CN109764839A - 一种行星齿轮尺寸检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及行星齿轮加工技术领域，公开一种行星齿轮尺寸检测设备，包括移动模组机构、内孔检测机构、球面高度检测机构；移动模组机构由直线模组与手动调节平台、齿模座组成；内孔检测机构由升降移动机构、对称调节机构、内孔测量机构组成；球面高度检测机构由气动升降机构、球面高度测量机构组成。其测量核心为气动挠性规与测量笔组成。通过PLC控制系统实现自动化控制，对数据进行快速的数字化加工。本发明测量精度高，且适用性强，能够适用多种规格的行星齿轮测量。

Description

一种行星齿轮尺寸检测设备

技术领域

本发明涉及行星齿轮加工技术领域，更具体地，涉及一种行星齿轮尺寸检测设备。

背景技术

行星齿轮作为汽车的重要零部件之一，其属于精密零件。行星齿轮的质量问题直接影响到行星齿轮安装后的旋转质量，最终影响汽车的整体性能。故在生产制作行星齿轮的完毕后，必须对行星齿轮进行行而有效的尺寸检测，才能保证行星齿轮安装后的性能要求。

现有技术中，行星齿轮的检测设备大多功能性单一，通常都是一个设备只能测量行星齿轮的内孔或者球面高度，缺少一种综合性检测设备。对于行星齿轮尺寸的检测常用的手段有两种，分别为接触式测量与光学测量。接触式测量主要以探针或游标卡尺为测量工具进行测量，但是探针和游标卡尺的精度本身就不高，以及由于齿轮的内孔规格较多，标准的探针及塞规无法满足不同齿轮内孔的测量。光学测量的测量精度高，但是其对检测的工况要求过高，在检测时，齿轮上的灰尘以及液体均会对光学检测产生影响，而在生产制作完毕后，很难保证每一个齿轮的表面无灰尘，无液体的状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中检测设备的综合性不足，以及用于测量的设备无法同时兼顾精度、通用性、以及检测的工况环境的不足，提供一种综合性能力强，同时能够保证测量精度，设备的通用性，以及对检测的工况要求不高的行星齿轮尺寸检测设备。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种行星齿轮尺寸检测设备，包括工作台；所述工作台上设有移动模组机构、检测支架；

所述工作台上设有沿X轴或Y轴直线方向的移动模组机构；所述检测支架的底板固定设置在移动模组机构的导轨两侧；

所述检测支架的两侧分别设有内孔检测机构、球面高度检测机构；所述内孔检测机构由升降移动机构、对称调节机构、内孔测量机构组成；所述升降移动机构固定设置在检测支架的一侧，用于对称调节机构的上下移动；所述对称调节机构固定设置在升降移动机构的连接板上，所述对称调节机构用于内孔测量机构的左右移动；

所述对称调节机构的外侧固定设置用于测量行星齿轮内孔尺寸大小的内孔测量机构；

所述球面高度检测机构由气动升降机构、球面高度测量机构组成；所述气动升降机构固定设置在上述检测支架的另一侧；

所述气动升降机构的外侧设置用于检测行星齿轮球面高度的球面高度测量机构。

进一步地，所述移动模组机构由Y轴移动模组、手动调节平台、齿模座、多块连接板组成；所述Y轴移动模组为直线模组，固定设置在工作台的Y轴直线方向上；所述Y轴移动模组上设置连接板A，所述连接板A受导轨控制，可沿导轨轨迹方向移动；所述连接板A的上方固定设置手动调节平台；所述手动调节平台上固定设置连接板B；所述连接板B上设有多个定位孔，用于固定安装不同规格齿模座。

进一步地，所述检测支架由底板、支撑板、安装板组成；所述两块底板分别固定设置Y轴移动模组的导轨两侧的工作台上；所述支撑板分别固定安装在两块底板上方；所述安装板固定连接在支撑板的上方，且安装板的最低处应高于齿模座的上方；所述安装板的两侧分别固定设置内孔检测机构、球面高度检测机构。

