一種基于機(jī)器視覺引導(dǎo)的激光齒輪倒角輪廓測(cè)量?jī)x的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于齒輪倒角輪廓測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于機(jī)器視覺引導(dǎo)的激光齒輪倒角輪廓測(cè)量?jī)x。
【背景技術(shù)】
[0002]倒角齒輪是汽車、工程機(jī)械等變速箱中必備的核心部件之一，是實(shí)現(xiàn)換擋導(dǎo)向和運(yùn)動(dòng)傳遞的元件，起降低沖擊振動(dòng)的作用。目前倒角的形狀主要有:平面尖角、弧面倒角、尖拱圓角和非對(duì)稱倒角等。汽車變速箱根據(jù)不同工況需要切換檔位實(shí)現(xiàn)變速，每次切換就是配對(duì)齒輪的脫離和重新嚙合的過程，未經(jīng)倒角的齒輪在切換檔位時(shí)，配對(duì)齒輪之間容易發(fā)生沖擊和碰撞，而且重新嚙合困難。倒角的形態(tài)和加工精度直接影響到變速箱的嚙合傳動(dòng)性能，對(duì)于倒角齒輪而言，待測(cè)量的結(jié)構(gòu)主要為齒端上的倒角，由于受到被測(cè)倒角所在截面相對(duì)位置的限制，目前還沒有一種很好的測(cè)量方法能夠較方便地實(shí)現(xiàn)齒端上倒角輪廓的參數(shù)測(cè)量。
[0003]目前各種類型的倒角齒輪件的內(nèi)、外齒端面倒角輪廓的尺寸和形位公差的測(cè)量主要采用輪廓測(cè)量?jī)x來進(jìn)行。輪廓測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是:傳感器的探針與工件的被測(cè)輪廓的表面接觸，驅(qū)動(dòng)器以恒定的速度帶動(dòng)傳感器沿測(cè)量方向運(yùn)動(dòng)，使探針在工件表面上勻速滑行，驅(qū)動(dòng)器行進(jìn)一個(gè)采樣間隔的同時(shí)，傳感器記錄下表面輪廓點(diǎn)縱坐標(biāo)并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)。這類輪廓測(cè)量?jī)x的測(cè)量方式是接觸式測(cè)量，在測(cè)量過程中傳感器探針必須與被測(cè)輪廓的表面相接觸，由于傳感器探針的硬度高，極可能劃傷被測(cè)工件的表面，長(zhǎng)期測(cè)量后探針頭部也會(huì)磨損；此外，由于受到臂長(zhǎng)的限制，輪廓測(cè)量?jī)x很難獲取到完整的輪廓邊緣數(shù)據(jù)，致使所測(cè)得的輪廓數(shù)據(jù)的完整性受到影響。
[0004]在評(píng)價(jià)齒輪倒角質(zhì)量時(shí)，一般需要對(duì)每個(gè)倒角進(jìn)行多截面測(cè)量。專利號(hào)為:2011102364117，名稱為“齒輪倒角激光測(cè)量?jī)x”的專利公開的技術(shù)方案可以測(cè)量一個(gè)齒的多個(gè)截面，但必須根據(jù)齒輪內(nèi)孔的直徑選配相應(yīng)的芯軸，并依靠轉(zhuǎn)臺(tái)和定位夾具才能實(shí)現(xiàn)齒輪的定位；在一個(gè)齒的多個(gè)截面測(cè)量完成后，需根據(jù)齒輪齒數(shù)的奇偶調(diào)節(jié)卡具，以便被測(cè)齒能夠定位在測(cè)量傳感器的下方，才可以進(jìn)行下一個(gè)齒的多個(gè)截面的倒角輪廓測(cè)量，在工件重新裝卡過程中，人為因素會(huì)影響測(cè)量精度，同時(shí)，在重復(fù)測(cè)量過程中測(cè)量數(shù)值的穩(wěn)定性也受到影響。
[0005]由于傳統(tǒng)輪廓測(cè)量?jī)x在齒輪倒角檢測(cè)時(shí)存在的上述問題，倒角齒輪生產(chǎn)廠家對(duì)專用型齒輪倒角輪廓測(cè)量?jī)x有著迫切的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用非接觸式測(cè)量、測(cè)量精確、制造成本低的基于機(jī)器視覺引導(dǎo)的激光齒輪倒角輪廓測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法，尤其適合變速箱齒輪倒角輪廓的測(cè)量。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于機(jī)器視覺引導(dǎo)的激光齒輪倒角輪廓測(cè)量?jī)x，包括機(jī)器視覺標(biāo)定裝置、測(cè)量工作臺(tái)、齒輪倒角輪廓測(cè)量裝置和數(shù)據(jù)采集處理裝置，
[0008]所述機(jī)器視覺標(biāo)定裝置，包括光源組件，所述光源組件設(shè)于測(cè)量工作臺(tái)上，測(cè)量工作臺(tái)一側(cè)設(shè)有Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一端設(shè)有工業(yè)相機(jī)，所述工業(yè)相機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線接口連接到數(shù)據(jù)采集處理裝置，
[0009]所述輪廓采集處理裝置，包括設(shè)于測(cè)量工作臺(tái)一側(cè)的X-Y移動(dòng)平臺(tái)，所述X-Y移動(dòng)平臺(tái)上連接有Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)有激光位移傳感器，激光位移傳感器通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集處理裝置相連。
[0010]進(jìn)一步，所述光源組件包括LED光源，測(cè)量工作臺(tái)內(nèi)設(shè)有一個(gè)可以放置LED光源的固定平面，當(dāng)拍攝齒輪的圖像時(shí)，根據(jù)需要可為系統(tǒng)環(huán)境提供光照，所述固定平面對(duì)邊設(shè)有LED電源線引出孔，所述標(biāo)定板位于LED電源線引出孔的上表面。
