CN117663997A - 半轴齿轮精密尺寸测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半轴齿轮精密尺寸测量装置及测量方法，该半轴齿轮包括半轴部和齿轮部，该装置包括：高度测量机构，其用于测量半轴齿轮的齿轮部高度；直径测量机构，其用于测量半轴齿轮的半轴部的直径；升降机构，其用于带动高度测量机构沿Z轴方向进行升降；进给座，其上设置有用于安装半轴齿轮的定位座；进给驱动机构，其用于带动进给座沿水平方向进行直线运动；旋转驱动机构，其用于驱动定位座在进给座上绕Z轴进行旋转；数据处理模块，其用于根据高度测量机构和直径测量机构的测量数据分析得到半轴齿轮的尺寸测量结果；以及控制模块。本发明能够实现半轴齿轮半轴部直径及齿轮部高度的同时、自动化检测，可以提高检测效率和检测精度。

Description

半轴齿轮精密尺寸测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及尺寸检测技术领域，特别涉及一种半轴齿轮精密尺寸测量装置及测量方法。

背景技术

半轴齿轮是车辆转向机构里常见的零件，其半轴部直径及齿轮部高度为其关键尺寸之一。由于批量很大，如果人工检测的话，会耗费大量人力，且检测精度受人员影响较大。

机械化的自动测量机构能够解放人力、提高检测效率和精度，专利CN116734785A公开了一种半轴齿轮跳动检测系统，其包括工件、转动安装于所述工件上的转台、以及两个分别检测齿轮安装平面跳动与轴径跳动的测头等组件，其具有可对不同规格齿轮进行跳动检测的效果，且能够定量显示跳动趋势。CN218270458U一种半轴齿轮检测装置，该半轴齿轮检测装置，通过设置顶针、主轴配合跳动测试杆便于完成对半轴齿轮的测试，同时设置位于安装架外部的夹块进行定心夹持，能够便于快速完成对不同直径主轴和顶针的定位，使得检测工序速率提高，通过设置一字杆、螺杆进行调节，使得针对装置的使用和调节均较为方便，提高了装置的实用性。上述专利均涉及了对半轴齿轮的检测，但均无法同时对半轴部直径及齿轮部高度进行自动化检测。

所以，现在有必要对现有技术进行改进，以提供一种能够同时对半轴齿轮进行直径与高度进行精密检测的方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种半轴齿轮精密尺寸测量装置及测量方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种半轴齿轮精密尺寸测量装置，该半轴齿轮包括半轴部和齿轮部，其特征在于，包括：

高度测量机构，其用于测量半轴齿轮的齿轮部高度，该高度指齿轮部的上表面与下表面之间的距离；

直径测量机构，其用于测量半轴齿轮的半轴部的直径；

升降机构，其用于带动所述高度测量机构沿Z轴方向进行升降；

进给座，其上设置有用于安装半轴齿轮的定位座；

进给驱动机构，其用于带动所述进给座沿水平方向进行直线运动，以将所述定位座上的半轴齿轮输送至检测工位上进行齿轮部高度和半轴部直径的测量；

旋转驱动机构，其用于驱动所述定位座在所述进给座上绕Z轴进行旋转；

数据处理模块，其用于根据高度测量机构和直径测量机构的测量数据分析得到半轴齿轮的尺寸测量结果；

以及控制模块，其对升降机构、进给驱动机构以及旋转驱动机构进行控制。

优选的是，所述升降机构包括安装支架、设置在所述安装支架上的安装竖板、沿Z轴方向设置在所述安装竖板上的Z导轨、配合设置在所述Z导轨上的Z滑块、连接在所述Z滑块上的Z滑座、固定设置在所述安装竖板上的Z固定座、设置在所述安装支架上的Z电机、与所述Z电机驱动连接的沿Z轴方向设置的Z丝杆、配合套设在所述Z丝杆上且与所述Z滑座连接的Z丝杆螺母；

所述高度测量机构包括设置在所述Z滑座上的测高安装座、设置在所述测高安装座上的3个测高位移传感器以及用于同时调节3个测高位移传感器与定位座的中心轴线之间的距离的位置调节组件。

优选的是，所述位置调节组件包括贯通开设在所述测高安装座上的尺寸相同的3条安装通槽与3个调节腰孔、开设在所述测高安装座底部且不贯通所述测高安装座的尺寸相同的3条调节滑槽、分别可活动设置在3条调节滑槽上的3个调节安装块以及可拆卸设置在3条安装通槽的中部的位置调节块；

3条安装通槽的布置满足：沿同一个虚拟圆的圆心O₁由径向向外侧延伸设置、且彼此之间呈120°的夹角，相邻两安装通槽之间通过弧度和长度均相同的圆弧段过渡连接，3个圆弧段围绕形成一个残缺的定位圆，该定位圆的圆心O₂与虚拟圆的圆心O₁重合且在所述定位座的中心轴线上；

3个调节腰孔分别布置于3条安装通槽的径向外侧；

所述调节滑槽的宽度大于所述安装通槽的宽度，3条调节滑槽分别对应处于3条安装通槽的正下方；所述调节安装块上设置有与所述调节腰孔连通的测高锁紧孔以及用于安装测高位移传感器的测高安装孔；所述调节安装块可在所述调节滑槽内沿径向活动，并通过插入所述调节腰孔和测高锁紧孔的测高锁紧螺丝进行位置固定。

优选的是，所述位置调节块包括具有可替换的不同直径尺寸的限位盘以及连接在限位盘上的尺寸固定的安装轴，所述安装轴的外径与所述定位圆的内径相同；所述安装轴的上端开设有固定螺纹孔，所述安装轴由下向上配合插入3条调节滑槽中部的连通位置处后，所述圆弧段与所述安装轴的外壁贴合，3个调节安装块的内侧均与所述限位盘的外壁贴合，通过设置在所述测高安装座上的压片以及穿过所述压片并插入所述固定螺纹孔内的固定螺丝使所述位置调节块被固定在所述测高安装座上，通过替换具有不同直径的限位盘的位置调节块来同时调节3个测高位移传感器的相对于圆心O₂的位置。

优选的是，所述直径测量机构包括在水平面内对称设置在所述Z固定座上的两个直径测量子机构；

所述直径测量子机构包括设置在所述Z固定座上的测直径安装座、连接在所述测直径安装座上的第一T型块、连接在所述第一T型块的第一横杆上且处于所述第一T型块的第一纵杆两侧的两加强板、沿X方向连接在两加板之间的X导向杆、可沿X轴方向滑动设置在所述X导向杆上的第二T型块、连接在所述第二T型块的第二纵杆和第一T型块的第一纵杆之间的弹簧、设置在所述第一纵杆上的测直径位移传感器、连接在所述第二T型块的第二横杆上的L型测量块以及连接在所述L型测量块的末端内侧的测量头；

所述第二纵杆上开设有X导向滑孔，所述X导向杆穿过第一纵杆后再配合穿过所述X导向滑孔；

所述测直径位移传感器的测量杆依次穿过所述加强板、第一纵杆后与所述第二纵杆接触，所述第二纵杆上设置有用于与所述测直径位移传感器的测量杆接触的垫片；

所述第二纵杆的末端连接有第一滑块，所述第一横杆上设置有与所述第一滑块配合的第一滑轨；所述第二横杆的两端均连接有第二滑块，所述加强板的末端设置有与所述第二滑块配合的第二滑轨。