进一步地，所述升降移动机构由伺服电机、联轴器、丝杆、线性滑轨、多块连接板组成；所述连接板F与两块连接板G固定设置在安装板一侧的顶部，形成一个小型支撑台；所述伺服电机固定在连接板F的上表面；所述联轴器串联伺服电机的输出轴与丝杆；所述丝杆的两侧分别垂直固定安装两个线性导轨在安装板上；所述两个线性导轨的底部与丝杆的底部均固定在连接板H上；所述连接板H固定在安装板上或线性导轨的底部。

进一步地，所述对称调节机构由对称调节滑台、多块连接板组成；所述连接板I与连接板H的外侧面固定连接；所述对称调节滑台固定设置在连接板I的外侧面；所述对称调节滑台上连接两块连接板J。

进一步地，所述内孔测量机构由导向块A、轴A、气动挠性规、连接板组成；所述连接板K固定连接在连接板J的底部；所述连接板K的底部固定设置轴A；所述轴A的底部固定设置导向块A；所述两个气动挠性规分别固定设置在两块连接板J的底部。

进一步地，所述气动升降机构由简易调节组件、气缸、线性滑轨、油压缓冲器、限位块、多块连接板组成；所述连接板L固定设置在检测支架的支撑板的一侧；所述简易调节组件固定在连接板L的外侧面；

所述简易调节组件的外部设有连接板N；所述连接板N的上方中心设有连接板O；所述连接板O的上方固定设置气缸；

所述连接板N的外侧面的左右边缘两侧垂直固定设置线性滑轨；所述两个线性滑轨的底部均设有限位块；所述油压缓冲器安装在限位块的底部；所述两个线性滑轨上设有连接板P，所述连接板P的顶部中心与气缸的活塞杆连接，连接板P受气缸的压力控制，可沿线性滑轨的导轨轨迹上下移动。

进一步地，所述球面高度测量机构由限位轴、弹簧、导向轴、导杆、测量笔、多块连接板组成；

所述测量笔通过连接板AB固定在连接板AA上方；所述测量笔的底部与连接板AC的表面接触；所述限位轴底部设置弹簧，弹簧的底部固定在连接板AC上；所述连接板AC的底部固定设置一个直线轴承；所述直线轴承的底部通过外螺纹连接方式连接导杆。

进一步地，所述气动升降机构的底部、连接板P的外侧面均固定设置有钣金；

所述气动机构的底部的钣金A固定连接连接板N的底部，所述钣金A的内侧面底部设有接近开关，所述接近开关作为气动升降机构的运动限制开关；

所述连接板P的外侧面固定设置钣金B；所述钣金B的内侧面的底部设有接近开关，所述接近开关作为球面测量机构的运动限制开关。

进一步地，所述行星齿轮尺寸检测设备的内部控制系统为PLC控制系统。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的行星齿轮尺寸检测设备，其内部采用自动化控制系统，整个

