CN107321894A - 一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置及检测方法，包括：直齿锥齿轮、齿轮定位夹具、定位夹具回转机构、底座、床身、垂直滑台、垂直滚珠丝杠副、水平滑台、水平滚珠丝杠副、回转油缸、非接触式激光测头、激光测头防护罩、数据线、计算机；由于采用了非接触式激光测头，使得工件本身温度几乎对测量结果无影响。通过对弦齿厚、相对高度尺寸及齿轮表面缺陷的在线检测，实现了对直齿锥齿轮精锻效果的实时监控。通过垂直滑台与水平滑台的插补运动，配合回转油缸及定位夹具回转机构的回转运动，通过四个简单的运动机构实现了对高温精锻直齿直锥齿轮的在线检测，保证了检测的准确性。可在热态下完成对弦齿厚、锻造闭模高度及齿轮多个齿表面缺陷的检测。

Description

一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置及检测方法。

背景技术

在锻造加工工艺中，精密锻造成形是一种少无切削新工艺。齿轮精锻就是通过精密锻造直接获得完整轮齿，且齿面不需或仅需少许精加工即可使用的齿轮制造技术。精锻齿轮具有机械性能好，材料利用率高，环境污染少等优点，逐渐被广泛采用。

为了保证精锻直齿锥齿轮的质量，需要对其进行在线检测。现有的工艺检测属于人工接触式检测、事后控制的手段，在直齿锥齿轮机加工完成后，在齿轮检测仪上，采用接触式检测的方法检测齿距、齿面偏差、轮廓尺寸等项目。这种检测方式主要存在以下问题：

1）检测结果信息传递速度慢，需等到一批工件加工完，才能在专用设备上进行检测来判断直齿锥齿轮合格与否。

2）废品率高，当出现模具填充不完全或模具产生磨损造成的锻件不合格情况时，不容易被及时察觉，造成接连产生大量不合格工件。且需要进一步去分析该不合格品产生的原因，可能是齿面修形问题、模具磨损问题、工件定位问题或其他问题。判定这些问题费时费力、工作效率低下。

3）只能对常温齿轮零件进行检测，不能检测高温齿轮零件。

综上分析，目前的齿轮精锻行业，还没有一套成熟的方法去实现对精锻直齿锥齿轮的在线检测，进而无法及时发现不合格工件，一旦出现模具磨损或锻造压力设置不当等问题时，会产生大量不合格产品，使生产成本得不到控制。且工件表面温度较高，无法采用传统的接触式检测方法对精锻直齿锥齿轮进行在线检测。因此，实现对精锻直齿锥齿轮的在线检测是个亟待解决的难题。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的在于提供一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置及检测方法，采用非接触式在线检测方法，可及时发现不合格精锻工件。该检测装置结构紧凑，操作方便，检测效率高，可以降低废品率，降低成本，提高生产效率，提高检测精度。

为了实现本发明所述的发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，包括：直齿锥齿轮、齿轮定位夹具、定位夹具回转机构、底座、床身、垂直滑台、垂直滚珠丝杠副、水平滑台、水平滚珠丝杠副、回转油缸、非接触式激光测头、激光测头防护罩、数据线、计算机；底座通过八个地脚螺栓固定在地面上；定位夹具回转机构通过内六角螺钉固定连接在底座上；齿轮定位夹具通过内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构的回转部分上；床身通过十个内六角螺钉固定连接在底座上；垂直滑台中的垂直导轨通过内六角螺钉固定连接在床身上；垂直滑块上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍固定连接，垂直滑块下表面与垂直导轨滑动连接；垂直滚珠丝杠螺母副中的垂直丝杠螺母通过内六角螺钉与垂直丝母支座固定连接；垂直丝杠螺母支座通过内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍上；垂直丝杠上端通过垂直方向联轴器与垂直方向伺服电机固定连接，垂直丝杠下端安装在垂直下轴承座中；垂直下轴承座通过内六角螺钉固定连接在床身上；水平滑台支撑座通过内六角螺钉与垂直滑台中的垂直滑鞍固定连接；水平滑台中的水平导轨通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座上；水平滑块上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍固定连接，水平滑块下表面与水平导轨滑动连接；非接触式激光测头通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩上；水平滚珠丝杠螺母副中的水平丝杠螺母通过内六角螺钉与水平丝杠螺母支座固定连接；水平丝杠螺母支座通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍上；水平丝杠前端通过水平方向的联轴器与水平方向的伺服电机固定连接，水平丝杠后端安装在水平轴承座中；水平轴承座通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座上；回转油缸中的回转油缸底座通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍上；激光测头防护罩通过内六角螺钉固定连接在回转油缸中的回转油缸回转体上；计算机通过数据线与非接触式激光测头实现数据通讯。

所述的直齿锥齿轮为普通渐开线齿廓直齿锥齿轮，直齿锥齿轮后端圆柱部分可被用来夹持。所述的齿轮定位夹具，包括齿部定位体、齿部支撑体；其中，齿部定位体通过内六角螺钉拧紧在齿部支撑体上，齿部支撑体内加工有螺纹；齿部定位体通过一个内六角螺钉，与齿部支撑体固定连接；齿部支撑体内孔与齿部定位体的外圆采用间隙配合，齿部支撑体通过六个内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构的蜗轮上。

所述的定位夹具回转机构，包括蜗轮蜗杆机构、涡轮回转及支撑机构、蜗杆回转及支撑机构、蜗杆驱动伺服电机；其中，蜗轮蜗杆机构，包括蜗轮、蜗杆；蜗轮回转及支撑机构，包括蜗轮圆柱滚子轴承、蜗轮推力滚针轴承、蜗轮支撑座；蜗杆回转及支撑机构，包括蜗杆前轴承支座、蜗杆后轴承支座、蜗杆前轴承、蜗杆后轴承、蜗杆联轴器。蜗轮内孔与蜗轮圆柱滚子轴承外圈安装在一起，蜗轮圆柱滚子轴承内圈安装在蜗轮支撑座上，使蜗轮可绕着蜗轮支撑座旋转；蜗轮推力滚针轴承上表面与蜗轮下表面相贴合，蜗轮推力滚针轴承下表面与蜗轮支撑座台肩面相贴合；蜗轮支撑座通过六个内六角螺钉固定连接在底座上。蜗轮圆柱滚子轴承与蜗轮推力滚针轴承及蜗轮支撑座共同配合，使蜗轮可在原地实现旋转动作，蜗杆前轴承采用角接触球轴承；蜗杆前端通过蜗杆前轴承安装在蜗杆前轴承支座上，蜗杆前端通过蜗杆联轴器与伺服电机相连接；蜗杆前轴承支座通过四个内六角螺钉固定连接在底座上；蜗杆驱动伺服电机通过四个内六角螺钉固定连接在蜗杆前轴承支座上；蜗杆后端通过蜗杆后轴承安装在蜗杆后轴承支座上；蜗杆后轴承支座通过四个内六角螺钉固定连接在底座上；所述的底座，通过地脚螺栓固定在地面上，对整个精锻直齿锥齿轮在线检测装置起到定位和支撑作用；所述的床身，通过内六角螺钉及定位销固定连接在底座上。

所述的垂直滑台，包括垂直导轨、垂直滑块、垂直滑鞍；其中，垂直导轨通过内六角螺钉固定连接在床身上；垂直滑块上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍固定连接，下表面与垂直导轨上滑动；垂直滑鞍通过内六角螺钉固定连接在垂直滑块上。

所述的垂直滚珠丝杠螺母副，包括垂直丝杠、垂直丝杠螺母、垂直丝杠螺母支座、垂直方向联轴器、垂直下轴承座、垂直上轴承座、垂直方向伺服电机、垂直丝杠锁紧螺母、垂直方向下轴承、垂直方向上轴承；其中，垂直丝杠上端通过垂直方向联轴器与垂直方向伺服电机相连接，垂直丝杠下端通过垂直方向下轴承安装在垂直下轴承座中；垂直丝杠螺母通过四个内六角螺钉固定连接在垂直丝杠螺母支座上；垂直丝杠螺母支座通过四个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍上，从而可使垂直丝杠螺母带动垂直滑台沿竖直方向运动；垂直上轴承座通过内六角螺钉，固定连接在床身上；垂直下轴承座通过四个内六角螺钉固定连接在床身上；垂直方向伺服电机通过内六角螺钉固定连接在垂直上轴承座上；垂直方向下轴承外圈安装在垂直下轴承座内表面，垂直方向下轴承内圈安装在垂直丝杠末端圆柱面上；垂直方向上轴承外圈与垂直上轴承座安装在一起，垂直方向上轴承内圈与垂直方向联轴器外表面安装在一起，垂直方向上轴承与垂直方向下轴承均采用角接触球轴承；垂直丝杠锁紧螺母通过螺纹连接在垂直丝杠末端。

