CN105397201A - 一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，包括系统本体及设置在系统本体上的控制装置，所述系统本体上设置有上部支架系统和下部支架系统；在所述下部支架系统上设置有齿轮运动机构，在上部支架系统的上部台面上还设置有推动机构，在上部支架系统的侧边支架上设置有毛刺刷结构系统；控制装置内设置有红外视频矩阵电路、图像增强电路、视频处理器、plc控制器，plc控制器分别连接齿轮运动机构、推动机构及毛刺刷结构系统；能够在进行齿轮表面毛刺去除加工的时候将整个毛刺去除的工作过程进行记录，并且可根据实时拍摄的齿轮图像信息结合视频处理器内预置的合格齿轮图像信息的对比结果而制定整个系统的新的工作策略。

Description

一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统

技术领域

本发明涉及齿轮制造技术领域，具体的说，是一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统。

背景技术

齿轮，轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。

在西方，公元前300年古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中，就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。希腊著名学者亚里士多德和阿基米德都研究过齿轮，希腊有名的发明家古蒂西比奥斯在圆板工作台边缘上均匀地插上销子，使它与销轮啮合，他把这种机构应用到刻漏上。这约是公元前150年的事。在公元前100年，亚历山人的发明家赫伦发明了里程计，在里程计中使用了齿轮。公元1世纪时，罗马的建筑家毕多毕斯制作的水车式制粉机上也使用了齿轮传动装置。到14世纪，开始在钟表上使用齿轮。

东汉初年(公元1世纪)已有人字齿轮。三国时期出现的指南车和记里鼓车已采用齿轮传动系统。晋代杜预发明的水转连磨就是通过齿轮将水轮的动力传递给石磨的。史书中关于齿轮传动系统的最早记载，是对唐代一行、梁令瓒于725年制造的水运浑仪的描述。北宋时制造的水运仪象台(见中国古代计时器)运用了复杂的齿轮系统。明代茅元仪著《武备志》(成书于1621年)记载了一种齿轮齿条传动装置。1956年发掘的河北安午汲古城遗址中，发现了铁制棘齿轮，轮直径约80毫米，虽已残缺，但铁质较好，经研究，确认为是战国末期(公元前3世纪)到西汉(公元前206～公元24年)期间的制品。1954年在山西省永济县蘖家崖出土了青铜棘齿轮。参考同坑出土器物，可断定为秦代(公元前221～前206)或西汉初年遗物，轮40齿，直径约25毫米。关于棘齿轮的用途，迄今未发现文字记载，推测可能用于制动，以防止轮轴倒转。1953年陕西省长安县红庆村出土了一对青铜人字齿轮。根据墓结构和墓葬物品情况分析，可认定这对齿轮出于东汉初年。两轮都为24齿，直径约15毫米。衡阳等地也发现过同样的人字齿轮。

早在1694年，法国学者PHILIPPEDELAHIRE首先提出渐开线可作为齿形曲线。1733年，法国人M.CAMUS提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节点。一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮的瞬心线(节圆)纯滚动时，与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的，这就是CAMUS定理。它考虑了两齿面的啮合状态；明确建立了现代关于接触点轨迹的概念。1765年，瑞士的L.EULER提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的一对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系。后来，SAVARY进一步完成这一方法，成为EU-LET-SAVARY方程。对渐开线齿形应用作出贡献的是ROTEFTWULLS，他提出中心距变化时，渐开线齿轮具有角速比不变的优点。1873年，德国工程师HOPPE提出，对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形，从而奠定了现代变位齿轮的思想基础。

19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具备较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优越性。切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍加移动，就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮。1908年，瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机，后来，英国BSS、美国AGMA、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。

为了提高动力传动齿轮的使用寿命并减小其尺寸，除从材料，热处理及结构等方面改进外，圆弧齿形的齿轮获得了发展。1907年，英国人FRANKHUMPHRIS最早发表了圆弧齿形。1926年，瑞土人ERUESTWILDHABER取得法面圆弧齿形斜齿轮的专利权。1955年，苏联的M.L.NOVIKOV完成了圆弧齿形齿轮的实用研究并获得列宁勋章。1970年，英国ROLH—ROYCE公司工程师R.M.STUDER取得了双圆弧齿轮的美国专利。这种齿轮现已日益为人们所重视，在生产中发挥了显著效益。

齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。现代齿轮技术已达到：齿轮模数0.004～100毫米；齿轮直径由1毫米～150米；传递功率可达上十万千瓦；转速可达几十万转/分；最高的圆周速度达300米/秒。

随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。1674年丹麦天文学家罗默首次提出用外摆线作齿廓曲线，以得到运转平稳的齿轮。

18世纪工业革命时期，齿轮技术得到高速发展，人们对齿轮进行了大量的研究。1733年法国数学家卡米发表了齿廓啮合基本定律；1765年瑞士数学家欧拉建议采用渐开线作齿廓曲线。

19世纪出现的滚齿机和插齿机，解决了大量生产高精度齿轮的问题。1900年，普福特为滚齿机装上差动装置，能在滚齿机上加工出斜齿轮，从此滚齿机滚切齿轮得到普及，展成法加工齿轮占了压倒优势，渐开线齿轮成为应用最广的齿轮。

1899年，拉舍最先实施了变位齿轮的方案。变位齿轮不仅能避免轮齿根切，还可以凑配中心距和提高齿轮的承载能力。1923年美国怀尔德哈伯最先提出圆弧齿廓的齿轮，1955年苏诺维科夫对圆弧齿轮进行了深入的研究，圆弧齿轮遂得以应用于生产。这种齿轮的承载能力和效率都较高，但尚不及渐开线齿轮那样易于制造，还有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，能够在进行齿轮表面毛刺去除加工的时候将整个毛刺去除的工作过程进行记录，并且可根据实时拍摄的工作过程记录信息内提取的齿轮图像信息结合视频处理器内预置的合格齿轮图像信息的对比结果而制定整个系统的新的工作策略，从而达到自动化的监测齿轮毛刺去除工作的目的。

本发明通过下述技术方案实现：一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，包括系统本体及设置在系统本体上的控制装置，所述系统本体上设置有上部支架系统和下部支架系统，所述上部支架系统固定在下部支架系统的上台面上，所述控制装置设置在下部支架系统上；在所述下部支架系统上设置有齿轮运动机构，在所述上部支架系统的上部台面上还设置有推动机构，在所述上部支架系统的侧边支架上设置有毛刺刷结构系统，在所述侧边支架上还设置有用于毛刺刷结构系统上下走位的走位腔，所述毛刺刷结构系统的轴贯穿走位腔，且在轴上还设置有刷子；所述控制装置内设置有红外视频矩阵电路、图像增强电路、视频处理器、plc控制器，所述红外视频矩阵电路连接图像增强电路，所述图像增强电路连接视频处理器，所述视频处理器连接plc控制器，所述plc控制器分别连接齿轮运动机构、推动机构及毛刺刷结构系统，所述红外视频矩阵电路内的摄像头通过支架固定设置在上部支架系统的侧边支架上。

进一步的为更好地实现本发明，能够使待去除毛刺的齿轮能够在齿轮运动机构和推动机构的配合下利用毛刺刷结构系统进行毛刺去除，特别设置有下述结构：所述齿轮运动机构的转动轴贯穿下部支架系统的上台面；所述推动机构的转轴贯穿上部支架系统的上部台面，且转动轴与转轴同轴。

进一步的为更好地实现本发明，能够将经过信号增强后的视频信号内的噪声进行清楚，以便还原后的图像更加清晰，特别设置有下述结构：在所述图像增强电路与视频处理器之间还设置有图像消噪电路。

进一步的为更好地实现本发明，能够有效的提高视频处理器的数据处理性能，并且可根据需要让人与机器能够进行对话，从而进行有效的控制或参数设置等操作，特别设置有下述结构：在所述视频处理器上还连接有移动存储器、随机存储器和人机交互界面。

进一步的为更好地实现本发明，能够根据需要灵活的对推动机构进行控制，使得其在横向上能够进行走位，以便其与毛刺刷结构系统和齿轮运动机构能够很好的配合，从而将齿轮上的毛刺去除，特别设置成下述结构：在所述上台面上还设置有用于推动机构横向走位的走位空腔。

