TWM523101U

TWM523101U - 檢測齒輪背隙值的系統及裝置

Info

Publication number: TWM523101U
Application number: TW104221339U
Authority: TW
Inventors: Meng-Xing Li
Original assignee: Easy Link Mechanical Technology Co Ltd
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2016-06-01

Description

檢測齒輪背隙值的系統及裝置

本創作涉及一種檢測齒輪背隙值的系統及裝置。

減速機通常有輸入、輸出二端，在二端之間設置一些不同齒數且維持嚙合關係的齒輪，如行星齒輪系。藉由齒數比值，將輸入端的高轉速降為輸出端的低轉速。一對嚙合的齒輪，會在咬合狀態的齒與齒之間形成空隙，稱為背隙或齒隙。背隙值代表減速機的傳動精度，是決定品管等級的重要參數之一。

已知的減速機齒輪背隙值檢測方法，大都採用人力模式，先將減速機固定在一治具上，再以手動操作測量儀器檢測減速機齒輪的背隙值。所述的測量儀器有下列幾種類型：千分表：利用圓周方向佈置的刻度，配合轉動的指針來指示，刻度的最小單位通常是1°，而且目測指針容易產生視覺上的偏差。

感光耦合裝置：又稱電荷耦合裝置(Charge-coupled Device，縮寫CCD)，能感應光線，並將影像轉變成數字訊號，卻存在光線的誤差，導致測量結果往往不夠精準。

臺灣第201541064號專利案公開一種減速機的測試方法，係提供一測試裝置，此測試裝置有一工作平台、一定位機構、一驅轉機構及一操作介面。將減速機置於工作平台之一夾置槽中，其中夾置槽之開口處設有至少二夾持減速機的夾件。透過操作介面控制定位機構固接於減速機一端之轉軸，藉以限制其旋轉自由度。透過操作介面控制驅轉機構連接於減速機另一端之轉軸並驅動其轉動，據以測試減速機。

但是，減速機的轉軸被定位機構固定而無法轉動，自然不能檢測正確的齒輪背隙值。而且，轉軸固定不動，無法完成扭力傳遞，容易產生崩牙的危險。

因此，如何獲得精準的齒輪背隙檢測值，就成為本創作亟待解決的課題。

鑒於此，本創作提出一種檢測齒輪背隙值的系統及相關裝置，其主要目的在於：採用轉動加負載的構造，檢測減速機的齒輪背隙值，會比先前技術更為精準。

緣於上述目的之達成，本創作檢測齒輪背隙值的系統包括：一控制機構，包括：一可執行邏輯運算的處理單元、一電性連接處理單元的輸入/輸出單元、一電性連接處理單元的顯示單元與一接收、儲存且輸出處理單元資料的記憶單元；一伺服馬達與一負載單元，分別電性連接所述的處理單元；一第一譯碼器與一第二譯碼器，分別電性連接所述的處理單元。

當一待檢測物安裝在伺服馬達與負載單元之間，該伺服馬達使待檢測物轉動，該負載單元對待檢測物施予一負載，該第一譯碼器通過伺服馬達測量待檢測物輸入端的轉速及/或位置且輸出第一訊息，該第二譯碼器通過負載單元測量待檢測物輸出端的轉速及/或位置且輸出第二訊息，該處理單元接收二訊息進行運算比對，比對結果出現於顯示單元且儲存在記憶單元，取得精準的齒輪背隙值。

根據前述系統衍生一種檢測齒輪背隙值的裝置，係在一平台牢固一控制機構、二平行的軌道及一負載機構，允許一滑座跨在二軌道而可相對負載機構往復運動。在滑座有一伺服馬達與一第一譯碼器，該伺服馬達可隨著滑座同步作動，其與控制機構電性相連，該第一譯碼器測量伺服馬達且輸出一第一訊息至控制機構。所述的負載機構有一夾頭與一第二譯碼器，該夾頭面對滑座而可相對負載機構轉動，該第二譯碼器測量夾頭且輸出一第二訊息至控制機構。該控制機構有一接收訊息進行運算比對的處理單元以及一出現比對結果的顯示單元。