所述的水平滑台，包括水平滑台支撑座、水平导轨、水平滑块、水平滑鞍；其中，水平滑台支撑座通过十二个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍上；水平导轨通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座上；水平滑块上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍固定连接，水平滑块下表面在水平导轨上滑动；水平滑鞍通过内六角螺钉固定连接在水平滑块上；所述的水平滚珠丝杠螺母副，包括水平丝杠、水平丝杠螺母、水平丝杠螺母支撑座、水平方向联轴器、水平前轴承座、水平后轴承座、水平方向伺服电机、水平丝杠锁紧螺母、水平方向前轴承、水平方向后轴承；其中，水平丝杠前端通过水平方向前轴承安装在水平前轴承座中，水平丝杠后端通过水平方向联轴器与水平方向伺服电机相连接；水平丝杠螺母通过四个内六角螺钉固定连接在水平丝杠螺母支座上；水平丝杠螺母支座通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑鞍上，从而可使水平丝杠螺母带动水平滑台沿水平方向运动；水平前轴承座通过四个内六角螺钉，固定连接在水平滑台支撑座上；水平后轴承座通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座上；水平方向伺服电机通过内六角螺钉固定连接在水平后轴承座上；水平方向前轴承外圈安装在水平方向前轴承座内表面，水平方向前轴承内圈安装在水平丝杠末端圆柱面上；水平方向后轴承外圈与水平后轴承座安装再一起，水平方向后轴承内圈与水平方向联轴器外表面安装在一起，水平方向前轴承与水平方向后轴承均采用角接触球轴承；水平丝杠锁紧螺母通过螺纹连接在水平丝杠末端；所述的回转油缸，包括回转油缸底座、回转油缸回转体；其中，回转油缸底座通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍上；回转油缸回转体通过内六角螺钉安装在回转油缸底座上；回转油缸回转体上表面通过内六角螺钉安装有激光测头防护罩。

所述的非接触式激光测头，自身包含有激光信号发射器、激光信号接收器及与计算机实现对接的线路接口；其中，非接触式激光测头上表面有三个螺纹孔，通过内六角螺钉将非接触式激光测头固定连接在激光测头防护罩壳体上。

所述的激光测头防护罩，包括激光测头防护罩盖板、激光测头防护罩壳体、激光测头防护罩开口、耐热玻璃、玻璃盖板、玻璃垫板；玻璃上侧垫板、玻璃下侧垫板；其中，激光测头防护罩壳体通过三个内六角螺钉与非接触式激光测头固定连接；激光测头防护罩盖板通过四个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体上；激光测头防护罩壳体下表面有一个凹槽，耐热玻璃放置在凹槽中，在耐热玻璃与激光测头防护罩壳体之间安装有一个玻璃上侧垫板；玻璃盖板通过四个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体的下表面上，从而将耐热玻璃固定安装在激光测头防护罩壳体的下端凹槽中；在玻璃盖板与激光测头防护罩壳体之间安装有一个玻璃下侧垫板；测头防护罩壳体后表面有四个孔，通过四个内六角螺钉固定连接在回转油缸回转体上；所述的计算机安装在整个检测装置旁，通过数据线将计算机与非接触式激光测头相连接。

一种精锻直齿锥齿轮在线检测装置的在线检测方法，步骤如下：

【1】安装在线检测装置。将底座通过地脚螺栓固定连接在齿轮锻压设备旁地面的合适位置；定位夹具回转机构中的蜗杆前轴承支座和蜗杆后轴承支座通过内六角螺钉固定连接在底座上；定位夹具回转机构中的蜗轮支撑座通过内六角螺钉固定连接在底座上；蜗轮通过蜗轮圆柱滚子轴承及蜗轮推力滚针轴承安装在蜗轮支撑座上；蜗杆前端通过蜗杆前轴承安装在蜗杆前轴承支座中，蜗杆后端通过蜗杆后轴承安装在蜗杆后轴承支座中；蜗杆驱动伺服电机通过内六角螺钉固定连接在蜗杆前轴承支座上；齿轮定位夹具中的齿部支撑体通过内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构的蜗轮上；垂直滑台中的垂直导轨通过内六角螺钉固定连接在床身上；垂直滑块上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍固定连接，下表面与垂直导轨上滑动；垂直滑鞍通过内六角螺钉固定连接在垂直滑块上；垂直滚珠丝杠螺母副中的垂直下轴承座，通过内六角螺钉固定连接在床身上，垂直上轴承座通过内六角螺钉，固定连接在床身上；垂直方向伺服电机通过内六角螺钉固定连接在垂直上轴承座上；垂直丝杠上端通过垂直方向联轴器与垂直方向伺服电机相连接，垂直丝杠下端通过垂直方向下轴承安装在垂直下轴承座中；垂直丝杠螺母通过内六角螺钉固定连接在垂直丝杠螺母支座上；垂直丝杠螺母支座通过四个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍上；垂直丝杠锁紧螺母通过螺纹连接在垂直丝杠末端；水平滑台中的水平滑台支撑座通过内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍上；水平导轨通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座上；水平滑块上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍固定连接，水平滑块下表面在水平导轨上滑动；水平滑鞍通过内六角螺钉固定连接在水平滑块上；水平滚珠丝杠螺母副中的水平丝杠螺母通过四个内六角螺钉固定连接在水平丝杠螺母支座上；水平前轴承座通过内六角螺钉，固定连接在水平滑台支撑座上；水平后轴承座通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座上；水平方向伺服电机通过内六角螺钉固定连接在水平后轴承座上；水平丝杠前端通过水平方向前轴承安装在水平前轴承座中，水平丝杠后端通过水平方向联轴器与水平方向伺服电机相连接；水平丝杠螺母支座通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑鞍上；水平丝杠锁紧螺母通过螺纹连接在水平丝杠末端；回转油缸中的回转油缸底座通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍上；回转油缸回转体通过内六角螺钉安装在回转油缸底座上；非接触式激光测头通过三个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体的上表面上；激光测头防护罩中的耐热玻璃通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体的下端凹槽中，且耐热玻璃上下表面垫有玻璃垫板；激光测头防护罩盖板通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体上；激光测头防护罩壳体通过内六角螺钉固定连接在回转油缸回转体上。计算机通过数据线与非接触式激光测头相连接；在检测的过程中，通过激光测头防护罩开口向激光测头防护罩内通入压缩空气，起到对非接触式激光测头降温的作用，从而避免非接触式激光测头长期在高温环境工作对非接触式激光测头寿命的影响；

【2】检测直齿锥齿轮：锻打成形的高温锻件直齿锥齿轮被放置在齿轮定位夹具上；通过垂直滑台与水平滑台之间的插补运动，以及回转油缸的回转运动，带动非接触式激光测头实现所需运动。当非接触式激光测头被送至检测位置后，非接触式激光测头上的激光信号发射器向直齿锥齿轮的齿面发射激光束，激光信号接收器用来接收被测信号；非接触式激光测头内置有数据采集卡，将激光信号接收器接收到的检测结果进行收集，以备后续计算使用；

【2-1】直齿锥齿轮表面缺陷的检测：锻打成形的高温直齿锥齿轮被放置在齿轮定位夹具上，非接触式激光测头与回转油缸中的回转油缸回转体固定连接。通过回转油缸的回转运动，可带动非接触式激光测头转动至与直齿锥齿轮节锥母线平行的位置，通过垂直滑台中垂直滑鞍及水平滑台中的水平滑鞍之间的插补运动，可实现非接触式激光测头沿直齿锥齿轮节锥母线方向的移动，检测出直齿锥齿轮一个齿中，沿齿长方向上多个法截面的齿面点数据，再将多个法截面的齿面点数据拟合成为一整个齿面，将该实际检测齿面同标准齿面作对比，便可直观的观察出是否存在表面缺陷及表面缺陷的所在位置，若直齿锥齿轮存在表面缺陷，则需停止生产，判断该缺陷产生的原因；

【2-2】直齿锥齿轮弦齿厚的检测：在这个检测出的齿面上，分别沿直齿锥齿轮1的齿长方向截取距小端处、处和处的三处法截面，得出该三处法截面上的齿面点数据，从而利用直齿锥齿轮法截面与节锥母线交点的左齿面齿面点坐标减去直齿锥齿轮法截面与节锥母线交点的右齿面齿面点坐标便可计算出三处法截面上的弦齿厚；