进一步的为更好地实现本发明，能够根据需要灵活的对齿轮运动机构进行控制，使得其在横向上能够进行走位，以便其与毛刺刷结构系统和推动机构能够很好的配合，从而将齿轮上的毛刺去除，特别设置成下述结构：在所述上部台面上还设置有用于齿轮运动机构横向走位的空腔。

进一步的为更好地实现本发明，能够方便进行控制装置的操作，特别设置成下述结构：所述控制装置设置在上部台面的侧面。

进一步的为更好地实现本发明，能够快捷的将齿轮表面的毛刺清除，特别采用下述设置方式：所述刷子为钢丝刷。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明能够在进行齿轮表面毛刺去除加工的时候将整个毛刺去除的工作过程进行记录，并且可根据实时拍摄的工作过程记录信息内提取的齿轮图像信息结合视频处理器内预置的合格齿轮图像信息的对比结果而制定整个系统的新的工作策略，从而达到自动化的监测齿轮毛刺去除工作的目的。

本发明设计出一种可多方联动进行齿轮表面毛刺进行处理的装置，采用三连动的控制方式可有效的将齿轮表面的毛刺清除并且不会影响齿轮的啮合性能，具有结构简单，经济效益高等特性。

本发明在进行齿轮表毛刺清除的操作中，利用机械传动的原理使得被固定后的齿轮能够轻微的转动，而后通过毛刺刷结构系统上下摩擦的方式将齿与齿之间的毛刺清除干净，并且在清除时不会对齿轮的表面造成伤害，从而有效保障齿轮的啮合性能。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为本发明所述系统本体结构示意图。

其中，1-推动机构，2-走位空腔，3-上部支架系统，4-转轴，5-齿轮，6-转动轴，7-刷子，8-空腔，9-走位腔，10-控制装置，11-齿轮运动机构，12-下部支架系统，13-摄像头，14-毛刺刷结构系统，15-轴。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，能够在进行齿轮表面毛刺去除加工的时候将整个毛刺去除的工作过程进行记录，并且可根据实时拍摄的工作过程记录信息内提取的齿轮图像信息结合视频处理器内预置的合格齿轮图像信息的对比结果而制定整个系统的新的工作策略，从而达到自动化的监测齿轮毛刺去除工作的目的，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：包括系统本体及设置在系统本体上的控制装置10，所述系统本体上设置有上部支架系统3和下部支架系统12，所述上部支架系统3固定在下部支架系统12的上台面上，所述控制装置10设置在下部支架系统12上；在所述下部支架系统12上设置有齿轮运动机构11，在所述上部支架系统3的上部台面上还设置有推动机构1，在所述上部支架系统3的侧边支架上设置有毛刺刷结构系统14，在所述侧边支架上还设置有用于毛刺刷结构系统14上下走位的走位腔9，所述毛刺刷结构系统14的轴15贯穿走位腔9，且在轴15上还设置有刷子7；所述控制装置10内设置有红外视频矩阵电路、图像增强电路、视频处理器、plc控制器，所述红外视频矩阵电路连接图像增强电路，所述图像增强电路连接视频处理器，所述视频处理器连接plc控制器，所述plc控制器分别连接齿轮运动机构11、推动机构1及毛刺刷结构系统14，所述红外视频矩阵电路内的摄像头13通过支架固定设置在上部支架系统3的侧边支架上。

在设计使用时，将待去除毛刺的齿轮5置于转动轴6上，通过推动机构1和齿轮运动机构11相配合使得齿轮5能够在转动轴6的带动下缓慢的转动，设置在毛刺刷结构系统14上的刷子7将旋转对缓慢转动的齿轮5进行毛刺清除，在清除时毛刺刷结构系统14可在走位腔9内上下移动，从而达到利用上下清除的方式将齿轮的齿与齿之间的毛刺清除干净，且不会影响齿轮的啮合性能。

