CN106152945A - 一种摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术中缺少合适的摆线行星减速器上摆线盘偏心距偏差检测方法的问题，本发明提供了一种摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，包括如下步骤：S1、实际摆线捕捉步骤；S2、虚拟圆生成步骤；S3、实际偏心距计算步骤；S4、偏心距偏差计算步骤。本发明公开的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，简单易操作，可准确，有效快速地检测出摆线盘的偏心距偏差，用于管控摆线盘的加工精度，并通过所测偏心距偏差分析对摆线行星减速器回差的影响，具有很大的现实指导意义。

Description

一种摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法

技术领域

本发明涉及摆线行星减速器领域，尤其指对其摆线行星减速器上的摆线盘的偏心距偏差进行检测的领域。

背景技术

目前，摆线行星减速器主要包括摆线针轮行星减速器和摆线钢球行星减速器两大类，其结构为本领域技术人员所公知，虽然其结构上略有差异，但其原理类似。其中，一般均包括有摆线盘(或称摆线轮)，其中，摆线钢球行星减速器上的摆线盘称为端面摆线盘(摆线盘包括两个，分别称为行星盘和固定盘)，摆线针轮行星减速器上的摆线盘称为圆周摆线盘，圆周摆线盘根据其摆线的生成方式的不同，可分为圆周内摆线盘和圆周外摆线盘；为方便描述，将上述端面摆线盘、圆周内摆线盘和圆周外摆线盘统称为摆线盘1。如图1所示，其给出了一种端面摆线盘1，其端面上形成有摆线槽11，端面中心形成轴孔，该轴孔截面为圆形，称为内圆12，其端面摆线盘1的外部柱面的截面也为圆形，称为外圆13；摆线槽11中容纳钢球，钢球可在该摆线槽11中滚动，以传递运动和动力，摆线槽上的轮廓线为摆线(跟后续设计过程中的摆线相区别，称为实际摆线10)。又如图2中给出了一种圆周外摆线盘1，图3中给出了一种圆周内摆线盘1，该圆周内摆线盘1和圆周外摆线盘1的端面中心形成轴孔，该轴孔截面为圆形，称为内圆12；其外部柱面的截面形成实际摆线10。

摆线行星减速器的优点突出，因此在工业领域中普遍使用，以摆线钢球行星减速器为例，其具有回差小、体积小、重量轻、传动比大、效率高、传动承载能力大等特点，在工业机器人系统中有广泛的应用。

其中，摆线盘上摆线的偏心距偏差是一个重要的指标，所谓的偏心距是指摆线生成过程中，固联在发生圆上的一点距离发生圆圆心的距离。偏心距偏差指其设计摆线的设计偏心距和根据设计摆线制造出来的摆线盘的实际摆线的实际偏心距之差，如果偏心距偏差较小，表征其回差精度高，如果偏心距偏差较大，表征其回差精度低。即摆线钢球行星减速器摆线的偏心距偏差将直接影响摆线钢球行星减速器的回差精度，而摆线钢球行星减速器的回差精度将影响工业机器人执行终端的精度。因此，对制造出来的摆线盘上摆线的偏心距偏差进行检测就显得非常必要。但目前，本领域中缺少合适的检测方法。

发明内容

为解决现有技术中缺少合适的摆线行星减速器上摆线盘偏心距偏差检测方法的问题，本发明提供了一种有效、简单易操作的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法。

本发明提供了一种摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，包括如下步骤：

S1、实际摆线捕捉步骤：捕捉摆线盘上的实际摆线和参考圆；

S2、虚拟圆生成步骤：在图形处理软件中捕捉参考圆的圆心、以及实际摆线上的波峰和波谷；并以参考圆的圆心为圆心绘制与实际摆线上波峰相切的波峰虚拟圆、以及与实际摆线上波谷相切的波谷虚拟圆；

S3、实际偏心距计算步骤：获得该波峰虚拟圆的半径R1和波谷虚拟圆的半径R2，通过如下公式获得其实际偏心距e1：

e1＝(R1-R2)/2；

S4、偏心距偏差计算步骤：将该实际偏心距e1和设计偏心距e相减，即获得摆线盘的偏心距偏差。

优选的，所述步骤S1在测试仪中进行，所述测试仪为影像测试仪或三坐标系测试仪。

优选地，所述测试仪为影像测试仪；

所述步骤S1具体包括如下步骤：将待测试的摆线盘置于影像测试仪上，通过圆弧自动寻边或者采用拾取点构造圆弧的方法，捕捉到波峰和波谷处的圆弧，进而获得该实际摆线；采用圆自动寻边功能或者拾取点构造圆的方法捕捉到参考圆，生成具有实际摆线和参考圆的图形文件。