【2-3】直齿锥齿轮相对高度尺寸的检测：非接触式激光测头自身包含有一个激光检测坐标原点，通过垂直滑台中的垂直滑鞍与水平滑台中的水平滑鞍8d之间的插补运动，控制非接触式激光测头运动至直齿锥齿轮的上方；通过回转油缸的回转运动，控制非接触式激光测头回转至与直齿锥齿轮末端表面平行的位置，在直齿锥齿轮末端表面上打一个点，从而得出该点相对于激光检测坐标原点的相对坐标值。坐标原点的相对坐标值为零点，检测出的直齿锥齿轮末端表面坐标值即为直齿锥齿轮的相对高度尺寸；由于齿轮定位夹具采用齿部定位的方式，定位准确可靠，通过对相对高度尺寸的检测，可以间接反映出锻造闭模高度的变化趋势。通过对相对高度尺寸的检测，可将直齿锥齿轮的高度信息反馈给锻压设备，从而调整锻造压力的大小，实现锻造过程的闭环控制；

【2-4】同一件直齿锥齿轮不同齿的检测：完成对直齿锥齿轮一个齿的表面缺陷、弦齿厚及相对高度尺寸的检测之后，为了进一步确定检测的准确性，通过定位夹具回转机构中蜗轮蜗杆机构的运动，带动在齿轮定位夹具上放置的直齿锥齿轮沿自身轴线的原地转动。再次重复【2-1】、【2-2】及【2-3】的检测过程，完成对同一件直齿锥齿轮不同齿的表面缺陷、弦齿厚及相对高度尺寸的检测；

【3】显示检测结果：齿面检测结果通过非接触式激光测头的激光信号接收器接收被测信号，通过非接触式激光测头内置的数据采集卡将测得的法截面齿面点数据、拟合出的被检测齿面、检测出的热态弦齿厚及相对高度尺寸通过数据线传递给计算机上已安装好的配对软件系统，将测量结果在计算机上完整显示；

【4】判断检测结果：对于直齿锥齿轮热态下检测出的弦齿厚、相对高度尺寸，需要与直齿锥齿轮冷态下计算出的弦齿厚和测量出的相对高度尺寸分别乘以相应测量温度时的线膨胀系数所得出的数值进行对比；因此需要给检测出的弦齿厚和相对高度尺寸设定一个公差范围，在这个公差范围之内，均判定直齿锥齿轮合格；且若检测值不在这个公差范围之内，则判定直齿锥齿轮不合格。

由于采用以上所述的技术方案，本发明可达到以下有益效果：

1、本发明所述的精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置，由于采用了非接触式的激光测头，使得工件本身的温度几乎对测量结果造不成影响。通过对弦齿厚、相对高度尺寸及齿轮表面缺陷的在线检测，真正做到了在精锻现场实现对直齿锥齿轮精锻效果的实时监控，可通过检测结果及时发现模具缺陷及锻造压力的合适与否，从而迅速停止加工，找出问题所在。可极大地降低废品率，缩短查找问题的时间，降低生产成本。

2、本发明所述的精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置，通过垂直滑台与水平滑台的插补运动，配合回转油缸及定位夹具回转机构的回转运动，通过四个简单的运动机构实现了对高温精锻直齿直锥齿轮的在线检测，保证了检测的准确性。且该机构不受产品品种限制，在产品品种切换时，可仅通过调整齿轮定位夹具、回转油缸的回转角度以及垂直滑台和水平滑台的插补运动程序，便可完成对不同品种产品的检测。

3、本发明所述的精锻直齿锥齿轮多齿在线检测方法，可在热态下完成对弦齿厚、锻造闭模高度及齿轮多个齿表面缺陷的检测。

4、本发明所述的精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置及检测方法，该检测系统结构新颖，检测方法简单易行，并且可以引入到齿轮类或其他零件的精密锻造行业，易于实施。

附图说明

图1为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的结构示意图；

图2为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的直齿锥齿轮结构示意图；

图3为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的直齿锥齿轮距小端齿宽1/4处的法截面视图；

图4为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的齿轮定位夹具的装配示意图；

图5为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的齿轮定位夹具的齿部定位体示意图；

图6为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的齿轮定位夹具齿部支撑体示意图；

图7为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的定位夹具回转机构整体示意图；

图8为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的定位夹具回转机构中的蜗轮蜗杆机构示意图；

图9为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的定位夹具回转机构中的蜗轮回转及支撑机构示意图；

图10为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的定位夹具回转机构中的蜗杆回转及支撑机构装配示意图；

图11为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的底座结构示意图；

图12为图11的M向视图；

图13为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的床身结构示意图；

图14为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的底座与床身装配结构示意图；

图15为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的垂直滑台装配示意图；

图16为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的垂直滚珠丝杠螺母副装配示意图；

图17为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的垂直滚珠丝杠螺母副整体示意图；

图18为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的水平滑台装配示意图；

图19为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的水平滚珠丝杠螺母副装配示意图；

图20为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的回转油缸装配示意图；

图21为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的回转油缸示意图；

图22为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的非接触式激光测头与测头防护罩装配示意图；

图23为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的非接触式激光测头示意图；

图24为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的激光测头防护罩壳体示意图；

图25为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的激光测头防护罩盖板示意图；

图26为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的玻璃安装板示意图。

图27为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的玻璃上侧垫板示意图。

图28为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的玻璃下侧垫板示意图。

图29为本发明一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的非接触式激光测头及回转油缸装配示意图。

图中：1、直齿锥齿轮；2、齿轮定位夹具；2a、齿部定位体；2b、齿部支撑体；3、定位夹具回转机构；3a、蜗轮蜗杆机构；3aa、蜗轮；3ab、蜗杆；3b、蜗轮回转及支撑机构；3ba、蜗轮圆柱滚子轴承、3bb、蜗轮推力滚针轴承；3bc、蜗轮支撑座；3c、蜗杆回转及支撑机构；3ca、蜗杆前轴承支座；3cb、蜗杆后轴承支座；3cc、蜗杆前轴承；3cd、蜗杆后轴承；3ce、蜗杆联轴器；3d、蜗杆驱动伺服电机；4、底座；5、床身；6、垂直滑台；6a、垂直导轨；6b、垂直滑块；6c、垂直滑鞍；7、垂直滚珠丝杠螺母副；7a、垂直丝杠；7b、垂直丝杠螺母；7c、垂直丝杠螺母支座；7d、垂直方向联轴器；7e、垂直下轴承座；7f、垂直上轴承座；7g、垂直方向伺服电机；7h、垂直丝杠锁紧螺母；7j、垂直方向下轴承；7k、垂直方向上轴承；8、水平滑台；8a、水平滑台支撑座；8b、水平导轨；8c、水平滑块；8d、水平滑鞍；9、水平滚珠丝杠螺母副；9a、水平丝杠；9b、水平丝杠螺母；9c、水平丝杠螺母支撑座；9d、水平方向联轴器；9e、水平前轴承座；9f、水平后轴承座；9g、水平方向伺服电机；9h、水平丝杠锁紧螺母；9j、水平方向前轴承；9k、水平方向后轴承；10、回转油缸；10a、回转油缸底座；10b、回转油缸回转体；11、非接触式激光测头；11a、激光信号发射器；11b、激光信号接收器；11c、线路接口；12、激光测头防护罩；12a、激光测头防护罩盖板；12b、激光测头防护罩壳体；12c、激光测头防护罩开口；12d、耐热玻璃；12e、玻璃盖板；12f、玻璃垫板；12fa、玻璃上侧垫板；12fb、玻璃下侧垫板；13、数据线；14、计算机。

另图中： C、锻造闭模高度；D、相对高度尺寸；1a、距小端齿宽1/4处；1b、距小端齿宽2/4处；1c、距小端齿宽3/4处；1e、分度圆锥；1f、分度圆弦齿厚；P、激光检测坐标原点；Q、直齿锥齿轮末端表面坐标值；m、直齿锥齿轮法截面左齿面坐标值；n、直齿锥齿轮法截面右齿面坐标值。

具体实施方式

结合附图，通过下面的实施例可更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

根据精锻工件特点，本发明采用非接触式在线检测方法，检测以下三项：

1）弦齿厚：由图2～3知，本发明在齿宽方向距小端的1a处、1b处和1c处的三处法截面上，分别检测直齿锥齿轮的弦齿厚，并分别与标准齿轮做对比。检测三处弦齿厚，可有效避免由于仅检测中点弦齿厚或大端弦齿厚产生的随机性，也可避免由于倒角等原因造成的大端弦齿厚无法准确测量的情况。

2）相对高度尺寸：由图2知，检测直齿锥齿轮1相对于非接触式激光测头11激光检测坐标原点P的相对高度尺寸D。由于非接触式激光测头11自身内部包含有激光检测坐标原点P，又因齿轮定位夹具2采用齿部定位的方法，几乎不存在定位误差，因此可通过检测直齿锥齿轮1相对于非接触式激光测头11检测原点的相对高度尺寸D来间接反映锻造闭模高度C的情况。