优选的是，所述测直径位移传感器为接触式位移传感器，该接触式位移传感器通过检测其测量杆相对于位移传感器本体的移动实现被测物位移的测量；

所述进给座上的半轴齿轮被所述进给驱动机构推入到检测工位上后，两个直径测量子机构上的测量头从两侧与半轴齿轮的半轴部外壁紧贴，从而通过两个直径测量子机构上的测直径位移传感器实现对半轴齿轮的半轴部直径的测量；

所述升降机构带动所述高度测量机构向下移动至所述测高位移传感器的测量杆与半轴齿轮的齿轮部上表面接触，以通过所述测高位移传感器实现对半轴齿轮的齿轮部高度的测量。

优选的是，所述进给座包括水平移动板、可绕Z轴转动设置在所述水平移动板上的转盘以及设置在所述转盘上的所述定位座，所述定位座的上部开设有与半轴齿轮的齿轮部匹配的齿轮安装槽；所述定位座内设置有定位底面，半轴齿轮设置在定位座上后，半轴齿轮的齿轮部底面与所述定位底面配合接触；

所述旋转驱动机构设置在所述水平移动板的底部，用于驱动所述转盘转动。

优选的是，所述进给驱动机构包括沿水平方向设置的水平滑轨、配合设置在所述水平滑轨上的水平滑块、设置在所述水平移动板上的水平驱动块以及用于驱动所述水平驱动块进行线性移动的水平驱动机构；

所述半轴齿轮精密尺寸测量装置还包括用于对定位座及其上的半轴齿轮进行吹扫清洁的吹扫机构以及设置在所述进给驱动机构两侧的用于判断定位座上有无半轴齿轮的光电开关组。

优选的是，该半轴齿轮精密尺寸测量装置还包括用于对所述水平移动板进行位置锁紧的自校正锁止机构，所述自校正锁止机构包括锁紧电动推杆、连接在所述锁紧电动推杆末端的锥形锁紧柱以及开设在所述水平移动板底部的用于供所述锥形锁紧柱配合插入的锁紧孔；

所述锥形锁紧柱的直径由下向上逐渐减小，所述锥形锁紧柱的末端设置有球头状顶端；

所述锁紧孔包括由外向内依次开设的喇叭孔段、锥形孔段以及球状孔段，所述锁紧孔的内径由下向上逐渐减小，且所述喇叭孔段的最大直径大于所述锥形锁紧柱的最大直径，所述锥形孔段的最小直径与所述锥形锁紧柱的最小直径相同，所述球状孔段的尺寸与所述球头状顶端匹配。

本发明还提供一种半轴齿轮精密尺寸测量方法，其采用如上所述的装置对半轴齿轮的半轴部的高度尺寸和直径尺寸进行测量，该方法包括以下步骤：

S1、预先将直径测量机构调整至基准初始状态，并确定初始参数：

使两个直径测量子机构的测直径位移传感器的测量杆均处于初始零位U₀，到达基准初始状态，获取此时两个直径测量子机构的测量头内端之间的间距D₀，即初始参数；

其中，D₀＝0.3～0.95D_B，D_B为待测量的半轴齿轮的半轴部的设计直径；

其中，测量杆处于初始零位表示：测量杆正好与第二纵杆上的垫片接触，但未受到垫片施加的作用力；

S2、控制所述吹扫机构对所述定位座进行吹扫，所述定位座接受待测量的半轴齿轮后，控制所述吹扫机构再对半轴齿轮表面进行吹扫，所述控制模块控制进给驱动机构带动进给座移动，使半轴齿轮被移动至检测工位，然后控制所述自校正锁止机构将所述进给座进行锁紧；

此时，两个直径测量子机构的测量头之间的连线为半轴部的一条直径，即此时两个直径测量子机构的测量头之间的距离为半轴部的直径值；

S3、直径测量：

获取此时两个直径测量子机构的测直径位移传感器的测量结果，分别记为d_x1、d_x2，d_x1、d_x2为测直径位移传感器的测量杆相对于各自测量杆的初始零位U₀向内收缩移动的位移，通过以下公式计算半轴齿轮的半轴部直径测量结果D_x：D_x＝D₀+d_x1+d_x2；

S4、高度测量：

所述控制模块先控制所述高度测量机构移动到高度初始位置，然后再控制所述高度测量机构向下运动，直至3个测高位移传感器的测量杆中的任意一个与半轴齿轮的齿轮部上表面接触时停止，记当前与齿轮部上表面接触的测高位移传感器的测量杆由高度初始位置到当前位置的位移；使所述高度测量机构继续向下运动，并记录剩余的测高位移传感器的测量杆由高度初始位置到与齿轮部上表面接触时的位移，将三个测高位移传感器的测量杆的位移分别记为h_x1、h_x2、h_x3；

所述数据处理模块通过以下公式计算半轴齿轮的测量高度H_x：H_x＝H₀-(h_x1+h_x2+h_x3)/3；其中，H₀为已知量，表示高度初始位置与定位座上的定位底面之间的垂直距离；

S5、半轴部圆度测量与齿轮部高度均匀度测量：

S5-1、完成步骤S3和S4后，保持所述直径测量机构的位置不变，控制所述高度测量机构移动到高度初始位置；然后所述控制机控制所述旋转驱动机构带动进给座绕Z轴旋转，使得半轴齿轮绕Z轴旋转360°；

S5-1-1、在半轴齿轮旋转过程中，所述数据处理模块获取N个直径测量数据：一个直径测量数据包括某一个旋转角度i下的半轴齿轮的半轴部直径测量结果D_xi；

以D_xi-D_B为纵坐标、旋转角度i为横坐标进行曲线拟合，得到圆度表征曲线f_x，其中，D_B为半轴部的设计直径，即目标直径；

在圆度表征曲线f_x中，计算曲线与横坐标轴之间形成的区域的面积，记为不均匀度面积S_x；计算圆度表征指标RO_x，RO_x＝(S_x-S_B)/S_x；其中，S_B为采用步骤S2和S3的方法获得的半轴齿轮标准件的圆度表征曲线f_B中的不均匀度面积；

S_x、RO_x≤1越小，表明圆度越好，当同时满足：D_max≤D_ε、|D_min|≤D_ε、S_x≤S_ε且RO_x≤RO_ε时，说明圆度合格；其中，D_ε为预先设定的直径差值阈值，S_ε为预先设定的不均匀度面积阈值；

S5-1-2、在半轴齿轮旋转过程中，当半轴齿轮旋转角度分别为45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°时，所述数据处理模块获取每个旋转角度下半轴齿轮的测量高度，依次记为H_x1、H_x2、H_x3、H_x4、H_x5、H_x6、H_x7；计算齿轮部高度均匀度表征指标RH_x：

当RH_x≤RH_ε时，说明齿轮部高度均匀度合格；

其中，H_B为半轴齿轮的齿轮部高度的设计值，RH_ε为预先设置的高度均匀度表征指标阈值。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种半轴齿轮精密尺寸测量装置及基于该装置的检测方法，本发明能够实现半轴齿轮半轴部直径及齿轮部高度的同时、自动化检测，可以提高检测效率和检测精度；