优选地，所述图形文件的格式为DXF格式；所述图形处理软件为AUTOCAD软件；

所述步骤S2具体包括如下步骤：将从影像测试仪中导出的DXF格式的图形文件导入AUTOCAD软件中；然后在AUTOCAD中捕捉到参考圆的圆心，以及实际摆线上的波峰和波谷；并以参考圆的圆心为圆心绘制与实际摆线上波峰相切的波峰虚拟圆、以及与实际摆线上波谷相切的波谷虚拟圆。

优选地，所述参考圆为摆线盘上的内圆或者与内圆同心的任意圆。

优选地，所述摆线盘为端面摆线盘，所述参考圆为端面摆线盘上的内圆或外圆。

优选地，所述摆线盘为圆周摆线盘，所述参考圆为圆周摆线盘上的内圆。

优选地，重复上述步骤S1-S3，测得多组实际偏心距e；将测得的多组实际偏心距e求平均，计算获得一实际平均偏心距e_ave；

其中，还包括S5、平均偏心距偏差计算步骤：将实际平均偏心距e_ave与设计偏心距e相减，获得平均偏心距偏差。

本发明公开的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，简单易操作，可准确，有效快速地检测出摆线盘的偏心距偏差，用于管控摆线盘的加工精度，并通过所测偏心距偏差分析对摆线行星减速器回差的影响，具有很大的现实指导意义。

附图说明

图1是一种端面摆线盘立体示意图；

图2是一种圆周外摆线盘立体示意图；

图3是一种圆周内摆线盘立体示意图；

图4是摆线形成原理示意图；

图5是图4中的局部放大示意图；

图6是本发明具体实施方式中提供的偏心距偏差检测流程图；

图7是本发明具体实施方式中提供的一种优选的偏心距偏差检测流程图；

图8是本发明具体实施方式中提供的端面摆线盘偏心距偏差检测示意图；

图9是本发明具体实施方式中提供的圆周外摆线盘偏心距偏差检测示意图；

图10是本发明具体实施方式中提供的圆周内摆线盘偏心距偏差检测示意图。

其中，1、摆线盘；10、实际摆线；11、摆线槽；12、内圆；13、外圆；L1、设计摆线；C1、基圆；C2、发生圆；C3、波峰虚拟圆；C4、圆心虚拟圆；C5、波谷虚拟圆；V1、波峰；V2、波谷。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本申请技术人员在制作摆线行星加速器上的摆线盘1时，发现制作后的摆线盘1回差精度不好，分析认为应该是在制作加工摆线盘1的过程中，可能存在加工问题，导致其实际偏心距与设计偏心距之间的偏心距偏差较大的问题，因此，检测出其实际偏心距偏差，可查找出不良品，对改善制造工艺也有较大的意义。鉴于此目的，技术人员研究过程中找到了比较简单可靠的检测方法。为使本领域技术人员了解采用本检测方法的原理，先对其摆线生成原理进行简单的说明。

如图4、图5所示，其在以O1为圆心的基圆C1上，采用一发生圆C2在该基圆C1的内部或者外部上滚动，该取发生圆C2上、圆内或者圆外的任意一点所形成的轨迹，即为摆线，为区别摆线盘1上的实际摆10线，此处的摆线称为设计摆线L1，该设计摆线L1上会形成若干连续的波峰V1、波谷V2，该图4中可知，其发生圆C1的圆心将形成一个以O2为圆心，半径为基圆C1半径加发生圆C2半径的虚拟圆，为区别其他的圆，称为圆心虚拟圆C4。为方便后续描述，以O1为圆心做与波峰V1相切的虚拟圆，称为波峰虚拟圆C3；以O1为圆心做与波谷V2相切的虚拟圆，称为波谷虚拟圆C5；其波峰V1到发生圆C2圆心O2的距离以及波谷V2到发生圆C2圆心O2的距离即为其偏心距，为区别摆线盘1上的实际偏心距(标记为e1)，将此处的偏心距称为设计偏心距(标记为e)。图上可知，该设计偏心距e和实际偏心距e1均可通过波峰虚拟圆C3和波谷虚拟圆C5半径之差除以2即可得到，为方便后续给出计算公式，该波峰虚拟圆的半径设为R1，波谷虚拟圆的半径设为R2。