3）表面缺陷：使测头沿着平行于节锥的方向对齿面进行扫描，可将扫描的齿面点拟合成为一整个齿面，从而可直接观察出齿轮表面是否存在缺陷

由图2～3知，所述的直齿锥齿轮1为普通渐开线齿廓直齿锥齿轮，后端圆柱部分可被用来夹持。分别在距直齿锥齿轮1小端1/4，2/4，3/4处检测弦齿厚1f，且分别对同一件直齿锥齿轮1不同齿进行检测，可降低测量误差产生的概率。

由图4～6知，所述的齿轮定位夹具2，包括齿部定位体2a、齿部支撑体2b；其中，齿部定位体2a通过内六角螺钉拧紧在齿部支撑体2b上，齿部支撑体2b内加工有螺纹；齿部定位体2a通过一个内六角螺钉，与齿部支撑体2b固定连接；齿部支撑体2b内孔与齿部定位体2a的外圆采用间隙配合，齿部支撑体2b通过六个内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构3的蜗轮3aa上。齿部定位体2a与齿部支撑体2b采用螺纹连接的方式，可在产品品种切换时，仅更换齿部定位体2a，便可实现对其他品种产品的定位。

由图7～10知，所述的定位夹具回转机构3，包括蜗轮蜗杆机构3a、涡轮回转及支撑机构3b、蜗杆回转及支撑机构3c、蜗杆驱动伺服电机3d；其中，蜗轮蜗杆机构3a，包括蜗轮3aa、蜗杆3ab；蜗轮回转及支撑机构3b，包括蜗轮圆柱滚子轴承3ba、蜗轮推力滚针轴承3bb、蜗轮支撑座3bc；蜗杆回转及支撑机构3c，包括蜗杆前轴承支座3ca、蜗杆后轴承支座3cb、蜗杆前轴承3cc、蜗杆后轴承3cd、蜗杆联轴器3ce。蜗轮3aa内孔与蜗轮圆柱滚子轴承3ba外圈安装在一起，蜗轮圆柱滚子轴承3ba内圈安装在蜗轮支撑座3bc上，使蜗轮3aa可绕着蜗轮支撑座3bc旋转；蜗轮推力滚针轴承3bb上表面与蜗轮3aa下表面相贴合，蜗轮推力滚针轴承3bb下表面与蜗轮支撑座3bc台肩面相贴合；蜗轮支撑座3bc通过六个内六角螺钉，固定连接在底座4上。蜗轮圆柱滚子轴承3ba与蜗轮推力滚针轴承3bb及蜗轮支撑座3bc共同配合，使蜗轮3aa可在原地实现旋转动作。蜗杆前轴承3cc采用角接触球轴承，蜗杆后轴承3cd同样采用角接触球轴承，可使蜗杆实现原地转动动作的同时，承受一定的轴向载荷及径向载荷；蜗杆3ab前端通过蜗杆前轴承3cc安装在蜗杆前轴承支座3ca上，蜗杆3ab前端通过蜗杆联轴器3ce与伺服电机3d相连接；蜗杆前轴承支座3ca通过四个内六角螺钉固定连接在底座4上；蜗杆驱动伺服电机3d通过四个内六角螺钉固定连接在蜗杆前轴承支座3ca上，作为蜗轮蜗杆机构3a的动力来源；蜗杆3ab后端通过蜗杆后轴承3cd安装在蜗杆后轴承支座3cb上；蜗杆后轴承支座通过四个内六角螺钉固定连接在底座4上。夹具回转机构3，主要采用结构简单的蜗轮蜗杆机构与伺服电机配合，实现了对同一直齿锥齿轮1中不同齿的检测。

由图11～12知，所述的底座4，通过地脚螺栓固定在地面上，对整个精锻直齿锥齿轮在线检测装置起到定位和支撑作用；底座4底部采用镂空形式设计，既可减底座4的重量，又可增强底座4的刚性。

由图13～14知，所述的床身5，通过内六角螺钉及定位销固定连接在底座4上；床身5内部采用镂空设计的形式，可在减轻重量的同时，增加床身5的刚性。

由图15知，所述的垂直滑台6，包括垂直导轨6a、垂直滑块6b、垂直滑鞍6c；其中，垂直导轨6a通过内六角螺钉固定连接在床身5上，对垂直滑块6b起导向作用；垂直滑块6b上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍6c固定连接，下表面与垂直导轨6a上滑动；垂直滑鞍6c通过内六角螺钉固定连接在垂直滑块6b上，对水平滑台8起到定位和支撑作用。

由图16～17知，所述的垂直滚珠丝杠螺母副7，包括垂直丝杠7a、垂直丝杠螺母7b、垂直丝杠螺母支座7c、垂直方向联轴器7d、垂直下轴承座7e、垂直上轴承座7f、垂直方向伺服电机7g、垂直丝杠锁紧螺母7h、垂直方向下轴承7j、垂直方向上轴承7k；其中，垂直丝杠7a上端通过垂直方向联轴器7d与垂直方向伺服电机7g相连接，垂直丝杠7a下端通过垂直方向下轴承7j安装在垂直下轴承座7e中；垂直丝杠螺母7b通过四个内六角螺钉固定连接在垂直丝杠螺母支座7c上；垂直丝杠螺母支座7f通过四个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍6c上，从而可使垂直丝杠螺母7b带动垂直滑台6沿竖直方向运动；垂直上轴承座7f通过内六角螺钉，固定连接在床身5上；垂直下轴承座7e通过四个内六角螺钉固定连接在床身5上；垂直方向伺服电机7g通过内六角螺钉固定连接在垂直上轴承座7f上，作为垂直滚珠丝杠螺母副7的动力来源；垂直方向下轴承7j外圈安装在垂直下轴承座7e内表面，垂直方向下轴承7j内圈安装在垂直丝杠7a末端圆柱面上；垂直方向上轴承7k外圈与垂直上轴承座7f安装在一起，垂直方向上轴承7k内圈与垂直方向联轴器7d外表面安装在一起，垂直方向上轴承7k与垂直方向下轴承7j均采用角接触球轴承；垂直丝杠锁紧螺母7h通过螺纹连接在垂直丝杠7a末端，对垂直丝杠7a起到轴向定位的作用。

由图18知，所述的水平滑台8，包括水平滑台支撑座8a、水平导轨8b、水平滑块8c、水平滑鞍8d；其中，水平滑台支撑座8a通过十二个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍6c上；水平导轨8b通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座8a上，对水平滑块8c起导向作用；水平滑块8c上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍8d固定连接，水平滑块8c下表面在水平导轨8b上滑动；水平滑鞍8d通过内六角螺钉固定连接在水平滑块8c上，对回转气缸10起到定位和支撑作用。

由图19知，所述的水平滚珠丝杠螺母副9，包括水平丝杠9a、水平丝杠螺母9b、水平丝杠螺母支撑座9c、水平方向联轴器9d、水平前轴承座9e、水平后轴承座9f、水平方向伺服电机9g、水平丝杠锁紧螺母9h、水平方向前轴承9j、水平方向后轴承9k；其中，水平丝杠9a前端通过水平方向前轴承9j安装在水平前轴承座9e中，水平丝杠9a后端通过水平方向联轴器9d与水平方向伺服电机9g相连接；水平丝杠螺母9b通过四个内六角螺钉固定连接在水平丝杠螺母支座9c上；水平丝杠螺母支座9c通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑鞍8d上，从而可使水平丝杠螺母9b带动水平滑台8沿水平方向运动；水平前轴承座9e通过四个内六角螺钉，固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平后轴承座9f通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平方向伺服电机9g通过内六角螺钉固定连接在水平后轴承座9f上，作为水平滚珠丝杠螺母副9的动力来源；水平方向前轴承9j外圈安装在水平方向前轴承座9e内表面，水平方向前轴承9j内圈安装在水平丝杠9a末端圆柱面上；水平方向后轴承9k外圈与水平后轴承座9f安装再一起，水平方向后轴承9k内圈与水平方向联轴器9d外表面安装在一起，水平方向前轴承9j与水平方向后轴承9k均采用角接触球轴承；水平丝杠锁紧螺母9h通过螺纹连接在水平丝杠9a末端，对水平丝杠9a起到轴向定位作用。

由图20～21知，所述的回转油缸10，包括回转油缸底座10a、回转油缸回转体10b；其中，回转油缸底座10a通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍8d上；回转油缸回转体10b通过内六角螺钉安装在回转油缸底座10a上；回转油缸回转体10b上表面通过内六角螺钉安装有激光测头防护罩11；回转油缸10可实现非接触式激光测头12的原地回转动作。

由图22～23知，所述的非接触式激光测头11，自身包含有激光信号发射器11a、激光信号接收器11b及与计算机实现对接的线路接口11c；其中，非接触式激光测头11上表面有三个螺纹孔，通过内六角螺钉将非接触式激光测头11固定连接在激光测头防护罩壳体12b上。

