè)量的柔性高；采用標(biāo)定環(huán)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行絕對(duì)長(zhǎng)度標(biāo)定，先對(duì)齒輪進(jìn)行絕對(duì)測(cè)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(cè)量精度；不僅可以給出齒輪誤差，還能給出其它方法難以測(cè)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(cè)量，并能解決目前未知齒輪參數(shù)測(cè)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(cè)量；還可測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)裝置，其特征在于檢測(cè)齒輪參數(shù)時(shí)需要采用齒輪檢測(cè)的專用設(shè)備，其檢測(cè)設(shè)備由床身 1、工作臺(tái)2、轉(zhuǎn)折鏡3、激光位移傳感器4、支架5、滑臺(tái)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(tái)2與床身1采用螺栓固定連接，被試齒輪放置在工作臺(tái)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(tái)6的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿水平軸帶動(dòng)激光位移傳感器組件移動(dòng)；滑臺(tái)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(dòng)；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(dòng)，升降臂8沿Z軸移動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源于伺服電機(jī)帶動(dòng)固連在床身1立面的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，固連在升降臂8上的絲母帶動(dòng)升降臂8沿垂直軸移動(dòng)；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(tái)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(tái)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(cè)齒輪初定位時(shí)插入工作臺(tái)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(dòng)撥正被測(cè)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(cè)齒輪的初定位。使用時(shí)1)先用量具粗略地測(cè)出被測(cè)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(tái)6上的伸縮量和升降臂8帶動(dòng)滑臺(tái)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(cè)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(cè)量光束構(gòu)成的測(cè)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(tái)平行；3)即采用標(biāo)定圓環(huán)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定；4)根據(jù)被測(cè)齒輪齒頂直徑調(diào)整滑臺(tái)6帶動(dòng)激光位移傳感器伸縮，使激光位移傳感器4處于有效測(cè)量范圍內(nèi)；5)根據(jù)被測(cè)齒輪高度調(diào)整升降臂8帶動(dòng)滑臺(tái)6和激光位移傳感器4升降，使光束投射到被測(cè)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(dòng)角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7帶動(dòng)滑臺(tái)6和激光位移傳感器4轉(zhuǎn)動(dòng)；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(tái)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(dòng)角位移旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)7帶動(dòng)滑臺(tái)6和激光位移傳感器4轉(zhuǎn)動(dòng)；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(tái)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(duì)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(cè)量；還可測(cè)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(cè)量。
權(quán)利要求1.一種齒輪參數(shù)激光檢測(cè)裝置，由床身、工作臺(tái)、轉(zhuǎn)折鏡、激光位移傳感器、支架、滑臺(tái)、 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(tái)與床身采用螺栓固定連接，在工作臺(tái)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(tái)的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿水平軸帶動(dòng)激光位移傳感器組件移動(dòng)；滑臺(tái)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(dòng)；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(dòng)，升降臂沿Z軸移動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源于伺服電機(jī)帶動(dòng)固連在床身立面的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，固聯(lián)在升降臂上的絲母帶動(dòng)升降臂沿垂直軸移動(dòng)；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(tái)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(cè)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(cè)裝置，其特征在于所述的在工作臺(tái)上放置定心裝置，被測(cè)齒輪初定位時(shí)定心裝置中的定位芯軸插入工作臺(tái)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(cè)裝置，其特征在于所述的定位芯軸與定心孔是滑動(dòng)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(cè)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(tái)與床身采用螺栓固定連接，支架安裝在滑臺(tái)的直線電機(jī)滑塊上，在直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿水平軸帶動(dòng)激光位移傳感器組件移動(dòng)；滑臺(tái)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(dòng)；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(tái)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(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了齒輪無(wú)盲點(diǎn)高速掃描，提高了檢測(cè)速度和數(shù)據(jù)采樣率；采用被測(cè)齒輪靜止，僅測(cè)頭做測(cè)量運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特工作方式，測(cè)量過程無(wú)需夾具，提高了測(cè)量系統(tǒng)的柔性和檢測(cè)精度；提高了檢測(cè)速度；能解決目前未知齒輪參數(shù)測(cè)繪的技術(shù)難題，可實(shí)現(xiàn)蝸輪等復(fù)雜形面體的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/24GK202149755SQ20112025597
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:唐大春