CN103438847A

CN103438847A - 斜齿条检测设备

Info

Publication number: CN103438847A
Application number: CN2013103668087A
Authority: CN
Inventors: 周建军; 郭磊; 王瑶炜
Original assignee: Hangzhou Dianzi University
Current assignee: Hangzhou Dianzi University
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: CN103438847B

Abstract

本发明公开了一种斜齿条检测设备。本发明在三块v型定位块内部分别安装斜齿条外形补偿传感器检测斜齿条外形加工的误差；在斜齿条正上方安装激光位移传感器，斜齿条一端安装一套斜齿条浮动调整夹紧机构，斜齿条浮动调整夹紧机构与调整伺服电机通过平键直接相连，安装于斜齿条上方的激光位移传感器测量齿面与水平面的夹角，可编程控制器控制调整机构伺服电机带动斜齿条浮动调整夹紧机构旋转相应的角度，保持斜齿条齿面始终与水平面保持垂直。本发明集成斜齿条齿顶到背部距离、齿条全齿高、齿向角、跨棒距、中心距等5项数据指标的自动化在线检测，避免斜齿条在多台检测设备中重复装夹带来的误差，提高测试精度与工作效率。

Description

斜齿条检测设备

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种斜齿条检测设备。

背景技术

近年随着制造业的蓬勃发展，我国基础零部件的加工制造水平得到了很大的提高。斜齿条作为基础零部件的一种，它的设计制造技术工艺已经日益成熟。与此同时企业又面临着如何控制斜齿条成品的不良率，提高产品整体质量等问题。为此引入专用的现代化检测设备专门控制企业产品关键零部件的质量是企业面临的一个课题。目前国内检测斜齿条跨棒距（M值）、螺旋角五项指标的方式主要为人工检测。

在检测跨棒距（M值）时，人工将斜齿条定位夹紧并在齿槽放入标准量棒，用千分尺测量出跨棒距。在测量螺旋角时，人工将斜齿条放入专门设计的手动工装中，手工移动带有量棒的测量头，逐一测试斜齿条每个齿的螺旋角的偏差，进而测试螺旋角是否超差。

由此方法检测斜齿条的检测所需时间长，每件产品的两个参数分别在不同的设备上检测，需要重复装夹，检测精度低；且人为因数在操作过程中会带来随机误差。因此总体测试精度低，效率低，并且不利于长期分析控制产品质量的趋势。

发明内容

本发明针对上述现有技术中总体测试精度低、效率低，并且不利于长期分析控制产品质量的趋势等问题，提供一种具有同时在线检测斜齿条两项指标的自动齿条检测设备。

本发明技术方案如下：本发明包括一整块四方形大理石测试平台、等距水平安装在大理石测试平台上的三块v型定位块；与v型定位快平行安装的三套手动衬夹夹紧机构；在三块v型定位块内部分别安装三个斜齿条外形补偿传感器检测斜齿条外形加工的误差，测量结果反馈给计算机对斜齿条测量数据进行修正；在斜齿条正上方安装一套激光位移传感器，斜齿条的一端安装一套斜齿条浮动调整夹紧机构，斜齿条浮动调整夹紧机构与调整伺服电机通过平键直接相连，安装于斜齿条上方的激光位移传感器测量齿面与水平面的夹角，反馈给计算机，可编程控制器控制调整机构伺服电机带动斜齿条浮动调整夹紧机构旋转相应的角度，保持斜齿条齿面始终与水平面保持垂直；斜齿条背部安装一套光栅尺传感器，测量斜齿条背部的位置；正对齿面方向的大理石平台上安装x轴丝杆平台与x轴伺服电机, x轴伺服电机带动x轴丝杆平台做x方向的直线运动；x轴丝杆平台上的法兰上安装y轴丝杆平台与y轴伺服电机，y轴伺服电机带动y轴丝杆平台做y方向的直线运动；y轴丝杆平台法兰上安装测试头安装法兰，传感器测试头安装在法兰上，所述的传感器测试头尾部安装有角度编码器、x轴补偿位移传感器，复合测试头头部一侧安装位移传感器；通过x、y两轴直线运动带动测试头测量斜齿条的齿顶到背部距离、齿条全齿高、齿向角、跨棒距和中心距，计算机一端经可编程控制器，伺服驱动器连接x轴伺服电机和y轴伺服电机；计算机另一端经转换器、集线器与位移传感器，激光位移传感器，光栅尺传感器。