由图22～29知，所述的激光测头防护罩12，包括激光测头防护罩盖板12a、激光测头防护罩壳体12b、激光测头防护罩开口12c、耐热玻璃12d、玻璃盖板12e、12f、玻璃垫板；玻璃上侧垫板12fa、玻璃下侧垫板12fb；其中，激光测头防护罩壳体12b通过三个内六角螺钉与非接触式激光测头11固定连接，用来对非接触式激光测头11起到定位和保护作用；激光测头防护罩盖板12a通过四个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b上，用来对非接触式激光测头11起到保护作用；激光测头防护罩壳体12b下表面有一个凹槽，耐热玻璃12d放置在凹槽中，耐热玻璃12d不仅耐高温，且透光性极好，不会对测量结果产生影响；在耐热玻璃12d与激光测头防护罩壳体12b之间安装有一个玻璃上侧垫板12fa；玻璃盖板12e通过四个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b的下表面上，从而将耐热玻璃12d固定安装在激光测头防护罩壳体12b的下端凹槽中；在玻璃盖板12e与激光测头防护罩壳体12b之间安装有一个玻璃下侧垫板12fb；玻璃上侧垫板127fa及玻璃下侧垫板12fb的安装，是为了防止耐热玻璃12d与激光测头防护罩壳体12b及玻璃盖板12e直接接触可能产生的玻璃裂纹；激光测头防护罩盖板12a通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b上；激光测头防护罩壳体12b后表面有四个孔，通过四个内六角螺钉固定连接在回转油缸回转体10b上。

由图1知，所述的计算机14安装在整个检测装置旁，通过数据线13将计算机14与非接触式激光测头11相连接。

一种精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的在线检测方法，步骤如下：

【1】安装在线检测装置：将底座4通过地脚螺栓固定连接在齿轮锻压设备旁地面的合适位置；定位夹具回转机构3中的蜗杆前轴承支座3ca和蜗杆后轴承支座3cb通过内六角螺钉固定连接在底座4上；定位夹具回转机构3中的蜗轮支撑座3bc通过内六角螺钉固定连接在底座4上；蜗轮3aa通过蜗轮圆柱滚子轴承3ba及蜗轮推力滚针轴承3bb安装在蜗轮支撑座3bc上；蜗杆3ab前端通过蜗杆前轴承3cc安装在蜗杆前轴承支座3ca中，蜗杆3ab后端通过蜗杆后轴承3cd安装在蜗杆后轴承支座3cb中；蜗杆驱动伺服电机3d通过内六角螺钉固定连接在蜗杆前轴承支座3ca上；定位夹具回转机构3主要通过蜗轮蜗杆机构3a的运动，实现与定位夹具回转机构3中的蜗轮3aa固定连接的齿轮定位夹具2的原地回转运动，从而实现对同一件直齿锥齿轮1多个齿的检测；齿轮定位夹具2中的齿部支撑体2b通过内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构3的蜗轮3aa上；垂直滑台6中的垂直导轨6a通过内六角螺钉固定连接在床身5上；垂直滑块6b上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍6c固定连接，下表面与垂直导轨6a上滑动；垂直滑鞍6c通过内六角螺钉固定连接在垂直滑块6b上；垂直滚珠丝杠螺母副7中的垂直下轴承座7e，通过内六角螺钉固定连接在床身5上，垂直上轴承座7f通过内六角螺钉，固定连接在床身5上；垂直方向伺服电机7g通过内六角螺钉固定连接在垂直上轴承座7f上；垂直丝杠7a上端通过垂直方向联轴器7d与垂直方向伺服电机7g相连接，垂直丝杠7a下端通过垂直方向下轴承7j安装在垂直下轴承座7e中；垂直丝杠螺母7b通过内六角螺钉固定连接在垂直丝杠螺母支座7c上；垂直丝杠螺母支座7f通过四个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍6c上；垂直丝杠锁紧螺母7h通过螺纹连接在垂直丝杠7a末端；水平滑台8中的水平滑台支撑座8a通过内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍6c上；水平导轨8b通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平滑块8c上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍8d固定连接，水平滑块8c下表面在水平导轨8b上滑动；水平滑鞍8d通过内六角螺钉固定连接在水平滑块8c上；水平滚珠丝杠螺母副9中的水平丝杠螺母9b通过四个内六角螺钉固定连接在水平丝杠螺母支座9c上；水平前轴承座9e通过内六角螺钉，固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平后轴承座9f通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平方向伺服电机9g通过内六角螺钉固定连接在水平后轴承座9f上；水平丝杠9a前端通过水平方向前轴承9j安装在水平前轴承座9e中，水平丝杠9a后端通过水平方向联轴器9d与水平方向伺服电机9g相连接；水平丝杠螺母支座9c通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑鞍8d上；水平丝杠锁紧螺母9h通过螺纹连接在水平丝杠9a末端；回转油缸10中的回转油缸底座10a通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍8d上；回转油缸回转体10b通过内六角螺钉安装在回转油缸底座10a上；非接触式激光测头11通过三个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b的上表面上；激光测头防护罩12中的耐热玻璃12通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b的下端凹槽中，且耐热玻璃上下表面垫有玻璃垫板12f；激光测头防护罩盖板12a通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b上；激光测头防护罩壳体12b通过内六角螺钉固定连接在回转油缸回转体10b上。计算机14通过数据线13与非接触式激光测头11相连接，将非接触式激光测头11的检测结果进行采集、显示及反馈，与整个在线检测系统实现通讯。在检测的过程中，通过激光测头防护罩开口12c向激光测头防护罩12内通入压缩空气，起到对非接触式激光测头11降温的作用，从而避免非接触式激光测头11长期在高温环境工作对非接触式激光测头11寿命的影响。

【2】检测直齿锥齿轮1：锻打成形的高温锻件直齿锥齿轮1被放置在齿轮定位夹具2上；通过垂直滑台6与水平滑台8之间的插补运动，以及回转油缸10的回转运动，带动非接触式激光测头11实现所需运动。当非接触式激光测头11被送至检测位置后，非接触式激光测头11上的激光信号发射器11a向直齿锥齿轮1的齿面发射激光束，激光信号接收器11b用来接收被测信号；非接触式激光测头11内置有数据采集卡，将激光信号接收器11b接收到的检测结果进行收集，以备后续计算使用。

【2-1】直齿锥齿轮1表面缺陷的检测：锻打成形的高温直齿锥齿轮1被放置在齿轮定位夹具2上，非接触式激光测头11与回转油缸10中的回转油缸回转体10b固定连接。通过回转油缸10的回转运动，可带动非接触式激光测头11转动至与直齿锥齿轮1节锥母线平行的位置，通过垂直滑台6中垂直滑鞍6c及水平滑台8中的水平滑鞍8d之间的插补运动，可实现非接触式激光测头11沿直齿锥齿轮1节锥母线方向的移动，检测出直齿锥齿轮1一个齿中，沿齿长方向上多个法截面的齿面点数据，再将多个法截面的齿面点数据拟合成为一整个齿面，将该实际检测齿面同标准齿面作对比，便可直观的观察出是否存在表面缺陷及表面缺陷的所在位置，若直齿锥齿轮1存在表面缺陷，则需停止生产，判断该缺陷产生的原因。

【2-2】直齿锥齿轮1弦齿厚1f的检测：在这个检测出的齿面上，分别沿直齿锥齿轮1的齿长方向截取距小端1a处、1b处和1c处的三处法截面，得出该三处法截面上的齿面点数据，从而利用直齿锥齿轮1法截面与节锥母线交点的左齿面齿面点坐标n减去直齿锥齿轮法截面与节锥母线交点的右齿面齿面点坐标m便可计算出三处法截面上的弦齿厚1f。

【2-3】直齿锥齿轮1相对高度尺寸D的检测：非接触式激光测头11自身包含有一个激光检测坐标原点P，通过垂直滑台6中的垂直滑鞍6c与水平滑台8中的水平滑鞍8d之间的插补运动，控制非接触式激光测头11运动至直齿锥齿轮1的上方；通过回转油缸10的回转运动，控制非接触式激光测头11回转至与直齿锥齿轮1末端表面平行的位置，在直齿锥齿轮1末端表面上打一个点，从而得出该点相对于激光检测坐标原点P的相对坐标值Q。坐标原点P的相对坐标值为零点，检测出的直齿锥齿轮1末端表面坐标值Q即为直齿锥齿轮1的相对高度尺寸D。由于齿轮定位夹具2采用齿部定位的方式，定位准确可靠，通过对相对高度尺寸D的检测，可以间接反映出锻造闭模高度C的变化趋势。通过对相对高度尺寸D的检测，可将直齿锥齿轮1的高度信息反馈给锻压设备，从而调整锻造压力的大小，实现锻造过程的闭环控制。