检测过程由系统自动化控制进行，传感器采集数据，由系统自身所自带的程序系统进行数据的数字化加工，测量快速，结果准确。

（2）本发明的行星齿轮尺寸检测设备，其安装的齿模座装卸简单，可以兼

容多个齿模座的安装，同时在测量上，内孔直径数据采用挠性规采集，球面高度利用测量笔的弹性变化，使得本发明在测量上具有统一性，能够适用多种规格的齿轮尺寸检测。

附图说明

图1为本实施例1中行星齿轮尺寸检测设备的示意图；

图2为本实施例1中Y轴移动机构示意图；

图3为本实施例1中内孔检测机构示意图；

图4为本实施例1中检测机构示意图；

图5为本实施例1中球面高度检测机构示意图；

图6为本实施例1中气动挠性规的工作原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，一种行星齿轮尺寸检测设备，包括工作台1；上述工作台1上设有移动模组机构2、检测支架310；上述工作台1上设有沿X轴或Y轴直线方向固定的移动模组机构2；上述检测支架310的底板固定设置在移动模组机构2的导轨两侧；上述检测支架310的两侧分别设有内孔检测机构3、球面高度检测机构4；上述内孔检测机构3由升降移动机构320、对称调节机构330、内孔测量机构340组成；升降移动机构320固定设置在检测支架310的一侧，用于对称调节机构330的上下移动；对称调节机构330固定设置在升降移动机构320的连接板H327上，对称调节机构330用于内孔测量机构340的左右移动；上述对称调节机构330的外侧固定设置用于测量行星齿轮内孔尺寸大小的内孔测量机构340；上述球面高度检测机构4由气动升降机构410、球面高度测量机构420组成；所述气动升降机构410固定设置在上述检测支架310的另一侧；上述气动升降机构410的外侧设置用于检测行星齿轮球面高度的球面高度测量机构420。

如图2所示，上述移动模组机构2由Y轴移动模组21、手动调节平台22、齿模座25、多块连接板组成；在本实施例1中，Y轴移动模组21为直线模组，被固定设置在工作台1的Y轴直线方向上，其Y轴移动模组21的直线导轨上安装有用于Y轴移动模组21的运动滑块，在其Y轴移动模组21的运动滑块上固定设置连接板A23，使得连接板A23受导轨控制，可沿导轨轨迹的Y轴方向移动。在本实施例1中，Y轴移动模组21为同步带型直线模组，其直线模组的导轨上运动滑块上方固定焊接连接板A23，其连接板A23可随运动滑块同步运动。上述连接板A23的上方固定设置手动调节平台22，上述手动调节平台22上固定设置连接板B24；上述连接板B24上设有多个定位孔，用于固定安装不同规格齿模座25。在本实施例1中，由于不用规格的齿模座25其尺寸大小的不同，在更换安装测量上很难做到一致性，故在其齿模座25安装的底板连接板B24底部安装手动调节平台22，上述手动调节平台22为手动式微调平台，利用微分头手动调校，用于补偿因加工或装配造成的位置或者角度偏差。

如图3所示，检测支架310由底板311、支撑板312、安装板313组成；上述检测支架310的两块底板311分别水平固定设置在Y轴移动模组21的导轨两侧的工作台1上；检测支架310的支撑板312分别固定安装在两块底板311上方；安装板313固定设置在支撑板312的上方，且安装板313的最低处应高于齿模座25的上方；安装板313的两侧分别固定设置内孔检测机构3、球面高度检测机构4；在本实施例1中，安装板313的一侧安装内孔检测机构3，另一侧的两个支撑板312的上安装有球面高度检测机构4。

如图3所示，本内孔检测机构3的升降移动机构320由伺服电机321、联轴器324、丝杆325、线性滑轨326、多块连接板组成；上述升降移动机构320中，连接板F322与两块连接板G323固定设置在安装板313一侧的顶部，形成一个小型支撑台。伺服电机321固定在小型支撑台的水平面的连接板F322的上表面，在本实施例1中，升降移动机构320的伺服电机321选择自带刹车功能，这样既可以准确控制位移的距离，也是对移动机构的保护。上述联轴器324串联伺服电机321的输出轴与丝杆325；丝杆325的两侧分别垂直固定安装两个线性导轨326在安装板313上；两个线性导轨326的底部与丝杆325的底部均固定在连接板H327上；连接板H327固定在安装板313或线性导轨326的底部。在本实施例1中，连接板H327固定在线性导轨326的底部，且连接板H327的中心设有轴承座，同为丝杆325的底部支撑。

如图3-4所示，上述对称调节机构330由对称调节滑台332、多块连接板组成；连接板I331与连接板H327的外侧面固定连接；对称调节滑台332固定设置在连接板I331的外侧面；对称调节滑台332上连接两块连接板J333。在本实施例1中，对称调节滑台332为小型丝杆装置，对称调节滑台332利用丝杆的精度高的特点，可以对内孔测量机构340进行水平微量位移，起到用于补偿因加工或装配造成的位置偏差的作用。