本发明提供的高度测量机构中，通过设置位置调节块能够同时实现三个测高位移传感器水平面内位置的精确定位与调节，且通过替换不同的位置调节块一方面能够适用于不同尺寸的半轴齿轮的高度测量，另一方面，也可以调整测量半轴齿轮高度的位置；

本发明提供的直径测量机构中，即使因弹簧自由长度产生变化等因素造成测试开始时测量头的位置有所变化，也不会影响测量结果，能够降低对测量初始位置精度的要求，也可避免每次测量前均需要对测量头的初始位置进行精确调节的麻烦；另一方面，通过直径测量机构结构的设计，能够利用半轴齿轮进料的驱动力实现测直径位移传感器与半轴部之间的相对位移，不需要再设置一个驱动机构来带动测直径位移传感器进行移动，所以可以省去一个驱动机构，简化整体结构；

本发明通过设置自校正锁止机构不仅能够实现水平移动板的锁紧，还能够在一定程度上纠正水平移动板因惯性等因素造成的与要求停止位置具有偏差的位置偏移，可更换保证测量精度；

本发明中，通过设置旋转驱动机构并配合本发明的方法，还能够实现半轴部圆度的测量和齿轮部高度均匀度的测量；

半轴部圆度测量中，通过采集有限个数的数据点，然后进行曲线拟合得到圆度表征曲线f_x，可以通过少量的数据点来反应整个周向内半轴部的直径情况，能够较好的表现半轴部表面各个点处整体的实际直径，可降低测量误差、提高测量精度；进一步通过求取不均匀度面积S_x，并与标准件对比得到圆度表征指标RO_x，能够直观、全面的反应半轴部的圆度，获得具有更好评价价值的测试结果；

齿轮部高度均匀度的测量中，对齿轮部表面选择多个不同位置进行测量，能够降低测量误差，提高测量精度。

附图说明

图1为实施例1中的半轴齿轮精密尺寸测量装置的整体结构示意图；

图2为实施例1中的半轴齿轮的结构示意图；

图3为实施例1中的半轴齿轮的齿轮部高度和半轴部直径的示意图；

图4为实施例1中的升降机构、高度测量机构与直径测量机构配合安装的整体结构示意图；

图5为实施例1中的高度测量机构的结构示意图；

图6为实施例1中的高度测量机构的分解图；

图7为实施例1中的高度测量机构的另一个视角的结构示意图；

图8为实施例1中的高度测量机构的俯视图；

图9为实施例1中的高度测量机构的仰视图；

图10为实施例1中的测高安装座的底面结构示意图；

图11为实施例1中的测高安装座的俯视图；

图12为实施例1中的定位圆的示意图；

图13为实施例1中的直径测量机构的整体结构示意图；

图14为实施例1中的直径测量机构的俯视图；

图15为实施例1中的一个直径测量子机构的俯视图；

图16为实施例1中的进给座与进给驱动机构配合的分解图；

图17为实施例1中的进给座与进给驱动机构配合的整体结构示意图；

图18为实施例1中的锁紧电动推杆的结构示意图；

图19为实施例1中的锁紧孔的结构示意图；

图20为实施例1中的锁紧电动推杆与锁紧孔配合的结构示意图；

图21为实施例2中的半轴齿轮精密尺寸测量方法的流程图；

图22为实施例2中的一种待测半轴齿轮的圆度表征曲线f_x和半轴齿轮标准件的圆度表征曲线f_B。

附图标记说明：

1—高度测量机构；10—测高安装座；11—测高位移传感器；

12—位置调节组件；120—安装通槽；1200—圆弧段；1201—定位圆；121—调节腰孔；122—调节滑槽；123—调节安装块；1230—测高锁紧孔；1231—测高安装孔；124—位置调节块；1240—限位盘；1241—安装轴；1242—固定螺纹孔；125—压片；

2—直径测量机构；2a、2b—直径测量子机构；20—测直径安装座；21—第一T型块；210—第一横杆；2100—第一滑轨；211—第一纵杆；22—加强板；220—第二滑轨；23—X导向杆；24—第二T型块；240—第二横杆；2400—第二滑块；241—第二纵杆；2410—第一滑块；242—垫片；25—弹簧；26—测直径位移传感器；260—位移传感器本体；261—测量杆；27—L型测量块；28—测量头；

3—升降机构；30—安装支架；31—安装竖板；32—Z导轨；33—Z滑块；34—Z滑座；35—Z固定座；36—Z电机；37—Z丝杆；38—Z丝杆螺母；

4—进给座；40—水平移动板；41—转盘；42—定位座；43—齿轮安装槽；44—定位底面；

5—进给驱动机构；50—水平滑轨；51—水平滑块；52—水平驱动块；53—水平驱动机构；530—电动推杆安装座；531—水平电动推杆；532—输出杆；

6—旋转驱动机构；

7—自校正锁止机构；70—锁紧电动推杆；71—锥形锁紧柱；710—球头状顶端；72—锁紧孔；720—喇叭孔段；721—锥形孔段；722—球状孔段；

8—吹扫机构；80—光电开关组；

9—半轴齿轮；90—半轴部；91—齿轮部。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

参照图1-20，本实施例提供一种半轴齿轮精密尺寸测量装置，该半轴齿轮9包括半轴部90和齿轮部91，包括：

高度测量机构1，其用于测量半轴齿轮9的齿轮部91高度，该高度指齿轮部91的上表面与下表面之间的距离；

直径测量机构2，其用于测量半轴齿轮9的半轴部90的直径；

升降机构3，其用于带动高度测量机构1沿Z轴方向进行升降；

进给座4，其上设置有用于安装半轴齿轮9的定位座42；

进给驱动机构5，其用于带动进给座4沿水平方向进行直线运动，以将定位座42上的半轴齿轮9输送至检测工位上进行齿轮部91高度和半轴部90直径的测量；

旋转驱动机构6，其用于驱动定位座42在进给座4上绕Z轴进行旋转；

数据处理模块，其用于根据高度测量机构1和直径测量机构2的测量数据分析得到半轴齿轮9的尺寸测量结果；

控制模块，其对升降机构3、进给驱动机构5以及旋转驱动机构6进行控制；

吹扫机构8，其用于对定位座42及其上的半轴齿轮9进行吹扫清洁

以及光电开关组80，其设置在进给驱动机构5两侧，用于判断定位座42上有无半轴齿轮9。

参照图2-3，为半轴齿轮9的结构示意，图3中对齿轮部91高度H、半轴部90直径D进行了具体示意。

参照图4，本实施例中，升降机构3包括安装支架30、设置在安装支架30上的安装竖板31、沿Z轴方向设置在安装竖板31上的Z导轨32、配合设置在Z导轨32上的Z滑块33、连接在Z滑块33上的Z滑座34、固定设置在安装竖板31上的Z固定座35、设置在安装支架30上的Z电机36、与Z电机36驱动连接的沿Z轴方向设置的Z丝杆37、配合套设在Z丝杆37上且与Z滑座34连接的Z丝杆螺母38；

Z电机36带动Z丝杆37转动，并通过Z滑块33与Z导轨32的导向，从而使Z丝杆螺母38进行Z方向的线性移动，以带动Z滑座34及其上的高度测量机构1进行高精度的升降，Z滑座34的位置通过电机转速或是通过设置光栅尺等常规组件即可获取。