【2-4】同一件直齿锥齿轮1不同齿的检测：完成对直齿锥齿轮1一个齿的表面缺陷、弦齿厚1f及相对高度尺寸D的检测之后，为了进一步确定检测的准确性，通过定位夹具回转机构3中蜗轮蜗杆机构3a的运动，带动在齿轮定位夹具2上放置的直齿锥齿轮1沿自身轴线的原地转动。再次重复【2-1】、【2-2】及【2-3】的检测过程，完成对同一件直齿锥齿轮1不同齿的表面缺陷、弦齿厚1f及相对高度尺寸D的检测。

【3】显示检测结果：齿面检测结果通过非接触式激光测头11的激光信号接收器11b接收被测信号，通过非接触式激光测头11内置的数据采集卡将测得的法截面齿面点数据、拟合出的被检测齿面、检测出的热态弦齿厚1f及相对高度尺寸D通过数据线13传递给计算机14上已安装好的配对软件系统，将测量结果在计算机14上完整显示。

【4】判断检测结果：对于直齿锥齿轮1热态下检测出的弦齿厚1f、相对高度尺寸D，需要与直齿锥齿轮1冷态下计算出的弦齿厚1f和测量出的相对高度尺寸D分别乘以相应测量温度时的线膨胀系数所得出的数值进行对比。该检测装置可实现对同一件直齿锥齿轮1不同齿的检测，可有效避免随机误差的产生。由于每次测量时，被测量的直齿锥齿轮1可能处在不同的温度之下，也可能由于直齿锥齿轮1往齿轮定位夹具2上放时，不可避免的会产生定位误差，从而会造成测量误差的产生，因此需要给检测出的弦齿厚1f和相对高度尺寸D设定一个公差范围，只要在这个公差范围之内，均判定直齿锥齿轮1合格；且若检测值不在这个公差范围之内，则判定直齿锥齿轮1不合格；则需停止生产，查找原因，从而可避免大量不合格直齿锥齿轮1的产生。

本申请所述的精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置，采用非接触式检测的方法，有效解决了高温锻件无法实现即时测量的问题，若存在不合格工件，可立即停止加工设备，找出不合格工件产生的原因，从而避免大量废品的产生，降低了生产成本。

本申请所述的精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置的在线检测方法，采用非接触式激光测头对高温锻打工件进行检测，利用计算机语言对非接触式激光测头进行了二次开发，从而实现了对热态直齿锥齿轮表面缺陷、直齿锥齿轮相对高度尺寸及弦齿厚的检测。

本申请所述的精锻直齿锥齿轮多齿在线检测装置，通过垂直滑台与水平滑台的插补运动，配合回转油缸及定位夹具回转机构的回转运动，通过四个简单的运动机构实现了对高温精锻直齿直锥齿轮多个齿的在线检测，保证了检测的准确性。且该机构不受产品品种限制，在产品品种切换时，可仅通过调整齿轮定位夹具、回转油缸的回转角度以及垂直滑台和水平滑台的插补运动程序，便可完成对不同品种产品的检测。

本申请的检测结果是在800°C左右的温度下检测出的热态尺寸，该尺寸是在被测直齿锥齿轮冷态尺寸的基础上添加了线膨胀系数得到的。使用本申请所述的检测装置和检测方法在热态下检测出的直齿锥齿轮合格的弦齿厚数据，当直齿锥齿轮冷却后，在齿轮检测仪或齿厚卡尺上检测出结果也是合格的，证明了检测结果的准确可靠。

本申请所述的检测装置和检测方法也可以测量冷态下直齿锥齿轮的相对高度尺寸、弦齿厚数据，相对高度尺寸可间接反映锻造闭模高度的大小，且在冷态下测量的结果与冷态下在齿轮检测仪或齿厚卡尺上得到的检测结果相一致，证明了检测结果的准确可靠。

本申请所述的检测装置和检测方法检测出的相对高度尺寸可间接反映出直齿锥齿轮锻造闭模高度的大小及变化趋势，从而可反馈给锻压设备，调整锻打压力，实现了整个智能精锻线的闭环控制。通过检测出的直齿锥齿轮多个法截面的齿面点数据拟合出的实际齿面可直观显示出齿轮表面缺陷状况及表面缺陷所在位置，对于实际生产具有重要的现实意义，且该检测装置结构紧凑，精度高，可引入至齿轮类或其他零部件的精密锻造行业。

本申请所述的齿部定位夹具，采用仅使用六个齿的三点定位方法，有效实现了对直齿锥齿轮整个齿面的检测，可引入至其他齿轮检测方法及齿轮机加工定位夹具的设计中。

进一步说明：为了公开本发明的目的而在本文具体实施方式中所选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应说明的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

本发明未详述部分为现有技术。

Claims (10)

1.一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，包括：直齿锥齿轮（1）、齿轮定位夹具（2）、定位夹具回转机构（3）、底座（4）、床身（5）、垂直滑台（6）、垂直滚珠丝杠副（7）、水平滑台（8）、水平滚珠丝杠副（9）、回转油缸（10）、非接触式激光测头（11）、激光测头防护罩（12）、数据线（13）、计算机（14）；其特征在于：底座（4）通过八个地脚螺栓（4a）固定在地面上；定位夹具回转机构（3）通过内六角螺钉固定连接在底座（4）上；齿轮定位夹具（2）通过内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构（3）的回转部分（3a）上；床身（5）通过十个内六角螺钉固定连接在底座（4）上；垂直滑台（6）中的垂直导轨（6a）通过内六角螺钉固定连接在床身（5）上；垂直滑块（6b）上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍（6c）固定连接，垂直滑块（6b）下表面与垂直导轨（6a）滑动连接；垂直滚珠丝杠螺母副（7）中的垂直丝杠螺母（7b）通过内六角螺钉与垂直丝母支座（7c）固定连接；垂直丝杠螺母支座（7c）通过内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍（6c）上；垂直丝杠（7a）上端通过垂直方向联轴器（7d）与垂直方向伺服电机（7g）固定连接，垂直丝杠（7a）下端安装在垂直下轴承座（7e）中；垂直下轴承座（7e）通过内六角螺钉固定连接在床身（5）上；水平滑台支撑座（8e）通过内六角螺钉与垂直滑台（6）中的垂直滑鞍（6c）固定连接；水平滑台（8）中的水平导轨（8a）通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座（8a）上；水平滑块（8b）上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍（8c）固定连接，水平滑块（8b）下表面与水平导轨（8a）滑动连接；非接触式激光测头（12）通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩（11）上；水平滚珠丝杠螺母副（9）中的水平丝杠螺母（9b）通过内六角螺钉与水平丝杠螺母支座（9c）固定连接；水平丝杠螺母支座（9c）通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍（8c）上；水平丝杠（9a）前端通过水平方向的联轴器（9d）与水平方向的伺服电机（9d）固定连接，水平丝杠（9a）后端安装在水平轴承座（9e）中；水平轴承座（9e）通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座（8a）上；回转油缸（10）中的回转油缸底座（10a）通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍（8c）上；激光测头防护罩（12）通过内六角螺钉固定连接在回转油缸（10）中的回转油缸回转体（10b）上；计算机（14）通过数据线（13）与非接触式激光测头（11）实现数据通讯；直齿锥齿轮（1）为普通渐开线齿廓直齿锥齿轮，直齿锥齿轮（1）后端圆柱部分可被用来夹持。

2.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：所述的齿轮定位夹具（2），包括齿部定位体（2a）、齿部支撑体（2b）；其中，齿部定位体（2a）通过内六角螺钉拧紧在齿部支撑体（2b）上，齿部支撑体（2b）内加工有螺纹；齿部定位体（2a）通过一个内六角螺钉，与齿部支撑体（2b）固定连接；齿部支撑体（2b）内孔与齿部定位体（2a）的外圆采用间隙配合，齿部支撑体（2b）通过六个内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构（3）的蜗轮（3aa）上。

3.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：所述的定位夹具回转机构（3），包括蜗轮蜗杆机构（3a）、涡轮回转及支撑机构（3b）、蜗杆回转及支撑机构（3c）、蜗杆驱动伺服电机（3d）；其中，蜗轮蜗杆机构（3a），包括蜗轮（3aa）、蜗杆（3ab）；蜗轮回转及支撑机构（3b），包括蜗轮圆柱滚子轴承（3ba）、蜗轮推力滚针轴承（3bb）、蜗轮支撑座（3bc）；蜗杆回转及支撑机构（3c），包括蜗杆前轴承支座（3ca）、蜗杆后轴承支座（3cb）、蜗杆前轴承（3cc）、蜗杆后轴承（3cd）、蜗杆联轴器（3ce）；蜗轮（3aa）内孔与蜗轮圆柱滚子轴承（3ba）外圈安装在一起，蜗轮圆柱滚子轴承（3ba）内圈安装在蜗轮支撑座（3bc）上，使蜗轮（3aa）可绕着蜗轮支撑座（3bc）旋转；蜗轮推力滚针轴承（3bb）上表面与蜗轮（3aa）下表面相贴合，蜗轮推力滚针轴承（3bb）下表面与蜗轮支撑座（3bc）台肩面相贴合；蜗轮支撑座（3bc）通过六个内六角螺钉固定连接在底座（4）上。