如图4所示，上述内孔测量机构340由导向块A343、轴A342、气动挠性规344、连接板组成；连接板K341固定连接在连接板J333的底部；连接板K341的底部固定设置轴A342；轴A342的底部固定设置导向块A343；两个气动挠性规344分别固定设置在两块连接板J333的底部，位于轴A342的两侧。在本实施例1中，内孔测量机构340的核心测量零件为气动挠性规344，其工作原理如图6所示，上述气动挠性规344为气动驱动式弹簧接触型挠性规，当工作时，气动挠性规344内部气压增强，两侧的测量器与两侧的弹簧同时收缩，当测量器到达指定区域时，挠性规内部释放压强，两侧的弹簧弹性弹出，带动测量器弹出，并接触行星齿轮的内壁，挠性规测量器上的传感器将接触数据传送回控制系统，由系统处理数据分析内孔距离。

本实施例1中，气动挠性规344优选具有2mm的有效行程，其特点具有反应快、精度高的特点。

如图5所示，气动升降机构410由简易调节组件412、气缸414、线性滑轨416、油压缓冲器418、限位块4190、多块连接板组成；连接板L411固定设置在检测支架310的支撑板312的一侧；简易调节组件412固定在连接板L411的外侧面，上述简易调节组件41的传动核心为丝杆转动，利用丝杆的原理，电机驱动丝杆，丝杆上设置有受丝杆控制的滑块，丝杆控制滑块上下移动；

上述简易调节组件412的滑块的外侧面设有连接板N413；连接板N413的上方中心设有连接板O415，连接板O415作为支撑件，用于支撑连接板O415的上方固定设置的气缸414；连接板N413的外侧面的左右两侧分别垂直固定设置线性滑轨416；两个线性滑轨416的底部均设有限位块4190；两个线性滑轨416上设有连接板P417，连接板P417的顶部中心与气缸414的活塞杆连接，连接板P417受气缸414的压力控制，可沿线性滑轨416的导轨轨迹上下移动。

如图5所示，球面高度测量机构420由限位轴424、弹簧426、导向轴427、导杆428、测量笔4290、多块连接板组成；

上述测量笔4290通过连接板AB423固定在连接板AA421上方；测量笔4290的底部与连接板AC4291表面接触；上述连接板AA421的内腔顶部固定设置限位轴424；限位轴424的底部设置弹簧426，弹簧426的底部固定在连接板AC4291上；连接板AC4291的底部固定设置一个直线轴承429；直线轴承429的底部通过外螺纹连接方式连接导杆428。在本实施例1中，球面高度测量机构420的测量核心为测量笔4290，其测量笔4290的测量原理为弹性式测量，利用导杆428受力回弹导致测量笔底部发生弹性形变，从而给出高度方向的检测数据。

并且在上述的气动升降机构410的底部、连接板P的外侧面均固定设置有钣金；

气动升降机构410的底部的钣金A419固定连接连接板N413的底部，钣金A419的内侧面底部设有接近开关，接近开关425作为气动升降机构410的运动限制开关；

连接板P417的外侧面固定设置钣金B422；所述钣金B422的内侧面的底部设有接近开关425，所述接近开关425作为球面高度测量机构420的运动限制开关。上述钣金中安装接近开关，其作用都是对移动机构进行一个限位作用，防止球面高度检测机构4的设备因为过量的移动导致撞机，损坏测量器，接近开关能够在移动过量时，及时发出控制信号，停止设备运转。同时为了进一步提高球面高度检测机构4的反撞机能力，故在线性滑轨416的底部的限位滑块中安装设置油压缓冲器418，对设备的进行保护。

