CN104236903B - 一种齿轮传动误差检测设备的校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，包括在输入轴和输出轴上设置棱体安装装置，其中在棱体安装装置上安装有多面棱体，与自准直仪共同组成齿轮传动误差检测设备的校准装置。将齿轮传动装置输入轴和输出轴通过棱体安装装置和多面棱体进行连接，多面棱体另一端与光栅编码器连接，并使多面棱体中心与齿轮传动装置输入轴、输出轴和光栅编码器转轴同轴。本发明采用多面棱体，自准直仪和光栅编码器，提高了齿轮传动误差检测设备校准的可靠性，解决了齿轮传动误差检测设备校准时多面棱体安装困难、多面棱体旋转中心不易找正等问题，能对齿轮传动误差检测设备的性能进行总体评价，提高了齿轮传动误差检测设备校准的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于齿轮传动误差检测领域，特别涉及一种齿轮传动误差检测设备的校准装置。
背景技术
齿轮传动误差检测设备是一种机电一体化设备，广泛应用机械制造齿轮传动误差检测领域中，齿轮传动装置几乎遍及各类机械，是机械的关键部位，影响着机器的性能和质量，其传动误差检测设备量值准确与否直接关系到齿轮传动误差检测结果的可靠性，故对传动误差检测设备进行校准是十分重要的。
目前传动误差检测设备的校准严重落后于实际应用，国内传动误差检测设备的校准大多数是对设备中的光栅角度编码器进行单独校准，忽略了光栅编码器处于实际安装状态时安装误差的影响，导致编码器校准的错误评估，而且现有装置没有对安装输入输出光栅编码器时的误差检测设备整体性能的校准。因此，现有方法存在两个问题：（1）不能对光栅编码器进行现场校准；（2）不能对设备整体性能进行校准。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，解决光栅编码器的现场校准以及设备整体性能的校准问题。
本发明采取的技术方案为：一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，包括齿轮传动装置输入轴采集装置和输出轴采集装置；
所述输入轴采集装置包括第一多面棱体、第一自准直仪和第一光栅编码器，所述第一多面棱体一端固定连接在输入轴上，另一端固定连接第一光栅编码器转轴，所述第一自准直仪对准第一多面棱体反射镜面中心，固定连接在第一支撑座上，所述第一光栅编码器固定连接到第一支撑架上；
所述输出轴采集装置包括第二多面棱体、第二自准直仪和第二光栅编码器，所述第二多面棱体一端固定连接在输出轴上，另一端固定连接第二光栅编码器转轴，所述第二自准直仪对准第二多面棱体反射镜面中心，固定连接在第二支撑座上，所述第二光栅编码器固定连接到第二支撑架上。
所述第一多面棱体和输入轴、第一光栅编码器的连接采用输入轴棱体安装装置固定连接。
所述第二多面棱体和输出轴、第二光栅编码器的连接采用输出轴棱体安装装置固定连接。
所述第一自准直仪和第二自准直仪连接到采集显示校准装置上。
所述采集显示校准装置、第一光编码器和第二光编码器连接到上位机装置。
所述第一多面棱体中心轴和第二多面棱体中心轴与齿轮传动装置的输入轴、输出轴和第一光栅编码器转轴和第二光栅编码器转轴同轴。
所述第一多面棱体和第二多面棱体采用棱体夹紧板固定。
所述第一多面棱体和第二多面棱体采用24面体。
本发明的有益效果：
（1）通过输入轴和输出轴上连接的光栅编码器和多面棱体与自准直仪，既能实现单独进行齿轮传动误差检测设备中光栅编码器的校准，又能进行齿轮传动误差检测设备整体性能的校准和评价；
（2）该装置在校准过程中，光栅编码器处于实际安装状态进行校准，排除了安装误差对测量结果影响，保证了测量数据的准确可靠；
（3）校准装置各组件结构简单，操作方便。
综上，本发明提高了齿轮传动误差检测设备校准的可靠性，采用棱体安装装置和棱体夹紧板解决了齿轮传动误差检测设备校准时多面棱体安装困难、多面棱体旋转中心不易找正等问题。