参照图5-12，本实施例中，高度测量机构1包括设置在Z滑座34上的测高安装座10、设置在测高安装座10上的3个测高位移传感器11以及用于同时调节3个测高位移传感器11与定位座42的中心轴线之间的距离的位置调节组件12。

位置调节组件12包括贯通开设在测高安装座10上的尺寸相同的3条安装通槽120与3个调节腰孔121、开设在测高安装座10底部且不贯通测高安装座10的尺寸相同的3条调节滑槽122、分别可活动设置在3条调节滑槽122上的3个调节安装块123以及可拆卸设置在3条安装通槽120的中部的位置调节块124；

3条安装通槽120的布置满足：沿同一个虚拟圆的圆心O₁由径向向外侧延伸设置、且彼此之间呈120°的夹角，(即3条安装通槽120的内侧相互连通并相交于圆心O₁，相邻两安装通槽120之间通过弧度和长度均相同的圆弧段1200过渡连接，3个圆弧段1200围绕形成一个残缺的定位圆1201，该定位圆1201的圆心O₂与虚拟圆的圆心O₁重合且在定位座42的中心轴线上；

3个调节腰孔121分别布置于3条安装通槽120的径向外侧；

调节滑槽122的宽度大于安装通槽120的宽度，3条调节滑槽122分别对应处于3条安装通槽120的正下方；调节安装块123上设置有与调节腰孔121连通的测高锁紧孔721230以及用于安装测高位移传感器11的测高安装孔1231；调节安装块123可在调节滑槽122内沿径向活动，并通过插入调节腰孔121和测高锁紧孔721230的测高锁紧螺丝进行位置固定。

其中，位置调节块124包括具有可替换的不同直径尺寸的限位盘1240以及连接在限位盘1240上的尺寸固定的安装轴1241，安装轴1241的外径与定位圆1201的内径相同；安装轴1241的上端开设有固定螺纹孔1242，安装轴1241由下向上配合插入3条调节滑槽122中部的连通位置处后，圆弧段1200与安装轴1241的外壁贴合，3个调节安装块123的内侧均与限位盘1240的外壁贴合，通过设置在测高安装座10上的压片125以及穿过压片125并插入固定螺纹孔1242内的固定螺丝使位置调节块124被固定在测高安装座10上，通过替换具有不同直径的限位盘1240的位置调节块124来同时调节3个测高位移传感器11的相对于圆心O₂的位置。

使用时，安装轴1241插入3条调节滑槽122中部的连通位置处后，三个圆弧段1200与安装轴1241外壁紧贴实现安装轴1241的定位，保证安装轴1241的轴线和定位座42的轴线重合，通过螺丝锁紧固定；然后使三个位置调节块124内侧紧贴住限位盘1240的外壁，实现三个位置调节块124的定位，通过螺丝锁紧固定，三个位置调节块124的位置取决于限位盘1240的直径，所以通过限位盘1240即可同时实现三个测高位移传感器11水平面内位置的精确定位与调节。

本实施例中，可替换不同尺寸的位置调节块124，不同尺寸的位置调节块124中，安装轴1241的尺寸均相同，但限位盘1240的尺寸不相同。替换不同的位置调节块124用以调节3个测高位移传感器11相对于其中心(即圆心O₂)的距离，从而一方面能够适用于不同尺寸的半轴齿轮9的高度测量，另一方面，也可以调整测量半轴齿轮9高度的位置，例如，可以通过替换若干个具有不同直径限位盘1240的位置调节块124，从而在半轴齿轮9的齿轮表面取离圆心O₂不同距离的若干个点进行高度测量，之后取平均值作为测量结果，也可以提高测量结果的准确度。

其中，测高位移传感器11可采用常规的接触式位移传感器，当其测量杆261与被测物接触时，能够产生信号，实现接触面的定位，通过获知测量杆261自身到接触面之间的位移等信息，即可对接触面的位置进行测量。例如，在一些实施例中，可选择MAHR-P2004M，当然也可选择具备如上功能的其他常规型号的接触式位移传感器。

高度测量机构1的一种测量原理为：

待测的半轴齿轮9进入检测工位后(半轴齿轮9处于高度测量机构1正下方，且安装轴1241的轴线和定位座42的轴线重合)，通过升降机构3控制高度测量机构1进行升降，并可获取各个位置的高度；先使高度测量机构1到达初始位置(可通过常规的光耦或光栅尺定位)，并准确测量此时测高位移传感器11的测量杆261底部与定位座42上的定位底面44之间的垂直距离H₀，然后再使测高位移传感器11向下移动，直至测高位移传感器11的测量杆261与齿轮部91上表面接触时停止，并记录停止时测量杆261的位移，由于具有三个测高位移传感器11，对于齿轮部91上表面为理论平面而言，三个测高位移传感器11会同时与齿轮部91上表面接触，但实际上，齿轮部91上表面不同位置处的高度有可能不同，所以三个测高位移传感器11的位移有可能不同，记录该三个位移h_x1、h_x2、h_x3，然后计算三个测高位移传感器11的位移均值，用H₀减去该均值即为齿轮部91的测量高度。通过测量三个位置的高度，能够减小测量误差。

参照图13-15，本实施例中，直径测量机构2包括在水平面内对称设置在Z固定座35上的两个直径测量子机构2a、2b；

直径测量子机构包括设置在Z固定座35上的测直径安装座20、连接在测直径安装座20上的第一T型块21、连接在第一T型块21的第一横杆210上且处于第一T型块21的第一纵杆211两侧的两加强板22、沿X方向连接在两加板之间的X导向杆23、可沿X轴方向滑动设置在X导向杆23上的第二T型块24、连接在第二T型块24的第二纵杆241和第一T型块21的第一纵杆211之间的弹簧25、设置在第一纵杆211上的测直径位移传感器26、连接在第二T型块24的第二横杆240上的L型测量块27以及连接在L型测量块27的末端内侧的测量头28；

第二纵杆241上开设有X导向滑孔，X导向杆23穿过第一纵杆211后再配合穿过X导向滑孔；

测直径位移传感器26的测量杆261依次穿过加强板22、第一纵杆211后与第二纵杆241接触，第二纵杆241上设置有用于与测直径位移传感器26的测量杆261接触的垫片242；

第二纵杆241的末端连接有第一滑块2410，第一横杆210上设置有与第一滑块2410配合的第一滑轨2100；第二横杆240的两端均连接有第二滑块2400，加强板22的末端设置有与第二滑块2400配合的第二滑轨220。

其中，测直径位移传感器26为常规的接触式位移传感器，该接触式位移传感器通过检测其测量杆261相对于位移传感器本体260的移动实现被测物位移的测量；也就是说，测量杆261受到压力时，会在位移传感器本体260内的移动，其移动距离能直接获得，通过该移动距离实现被测物的测量。本实施例中，测直径位移传感器26采用接触式的LVDT电感式位置传感器，具体如1301/1303/1304K/1318Magr-LVDT等常规市售产品，或是专利CN209623609U公开的一种直流回弹式LVDT直线位移传感器等，当然也可选择其他具备上述功能的常规位移传感器产品。

进给座4上的半轴齿轮9被进给驱动机构5推入到检测工位上后，两个直径测量子机构上的测量头28从两侧与半轴齿轮9的半轴部90外壁紧贴，从而通过两个直径测量子机构上的测直径位移传感器26实现对半轴齿轮9的半轴部90直径的测量；