本发明的有益效果是：本发明集成斜齿条齿顶到背部距离、齿条全齿高、齿向角、跨棒距：“M”值检测、中心距等5项数据指标的自动化在线检测，避免斜齿条在多台检测设备中重复装夹带来的误差，提高测试精度与工作效率，且利用软件和计算机数据处理可以长期监控齿条参数指标，有利于长期分析控制产品质量。

附图说明

图1是本系统的总体结构原理图。

图2是v型定位快及衬夹夹紧机构AA向视图。

图3是齿面调整机构夹具示意图。

图4是激光位移传感器与光栅尺安装示意图。

图5是复合测试头内部结构示意图。

图6是系统检测流程图。

图中：1、大理石测试平台；2、y向伺服电机；3、y轴丝杆平台；4、x轴丝杆平台；5、安装在复合测试头一侧的位移传感器；6、复合测试头安装法兰；7、角度编码器；8、微位移传感器；9、复合测试头；10、x向伺服电机；11、xy双轴伺服驱动器；12、计算机；13、斜齿条；14、斜齿条外形补偿传感器；15、v型定位块；16、衬夹夹紧机构；17、激光位移传感器；18、传感器安装支架；19、光栅尺传感器；20、浮动调整夹紧机构；21、调整机构伺服电机；22、调整机构伺服电机驱动器；23、可编程控制器。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例包括一整块四方形大理石测试平台1；等距水平安装在大理石测试平台1上的三块v型定位块15；与v型定位块15平行安装的三套手动衬夹夹紧机构16；在三块v型定位块15内部分别安装三个斜齿条外形补偿传感器14检测斜齿条圆柱外形加工的误差，测量结果反馈给计算机对斜齿条测量数据进行修正；在斜齿条13正上方安装一套激光位移传感器17，斜齿条13的右端安装一套斜齿条浮动调整夹紧机构20，斜齿条浮动调整夹紧机构20与调整机构伺服电机21通过平键直接相连，安装于斜齿条13上方的激光位移传感器17测量齿面与水平面的夹角，反馈给计算机12，可编程控制器控制调整伺服电机21带动斜齿条浮动调整夹紧机构20旋转相应的角度，保持斜齿条13齿面始终与水平面保持垂直；斜齿条13背部安装一套光栅尺传感器19、激光位移传感器17和光栅尺传感器19安装在传感器安装支架18上，测量斜齿条13背部的位置；正对齿面方向的大理石平台1上安装x轴丝杆平台4与x向伺服电机10, x向伺服电机10带动x轴丝杆平台4做x方向的直线运动；x轴丝杆平台4上的法兰上安装y轴丝杆平台3与y向伺服电机2，y向伺服电机2带动y轴丝杆平台3做y方向的直线运动；y轴丝杆平台法兰上安装测试头安装法兰6，传感器测试头安装在法兰6上，所述的传感器测试头尾部安装有角度编码器7、x轴补偿位移传感器8，复合测试头9头部一侧安装位移传感器5；通过xy两轴直线运动带动测试头测量斜齿条13在x两轴方向进给，安装在复合测试头一侧的位移传感器测试出齿面位置，齿底位置。通过y方向的进给带动复合测试头伸入斜齿条两齿间距中，测试斜齿条的跨棒距与齿向角的偏差，通过安装在复合测试头根部的微位移传感器对测试数据进行补偿，得出准确数据。从而测得齿顶到背部距离、齿条全齿高、齿向角、跨棒距：“M”值检测、中心距等数据。计算机12一端经可编程控制器23，伺服驱动器11、22连接伺服电机2、10、12；计算机另一端经转换器、集线器与所述位移传感器14，激光位移传感器17，光栅尺传感器19。