所述红外视频矩阵电路内的摄像头13将齿轮5在进行毛刺去除的过程信息进行拍摄并利用图像增强电路对所拍摄的图像信息进行图像增强处理，而后利用视频处理器进行还原图像处理，同时将毛刺去除中的齿轮图像信息进行提取，并结合预置在视频处理器内的合格齿轮图像信息进行对比，从而形成新的控制策略，以此新的控制策略进行齿轮运动机构11、推动机构1及毛刺刷结构系统14的控制，从而生产出合格的齿轮。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够使待去除毛刺的齿轮能够在齿轮运动机构和推动机构的配合下利用毛刺刷结构系统进行毛刺去除，如图1、图2所示，特别设置有下述结构：所述齿轮运动机构11的转动轴6贯穿下部支架系统12的上台面；所述推动机构1的转轴4贯穿上部支架系统3的上部台面，且转动轴6与转轴4同轴。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将经过信号增强后的视频信号内的噪声进行清楚，以便还原后的图像更加清晰，如图1、图2所示，特别设置有下述结构：在所述图像增强电路与视频处理器之间还设置有图像消噪电路。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够有效的提高视频处理器的数据处理性能，并且可根据需要让人与机器能够进行对话，从而进行有效的控制或参数设置等操作，如图1、图2所示，特别设置有下述结构：在所述视频处理器上还连接有移动存储器、随机存储器和人机交互界面。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够根据需要灵活的对推动机构进行控制，使得其在横向上能够进行走位，以便其与毛刺刷结构系统和齿轮运动机构能够很好的配合，从而将齿轮上的毛刺去除，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：在所述上台面上还设置有用于推动机构1横向走位的走位空腔2。在使用时，可以根据实际需要使得推动机构1在走位空腔2内进行横向移动，从而更加方便的让毛刺刷结构系统14对齿轮5进行毛刺清除。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够根据需要灵活的对齿轮运动机构进行控制，使得其在横向上能够进行走位，以便其与毛刺刷结构系统和推动机构能够很好的配合，从而将齿轮上的毛刺去除，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：在所述上部台面上还设置有用于齿轮运动机构11横向走位的空腔8。在使用时，可以根据实际需要使得齿轮运动机构11在空腔8内进行横向移动，从而更加方便的让毛刺刷结构系统14对齿轮5进行毛刺清除。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够方便进行控制装置的操作，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：所述控制装置10设置在上部台面的侧面。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够快捷的将齿轮表面的毛刺清除，如图1、图2所示，特别采用下述设置方式：所述刷子7为钢丝刷。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：包括系统本体及设置在系统本体上的控制装置(10)，所述系统本体上设置有上部支架系统(3)和下部支架系统(12)，所述上部支架系统(3)固定在下部支架系统(12)的上台面上，所述控制装置(10)设置在下部支架系统(12)上；在所述下部支架系统(12)上设置有齿轮运动机构(11)，在所述上部支架系统(3)的上部台面上还设置有推动机构(1)，在所述上部支架系统(3)的侧边支架上设置有毛刺刷结构系统(14)，在所述侧边支架上还设置有用于毛刺刷结构系统(14)上下走位的走位腔(9)，所述毛刺刷结构系统(14)的轴(15)贯穿走位腔(9)，且在轴(15)上还设置有刷子(7)；所述控制装置(10)内设置有红外视频矩阵电路、图像增强电路、视频处理器、plc控制器，所述红外视频矩阵电路连接图像增强电路，所述图像增强电路连接视频处理器，所述视频处理器连接plc控制器，所述plc控制器分别连接齿轮运动机构(11)、推动机构(1)及毛刺刷结构系统(14)，所述红外视频矩阵电路内的摄像头(13)通过支架固定设置在上部支架系统(3)的侧边支架上。

2.根据权利要求1所述的一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：所述齿轮运动机构(11)的转动轴(6)贯穿下部支架系统(12)的上台面；所述推动机构(1)的转轴(4)贯穿上部支架系统(3)的上部台面，且转动轴(6)与转轴(4)同轴。

3.根据权利要求2所述的一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：在所述图像增强电路与视频处理器之间还设置有图像消噪电路。

4.根据权利要求3所述的一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：在所述视频处理器上还连接有移动存储器、随机存储器和人机交互界面。

5.根据权利要求4所述的一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：在所述上台面上还设置有用于推动机构(1)横向走位的走位空腔(2)。

6.根据权利要求5所述的一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：在所述上部台面上还设置有用于齿轮运动机构(11)横向走位的空腔(8)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：所述控制装置(10)设置在上部台面的侧面。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种可实时监测的用于去除齿轮毛刺的系统，其特征在于：所述刷子(7)为钢丝刷。