升降机构3带动高度测量机构1向下移动至测高位移传感器11的测量杆261与半轴齿轮9的齿轮部91上表面接触，以通过测高位移传感器11实现对半轴齿轮9的齿轮部91高度的测量。

Z固定座35上沿X方向有安装槽，测直径安装座20可在安装槽中于一定范围内调整X方向的位置，用以适用不同尺寸的半轴齿轮9，调整好后通过螺丝穿过测直径安装座20上的腰孔后插入Z固定座35上配合开始的螺纹孔中进行固定，两个测直径安装座20之间的初始间距要根据半轴齿轮9的半轴直径来设置，具体而言，通常可按照满足以下要求来设置：

设置两个测直径安装座20之间的初始间距，并且使两个直径测量子机构的测直径位移传感器26的测量杆261均处于初始零位U₀，此时两个直径测量子机构的测量头28内端之间的间距为D₀，其中D₀满足：D₀＝0.3～0.95D_B，更优选满足：D₀＝0.65～0.95D_B，D_B为待测量的半轴齿轮9的半轴部90的设计直径，也就是半轴部90的目标加工直径。且两个测量头28相对于定位座42的中心轴线是对称的，即每个测量头28与中心的间距均为0.5D₀。

这样设置使得，两个直径测量子机构的测量头28之间的间距小于半轴直径(半轴部90会存在加工误差，但通常加工误差均很小，所以待测的半轴齿轮9的半轴部90的直径也会小于两个测量头28之间的间距)，半轴齿轮9被水平移动板40带动进入检测工位时，半轴部90能够卡入到两个测量头28之间，并与两个测量头28的内端保持接触。

直径测量机构2的一种测量原理为：

1)首先安装设置好弹簧25、测直径位移传感器26，使得测量杆261处于初始零位U₀，即测量杆261正好与第二纵杆241上的垫片242接触，但未受到垫片242施加的作用力；

设置两个测直径安装座20之间的初始间距，使两个直径测量子机构的测量头28内端之间的间距D₀满足：D₀＝0.3～0.95D_B，并获取D₀的具体值，锁紧固定两个测直径安装座20；

2)通过吹扫机构8对定位座42进行吹扫，然后通过外部机械手或人工将待测量的半轴齿轮9放置到定位座42上，光电开关组80检测到放置有半轴齿轮9后，吹扫机构8再对半轴齿轮9表面进行吹扫，然后进行测量，通过吹扫防止残留在定位座42或半轴齿轮9上的切削液及铁屑等杂物影响测量；

控制模块控制进给驱动机构5带动进给座4沿Y轴方向移动，使半轴齿轮9由外向内(图14中由下向上)被移动至检测工位，然后控制自校正锁止机构7将进给座4进行锁紧；

在半轴齿轮9进入检测工位的过程中，由于左右两个测量头28内端之间的间距是小于半轴直径的，所以测量头28会逐渐与半轴部90的外壁接触并相对移动，直至半轴齿轮9到达检测工位，此时，两个直径测量子机构的测量头28之间的连线为半轴部90的一条直径，即此时两个直径测量子机构的测量头28之间的距离为半轴部90的直径值；通过获取两个测量头28之间的距离即可得到半轴部90的直径。

3)参照图14中左侧的直径测量子机构，在半轴齿轮9移动过程中，测量头28与半轴部90外壁接触收到反向左右力，使得L型测量块27与第二T型块24一起向移动，使得第二T型块24的第二纵杆241向左挤压测直径位移传感器26的测量杆261，使测量杆261向左缩入位移传感器本体260中，同时弹簧25被压缩，到达检测工位时，测量杆261向左位移停止，其相对位移传感器本体260的位移(此时是初始零位移动到当前位置)可直接获得，记为d_x1；相同的，右侧的直径测量子机构中，测量杆261的位移记为d_x2，则半轴齿轮9的半轴部90直径测量结果D_x＝D₀+d_x1+d_x2(1)；

在移动过程中，X导向杆23以及第一滑块2410与第一滑轨2100配合、第二滑块2400与第二滑轨220配合的双重导向作用能够保证移动的高度线性，从而保证测量测过的精度；

当完成直径测量后，半轴齿轮9被向外移出，在弹簧25的弹力作用下，第二T型块24带动L型测量块27向右移动复位，使测量头28回到初始位置。

可以理解的是，弹簧25在长期使用后，其自由长度会产生变化，通常来说，这种变化会对测量结果产生影响，但本发明中能够避免上述原因造成测量结果的影响，具体的：

本申请中，弹簧25主要是受到压力作用，被频繁压缩后可能会无法回复到初始行程，即弹簧25可能会变短，所以在测量初始状态时，测量杆261的实际零位会相对于初始零位U₀向内收缩，对图14中左侧的直径测量子机构而言，是向左收缩，假设为d₀₁，右侧的直径测量子机构中则是向右收缩，假设为d₀₂；此时，两个直径测量子机构的测量头28内端之间的实际间距D₀'＝D₀+d₀₁+d₀₂；

直径测量所得测量结果d_x1、d_x2为测量杆261相对于初始零位U₀的位移，所以左侧测量杆261实际位移d_x1'＝d_x1-d₀₁，右侧测量杆261实际位移d_x2'＝d_x2-d₀₂；

所以，此时：D_x＝D₀'+d_x1'+d_x2'＝D₀+d₀₁+d₀₂+d_x1-d₀₁+d_x2-d₀₂＝D₀+d_x1+d_x2；该结果与上述式(1)相同，从而说明本发明测中，即使因弹簧25自由长度产生变化，也不会对测量结果产生影响；也就是说，只需要在最开始将两个直径测量子机构的位置设置好并记录间距D₀，即使后续测量时，测试开始时测量头28的位置有所变化，也不会影响测量结果，从而能够降低对测量初始位置精度的要求，也可避免每次测量前均需要对测量头28的初始位置进行精确调节的麻烦。

另一方面，通过上述结构设置进行直径测量，能够利用半轴齿轮9进料的驱动力实现测直径位移传感器26与半轴部90之间的相对位移，不需要再设置一个驱动机构来带动测直径位移传感器26进行移动，所以可以省去一个驱动机构，简化整体结构。

参照图16-17，本实施例中，进给座4包括水平移动板40、可绕Z轴转动设置在水平移动板40上的转盘41以及设置在转盘41上的定位座42，定位座42的上部开设有与半轴齿轮9的齿轮部91匹配的齿轮安装槽43；定位座42内设置有定位底面44，半轴齿轮9设置在定位座42上后，半轴齿轮9的齿轮部91底面与定位底面44配合接触。

旋转驱动机构6设置在水平移动板40的底部，用于驱动转盘41转动，旋转驱动机构6采用常规驱动机构即可，本实施例中，其包括电机和转轴，电机驱动转轴转动，转轴与转盘41驱动连接，从而带动转盘41转动。

本发明中，通过旋转驱动机构6带动半轴齿轮9旋转，从而还能够实现半轴部90的圆度测量和齿轮部91的高度均匀度测量，后续实施例2中会详细说明。

进给驱动机构5包括沿水平方向设置的水平滑轨50、配合设置在水平滑轨50上的水平滑块51、设置在水平移动板40上的水平驱动块52以及用于驱动水平驱动块52进行线性移动的水平驱动机构53。水平驱动机构53可采用常规的电动推杆机构或电机丝杆机构，本实施例中采用前者，水平驱动机构53包括电动推杆安装座530、设置在电动推杆安装座530上的水平电动推杆531，水平电动推杆531的输出杆532与水平驱动块52连接，通过该输出杆532的伸缩带动水平移动板40沿Y轴移动。

