CN107388971A - 双头激光齿轮测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双头激光齿轮测量装置，其特征是：包括大理石平台系统，在大理石平台系统上左右滑动安装齿轮支座转轴系统、前后滑动安装激光测头系统，在大理石平台系统上沿激光测头系统的滑动方向布置第一光栅，在大理石台平台系统上沿齿轮支座转轴系统的滑动方向布置第二光栅；所述齿轮支座转轴系统包括支座导板，在支座导板上转动安装涨套轴，涨套轴下端安装圆光栅，在支座导板的下部安装齿轮转动驱动装置；在支座导板上安装第二直线光栅读头和圆光栅读头；所述激光测头系统包括激光头支座，在激光头支座上安装第一激光头、第二激光头和第一直线光栅读头。本发明采用非接触式的双头激光距离测量头，测量精度高，可以同时得到多种齿轮误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种双头激光齿轮测量装置，属于精密测量机械技术领域。
背景技术
齿轮测量包括：齿轮径向跳动误差、齿轮齿形误差、公法线平均偏差、齿距偏差、齿距累积偏差、基节偏差等的测量。
通常的齿轮测量方法都为接触式测量，如：齿轮双啮仪通过用一个标准齿轮与被测量齿轮啮合，通过测量2个齿轮的中心距离计算被测量齿轮径向跳动误差；接触式齿轮坐标测量机用接触探针测量齿轮的齿廓线，然后计算齿轮齿形误差；三坐标测量机采用点测量法测量齿轮的齿廓线，然后计算齿轮齿距偏差。
这些方法都是接触式测量，由于存在测量头磨损，测量头的力变形，有时不连续测量等等，所以测量精度低，重复性不好，测量头需要经常更换等。特别是现有的这些测量方法都不能同时测量齿轮的多项指标。所以实际中需要使用多种测量仪器。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双头激光齿轮测量装置，采用非接触式的双头激光距离测量头，测量精度高，可以同时得到多种齿轮误差。
按照本发明提供的技术方案，所述双头激光齿轮测量装置，其特征是：包括大理石平台系统，在大理石平台系统的台面上沿左右方向滑动安装齿轮支座转轴系统以及沿前后方向滑动安装激光测头系统，齿轮支座转轴系统与齿轮支座推动丝杆系统的活动端连接，激光测头系统与激光头推动丝杆系统的活动端连接，在大理石平台系统上沿激光测头系统的滑动方向布置第一光栅，在大理石台平台系统上沿齿轮支座转轴系统的滑动方向布置第二光栅；
所述齿轮支座转轴系统包括支座导板，支座导板沿大理石平台系统的台面左右滑动设置，在支座导板上转动安装涨套轴，在涨套轴上部安装用于涨紧固定齿轮的涨套；在所述支座导板的下部安装齿轮转动驱动装置，涨套轴连接至齿轮转动驱动装置的输出端，在涨套轴的下端安装圆光栅；在所述支座导板上安装用于读取第二光栅的第二直线光栅读头和用于读取圆光栅的圆光栅读头；
所述激光测头系统包括激光头支座，激光头支座沿大理石平台系统的台面前后滑动设置，在激光头支座上安装第一激光头和第二激光头；在所述激光头支座上安装用于读取第一光栅的第一直线光栅读头。
进一步的，所述大理石平台系统包括大理石平台，在大理石平台上表面沿前后方向安装激光测头系统导轨，在大理石平台沿左右方向安装齿轮支座转轴系统导轨；所述激光测头系统滑动设置在激光测头系统导轨上，齿轮支座转轴系统滑动设置在齿轮支座转轴系统导轨上。
进一步的，所述齿轮支座推动丝杆系统的活动端通过连接板与支座导板连接。
进一步的，在所述支座导板上安装第一滑块，第一滑块与齿轮支座转轴系统导轨滑动配合。
进一步的，在所述激光头支座上安装第二滑块，第二滑块与激光头测头系统导轨滑动配合。
进一步的，所述齿轮转动驱动装置采用电机。
进一步的，所述电机的输出轴与涨套轴通过联轴器连接。
