CN105466348A - 舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法 - Google Patents

舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法 Download PDF

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Abstract

舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法，属于自动化测量技术领域，本发明为解决现有舵机谐波刚轮间隙测量和调整采用手动方式，测量精度难于保证的问题。本发明舵机谐波刚轮包括输出刚轮和输入刚轮，工作状态下输出刚轮和输入刚轮之间存在轴向间隙；在二维电动台上设置光栅尺传感器和压力传感器；光栅尺传感器用于测量二维电动台沿y轴移动距离，压力传感器用于测量二维电动台与待测件之间的压力；上位机读取PLC在现场采集的压力和位移信号；该方法为：步骤一、获取输出刚轮及壳体内表面间距差HAB；步骤二、获取输入刚轮及安装端盖内表面间距差HCD；步骤三、获取舵机谐波刚轮间隙X＝HAB-HCD。

Description

舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法
技术领域
本发明属于自动化测量技术领域。
背景技术
舵机谐波刚轮间隙的大小影响舵机承载能力，同时不合理的刚轮间隙，将缩短谐波柔轮的寿命。由于机加产品的加工差异性，机电伺服机构装配间隙需要通过调整垫片的调整，使机电伺服机构的装配间隙具有相近的传动间隙，从而保证机电伺服机构装配的一致性。机电伺服机构的装配间隙包括三个方面：锥齿轮副之间的装配间隙、谐波齿轮刚轮的传动间隙，以及机电伺服机构总的传动间隙。
现有舵机谐波刚轮间隙测量和调整仍旧停留在手动方法上，测量精度难于保证。
发明内容
本发明目的是为了解决现有舵机谐波刚轮间隙测量和调整采用手动方式，测量精度难于保证的问题，提供了一种舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法。
本发明所述舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法，舵机谐波刚轮包括输出刚轮和输入刚轮，输出刚轮凹陷装配在壳体内构成壳体组件，输入刚轮凸起装配在安装端盖内构成安装端盖组件；工作状态下的壳体组件和安装端盖组件对扣装配在一起，且输出刚轮和输入刚轮之间存在轴向间隙；
该方法的测量工装包括光栅尺传感器、压力传感器和二维电动台；
在二维电动台上设置光栅尺传感器和压力传感器；二维电动台沿x轴移动由手动完成，二维电动台沿y轴移动由PLC控制自动完成；光栅尺传感器用于测量二维电动台沿y轴移动距离，压力传感器用于测量二维电动台与待测件之间的压力；上位机读取PLC在现场采集的压力和位移信号；
该方法为：
步骤一、获取输出刚轮及壳体内表面间距差HAB；
步骤二、获取输入刚轮及安装端盖内表面间距差HCD；
步骤三、获取舵机谐波刚轮间隙X＝HAB-HCD。
本发明的优点：本发明自动化测量方法能减少手动操作，保证当测量点不同时，测量值仍具有较好的一致性，从而消除原有手动方法存在的测量值与产品实际装配效果的差异性。
附图说明
图1是本发明方法涉及的舵机谐波刚轮的结构示意图；
图2是输出刚轮与壳体组装成的壳体组件的结构示意图；
图3是输入刚轮与安装端盖组装成的安装端盖组件的结构示意图；
图4是测量壳体组件中的输出刚轮和壳体内表面间距差的原理框图；
图5是测量安装盖组件的输入刚轮和安装端盖内表面间距差的原理框图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法，舵机谐波刚轮包括输出刚轮1和输入刚轮2，输出刚轮1凹陷装配在壳体3内构成壳体组件，输入刚轮2凸起装配在安装端盖4内构成安装端盖组件；工作状态下的壳体组件和安装端盖组件对扣装配在一起，且输出刚轮1和输入刚轮2之间存在轴向间隙；图1给出了输出刚轮1和输入刚轮2装配方向示意。图2给出输出刚轮1装配在壳体3中的示意，图3给出了输入刚轮2装配在安装端盖4中的示意；壳体组件和安装端盖组件对扣装配，壳体3和安装端盖4的装配内表面贴在一起，输出刚轮1和输入刚轮2的内表面相对，但二者之间存在轴向间隙。