4.蜗轮圆柱滚子轴承（3ba）与蜗轮推力滚针轴承（3bb）及蜗轮支撑座（3bc）共同配合，使蜗轮（3aa）可在原地实现旋转动作，蜗杆前轴承（3cc）采用角接触球轴承；蜗杆（3ab）前端通过蜗杆前轴承（3cc）安装在蜗杆前轴承支座（3ca）上，蜗杆（3ab）前端通过蜗杆联轴器（3ce）与伺服电机（3d）相连接；蜗杆前轴承支座（3ca）通过四个内六角螺钉固定连接在底座（4）上；蜗杆驱动伺服电机（3d）通过四个内六角螺钉固定连接在蜗杆前轴承支座（3ca）上；蜗杆（3ab）后端通过蜗杆后轴承（3cd）安装在蜗杆后轴承支座（3cb）上；蜗杆后轴承支座通过四个内六角螺钉固定连接在底座（4）上；所述的底座（4），通过地脚螺栓固定在地面上，对整个精锻直齿锥齿轮在线检测装置起到定位和支撑作用；所述的床身（5），通过内六角螺钉及定位销固定连接在底座（4）上。

5.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：所述的垂直滑台（6），包括垂直导轨（6a）、垂直滑块（6b）、垂直滑鞍（6c）；其中，垂直导轨（6a）通过内六角螺钉固定连接在床身（5）上；垂直滑块（6b）上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍（6c）固定连接，下表面与垂直导轨（6a）上滑动；垂直滑鞍（6c）通过内六角螺钉固定连接在垂直滑块（6b）上。

6.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：所述的垂直滚珠丝杠螺母副（7），包括垂直丝杠（7a）、垂直丝杠螺母（7b）、垂直丝杠螺母支座（7c）、垂直方向联轴器（7d）、垂直下轴承座（7e）、垂直上轴承座（7f）、垂直方向伺服电机（7g）、垂直丝杠锁紧螺母（7h）、垂直方向下轴承（7j）、垂直方向上轴承（7k）；其中，垂直丝杠（7a）上端通过垂直方向联轴器（7d）与垂直方向伺服电机（7g）相连接，垂直丝杠（7a）下端通过垂直方向下轴承（7j）安装在垂直下轴承座（7e）中；垂直丝杠螺母（7b）通过四个内六角螺钉固定连接在垂直丝杠螺母支座（7c）上；垂直丝杠螺母支座（7f）通过四个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍（6c）上，从而可使垂直丝杠螺母（7b）带动垂直滑台（6）沿竖直方向运动；垂直上轴承座（7f）通过内六角螺钉，固定连接在床身（5）上；垂直下轴承座（7e）通过四个内六角螺钉固定连接在床身（5）上；垂直方向伺服电机（7g）通过内六角螺钉固定连接在垂直上轴承座（7f）上；垂直方向下轴承（7j）外圈安装在垂直下轴承座（7e）内表面，垂直方向下轴承（7j）内圈安装在垂直丝杠（7a）末端圆柱面上；垂直方向上轴承（7k）外圈与垂直上轴承座（7f）安装在一起，垂直方向上轴承（7k）内圈与垂直方向联轴器（7d）外表面安装在一起，垂直方向上轴承（7k）与垂直方向下轴承（7j）均采用角接触球轴承；垂直丝杠锁紧螺母（7h）通过螺纹连接在垂直丝杠（7a）末端。

7.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：所述的水平滑台（8），包括水平滑台支撑座（8a）、水平导轨（8b）、水平滑块（8c）、水平滑鞍（8d）；其中，水平滑台支撑座（8a）通过十二个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍（6c）上；水平导轨（8b）通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座（8a）上；水平滑块（8c）上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍（8d）固定连接，水平滑块（8c）下表面在水平导轨（8b）上滑动；水平滑鞍（8d）通过内六角螺钉固定连接在水平滑块（8c）上；所述的水平滚珠丝杠螺母副（9），包括水平丝杠（9a）、水平丝杠螺母（9b）、水平丝杠螺母支撑座（9c）、水平方向联轴器（9d）、水平前轴承座（9e）、水平后轴承座（9f）、水平方向伺服电机（9g）、水平丝杠锁紧螺母（9h）、水平方向前轴承（9j）、水平方向后轴承（9k）；其中，水平丝杠（9a）前端通过水平方向前轴承（9j）安装在水平前轴承座（9e）中，水平丝杠（9a）后端通过水平方向联轴器（9d）与水平方向伺服电机（9g）相连接；水平丝杠螺母（9b）通过四个内六角螺钉固定连接在水平丝杠螺母支座（9c）上；水平丝杠螺母支座（9c）通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑鞍（8d）上，从而可使水平丝杠螺母（9b）带动水平滑台（8）沿水平方向运动；水平前轴承座（9e）通过四个内六角螺钉，固定连接在水平滑台支撑座（8a）上；水平后轴承座（9f）通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座（8a）上；水平方向伺服电机（9g）通过内六角螺钉固定连接在水平后轴承座（9f）上；水平方向前轴承（9j）外圈安装在水平方向前轴承座（9e）内表面，水平方向前轴承（9j）内圈安装在水平丝杠（9a）末端圆柱面上；水平方向后轴承（9k）外圈与水平后轴承座（9f）安装在一起，水平方向后轴承（9k）内圈与水平方向联轴器（9d）外表面安装在一起，水平方向前轴承（9j）与水平方向后轴承（9k）均采用角接触球轴承；水平丝杠锁紧螺母（9h）通过螺纹连接在水平丝杠（9a）末端；所述的回转油缸（10），包括回转油缸底座（10a）、回转油缸回转体（10b）；其中，回转油缸底座（10a）通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍（8d）上；回转油缸回转体（10b）通过内六角螺钉安装在回转油缸底座（10a）上；回转油缸回转体（10b）上表面通过内六角螺钉安装有激光测头防护罩（11）。

8.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：所述的非接触式激光测头（11），自身包含有激光信号发射器（11a）、激光信号接收器（11b）及与计算机实现对接的线路接口（11c）；其中，非接触式激光测头（11）上表面有三个螺纹孔，通过内六角螺钉将非接触式激光测头（11）固定连接在激光测头防护罩壳体（12b）上。

9.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：所述的激光测头防护罩（12），包括激光测头防护罩盖板（12a）、激光测头防护罩壳体（12b）、激光测头防护罩开口（12c）、耐热玻璃（12d）、玻璃盖板（12e）、玻璃垫板（12f）；玻璃上侧垫板（12fa）、玻璃下侧垫板（12fb）；其中，激光测头防护罩壳体（12b）通过三个内六角螺钉与非接触式激光测头（11）固定连接；激光测头防护罩盖板（12a）通过四个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体（12b）上；激光测头防护罩壳体（11b）下表面有一个凹槽，耐热玻璃（12d）放置在凹槽中，在耐热玻璃（12d）与激光测头防护罩壳体（12b）之间安装有一个玻璃上侧垫板（12fa）；玻璃盖板（12e）通过四个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体（12b）的下表面上，从而将耐热玻璃（12d）固定安装在激光测头防护罩壳体（12b）的下端凹槽中；在玻璃盖板（12e）与激光测头防护罩壳体（12b）之间安装有一个玻璃下侧垫板（12fb）；测头防护罩壳体（12b）后表面有四个孔，通过四个内六角螺钉固定连接在回转油缸回转体（10b）上；所述的计算机（14）安装在整个检测装置旁，通过数据线（13）将计算机（14）与非接触式激光测头（11）相连接。