在实际制作摆线盘1时，以图1中所示端面摆线盘1为例，根据设计摆线L1，使用刀具在其端面上刻槽，以形成摆线槽11。摆线槽11存在实际偏心距，为便于计算，选其摆线槽1上的线条作为实际摆线10，以便计算其实际偏心距e。基于此原理，在测量摆线盘1上摆线的实际偏心距e时，可在其实际摆线10上做出该波峰虚拟圆和波谷虚拟圆，测出两者的半径，即可求出实际摆线10的实际偏心距e。

下面对本例提供的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法进行具体解释说明，如图6所示，包括如下步骤：

S1、实际摆线捕捉步骤：将待测试的摆线盘1置于测试仪中，捕捉到摆线盘1上的实际摆线10和参考圆，生成具有实际摆线10和参考圆的图形文件；

S2、虚拟圆生成步骤：将图形文件导入图形处理软件中，如图8-图10所示，在图形处理软件中捕捉参考圆的圆心、以及实际摆线10上的波峰V1和波谷V2；并以参考圆的圆心为圆心绘制与实际摆线10上波峰V1相切的波峰虚拟圆C3、以及与实际摆线10上波谷V2相切的波谷虚拟圆C5；

S3、实际偏心距计算步骤：获得该波峰虚拟圆C3的半径R1和波谷虚拟圆C5的半径R2，通过如下公式获得其实际偏心距e1：

e1＝(R1-R2)/2 (公式一)；

S4、偏心距偏差计算步骤：将该实际偏心距e1和设计偏心距e相减，即获得摆线盘1的偏心距偏差。

其中，所谓的参考圆指在圆周摆线盘1或者端面摆线盘1上，存在的以轴孔截面上圆心为圆心的各种圆形线条；比如，本身轴孔的截面即为一圆形，因此，去改轴孔的内圆12即可作为参考圆，同时，任意与该内圆12的圆心同心的圆，也均可作为参考圆，只要在该图形文件中找到这样的参考圆，就可得到该参考圆的圆心，如此，即可通过该圆心做出其实际摆线10上的波峰虚拟圆C3和波谷虚拟圆C5，并测算出其波峰虚拟圆C3的半径R1和波谷虚拟圆C5的半径R2，根据上述公式一即可算出其实际偏心距e1，而设计偏心距e在设计摆线盘1的设计摆线L1时，即为已知，因此，其偏心距偏差即可将两者相减算出。

其中，所述步骤S1中的测试仪为影像测试仪或三坐标系测试仪，或者任意其他可测出上述参考圆和实际摆线10形状的其他测试仪，并且该测试仪可导出图形文件，以便在后续的图形处理软件中进行处理。

本例中所述测试仪为影像测试仪；可通过该影像测试仪导出格式为DXF格式或者其他任意可导入后续图形处理软件中处理的格式。该图形处理软件可以为本领域技术人员所公知的任意软件，只要其能导入从上述测试仪中导出的图形文件，并进行处理即可，比如可以为AUTOCAD，SOLIDWORKS等。

所述步骤S1具体包括如下步骤：将待测试的摆线盘1置于影像测试仪上，通过圆弧自动寻边或者采用拾取点构造圆弧的方法，捕捉到波峰V1和波谷V2处的圆弧，进而获得该实际摆线10；采用圆自动寻边功能或者拾取点构造圆的方法捕捉到参考圆，生成具有实际摆线10和参考圆的图形文件。

本例中，所述图形文件的格式为DXF格式；所述图形处理软件为AUTOCAD软件；

具体的，所述步骤S2具体包括如下步骤：将从影像测试仪中导出的DXF格式的图形文件导入AUTOCAD软件中；然后在AUTOCAD中捕捉到参考圆的圆心，以及实际摆线10上的波峰V1和波谷V2，生成实际摆线10；并以参考圆的圆心为圆心绘制与实际摆线10上波峰V1相切的波峰虚拟圆C3、以及与实际摆线10上波谷V2相切的波谷虚拟圆C5。