该方法的测量工装包括光栅尺传感器5、压力传感器6和二维电动台7；
在二维电动台7上设置光栅尺传感器5和压力传感器6；二维电动台7沿x轴移动由手动完成，二维电动台7沿y轴移动由PLC8控制自动完成；光栅尺传感器5用于测量二维电动台7沿y轴移动距离，压力传感器6用于测量二维电动台7与待测件之间的压力；上位机9读取PLC8在现场采集的压力和位移信号；
该方法为：
步骤一、获取输出刚轮1及壳体3内表面间距差HAB；
步骤二、获取输入刚轮2及安装端盖4内表面间距差HCD；
步骤三、获取舵机谐波刚轮间隙X＝HAB-HCD。根据计算出的谐波刚轮间隙，通过调整垫片将间隙一次调整到位。
获取输出刚轮1和壳体3内表面间距差HAB的过程为：
步骤A1、将壳体组件固定在工装上，手动调整二维电动台7沿x轴移动至与输出刚轮1的内表面处于同一y轴位置；
步骤A2、令二维电动台7从初始轴向位置开始向输出刚轮1移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台7接触到输出刚轮1，则二维电动台7停止移动，记录此时光栅尺传感器5的读数作为二维电动台7移动距离HA1；
令二维电动台7返回初始轴向位置，并反复执行步骤A2所述操作，获取十组数据HA1、HA2、HA3、HA4、HA5、HA6、HA7、HA8、HA9和HA10；
步骤A3、获取从初始轴向位置到输出刚轮1内表面的位移
步骤A4、手动调整二维电动台7沿x轴移动至与壳体3装配内表面处于同一y轴位置；
步骤A5、令二维电动台7从初始轴向位置开始向壳体3移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台7接触到壳体3的装配内表面，则二维电动台7停止移动，记录此时光栅尺传感器5的读数作为二维电动台7移动距离HB1；
令二维电动台7返回初始轴向位置，并反复执行步骤A5所述操作，获取十组数据HB1、HB2、HB3、HB4、HB5、HB6、HB7、HB8、HB9和HB10；
步骤A6、获取从初始轴向位置到壳体3装配内表面的位移
步骤A7、获取输出刚轮1及壳体3内表面间距差HAB＝HA-HB。
获取输入刚轮2和安装端盖4内表面间距差HCD的过程为：
步骤B1、将安装端盖组件固定在工装上，手动调整二维电动台7沿x轴移动至与输入刚轮2的内表面处于同一y轴位置；该内表面为与输入刚轮2相对的工作面；
步骤B2、令二维电动台7从初始轴向位置开始向输入刚轮2移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台7接触到输入刚轮2，则二维电动台7停止移动，记录此时光栅尺传感器5的读数作为二维电动台7移动距离HC1；
令二维电动台7返回初始轴向位置，并反复执行步骤B2所述操作，获取十组数据HC1、HC2、HC3、HC4、HC5、HC6、HC7、HC8、HC9和HC10；
步骤B3、获取从初始轴向位置到输入刚轮2的位移
步骤B4、手动调整二维电动台7沿x轴移动至与安装端盖4装配内表面处于同一y轴位置；
步骤B5、令二维电动台7从初始轴向位置开始向安装端盖4移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台7接触到安装端盖4的装配内表面，则二维电动台7停止移动，记录此时光栅尺传感器5的读数作为二维电动台7移动距离HD1；
令二维电动台7返回初始轴向位置，并反复执行步骤B5所述操作，获取十组数据HD1、HD2、HD3、HD4、HD5、HD6、HD7、HD8、HD9和HD10；
步骤B6、获取从初始轴向位置到安装端盖4装配内表面的位移
步骤B7、获取输入刚轮2和安装端盖4内表面间距差HCD＝HD-HC。
光栅尺传感器5外置于二维电动台7。
表1给出了刚轮间隙测量数据结果，测量系统需要分别测量图2和图3对应的A、B、C、D四点，其中A、B两点数据之差为长度HAB，C、D两点数据之差为长度HCD，长度AB与CD之差即为刚轮间隙值，测量共进行了10次。
表1刚轮间隙测量数据单位：mm
可以看出，刚轮间隙测量的A、B、C、D四点在10次测量中对应的数据保持不变，刚轮间隙测量标准差为0。这说明测量系统对空间位置不变的点测量具有高度的一致性。而光栅尺测量精度为0.002mm，所以，刚轮间隙测量最大误差在正负0.002mm以内，满足技术指标要求。按照图纸要求，刚轮间隙为0.5-0.7mm之间，建议相应调整垫片3厚度1.40-1.60mm之间。

Claims (4)