本发明所述双头激光齿轮测量装置采用2个精密的激光头，扫描测量齿轮的齿轮轮廓线，然后通过计算可以同时得到齿轮径向跳动误差、齿轮齿形误差、公法线平均偏差、齿距偏差、齿距累积偏差、基节偏差等。本发明在分析影响齿轮测量精度的各种因素基础上，对齿轮测量装置结构进行优化设计，提出一种非接触式的双头激光齿轮测量装置，该双头激光齿轮测量装置精度可达1μ级，可以同时计算得到多种齿轮误差。
附图说明
图1为本发明所述双头激光齿轮测量装置的结构示意图。
图2为所述大理石平台系统的示意图。
图3为所述齿轮支座转轴系统的示意图。
图4为所述激光测头系统的示意图。
附图标记说明：1-大理石平台系统、2-齿轮、3-齿轮支座转轴系统、4-连接板、5-激光测头系统、11-大理石平台、12-齿轮支座转轴系统导轨、13-激光测头系统导轨、14-激光头推动丝杆系统、15-齿轮支座推动丝杆系统、16-第一光栅、17-第二光栅、31-涨套轴、32-涨套、33-支座导板、34-第一滑块、35-圆光栅、36-圆光栅读头、37-电机座、38-电机、39-联轴器、40-第二直线光栅读头、51-第一激光头、52-第二激光头、53-激光头支座、54-第二滑块、55-第一直线光栅读头。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述双头激光齿轮测量装置包括大理石平台系统1，在大理石平台系统1的台面上沿左右方向滑动安装齿轮支座转轴系统3以及沿前后方向滑动安装激光测头系统5。
如图2所示，所述大理石平台系统1包括大理石平台11，在大理石平台11上表面的左侧通过螺钉安装沿前后方向布置的激光测头系统导轨13，在大理石平台11上表面的前后两侧通过螺钉沿左右方向布置2根齿轮支座转轴系统导轨12；所述激光测头系统5滑动设置在激光测头系统导轨13上，齿轮支座转轴系统3滑动设置在齿轮支座转轴系统导轨12上；在所述大理石平台11的左端部侧面通过螺钉安装激光头推动丝杆系统14，在大理石平台11的前端部侧面安装齿轮支座推动丝杆系统15，激光头推动丝杆系统14的的活动端与激光头测头系统5连接，激光头推动丝杆系统14能够驱动激光头测头系统5沿激光头测头系统导轨13实现前后方向移动，齿轮支座推动丝杆系统15的活动端通过连接板4与齿轮支座转轴系统3连接，齿轮支座推动丝杆系统15能够驱动齿轮支座转轴系统3沿齿轮支座转轴系统导轨12实现左右方向移动；在所述大理石平台11的上表面左端沿前后方向布置第一光栅16，在大理石平台11的上表面后端沿左右方向布置第二光栅17。
如图3所示，所述齿轮支座转轴系统3包括支座导板33，在支座导板33中部通过轴承安装涨套轴31，在涨套轴31的上部安装涨套32，齿轮2通过涨套32与涨套轴31的上部连接；在所述支座导板33的下表面通过螺钉安装4个第一滑块34，第一滑块34与齿轮支座转轴系统导轨12滑动配合，支座导板33通过连接板4与齿轮支座推动丝杆系统15的活动端连接；在所述支座导板33的下表面通过螺栓连接电机座37，电机座37下表面通过螺钉连接电机38，电机38的输出轴与涨套轴31通过联轴器39连接；在所述涨套轴31的下端通过螺钉安装圆光栅35，在支座导板33的侧面通过螺钉安装圆光栅读头36，在支座导板33上通过螺钉安装用于读取第二光栅17的第二直线光栅读头40。
如图4所示，所述激光测头系统5包括激光头支座53，在激光头支座53的下表面通过螺钉安装2个第二滑块54，第二滑块54与激光头测头系统导轨13滑动配合，激光头支座53与激光头推动丝杆系统14的活动端连接；在所述激光头支座53上表面安装第一激光头51和第二激光头52，在激光头支座53的侧部设置用于读取第一光栅16的第一直线光栅读头55。