本发明中，该检测设备存在有大量的连接板与设备，由于连接板与连接板之间的连接，大多用于设备支撑，故采用焊接的方式，将连接板与连接板之间焊接为一体，保证其稳固性，如连接板F322与连接板G323焊接为一体，用于固定支撑伺服电机321、连接板N413与连接板O415焊接为一体等，固定支撑气缸414；而在连接板与设备之间的连接，在维持其稳固性的同时，为了方便后续的拆卸的维护检修，故连接板与设备之间多采用螺纹连接，螺栓定位等可拆卸式连接方式，如齿模座25通过螺栓固定定位的方式，安装在连接板B24的表面、伺服电机321通过螺栓固定在连接板F322上。

本发明的行星齿轮尺寸检测设备的内部控制系统为PLC控制系统，利用预设编程将测量步骤编程化，将设备的测量机构，以及驱动机构的电性信号与PLC控制系统相连接，实现自动化控制操作。同时将测量机构的核心挠性规与测量笔的数据输出与数字化测量系统与PLC控制系统有效的结构，PLC控制系统可以根据挠性规与测量笔的测量传感器所传递的信号进行数据转化，精确计算所测量的数据。

本发明的行星齿轮尺寸检测设备在测量上采用自动化测量，在设备的设计做了许多保护结构，伺服电机选择自带刹车的伺服电机，是对升降移动机构320的保护；在内孔测量机构中，设置导向块A用于避免因误操作撞机导致测量的挠性规测量头损坏；在球面高度测量机构中，设置限位轴，是为了避免因误操作撞机导致测量笔的测量头损坏。

本发明的行星齿轮尺寸检测设备的检测流程：

校零：在测量使用时，首先在齿模座安装标准齿轮进行数据调零，首先球面高度测量机构4，在气缸414推动下，导杆428向下接触标准齿轮表面时，传感器数据置零；球面高度测量机构420校零以后，齿模座25移动到内孔检测机构3下方，内孔测量机构340的气动挠性规344接触标准齿轮的内孔内壁，进行数据置零。

调校：将测量齿轮安装在齿模座25中，并通过手动调节平台22进行位置调校，然后开始进入自动化测量。

球面高度测量：Y轴移动模组21将齿模座25运送到球面高度检测机构4的正下方，气动升降机构410将球面高度测量机构420推至齿轮的球面上，当导杆428与齿轮球面接触时，导杆428会受力回弹，导致测量笔4290发生形变从而给出高度方向的检测数据，然后测量笔数据传送数据至控制中心，控制中心将数据与标准齿轮所测得数据进行对比，经过数字化转化，可以得到一个偏差数值，该数值加上标准齿轮数值这为被测齿轮所测点的高度尺寸。测量完毕后，气动升降移动机构410恢复原位，Y轴移动模组21将齿轮运送到内孔检测机构3的正下方。

内孔测量：内孔检测机构2的升降移动机构320将内孔测量机构340送至齿轮内孔一定的位置、气动挠性规344开始工作，并给出检测数据，传送回控制中心，由PLC控制系统进行数字化加工，得到测量数据。测量完毕后，升降移动机构回复原位。

再加工：完成测量后，Y轴移动模组21将齿轮送出设备，然后将测量数据反馈给加工人员，加工人员根据测量数据，对齿轮进行再加工。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行星齿轮尺寸检测设备，包括工作台；其特征在于，所述工作台上设有移动模组机构、检测支架；

所述工作台上设有沿X轴或Y轴直线方向的移动模组机构；所述检测支架的底板固定设置在移动模组机构的两侧；

所述检测支架的两侧分别设有内孔检测机构、球面高度检测机构；所述内孔检测机构由升降移动机构、对称调节机构、内孔测量机构组成；所述升降移动机构固定设置在检测支架的一侧，用于对称调节机构的上下移动；所述对称调节机构固定设置在升降移动机构的连接板上，所述对称调节机构用于内孔测量机构的左右移动；