参照图18-20，本实施例中，该半轴齿轮精密尺寸测量装置还包括用于对水平移动板40进行位置锁紧的自校正锁止机构7，自校正锁止机构7包括锁紧电动推杆70、连接在锁紧电动推杆70末端的锥形锁紧柱71以及开设在水平移动板40底部的用于供锥形锁紧柱71配合插入的锁紧孔72；

锥形锁紧柱71的直径由下向上逐渐减小，锥形锁紧柱71的末端设置有球头状顶端710；

锁紧孔72包括由外向内依次开设的喇叭孔段720、锥形孔段721以及球状孔段722，锁紧孔72的内径由下向上逐渐减小，且喇叭孔段720的最大直径大于锥形锁紧柱71的最大直径，锥形孔段721的最小直径与锥形锁紧柱71的最小直径相同，球状孔段722的尺寸与球头状顶端710匹配。

在进行高度、直径测量，尤其是需要使半轴齿轮9旋转以进行半轴部90的圆度测量和齿轮部91的高度均匀度测量时，需保证水平移动板40保持锁紧固定，所以，本发明中通过设置至少一个自校正锁止机构7来实现，在优选的实施例中，设置有2个自校正锁止机构7，处于水平移动板40的下方，并沿对角分布。

具体的，参照图16和图18，本实施例中，自校正锁止机构7处于水平滑轨50下方，水平滑轨50上开设有一个通孔，锁紧电动推杆70末端的锥形锁紧柱71能够穿过该通孔向上顶入水平移动板40底部的锁紧孔72内。

水平驱动机构53驱动水平移动板40移动至指定位置并停止时，由于惯性等因素影响，停止的位置与要求位置可能会有少量的偏移，也即半轴齿轮9到达的位置与检测工位有所偏移，该偏移可能会对测量结果造成不利影响，本发明中，通过设置自校正锁止机构7不仅能够实现水平移动板40的锁紧，还能够在一定程度上纠正上述的位置偏移，具体原理如下：

自校正锁止机构7的位置设置满足：半轴齿轮9正好到达检测工位时，锥形锁紧柱71的中心轴线与锁紧孔72的中心轴线重合；

假设水平移动板40停止位置与要求位置有所偏移，停止后，锥形锁紧柱71的中心轴线与锁紧孔72的中心轴线之间会有少量的间距，由于喇叭孔段720直径大于锥形锁紧柱71，更大于球头状顶端710，所以当锥形锁紧柱71向上伸入锁紧孔72内时，锥形锁紧柱71的球头状顶端710会先与锁紧孔72的喇叭孔段720内壁接触，然后与锥形孔段721内壁接触，并对锁紧孔72产生挤压力，使得水平移动板40被迫朝向使锥形锁紧柱71的中心轴线与锁紧孔72的中心轴线之间的间距缩小的方向移动，直到球头状顶完全插入球状孔段722内时，水平移动板40停止移动，此时锥形锁紧柱71的中心轴线与锁紧孔72的中心轴线达到重合，从而实现水平移动板40位置的纠正，能够保证测量精度。

实施例2

本实施例提供一种半轴齿轮精密尺寸测量方法，其采用实施例1的装置对半轴齿轮9的半轴部90的高度尺寸和直径尺寸进行测量，参照图2，该方法包括以下步骤：

S1、预先将直径测量机构2调整至基准初始状态，并确定初始参数：

使两个直径测量子机构的测直径位移传感器26的测量杆261均处于初始零位U₀，到达基准初始状态，获取此时两个直径测量子机构的测量头28内端之间的间距D₀，即初始参数；

其中，D₀＝0.3～0.95D_B，更优选为D₀＝0.65～0.95D_B，本实施例中，D₀＝0.85D_B，D_B为待测量的半轴齿轮9的半轴部90的设计直径；

其中，测量杆261处于初始零位表示：测量杆261正好与第二纵杆241上的垫片242接触，但未受到垫片242施加的作用力。

S2、使半轴齿轮9移动至检测工位并锁紧进给座4：

控制吹扫机构8对定位座42进行吹扫，定位座42接受待测量的半轴齿轮9后，控制吹扫机构8再对半轴齿轮9表面进行吹扫，控制模块控制进给驱动机构5带动进给座4移动，使半轴齿轮9被移动至检测工位，然后控制自校正锁止机构7将进给座4进行锁紧；

此时，两个直径测量子机构的测量头28之间的连线为半轴部90的一条直径，即此时两个直径测量子机构的测量头28之间的距离为半轴部90的直径值。

S3、直径测量：

获取此时两个直径测量子机构的测直径位移传感器26的测量结果，分别记为d_x1、d_x2，d_x1、d_x2为测直径位移传感器26的测量杆261相对于各自测量杆261的初始零位U₀向内收缩移动的位移，通过以下公式计算半轴齿轮9的半轴部90直径测量结果D_x：D_x＝D₀+d_x1+d_x2。

S4、高度测量：

控制模块先控制高度测量机构1移动到高度初始位置，然后再控制高度测量机构1向下运动，直至3个测高位移传感器11的测量杆261中的任意一个与半轴齿轮9的齿轮部91上表面接触时停止，记当前与齿轮部91上表面接触的测高位移传感器11的测量杆261由高度初始位置到当前位置的位移；使高度测量机构1继续向下运动，并记录剩余的测高位移传感器11的测量杆261由高度初始位置到与齿轮部91上表面接触时的位移，将三个测高位移传感器11的测量杆261的位移分别记为h_x1、h_x2、h_x3；

数据处理模块通过以下公式计算半轴齿轮9的测量高度H_x：H_x＝H₀-(h_x1+h_x2+h_x3)/3；其中，H₀为已知量，表示高度初始位置与定位座42上的定位底面44之间的垂直距离；通过测量三个位置的的高度，能够减小测量误差。

S5、半轴部90圆度测量与齿轮部91高度均匀度测量：

S5-1、完成步骤S3和S4后，保持直径测量机构2的位置不变，控制高度测量机构1移动到高度初始位置；然后控制机控制旋转驱动机构6带动进给座4绕Z轴旋转，使得半轴齿轮9绕Z轴旋转360°；

S5-1-1、在半轴齿轮9旋转过程中，数据处理模块获取N个直径测量数据：一个直径测量数据包括某一个旋转角度i下的半轴齿轮9的半轴部90直径测量结果D_xi；例如，每旋转10°测量一个直径值；

以D_xi-D_B为纵坐标、旋转角度i为横坐标进行曲线拟合，得到圆度表征曲线f_x，其中，D_B为半轴部90的设计直径，即目标直径；

在圆度表征曲线f_x中，获取纵坐标的最大值D_max和最小值D_min，计算曲线与横、纵坐标轴之间形成的区域的面积，记为不均匀度面积S_x；计算圆度表征指标RO_x，RO_x＝(S_x-S_B)/S_x；