1.舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法，舵机谐波刚轮包括输出刚轮(1)和输入刚轮(2)，输出刚轮(1)凹陷装配在壳体(3)内构成壳体组件，输入刚轮(2)凸起装配在安装端盖(4)内构成安装端盖组件；工作状态下的壳体组件和安装端盖组件对扣装配在一起，且输出刚轮(1)和输入刚轮(2)之间存在轴向间隙；
其特征在于，该方法的测量工装包括光栅尺传感器(5)、压力传感器(6)和二维电动台(7)；
在二维电动台(7)上设置光栅尺传感器(5)和压力传感器(6)；二维电动台(7)沿x轴移动由手动完成，二维电动台(7)沿y轴移动由PLC(8)控制自动完成；光栅尺传感器(5)用于测量二维电动台(7)沿y轴移动距离，压力传感器(6)用于测量二维电动台(7)与待测件之间的压力；上位机(9)读取PLC(8)在现场采集的压力和位移信号；
该方法为：
步骤一、获取输出刚轮(1)及壳体(3)内表面间距差HAB；
步骤二、获取输入刚轮(2)及安装端盖(4)内表面间距差HCD；
步骤三、获取舵机谐波刚轮间隙X＝HAB-HCD。
2.根据权利要求1所述舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法，其特征在于，获取输出刚轮(1)和壳体(3)内表面间距差HAB的过程为：
步骤A1、将壳体组件固定在工装上，手动调整二维电动台(7)沿x轴移动至与输出刚轮(1)的内表面处于同一y轴位置；
步骤A2、令二维电动台(7)从初始轴向位置开始向输出刚轮(1)移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台(7)接触到输出刚轮(1)，则二维电动台(7)停止移动，记录此时光栅尺传感器(5)的读数作为二维电动台(7)移动距离HA1；
令二维电动台(7)返回初始轴向位置，并反复执行步骤A2所述操作，获取十组数据HA1、HA2、HA3、HA4、HA5、HA6、HA7、HA8、HA9和HA10；
步骤A3、获取从初始轴向位置到输出刚轮(1)内表面的位移
步骤A4、手动调整二维电动台(7)沿x轴移动至与壳体(3)装配内表面处于同一y轴位置；
步骤A5、令二维电动台(7)从初始轴向位置开始向壳体(3)移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台(7)接触到壳体(3)的装配内表面，则二维电动台(7)停止移动，记录此时光栅尺传感器(5)的读数作为二维电动台(7)移动距离HB1；
令二维电动台(7)返回初始轴向位置，并反复执行步骤A5所述操作，获取十组数据HB1、HB2、HB3、HB4、HB5、HB6、HB7、HB8、HB9和HB10；
步骤A6、获取从初始轴向位置到壳体(3)装配内表面的位移
步骤A7、获取输出刚轮(1)及壳体(3)内表面间距差HAB＝HA-HB。
3.根据权利要求1所述舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法，其特征在于，获取输入刚轮(2)和安装端盖(4)内表面间距差HCD的过程为：
步骤B1、将安装端盖组件固定在工装上，手动调整二维电动台(7)沿x轴移动至与输入刚轮(2)的内表面处于同一y轴位置；该内表面为与输入刚轮(2)相对的工作面；
步骤B2、令二维电动台(7)从初始轴向位置开始向输入刚轮(2)移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台(7)接触到输入刚轮(2)，则二维电动台(7)停止移动，记录此时光栅尺传感器(5)的读数作为二维电动台(7)移动距离HC1；
令二维电动台(7)返回初始轴向位置，并反复执行步骤B2所述操作，获取十组数据HC1、HC2、HC3、HC4、HC5、HC6、HC7、HC8、HC9和HC10；
步骤B3、获取从初始轴向位置到输入刚轮(2)的位移
步骤B4、手动调整二维电动台(7)沿x轴移动至与安装端盖(4)装配内表面处于同一y轴位置；
步骤B5、令二维电动台(7)从初始轴向位置开始向安装端盖(4)移动，当电压传感器6采集的压力信号达到0.2N时，表明二维电动台(7)接触到安装端盖(4)的装配内表面，则二维电动台(7)停止移动，记录此时光栅尺传感器(5)的读数作为二维电动台(7)移动距离HD1；
令二维电动台(7)返回初始轴向位置，并反复执行步骤B5所述操作，获取十组数据HD1、HD2、HD3、HD4、HD5、HD6、HD7、HD8、HD9和HD10；
步骤B6、获取从初始轴向位置到安装端盖(4)装配内表面的位移
步骤B7、获取输入刚轮(2)和安装端盖(4)内表面间距差HCD＝HD-HC。
4.根据权利要求1所述舵机谐波刚轮间隙自动化测量方法，其特征在于，光栅尺传感器(5)外置于二维电动台(7)。
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