附图说明
图1 为本发明原理框图；
图2为本发明的输入轴和输出轴的棱体安装装置结构示意图；
图3为本发明棱体夹紧板结构示意图。
图中：1、输入轴；2、输出轴；3、第一多面棱体；4、第二多面棱体；5、第一光栅编码器；6、第二光栅编码器；7、第一自准直仪；8、第二自准直仪；9、齿轮传动装置；10、采集显示校准装置；11、上位机装置。
具体实施方式
如图1~图3所示, 一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，包括齿轮传动装置输入轴采集装置和输出轴采集装置，所述输入轴采集装置包括第一多面棱体3、第一自准直仪7和第一光栅编码器5，所述第一多面棱体3具有准确夹角的正棱柱形量规，它的测量面具有良好的光学反射性能，测量面数一般为8、12、23、24和36等，最多可达72面，它常用于检定角度测量工具，例如光学分度头、回转工作台、多齿分度台等，检定时,利用自准直仪读数，所述第一多面棱体3一端固定连接在输入轴上，另一端固定连接第一光栅编码器5转轴，所述第一自准直仪7对准第一多面棱体3反射镜面中心，实现非接触式检测，固定连接在第一支撑座上，自准直仪常用于测量导轨的直线度、平板的平面度(这时称为平面度测量仪)等，也可借助于转向棱镜附件测量垂直度等。光电自准直仪多应用于航空航天、船舶、军工等要求精密度极高的行业，例如机械加工工业的质量保证（平直度、平面度、垂直度、平行度等）、计量检定行业中角度测试标准 、棱镜角度定位及监控、光学元件的测试及安装精度控制等等，常用产品型号：ELP3000、ELP2000、ELP200、ELP200L，对应的信号俘获范围：±600″、 ±1300″、 ±2000″ 、±2000″，有效显示范围：±300″、±1000″、±1500″、±1500″，显示分辨率：0.01″、-1″可调 、0.1″、-2″可调，测量重复性：0.04″、0.07″、0.1″、0.1″，测量精度：中心：±100″、±0.1″、±0.2″、±0.4″、±0.4″，全程：±0.2″ 、±0.4″、±1″、±1″；所述第一光栅编码器5固定连接到第一支撑架上，光栅编码器5是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量转角或直线位移，有测量精度高、抗干扰能力强的优点，被广泛应用于高精度的位移测量中。可采用旋转编码器，旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高；当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。选用多面棱体和自准直仪时，需保证多面棱体和自准直仪构成的校准装置测量精度高于光栅编码器的测量精度；第一多面棱体3和第一光栅编码器5转轴同步旋转，实现零传动的测量；所述输出轴采集装置所采用零部件与输入轴采集装置相同，包括第二多面棱体4、第二自准直仪8和第二光栅编码器6，所述第二多面棱体4一端固定连接在输出轴上，另一端固定连接第二光栅编码器6，所述第二自准直仪8对准第二多面棱体4反射镜面中心，固定连接在第二支撑座上，所述第二光栅编码器6固定连接到第二支撑架上。
所述第一多面棱体3和输入轴1、第一光栅编码器5的连接采用输入轴棱体安装装置固定连接, 输入轴棱体安装装置为一台阶轴，一端设置孔，将第一多面棱体套入安装进去，能实现精确定位。
所述第二多面棱体4和输出轴2、第二光栅编码器6的连接采用输出轴棱体安装装置固定连接，输出轴棱体安装装置与输入轴棱体安装装置相同。
所述第一自准直仪7和第二自准直仪8连接到采集显示校准装置10上，能将多面棱体旋转转速数据采集，进行设备输入轴1和输出轴2试验分析和对比。
所述采集显示校准装置10、第一光编码器5和第二光编码器6连接到上位机装置11，能对输入轴1或输出轴2上转速通过光编码器和多面棱体采集的转速数据进行校准和评价，还可以对齿轮传动装置9整体传动性能进行分析和评价，获得合理的评估结果。