其中，S_B为采用步骤S2和S3的方法获得的半轴齿轮9标准件的圆度表征曲线f_B中的不均匀度面积；

S_x、RO_x≤1越小，表明圆度越好，当同时满足：D_max≤D_ε、|D_min|≤D_ε、S_x≤S_ε且RO_x≤RO_ε时，说明圆度合格；

其中，D_ε为预先设定的直径差值阈值，S_ε为预先设定的不均匀度面积阈值；上述阈值均根据半轴齿轮9的半轴部90设计尺寸与加工要求进行常规设置即可，此处不具体限制，例如D_ε＝0.5-2μm。

本发明中，是通过采集有限个数的数据点，然后进行曲线拟合得到圆度表征曲线f_x，可以通过少量的数据点来反应整个周向内半轴部90的直径情况，能够较好的表现半轴部90表面各个点处整体的实际直径，可降低测量误差、提高测量精度；进一步通过求取不均匀度面积S_x，并与标准件对比得到圆度表征指标RO_x，能够直观、全面的反应半轴部90的圆度，获得具有更好评价价值的测试结果。

参照图22，为一种实施例中，某待测半轴齿轮9的圆度表征曲线f_x和对应半轴齿轮9标准件的圆度表征曲线f_B。可以看出，由于不可避免的加工误差等因素存在，在一个周向范围内，标准件的半轴部90直径也会出现一定的波动，但整体波动较小；待测半轴齿轮9的圆度表征曲线f_x与f_B有部分重合，但其半轴部90直径波动相对较大，借助与有限个数的数据点进行曲线拟合后，根据不均匀度面积来表征半轴部90的圆度具有更全面的代表价值，能够通过有限的数据点对半轴部90整体的直径均匀度进行客观的反应，使得对半轴部90圆度的测量评价结果能够更真实、全面的反应半轴部90的实际加工情况。

S5-1-2、在半轴齿轮9旋转过程中，当半轴齿轮9旋转角度分别为45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°时，数据处理模块获取每个旋转角度下半轴齿轮9的测量高度，依次记为H_x1、H_x2、H_x3、H_x4、H_x5、H_x6、H_x7；计算齿轮部91高度均匀度表征指标RH_x：

当RH_x≤RH_ε时，说明齿轮部91高度均匀度合格；

其中，H_B为半轴齿轮9的齿轮部91高度的设计值(即需要加工到的目标值)，RH_ε为预先设置的高度均匀度表征指标阈值，其根据半轴齿轮9的齿轮部91高度的设计值与加工要求进行常规设置即可，此处不具体限制。

通过半轴齿轮9的旋转，对齿轮部91表面选择多个不同位置进行测量，能够降低测量误差，提高测量精度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种半轴齿轮精密尺寸测量装置，该半轴齿轮包括半轴部和齿轮部，其特征在于，包括：

高度测量机构，其用于测量半轴齿轮的齿轮部高度，该高度指齿轮部的上表面与下表面之间的距离；

直径测量机构，其用于测量半轴齿轮的半轴部的直径；

升降机构，其用于带动所述高度测量机构沿Z轴方向进行升降；

进给座，其上设置有用于安装半轴齿轮的定位座；

进给驱动机构，其用于带动所述进给座沿水平方向进行直线运动，以将所述定位座上的半轴齿轮输送至检测工位上进行齿轮部高度和半轴部直径的测量；

旋转驱动机构，其用于驱动所述定位座在所述进给座上绕Z轴进行旋转；

数据处理模块，其用于根据高度测量机构和直径测量机构的测量数据分析得到半轴齿轮的尺寸测量结果；

以及控制模块，其对升降机构、进给驱动机构以及旋转驱动机构进行控制。

2.根据权利要求1所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，所述升降机构包括安装支架、设置在所述安装支架上的安装竖板、沿Z轴方向设置在所述安装竖板上的Z导轨、配合设置在所述Z导轨上的Z滑块、连接在所述Z滑块上的Z滑座、固定设置在所述安装竖板上的Z固定座、设置在所述安装支架上的Z电机、与所述Z电机驱动连接的沿Z轴方向设置的Z丝杆、配合套设在所述Z丝杆上且与所述Z滑座连接的Z丝杆螺母；

所述高度测量机构包括设置在所述Z滑座上的测高安装座、设置在所述测高安装座上的3个测高位移传感器以及用于同时调节3个测高位移传感器与定位座的中心轴线之间的距离的位置调节组件。

3.根据权利要求2所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，所述位置调节组件包括贯通开设在所述测高安装座上的尺寸相同的3条安装通槽与3个调节腰孔、开设在所述测高安装座底部且不贯通所述测高安装座的尺寸相同的3条调节滑槽、分别可活动设置在3条调节滑槽上的3个调节安装块以及可拆卸设置在3条安装通槽的中部的位置调节块；

3条安装通槽的布置满足：沿同一个虚拟圆的圆心O₁由径向向外侧延伸设置、且彼此之间呈120°的夹角，相邻两安装通槽之间通过弧度和长度均相同的圆弧段过渡连接，3个圆弧段围绕形成一个残缺的定位圆，该定位圆的圆心O₂与虚拟圆的圆心O₁重合且在所述定位座的中心轴线上；

3个调节腰孔分别布置于3条安装通槽的径向外侧；

所述调节滑槽的宽度大于所述安装通槽的宽度，3条调节滑槽分别对应处于3条安装通槽的正下方；所述调节安装块上设置有与所述调节腰孔连通的测高锁紧孔以及用于安装测高位移传感器的测高安装孔；所述调节安装块可在所述调节滑槽内沿径向活动，并通过插入所述调节腰孔和测高锁紧孔的测高锁紧螺丝进行位置固定。

4.根据权利要求3所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，所述位置调节块包括具有可替换的不同直径尺寸的限位盘以及连接在限位盘上的尺寸固定的安装轴，所述安装轴的外径与所述定位圆的内径相同；所述安装轴的上端开设有固定螺纹孔，所述安装轴由下向上配合插入3条调节滑槽中部的连通位置处后，所述圆弧段与所述安装轴的外壁贴合，3个调节安装块的内侧均与所述限位盘的外壁贴合，通过设置在所述测高安装座上的压片以及穿过所述压片并插入所述固定螺纹孔内的固定螺丝使所述位置调节块被固定在所述测高安装座上，通过替换具有不同直径的限位盘的位置调节块来同时调节3个测高位移传感器的相对于圆心O₂的位置。

5.根据权利要求3所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，所述直径测量机构包括在水平面内对称设置在所述Z固定座上的两个直径测量子机构；

所述直径测量子机构包括设置在所述Z固定座上的测直径安装座、连接在所述测直径安装座上的第一T型块、连接在所述第一T型块的第一横杆上且处于所述第一T型块的第一纵杆两侧的两加强板、沿X方向连接在两加板之间的X导向杆、可沿X轴方向滑动设置在所述X导向杆上的第二T型块、连接在所述第二T型块的第二纵杆和第一T型块的第一纵杆之间的弹簧、设置在所述第一纵杆上的测直径位移传感器、连接在所述第二T型块的第二横杆上的L型测量块以及连接在所述L型测量块的末端内侧的测量头；

所述第二纵杆上开设有X导向滑孔，所述X导向杆穿过第一纵杆后再配合穿过所述X导向滑孔；

所述测直径位移传感器的测量杆依次穿过所述加强板、第一纵杆后与所述第二纵杆接触，所述第二纵杆上设置有用于与所述测直径位移传感器的测量杆接触的垫片；

所述第二纵杆的末端连接有第一滑块，所述第一横杆上设置有与所述第一滑块配合的第一滑轨；所述第二横杆的两端均连接有第二滑块，所述加强板的末端设置有与所述第二滑块配合的第二滑轨。

