專利名稱：一種極坐標齒輪測量中心及其零點標定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及坐標測量機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種極坐標齒輪測量中心及其零點標定方法。
背景技術(shù)：
齒輪測量中心是信息技術(shù)、計算機技術(shù)和數(shù)控技術(shù)在齒輪測量儀器上集成應用的結(jié)晶，是坐標式齒輪測量儀器發(fā)展中的一個里程碑。主要用于齒輪單項幾何精度的檢測，也可用于齒輪整體誤差的測量。它具有測量范圍廣、精度高、效率高等特點。公知的齒輪測量中心實質(zhì)上是含有一個回轉(zhuǎn)軸和三個直線軸(R軸、T軸和Z軸)的四坐標測量機——圓柱坐標測量機。使用時，工件安裝在固定于回轉(zhuǎn)軸臺軸線上的兩個
頂尖之間，記錄工件表面一系列點的絕對坐標值(即相對于回轉(zhuǎn)軸臺的各軸位置示值)，通過一定算法計算得到工件的誤差。齒輪測量中心的絕對零點即為回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)中心。但是每次系統(tǒng)斷電前各軸所處的位置是隨機的，當系統(tǒng)上電后，各軸坐標示值自動清零，所以各軸示值均是在當前相對零點下的坐標值，而不是以回轉(zhuǎn)中心為零點的坐標系下的坐標值，這樣就要求在工件測量前必須標定齒輪測量中心的零點坐標。公知的齒輪測量中心目前所有的零點標定方法中，都必須需要移動T軸才能達到零點標定的目的。但是通常用于大型工件的測量時，因為受T軸機械尺寸限制，采用公知的極坐標測量法進行測量控制，即在工件測量中保證T軸位置固定不動。工件測量時T軸完全是多余的。公知的齒輪測量中心的零點標定，目前經(jīng)常使用的有三種方法
一、標準芯棒標定法將一標準芯棒裝夾在回轉(zhuǎn)中心的頂尖上，通過測頭接觸測量芯棒上多點位置，通過最小二乘圓擬合方法可計算出芯棒的圓心亦即回轉(zhuǎn)中心的位置值。二、固定球/塊規(guī)標定法將一個標準球/塊規(guī)固定安裝在齒輪測量中心的非回轉(zhuǎn)軸臺上的某一固定位置上(即該位置不能在回轉(zhuǎn)軸臺上)，事先通過塊規(guī)等儀器檢測得到該標準球球心/塊規(guī)與回轉(zhuǎn)中心的相對位置值，并將此作為齒輪測量中心的固定機械屬性。工件測量前，通過測頭接觸測量標準球/塊規(guī)，可以計算得到標準球/塊規(guī)的相對于測頭的位置，從而可以得到測頭相對于回轉(zhuǎn)中心的相對位置。三、浮動標準球法將一個標準球固定安裝在齒輪測量中心的回轉(zhuǎn)軸臺上的某一固定位置上，檢測得到該標準球球心的相對位置值1，通過旋轉(zhuǎn)該標準球，獲得該標準球球心的相對位置值2，通過標準球位置與回轉(zhuǎn)中心直線距離的不變性和兩個相對位置值可極端得到標準球與回轉(zhuǎn)中心的相對位置。該方法不要求測頭行程必須達到回轉(zhuǎn)中心位置，因此可以實現(xiàn)大工件的測量。上述測量方法共同存在的問題是在測量過程中必須有T軸的移動才能保證得到不同的位置點
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種極坐標齒輪測量中心及其零點標定的測量方法，以實現(xiàn)極坐標齒輪測量中心零點標定的問題。為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的解決方案是
一種極坐標齒輪測量中心，包括工作平臺6，在工作平臺6上設置有測頭移動組件和回轉(zhuǎn)軸臺4，回轉(zhuǎn)軸臺4上同軸安裝下頂尖，回轉(zhuǎn)軸臺4外側(cè)設置有上頂尖支架，其特殊之處在于所述測頭移動組件包括R向?qū)к壔躀和Z向?qū)к壔?，其中Z向?qū)к壔?設置于R向?qū)к壔躀上，測頭3設置于Z向?qū)к壗M件2的安裝端上。一種極坐標齒輪測量中心零點標定的測量方法，其特征在于該方法中所述的極坐標測量中心由二個直線軸和一個回轉(zhuǎn)軸組成，所述的直線軸是Z軸和R軸，一維測頭在水平截面內(nèi)僅能沿R軸移動，將標準漸開線樣板裝夾在回轉(zhuǎn)軸臺上，并將測頭設置于漸開線樣板一側(cè)可接觸到的測量位置，先得到漸開線上接觸點絕對坐標(Rl，ql)，然后通過轉(zhuǎn)動 回轉(zhuǎn)軸使?jié)u開線樣板轉(zhuǎn)動，使測頭沿R方向移動到漸開線樣板另可接觸到的測量位置，得到漸開線上的另一點絕對坐標(R2，q2)，用相同的方法可獲得漸開線樣板的一系列點(Ri，qi), 1=1,2,3,…，n，n 2。假設回轉(zhuǎn)中心坐標為R0，漸開線起點對應的回轉(zhuǎn)角為q0，構(gòu)造漸開線方程