[0011]進(jìn)一步，所述測(cè)量工作臺(tái)相鄰的兩邊設(shè)有與之連為一體、且垂直于測(cè)量工作臺(tái)的限位擋塊，所述測(cè)量工作臺(tái)上設(shè)有與之大小相同的標(biāo)定板，所述標(biāo)定板從兩個(gè)方向靠緊兩個(gè)限位擋塊實(shí)現(xiàn)精確定位，所述標(biāo)定板中間區(qū)域設(shè)有黑白相間的方格，方格交點(diǎn)即標(biāo)定點(diǎn)。
[0012]進(jìn)一步，X-Y移動(dòng)平臺(tái)的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過控制電纜與驅(qū)動(dòng)控制器連接，驅(qū)動(dòng)控制器通過數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)采集處理裝置連接。
[0013]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置還與打印輸出設(shè)備相連。
[0014]進(jìn)一步，所述測(cè)量工作臺(tái)和X-Y移動(dòng)平臺(tái)均固定在大理石底座上，所述X-Y移動(dòng)平臺(tái)包括X軸導(dǎo)軌和Y軸導(dǎo)軌，所述X軸導(dǎo)軌固定在大理石底座上，且X軸導(dǎo)軌上方接觸設(shè)有X軸滑塊，所述X軸導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有與X軸滑塊接觸的X軸光柵尺，所述Y軸導(dǎo)軌與X軸滑塊固定連接，且Y軸導(dǎo)軌上方接觸設(shè)有Y軸滑塊，所述Y軸導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有與Y軸滑塊接觸的Y軸光柵尺，所述X軸移動(dòng)平臺(tái)和Y軸移動(dòng)平臺(tái)兩者之間相互正交。
[0015]進(jìn)一步，所述X軸滑塊和Y軸滑塊分別與伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，通過螺紋傳動(dòng)，帶動(dòng)X軸移動(dòng)平臺(tái)和Y軸移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)，所述伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制器連接，驅(qū)動(dòng)控制器通過數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)采集處理裝置連接。
[0016]進(jìn)一步，所述Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括立柱，所述立柱上連接有橫臂，所述立柱與橫臂通過齒輪齒條結(jié)構(gòu)上下移動(dòng)。
[0017]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:1、本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)清晰，制造成本較低，采用機(jī)器視覺引導(dǎo)、定位和非接觸式的測(cè)量方法，具有智能化、可視化、高精度無損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)；
[0018]2、本實(shí)用新型采用了工業(yè)相機(jī)和標(biāo)定板等視覺組件實(shí)現(xiàn)平面標(biāo)定，對(duì)被測(cè)齒輪進(jìn)行準(zhǔn)確定位，替代了傳統(tǒng)的齒輪卡具，避免了人為操作的誤差因素；激光位移傳感器的測(cè)量值可直接作為被掃描截面上各測(cè)量點(diǎn)的Z方向坐標(biāo)值，避免了系統(tǒng)誤差，明顯提高了測(cè)量精度。
[0019]3、本實(shí)用新型可自動(dòng)檢測(cè)待測(cè)齒輪的中心，實(shí)現(xiàn)以該中心為基準(zhǔn)的齒輪倒角輪廓的多截面連續(xù)測(cè)量；驅(qū)動(dòng)方式采用二維運(yùn)動(dòng)方式替代傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x的一維運(yùn)動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)齒輪倒角的一次設(shè)置-多截面測(cè)量，且各截面和測(cè)量起始點(diǎn)定位準(zhǔn)確，消除了人為操作因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖2是本實(shí)用新型的大理石底座和測(cè)量工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖3是本實(shí)用新型的測(cè)量工作臺(tái)俯視圖
[0023]圖中:
[0024]1、測(cè)量工作臺(tái) 2、立柱3、橫臂
[0025]4、工業(yè)相機(jī) 5、限位擋塊6、激光位移傳感器
[0026]7、橫臂 8、固定平面9、手輪調(diào)節(jié)裝置
[0027]10、伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī) 11、大理石底座12、Y軸導(dǎo)軌
[0028]13、Y軸光柵尺 14、X軸光柵尺15、X軸導(dǎo)軌
[0029]16、標(biāo)定板靶標(biāo)區(qū) 17、標(biāo)定板18、數(shù)據(jù)采集處理裝置
[0030]19、驅(qū)動(dòng)控制器 20、LED電源線引出孔21、打印輸出設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1-3所示，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于機(jī)器視覺引導(dǎo)的激光齒輪倒角輪廓測(cè)量?jī)x，包括機(jī)器視覺標(biāo)定