所述第一多面棱体3中心轴和第二多面棱体4中心轴与齿轮传动装置9的输入轴1、输出轴2和第一光栅编码器5转轴和第二光栅编码器6转轴同轴，同轴能够保证实验检测数据的准确性，减少安装误差带来的数据误差，提高试验数据的可靠性。
所述第一多面棱体3和第二多面棱体4采用棱体夹紧板固定，棱体夹紧板为圆柱体，端面设置有定位孔和螺钉孔，通过定位孔和螺钉能够将多面棱体进行精确定位和安装固定，保证多面棱体的牢靠性，实现试验数据的准确性，该安装方便，结构简单，定位可靠。
所述第一多面棱体3和第二多面棱体4采用24面体，24面体的棱体在成本和精度方面能够满足试验校准要求。
齿轮传动误差检测设备的校准装置校准原理：首先将第一自准直仪7和第二自准直仪8分别对准齿轮传动装置输入轴1上串接的第一多面棱体3的第1面和输出轴2上串接的第二多面棱体4的第1面，分别记录第一自准直仪7、第二自准直仪8的读数以及第一光栅编码器5、第二光栅编码器6读数，然后齿轮传动装置9输入轴顺时针转动15度，分别记录自准直仪和光栅编码器读数，重复上述操作，直至检测到多面棱体的第24面，得到本校准装置的检测结果显示到采集显示校准装置10，比较所有检测点的传动误差，绘出相应的检测结果曲线图，并与上位机装置11采集的齿轮传动误差检测设备给出传动误差测量结果进行比对，得出校准结果。
使用本发明进行齿轮传动误差检测设备校准时，能够实现棱体的快速安装、棱体旋转中心快速找正，并能对齿轮传动误差检测设备的性能进行总体评价，提高了齿轮传动误差检测设备校准的可靠性。
Claims (5)
1.一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，包括齿轮传动装置（9）输入轴采集装置和输出轴采集装置，其特征在于：
所述输入轴采集装置包括第一多面棱体（3）、第一自准直仪（7）和第一光栅编码器（5），所述第一多面棱体（3）一端固定连接在输入轴上，另一端固定连接第一光栅编码器（5）转轴，所述第一自准直仪（7）对准第一多面棱体（3）反射镜面中心，固定连接在第一支撑座上，所述第一光栅编码器（5）固定连接到第一支撑架上；
所述输出轴采集装置包括第二多面棱体（4）、第二自准直仪（8）和第二光栅编码器（6），所述第二多面棱体（4）一端固定连接在输出轴上，另一端固定连接第二光栅编码器（6）转轴，所述第二自准直仪（8）对准第二多面棱体（4）反射镜面中心，固定连接在第二支撑座上，所述第二光栅编码器（6）固定连接到第二支撑架上；
所述第一自准直仪（7）和第二自准直仪（8）连接到采集显示校准装置（10）上；
所述采集显示校准装置（10）、第一光编码器（5）和第二光编码器（6）连接到上位机装置（11）；
所述第一多面棱体（3）和第二多面棱体（4）采用棱体夹紧板固定，棱体夹紧板为圆柱体，端面设置有定位孔和螺钉孔。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，其特征在于：所述第一多面棱体（3）和输入轴（1）、第一光栅编码器（5）的连接采用输入轴棱体安装装置固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，其特征在于：所述第二多面棱体（4）和输出轴（2）、第二光栅编码器（6）的连接采用输出轴棱体安装装置固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，其特征在于：所述第一多面棱体（3）中心轴和第二多面棱体（4）中心轴与齿轮传动装置（9）的输入轴（1）、输出轴（2）和第一光栅编码器（5）转轴和第二光栅编码器（6）转轴同轴。
5.根据权利要求1所述的一种齿轮传动误差检测设备的校准装置，其特征在于：所述第一多面棱体（3）和第二多面棱体（4）采用24面体。
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