结合图6所示，说明斜齿条13的5项指标在线检测的具体流程：测量前，斜齿条13由人手工放入到v型槽上，齿条一段伸入浮动调整夹紧机构20中做端面定位与浮动夹紧；在由安装在斜齿条上方的激光位移传感器17测试齿面与水平面夹角，反馈给计算机12，浮动调整夹紧机构20带动斜齿条13旋转相应的角度；手工按下三套手动衬夹夹紧机构16夹紧齿条；安装在齿条背部的光栅尺传感器19采集斜齿条齿背位置数据，安装在在复合测试头一侧的位移传感器8伴随着x轴平台的运动开始对齿顶、齿底的位置进行测试，计算齿顶与齿背测量值差值即为齿顶到背部距离，在计算齿顶到齿底的位置差值即为斜齿条全齿高；x方向进给到两齿之间预定位置，复合测量头9沿y方向进给，复合测量头自适应旋转进入齿槽间，由复合测量头中的角度传感器7测出旋转角度进而得出齿向角。在测试齿向角的同时，由xy方向微位移传感器和y轴伺服驱动系统配合复合传感器测出跨棒距（M）值；x轴驱动到齿条中间测点，由x轴伺服驱动系统及xy方向微位移传感器测出中心距。至此所有数据测试完毕。5项指标合格的产品放入合格区，有不合格的产品放入不合格区。

本发明充分考虑了国内企业实际的生产情况，设计实现了集成斜齿条齿顶到背部距离、齿条全齿高、齿向角、跨棒距：“M”值检测、中心距等5项数据指标的自动化在线检测，避免人工检测带来的随机误差，提高测试精度与工作效率。且利用软件和计算机数据处理可以长期监控齿条参数指标，有利于长期分析控制产品质量。

以上通过参考在附图中表示的示例性实施例对本发明做了特别的展示和说明，对本领域的技术人员来说，应该明白，在不背离本发明的思想和范围下做出在形式上和细节上的各种修改和改变，都将是对本发明专利的侵犯。因此本发明要保护的真正思想和范围由所附的权利要求书来限定。

Claims

1. 斜齿条检测设备，其特征在于：包括一整块四方形大理石测试平台、等距水平安装在大理石测试平台上的三块v型定位块；与v型定位快平行安装的三套手动衬夹夹紧机构；在三块v型定位块内部分别安装三个斜齿条外形补偿传感器检测斜齿条外形加工的误差，测量结果反馈给计算机对斜齿条测量数据进行修正；在斜齿条正上方安装一套激光位移传感器，斜齿条的一端安装一套斜齿条浮动调整夹紧机构，斜齿条浮动调整夹紧机构与调整伺服电机通过平键直接相连，安装于斜齿条上方的激光位移传感器测量齿面与水平面的夹角，反馈给计算机，可编程控制器控制调整机构伺服电机带动斜齿条浮动调整夹紧机构旋转相应的角度，保持斜齿条齿面始终与水平面保持垂直；斜齿条背部安装一套光栅尺传感器，测量斜齿条背部的位置；正对齿面方向的大理石平台上安装x轴丝杆平台与x轴伺服电机, x轴伺服电机带动x轴丝杆平台做x方向的直线运动；x轴丝杆平台上的法兰上安装y轴丝杆平台与y轴伺服电机，y轴伺服电机带动y轴丝杆平台做y方向的直线运动；y轴丝杆平台法兰上安装测试头安装法兰，传感器测试头安装在法兰上，所述的传感器测试头尾部安装有角度编码器、x轴补偿位移传感器，复合测试头头部一侧安装位移传感器；通过x、y两轴直线运动带动测试头测量斜齿条的齿顶到背部距离、齿条全齿高、齿向角、跨棒距和中心距，计算机一端经可编程控制器，伺服驱动器连接x轴伺服电机和y轴伺服电机；计算机另一端经转换器、集线器与位移传感器，激光位移传感器，光栅尺传感器。