如图8所示，当所述摆线盘1为端面摆线盘1，所述参考圆为端面摆线盘1上的内圆12或外圆13。

如图9所示，当所述摆线盘1为圆周外摆线盘1时，所述参考圆为圆周外摆线盘1上的内圆12。如图10所示，当所述摆线盘1为圆周内摆线盘1时，所述参考圆为圆周内摆线盘1上的内圆12。

作为优选的方式，除通过上述方法测算出单个摆线盘1的偏心距偏差外，还可通过测量多个摆线盘1的实际偏心距e1，根据多个摆线盘1的实际偏心距e1算得平均实际偏心距e_ave，将该平均实际偏心距e_ave与设计偏心距e相减，最终算出平均偏心距偏差，该平均偏心距偏差可表征摆线盘1实际加工偏心距与摆线设计偏心距的偏离程度，采用平均实际偏心距e_ave测量，可以弥补测量过程中的一些操作误差。

具体的，如图7所示，重复上述步骤S1-S3，测得多组实际偏心距e1；将测得的多组实际偏心距e1求平均，计算获得一实际平均偏心距e_ave；

其中，还包括S5、平均偏心距偏差计算步骤：将平均实际偏心距e_ave与设计偏心距e相减，获得平均偏心距偏差。

本例公开的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，简单易操作，可准确，有效快速地检测出摆线盘1的偏心距偏差。用于管控摆线盘的加工精度，并通过所测偏心距偏差分析对摆线行星减速器回差的影响，具有很大的现实指导意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、实际摆线捕捉步骤：捕捉摆线盘上的实际摆线和参考圆；

S2、虚拟圆生成步骤：在图形处理软件中捕捉参考圆的圆心、以及实际摆线上的波峰和波谷；并以参考圆的圆心为圆心绘制与实际摆线上波峰相切的波峰虚拟圆、以及与实际摆线上波谷相切的波谷虚拟圆；

S3、实际偏心距计算步骤：获得该波峰虚拟圆的半径R1和波谷虚拟圆的半径R2，通过如下公式获得其实际偏心距e1：

e1＝(R1-R2)/2；

S4、偏心距偏差计算步骤：将该实际偏心距e1和设计偏心距e相减，即获得摆线盘的偏心距偏差。

2.根据权利要求1所述的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，所述步骤S1在测试仪中进行，所述测试仪为影像测试仪或三坐标系测试仪。

3.根据权利要求2所述的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，所述测试仪为影像测试仪；

所述步骤S1具体包括如下步骤：将待测试的摆线盘置于影像测试仪上，通过圆弧自动寻边或者采用拾取点构造圆弧的方法，捕捉到波峰和波谷处的圆弧，进而获得该实际摆线；采用圆自动寻边功能或者拾取点构造圆的方法捕捉到参考圆，生成具有实际摆线和参考圆的图形文件。

4.根据权利要求3所述的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，所述图形文件的格式为DXF格式；所述图形处理软件为AUTOCAD软件；

所述步骤S2具体包括如下步骤：将从影像测试仪中导出的DXF格式的图形文件导入AUTOCAD软件中；然后在AUTOCAD中捕捉到参考圆的圆心，以及实际摆线上的波峰和波谷；并以参考圆的圆心为圆心绘制与实际摆线上波峰相切的波峰虚拟圆、以及与实际摆线上波谷相切的波谷虚拟圆。

5.根据权利要求1所述的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，所述参考圆为摆线盘上的内圆或者与内圆同心的任意圆。

6.根据权利要求5所述的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，所述摆线盘为端面摆线盘，所述参考圆为端面摆线盘上的内圆或外圆。

7.根据权利要求5所述的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，所述摆线盘为圆周摆线盘，所述参考圆为圆周摆线盘上的内圆。

8.根据权利要求1所述的摆线行星减速器摆线盘偏心距偏差检测方法，其特征在于，重复上述步骤S1-S3，测得多组实际偏心距e1；将测得的多组实际偏心距e1求平均，计算获得一实际平均偏心距e_ave；

其中，还包括S5、平均偏心距偏差计算步骤：将实际平均偏心距e_ave与设计偏心距e相减，获得平均偏心距偏差。