10.根据权利要求1所述的一种直齿锥齿轮精锻多齿在线检测装置，其特征在于：具体检测方法步骤如下：

【1】安装在线检测装置，将底座（4）通过地脚螺栓固定连接在齿轮锻压设备旁地面的合适位置；定位夹具回转机构（3）中的蜗杆前轴承支座（3ca）和蜗杆后轴承支座（3cb）通过内六角螺钉固定连接在底座（4）上；定位夹具回转机构（3）中的蜗轮支撑座（3bc）通过内六角螺钉固定连接在底座（4）上；蜗轮（3aa）通过蜗轮圆柱滚子轴承（3ba）及蜗轮推力滚针轴承（3bb）安装在蜗轮支撑座（3bc）上；蜗杆（3ab）前端通过蜗杆前轴承（3cc）安装在蜗杆前轴承支座（3ca）中，蜗杆（3ab）后端通过蜗杆后轴承（3cd）安装在蜗杆后轴承支座（3cb）中；蜗杆驱动伺服电机（3d）通过内六角螺钉固定连接在蜗杆前轴承支座（3ca）上；齿轮定位夹具（2）中的齿部支撑体（2b）通过内六角螺钉固定连接在定位夹具回转机构（3）的蜗轮（3aa）上；垂直滑台（6）中的垂直导轨（6a）通过内六角螺钉固定连接在床身（5）上；垂直滑块（6b）上表面通过内六角螺钉与垂直滑鞍（6c）固定连接，下表面与垂直导轨（6a）上滑动；垂直滑鞍（6c）通过内六角螺钉固定连接在垂直滑块（6b）上；垂直滚珠丝杠螺母副（7）中的垂直下轴承座（7e），通过内六角螺钉固定连接在床身（5）上，垂直上轴承座（7f）通过内六角螺钉，固定连接在床身（5）上；垂直方向伺服电机（7g）通过内六角螺钉固定连接在垂直上轴承座（7f）上；垂直丝杠（7a）上端通过垂直方向联轴器（7d）与垂直方向伺服电机（7g）相连接，垂直丝杠（7a）下端通过垂直方向下轴承（7j）安装在垂直下轴承座（7e）中；垂直丝杠螺母（7b）通过内六角螺钉固定连接在垂直丝杠螺母支座7c上；垂直丝杠螺母支座7f通过四个内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍6c上；垂直丝杠锁紧螺母7h通过螺纹连接在垂直丝杠7a末端；水平滑台8中的水平滑台支撑座8a通过内六角螺钉固定连接在垂直滑鞍6c上；水平导轨8b通过内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平滑块8c上表面通过内六角螺钉与水平滑鞍8d固定连接，水平滑块8c下表面在水平导轨8b上滑动；水平滑鞍8d通过内六角螺钉固定连接在水平滑块8c上；水平滚珠丝杠螺母副9中的水平丝杠螺母9b通过四个内六角螺钉固定连接在水平丝杠螺母支座9c上；水平前轴承座9e通过内六角螺钉，固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平后轴承座9f通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑台支撑座8a上；水平方向伺服电机9g通过内六角螺钉固定连接在水平后轴承座9f上；水平丝杠9a前端通过水平方向前轴承9j安装在水平前轴承座9e中，水平丝杠9a后端通过水平方向联轴器9d与水平方向伺服电机9g相连接；水平丝杠螺母支座9c通过四个内六角螺钉固定连接在水平滑鞍8d上；水平丝杠锁紧螺母9h通过螺纹连接在水平丝杠9a末端；回转油缸10中的回转油缸底座10a通过内六角螺钉固定连接在水平滑鞍8d上；回转油缸回转体10b通过内六角螺钉安装在回转油缸底座10a上；非接触式激光测头11通过三个内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b的上表面上；激光测头防护罩12中的耐热玻璃12通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b的下端凹槽中，且耐热玻璃上下表面垫有玻璃垫板12f；激光测头防护罩盖板12a通过内六角螺钉固定连接在激光测头防护罩壳体12b上；激光测头防护罩壳体12b通过内六角螺钉固定连接在回转油缸回转体10b上；计算机14通过数据线13与非接触式激光测头11相连接；在检测的过程中，通过激光测头防护罩开口12c向激光测头防护罩12内通入压缩空气，起到对非接触式激光测头11降温的作用，从而避免非接触式激光测头11长期在高温环境工作对非接触式激光测头11寿命的影响；

【2】检测直齿锥齿轮（1）；锻打成形的高温锻件直齿锥齿轮（1）被放置在齿轮定位夹具（2）上；通过垂直滑台（6）与水平滑台（8）之间的插补运动，以及回转油缸（10）的回转运动，带动非接触式激光测头（11）实现所需运动；当非接触式激光测头（11）被送至检测位置后，非接触式激光测头（11）上的激光信号发射器（11a）向直齿锥齿轮（1）的齿面发射激光束，激光信号接收器（11b）用来接收被测信号；非接触式激光测头（11）内置有数据采集卡，将激光信号接收器（11b）接收到的检测结果进行收集，以备后续计算使用；

【2-1】直齿锥齿轮（1）表面缺陷的检测：锻打成形的高温直齿锥齿轮（1）被放置在齿轮定位夹具（2）上，非接触式激光测头（11）与回转油缸（10）中的回转油缸回转体（10b）固定连接；通过回转油缸（10）的回转运动，可带动非接触式激光测头（11）转动至与直齿锥齿轮（1）节锥母线平行的位置，通过垂直滑台（6）中垂直滑鞍（6c）及水平滑台（8）中的水平滑鞍（8d）之间的插补运动，可实现非接触式激光测头（11）沿直齿锥齿轮（1）节锥母线方向的移动，检测出直齿锥齿轮（1）一个齿中，沿齿长方向上多个法截面的齿面点数据，再将多个法截面的齿面点数据拟合成为一整个齿面，将该实际检测齿面同标准齿面作对比，便可直观的观察出是否存在表面缺陷及表面缺陷的所在位置，若直齿锥齿轮（1）存在表面缺陷，则需停止生产，判断该缺陷产生的原因；

【2-2】直齿锥齿轮1弦齿厚（1f）的检测：在这个检测出的齿面上，分别沿直齿锥齿轮（1）的齿长方向截取距小端（1a）处、（1b）处和（1c）处的三处法截面，得出该三处法截面上的齿面点数据，从而利用直齿锥齿轮（1）法截面与节锥母线交点的左齿面齿面点坐标（n）减去直齿锥齿轮法截面与节锥母线交点的右齿面齿面点坐标（m）便可计算出三处法截面上的弦齿厚（1f）；

【2-3】直齿锥齿轮（1）相对高度尺寸（D）的检测：非接触式激光测头（11）自身包含有一个激光检测坐标原点（P），通过垂直滑台（6）中的垂直滑鞍（6c）与水平滑台（8）中的水平滑鞍（8d）之间的插补运动，控制非接触式激光测头（11）运动至直齿锥齿轮（1）的上方；通过回转油缸（10）的回转运动，控制非接触式激光测头（11）回转至与直齿锥齿轮（1）末端表面平行的位置，在直齿锥齿轮（1）末端表面上打一个点，从而得出该点相对于激光检测坐标原点（P）的相对坐标值（Q）；坐标原点（P）的相对坐标值为零点，检测出的直齿锥齿轮（1）末端表面坐标值（Q）即为直齿锥齿轮（1）的相对高度尺寸（D）；由于齿轮定位夹具（2）采用齿部定位的方式，定位准确可靠，通过对相对高度尺寸（D）的检测，可以间接反映出锻造闭模高度（C）的变化趋势；通过对相对高度尺寸（D）的检测，可将直齿锥齿轮（1）的高度信息反馈给锻压设备，从而调整锻造压力的大小，实现锻造过程的闭环控制；

【2-4】同一件直齿锥齿轮（1）不同齿的检测：完成对直齿锥齿轮（1）一个齿的表面缺陷、弦齿厚（1f）及相对高度尺寸（D）的检测之后，为了进一步确定检测的准确性，通过定位夹具回转机构（3）中蜗轮蜗杆机构（3a）的运动，带动在齿轮定位夹具（2）上放置的直齿锥齿轮（1）沿自身轴线的原地转动；再次重复【2-1】、【2-2】及【2-3】的检测过程，完成对同一件直齿锥齿轮（1）不同齿的表面缺陷、弦齿厚（1f）及相对高度尺寸（D）的检测；

【3】显示检测结果：齿面检测结果通过非接触式激光测头（11）的激光信号接收器（11b）接收被测信号，通过非接触式激光测头（11）内置的数据采集卡将测得的法截面齿面点数据、拟合出的被检测齿面、检测出的热态弦齿厚（1f）及相对高度尺寸（D）通过数据线（13）传递给计算机（14）上已安装好的配对软件系统，将测量结果在计算机（14）上完整显示；

【4】判断检测结果：对于直齿锥齿轮（1）热态下检测出的弦齿厚（1f）、相对高度尺寸（D），需要与直齿锥齿轮（1）冷态下计算出的弦齿厚（1f）和测量出的相对高度尺寸（D）分别乘以相应测量温度时的线膨胀系数所得出的数值进行对比；因此需要给检测出的弦齿厚（1f）和相对高度尺寸（D）设定一个公差范围，在这个公差范围之内，均判定直齿锥齿轮（1）合格；且若检测值不在这个公差范围之内，则判定直齿锥齿轮（1）不合格。