所述对称调节机构的外侧固定设置用于测量行星齿轮内孔尺寸大小的内孔测量机构；

所述球面高度检测机构由气动升降机构、球面高度测量机构组成；所述气动升降机构固定设置在上述检测支架的另一侧；

所述气动升降机构的外侧设置用于检测行星齿轮球面高度的球面高度测量机构。

2.根据权利要求1所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述移动模组机构由Y轴移动模组、手动调节平台、齿模座、多块连接板组成；所述Y轴移动模组为直线模组，固定设置在工作台的Y轴直线方向上；所述Y轴移动模组上设置连接板A，所述连接板A受导轨控制，可沿导轨轨迹方向移动；所述连接板A的上方固定设置手动调节平台；所述手动调节平台上固定设置连接板B；所述连接板B上设有多个定位孔，用于固定安装不同规格齿模座。

3.根据权利要求2所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述检测支架由底板、支撑板、安装板组成；所述两块底板分别固定设置Y轴移动模组的导轨两侧的工作台上；所述支撑板分别固定安装在两块底板上方；所述安装板固定连接在支撑板的上方，且安装板的最低处应高于齿模座的上方；所述安装板的两侧分别固定设置内孔检测机构、球面高度检测机构。

4.根据权利要求1所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述升降移动机构由伺服电机、联轴器、丝杆、线性滑轨、多块连接板组成；所述连接板F与两块连接板G固定设置在安装板一侧的顶部，形成一个小型支撑台；所述伺服电机固定在连接板F的上表面；所述联轴器串联伺服电机的输出轴与丝杆；所述丝杆的两侧分别垂直固定安装两个线性导轨在安装板上；所述两个线性导轨的底部与丝杆的底部均固定在连接板H上；所述连接板H固定在安装板上或线性导轨的底部。

5.根据权利要求1所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述对称调节机构由对称调节滑台、多块连接板组成；所述连接板I与连接板H的外侧面固定连接；所述对称调节滑台固定设置在连接板I的外侧面；所述对称调节滑台上连接两块连接板J。

6.根据权利要求1所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述内孔测量机构由导向块A、轴A、气动挠性规、连接板组成；所述连接板K固定连接在连接板J的底部；所述连接板K的底部固定设置轴A；所述轴A的底部固定设置导向块A；所述两个气动挠性规分别固定设置在两块连接板J的底部。

7.根据权利要求1所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述气动升降机构由简易调节组件、气缸、线性滑轨、油压缓冲器、限位块、多块连接板组成；所述连接板L固定设置在检测支架的支撑板的一侧；所述简易调节组件固定在连接板L的外侧面；

所述简易调节组件的外部设有连接板N；所述连接板N的上方中心设有连接板O；所述连接板O的上方固定设置气缸；所述连接板N的外侧面的左右边缘两侧垂直固定设置线性滑轨；所述两个线性滑轨的底部均设有限位块；所述油压缓冲器安装在限位块的底部；所述两个线性滑轨上设有连接板P，所述连接板P的顶部中心与气缸的活塞杆连接，连接板P受气缸的压力控制，可沿线性滑轨的导轨轨迹上下移动。

8.根据权利要求1所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特在在于，所述球面高度测量机构由限位轴、弹簧、导向轴、导杆、测量笔、多块连接板组成；

所述测量笔通过连接板AB固定在连接板AA上方；所述测量笔的底部与连接板AC的表面接触；所述限位轴底部设置弹簧，弹簧的底部固定在连接板AC上；所述连接板AC的底部固定设置一个直线轴承；所述直线轴承的底部通过外螺纹连接方式连接导杆。

9.根据权利要求7-8所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述气动升降机构的底部、连接板P的外侧面均固定设置有钣金；

所述气动机构的底部的钣金A固定连接连接板N的底部，所述钣金A的内侧面底部设有接近开关，所述接近开关作为气动升降机构的运动限制开关；

所述连接板P的外侧面固定设置钣金B；所述钣金B的内侧面的底部设有接近开关，所述接近开关作为球面测量机构的运动限制开关。

10.根据上述权利要求1-9所述的一种行星齿轮尺寸检测设备，其特征在于，所述行星齿轮尺寸检测设备的内部控制系统为PLC控制系统。