本发明所述双头激光齿轮测量装置的工作过程：首先齿轮支座推动丝杆系统15开动，通过连接板4带动齿轮支座转轴系统3到达一定位置；激光头推动丝杆系统14开动，通过激光头支座53带动激光测头系统5到达一定位置；把齿轮2安装在涨套轴31的上部用涨套32涨紧固定；齿轮支座转轴系统3下面的电机38转动，带动齿轮2转动；同时，控制系统读取第一激光头51、第二激光头52的数据，结合圆光栅读头36、第一直线光栅读头55、第二直线光栅读头40的数据，通过软件计算，可以得出齿轮的齿轮径向跳动误差、齿轮齿形误差、公法线平均偏差、齿距偏差、齿距累积偏差、基节偏差等。
本发明具有以下性能：
（1）齿轮支座转轴系统导轨12和激光测头系统导轨13都安装在同一基准面上，以保证测量精度；（2）用涨套轴31作为齿轮2的转动支撑，保证齿轮2的定位精度和转动精度；（3）用2个激光头成一定角度同时对准齿轮2的轮齿两个侧面，通过采集激光头的距离尺寸，再通过测量软件计算，可以得到齿轮的各种参数；（4）2个激光头位置用一个激光头推动丝杆系统14定位，相应的直线光栅提供定位数据；（5）用齿轮支座转轴系统安装齿轮，并且通过电机带动齿轮转动，齿轮支座转轴系统下部有圆光栅提供定位数据，定位数据表示齿轮的周向位置；（6）齿轮支座转轴系统位置用一个齿轮支座推动丝杆系统定位，相应的直线光栅提供定位数据。
Claims (7)
1.一种双头激光齿轮测量装置，其特征是：包括大理石平台系统（1），在大理石平台系统（1）的台面上沿左右方向滑动安装齿轮支座转轴系统（3）以及沿前后方向滑动安装激光测头系统（5），齿轮支座转轴系统（3）与齿轮支座推动丝杆系统（15）的活动端连接，激光测头系统（5）与激光头推动丝杆系统（14）的活动端连接，在大理石平台系统（1）上沿激光测头系统（5）的滑动方向布置第一光栅（16），在大理石台平台系统（1）上沿齿轮支座转轴系统（3）的滑动方向布置第二光栅（17）；
所述齿轮支座转轴系统（3）包括支座导板（33），支座导板（33）沿大理石平台系统（1）的台面左右滑动设置，在支座导板（33）上转动安装涨套轴（31），在涨套轴（31）上部安装用于涨紧固定齿轮（2）的涨套（32）；在所述支座导板（33）的下部安装齿轮转动驱动装置，涨套轴（31）连接至齿轮转动驱动装置的输出端，在涨套轴（31）的下端安装圆光栅（35）；在所述支座导板（33）上安装用于读取第二光栅（17）的第二直线光栅读头（40）和用于读取圆光栅（35）的圆光栅读头（36）；
所述激光测头系统（5）包括激光头支座（53），激光头支座（53）沿大理石平台系统（1）的台面前后滑动设置，在激光头支座（53）上安装第一激光头（51）和第二激光头（52）；在所述激光头支座（53）上安装用于读取第一光栅（16）的第一直线光栅读头（55）。
2.如权利要求1所述的双头激光齿轮测量装置，其特征是：所述大理石平台系统（1）包括大理石平台（11），在大理石平台（11）上表面沿前后方向安装激光测头系统导轨（13），在大理石平台（11）沿左右方向安装齿轮支座转轴系统导轨（12）；所述激光测头系统（5）滑动设置在激光测头系统导轨（13）上，齿轮支座转轴系统（3）滑动设置在齿轮支座转轴系统导轨（12）上。
3.如权利要求1所述的双头激光齿轮测量装置，其特征是：所述齿轮支座推动丝杆系统（15）的活动端通过连接板（4）与支座导板（33）连接。
4.如权利要求2所述的双头激光齿轮测量装置，其特征是：在所述支座导板（33）上安装第一滑块（34），第一滑块（34）与齿轮支座转轴系统导轨（12）滑动配合。
5.如权利要求2所述的双头激光齿轮测量装置，其特征是：在所述激光头支座（53）上安装第二滑块（54），第二滑块（54）与激光头测头系统导轨（13）滑动配合。
6.如权利要求1所述的双头激光齿轮测量装置，其特征是：所述齿轮转动驱动装置采用电机（38）。
7.如权利要求6所述的双头激光齿轮测量装置，其特征是：所述电机（38）的输出轴与涨套轴（31）通过联轴器（39）连接。
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