6.根据权利要求5所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，所述测直径位移传感器为接触式位移传感器，该接触式位移传感器通过检测其测量杆相对于位移传感器本体的移动实现被测物位移的测量；

所述进给座上的半轴齿轮被所述进给驱动机构推入到检测工位上后，两个直径测量子机构上的测量头从两侧与半轴齿轮的半轴部外壁紧贴，从而通过两个直径测量子机构上的测直径位移传感器实现对半轴齿轮的半轴部直径的测量；

所述升降机构带动所述高度测量机构向下移动至所述测高位移传感器的测量杆与半轴齿轮的齿轮部上表面接触，以通过所述测高位移传感器实现对半轴齿轮的齿轮部高度的测量。

7.根据权利要求6所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，所述进给座包括水平移动板、可绕Z轴转动设置在所述水平移动板上的转盘以及设置在所述转盘上的所述定位座，所述定位座的上部开设有与半轴齿轮的齿轮部匹配的齿轮安装槽；所述定位座内设置有定位底面，半轴齿轮设置在定位座上后，半轴齿轮的齿轮部底面与所述定位底面配合接触；

所述旋转驱动机构设置在所述水平移动板的底部，用于驱动所述转盘转动。

8.根据权利要求7所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，所述进给驱动机构包括沿水平方向设置的水平滑轨、配合设置在所述水平滑轨上的水平滑块、设置在所述水平移动板上的水平驱动块以及用于驱动所述水平驱动块进行线性移动的水平驱动机构；

所述半轴齿轮精密尺寸测量装置还包括用于对定位座及其上的半轴齿轮进行吹扫清洁的吹扫机构以及设置在所述进给驱动机构两侧的用于判断定位座上有无半轴齿轮的光电开关组。

9.根据权利要求8所述的半轴齿轮精密尺寸测量装置，其特征在于，还包括用于对所述水平移动板进行位置锁紧的自校正锁止机构，所述自校正锁止机构包括锁紧电动推杆、连接在所述锁紧电动推杆末端的锥形锁紧柱以及开设在所述水平移动板底部的用于供所述锥形锁紧柱配合插入的锁紧孔；

所述锥形锁紧柱的直径由下向上逐渐减小，所述锥形锁紧柱的末端设置有球头状顶端；

所述锁紧孔包括由外向内依次开设的喇叭孔段、锥形孔段以及球状孔段，所述锁紧孔的内径由下向上逐渐减小，且所述喇叭孔段的最大直径大于所述锥形锁紧柱的最大直径，所述锥形孔段的最小直径与所述锥形锁紧柱的最小直径相同，所述球状孔段的尺寸与所述球头状顶端匹配。

10.一种半轴齿轮精密尺寸测量方法，其特征在于，其采用如权利要求9所述的装置对半轴齿轮的半轴部的高度尺寸和直径尺寸进行测量，该方法包括以下步骤：

S1、预先将直径测量机构调整至基准初始状态，并确定初始参数：

使两个直径测量子机构的测直径位移传感器的测量杆均处于初始零位U₀，到达基准初始状态，获取此时两个直径测量子机构的测量头内端之间的间距D₀，即初始参数；

其中，D₀＝0.3～0.95D_B，D_B为待测量的半轴齿轮的半轴部的设计直径；

其中，测量杆处于初始零位表示：测量杆正好与第二纵杆上的垫片接触，但未受到垫片施加的作用力；

S2、控制所述吹扫机构对所述定位座进行吹扫，所述定位座接受待测量的半轴齿轮后，控制所述吹扫机构再对半轴齿轮表面进行吹扫，所述控制模块控制进给驱动机构带动进给座移动，使半轴齿轮被移动至检测工位，然后控制所述自校正锁止机构将所述进给座进行锁紧；

此时，两个直径测量子机构的测量头之间的连线为半轴部的一条直径，即此时两个直径测量子机构的测量头之间的距离为半轴部的直径值；

S3、直径测量：

获取此时两个直径测量子机构的测直径位移传感器的测量结果，分别记为d_x1、d_x2，d_x1、d_x2为测直径位移传感器的测量杆相对于各自测量杆的初始零位U₀向内收缩移动的位移，通过以下公式计算半轴齿轮的半轴部直径测量结果D_x：D_x＝D₀+d_x1+d_x2；

S4、高度测量：

所述控制模块先控制所述高度测量机构移动到高度初始位置，然后再控制所述高度测量机构向下运动，直至3个测高位移传感器的测量杆中的任意一个与半轴齿轮的齿轮部上表面接触时停止，记当前与齿轮部上表面接触的测高位移传感器的测量杆由高度初始位置到当前位置的位移；使所述高度测量机构继续向下运动，并记录剩余的测高位移传感器的测量杆由高度初始位置到与齿轮部上表面接触时的位移，将三个测高位移传感器的测量杆的位移分别记为h_x1、h_x2、h_x3；

所述数据处理模块通过以下公式计算半轴齿轮的测量高度H_x：H_x＝H₀-(h_x1+h_x2+h_x3)/3；其中，H₀为已知量，表示高度初始位置与定位座上的定位底面之间的垂直距离；

S5、半轴部圆度测量与齿轮部高度均匀度测量：

S5-1、完成步骤S3和S4后，保持所述直径测量机构的位置不变，控制所述高度测量机构移动到高度初始位置；然后所述控制机控制所述旋转驱动机构带动进给座绕Z轴旋转，使得半轴齿轮绕Z轴旋转360°；

S5-1-1、在半轴齿轮旋转过程中，所述数据处理模块获取N个直径测量数据：一个直径测量数据包括某一个旋转角度i下的半轴齿轮的半轴部直径测量结果D_xi；

以D_xi-D_B为纵坐标、旋转角度i为横坐标进行曲线拟合，得到圆度表征曲线f_x，其中，D_B为半轴部的设计直径，即目标直径；

在圆度表征曲线f_x中，计算曲线与横坐标轴之间形成的区域的面积，记为不均匀度面积S_x；计算圆度表征指标RO_x，RO_x＝(S_x-S_B)/S_x；其中，S_B为采用步骤S2和S3的方法获得的半轴齿轮标准件的圆度表征曲线f_B中的不均匀度面积；

S_x、RO_x≤1越小，表明圆度越好，当同时满足：D_max≤D_ε、|D_min|≤D_ε、S_x≤S_ε且RO_x≤RO_ε时，说明圆度合格；其中，D_ε为预先设定的直径差值阈值，S_ε为预先设定的不均匀度面积阈值；

S5-1-2、在半轴齿轮旋转过程中，当半轴齿轮旋转角度分别为45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°时，所述数据处理模块获取每个旋转角度下半轴齿轮的测量高度，依次记为H_x1、H_x2、H_x3、H_x4、H_x5、H_x6、H_x7；计算齿轮部高度均匀度表征指标RH_x：

当RH_x≤RH_ε时，说明齿轮部高度均匀度合格；

其中，H_B为半轴齿轮的齿轮部高度的设计值，RH_ε为预先设置的高度均匀度表征指标阈值。