權(quán)利要求
1.一種極坐標齒輪測量中心，包括工作平臺(6)，在工作平臺(6)上設置有測頭移動組件和回轉(zhuǎn)軸臺(4)，回轉(zhuǎn)軸臺(4)上同軸安裝下頂尖，回轉(zhuǎn)軸臺(4)外側(cè)設置有上頂尖支架，其特征在于所述測頭移動組件包括R向?qū)к壔?I)和Z向?qū)к壔?3)，其中Z向?qū)к壔?3)設置于R向?qū)к壔?I)上，測頭(3)設置于Z向?qū)к壗M件(2)的安裝端上。
2.一種利用如權(quán)利要求I所述的一種極坐標齒輪測量中心的零點標定方法，其特征在于該方法中所述的極坐標測量中心由二個直線軸和一個回轉(zhuǎn)軸組成，所述的直線軸是Z軸和R軸，一維測頭在水平截面內(nèi)僅能沿R軸移動，將標準漸開線樣板裝夾在回轉(zhuǎn)軸臺上，并將測頭設置于漸開線樣板一側(cè)可接觸到的測量位置，先得到漸開線上接觸點絕對坐標(Rl，ql)，然后通過轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)軸使?jié)u開線樣板轉(zhuǎn)動，使測頭沿R方向移動到漸開線樣板另可接觸到的測量位置，得到漸開線上的另一點絕對坐標(R2，q2)，用相同的方法可獲得漸開線樣板的一系列點(Ri，qi)，i=L 2, 3, ···, η, η 2, 假設回轉(zhuǎn)中心坐標為R0，漸開線起點對應的回轉(zhuǎn)角為qO，構(gòu)造漸開線方程
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用一種極坐標齒輪測量中心的零點標定方法，其特征在于上述方法的具體步驟是 第一步將漸開線樣板裝夾在齒輪測量中心的回轉(zhuǎn)軸臺上，并使其測頭放置于R向和Z向的合適位置，保證漸開線樣板在轉(zhuǎn)臺的帶動下能夠使其工作面接觸上測頭； 第二步在齒輪測量中心回轉(zhuǎn)軸的帶動下，帶動漸開線樣板與測頭接觸，使樣板工作面接觸上測頭；獲得漸開線上接觸點的各軸坐標值(Rl，ql); 第三步自動沿R方向改變測頭位置，并在齒輪測量中心回轉(zhuǎn)軸的帶動下，帶動漸開線樣板與測頭接觸，使樣板工作面接觸上測頭；獲得漸開線上接觸點的各軸坐標值(R2，q2)； 第四步可重復步驟三多次，獲取多點坐標值(Ri，qi)，1=1,2,3,…，η, η 2 ； 第五步計算機根據(jù)測量得到的多個球心的坐標值應處于漸開線上這一原理，計算得到回轉(zhuǎn)中心坐標RO，測頭相對于回轉(zhuǎn)軸軸心位置的R軸相對坐標值(Rn-RO )，該值即為當前齒輪測量中心R軸的實際坐標值，設置齒輪測量中心R軸坐標示值(Rn-RO)； 第六步零點設置完畢，取下漸開線樣板。
全文摘要
本發(fā)明涉及坐標測量機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種極坐標齒輪測量中心及其零點標定方法。本發(fā)明提供一種極坐標齒輪測量中心及其零點標定的測量方法，以實現(xiàn)極坐標齒輪測量中心零點標定的問題。為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的解決方案是一種極坐標齒輪測量中心，包括工作平臺，在工作平臺上設置有測頭移動組件和回轉(zhuǎn)軸臺，回轉(zhuǎn)軸臺上同軸安裝下頂尖，回轉(zhuǎn)軸臺外側(cè)設置有上頂尖支架，所述測頭移動組件包括R向?qū)к壔芎蚙向?qū)к壔?，其中Z向?qū)к壔茉O置于R向?qū)к壔苌?，測頭設置于Z向?qū)к壗M件的安裝端上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、方法簡單、精度可靠。
文檔編號G01B11/00GK102937409SQ20121046399
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者盧春霞, 王建華, 勞奇成, 李少康, 陳曉東, 張新華, 張盟, 張渝 申請人:西安工業(yè)大學