其中，在二軌道之間還有一操作件，該操作件與滑座相連，決定滑座連帶伺服馬達靠近或遠離夾頭。該操作件是螺接於滑座的螺桿。

如此，在比對檢測值步驟中，檢測系統的處理單元接收檢測的訊息愈多，進行運算比較的數據就愈多，當然能夠獲得精準的齒輪背隙值。

接著，基於圖式詳述相關的實施例，說明採用之技術、手段及功效，相信本創作上述目的、構造及特徵，當可由之得一深刻而具體的瞭解。

10‧‧‧提供待檢測物

11‧‧‧連接檢測系統的伺服馬達驅動及負載二端

12‧‧‧輸入檢測設定值

13‧‧‧第一次檢測

14‧‧‧第二次檢測

15‧‧‧第三次檢測

16‧‧‧第N次檢測

17‧‧‧比對檢測值

18‧‧‧顯示結果

19‧‧‧背隙檢測

20‧‧‧控制機構

21‧‧‧其他檢測

22‧‧‧處理單元

24‧‧‧輸入/輸出單元

26‧‧‧顯示單元

28‧‧‧記憶單元

30‧‧‧伺服馬達

32‧‧‧負載單元

34‧‧‧第一譯碼器

36‧‧‧第二譯碼器

40‧‧‧待檢測物

42‧‧‧輸入端

44‧‧‧輸出端

50‧‧‧平台

51‧‧‧手輪

52‧‧‧軌道

54‧‧‧滑座

56‧‧‧溫度感測器

58‧‧‧操作件

60‧‧‧負載機構

62‧‧‧夾頭

70‧‧‧畫面

71‧‧‧故障排除鈕

72‧‧‧時間表

73‧‧‧觸控式電子按鈕

74‧‧‧刻度

75‧‧‧參數欄位

第1圖是本創作檢測齒輪背隙值方法的流程圖。

第2圖是本創作檢測齒輪背隙值的裝置圖。

第3~7圖是檢測齒輪背隙值系統的出現於顯示單元的相關畫面的示意圖。

第8圖是本創作檢測齒輪背隙值的裝置示意圖。

首先配合第1圖闡明一種檢測齒輪背隙值的方法，依序執行：提供待檢測物10→連接檢測系統的伺服馬達驅動及負載二端11→輸入檢測設定值12→背隙檢測19→比對檢測值17→顯示結果18等步驟。

為了執行齒輪背隙值的檢測流程，可採用第2圖的檢測系統予以實現。

所述的檢測齒輪背隙值系統有一控制機構20、一伺服馬達 30、一負載單元32、一第一譯碼器34、一第二譯碼器36與一溫度感測器56。所述的控制機構20包括：一可執行邏輯運算的處理單元22、一電性連接處理單元22的輸入/輸出單元24、一電性連接處理單元22的顯示單元26與一接收、儲存且輸出處理單元22資料的記憶單元28。該處理單元22電性連接溫度感測器56、伺服馬達30、負載單元32及第一、第二譯碼器34、36。

如第8圖所示，根據前述檢測齒輪背隙值系統衍生的裝置，是在一平台50牢固一控制機構20、二平行的軌道52及一負載機構60，允許一滑座54跨在二軌道52而可相對負載機構60往復運動。在滑座54有一伺服馬達30與一第一譯碼器34。該伺服馬達30可隨著滑座54同步作動，其與控制機構20電性相連，該第一譯碼器34測量伺服馬達30且輸出一第一訊息至控制機構20。該負載機構60有一爪式夾頭62與一第二譯碼器36，該夾頭62面對滑座54而可相對負載機構60轉動，該第二譯碼器36測量夾頭62且輸出一第二訊息至控制機構20。該控制機構20有一接收訊息進行運算比對的處理單元(圖面未示)以及一出現比對結果的顯示單元26，該處理單元電性連接一些輸入/輸出單元24，如按鍵、旋鈕與觸控式電子按鈕等。

在二軌道52之間還有一操作件58與一溫度感測器56。該操作件58與滑座54相連，決定滑座54連帶伺服馬達56靠近或遠離夾頭62。在本實施例，該操作件58是螺接於滑座54的螺桿，螺桿外端連接一手輪51，採用人力搖動模式驅使滑座54相對負載機構60往復運動。某些實施例，該螺桿外端連接一自動旋轉機構，採用電動或氣動模式驅使滑座54自動的來回位移。該溫度感測器56設在平台50上。

從上開說明得知，前述檢測齒輪背隙值系統所稱的負載單元，相當於檢測齒輪背隙值裝置可轉動的夾頭62。當然，該夾頭62被伺服馬達30或煞車皮帶組件(圖面未示)取代，亦在本創作容許的範圍內。

接下來，根據第1、2、8圖詳細說明檢測齒輪背隙值的具體操作過程。

在提供待檢測物10步驟中，待檢測物40通常是減速機，其有輸入端42與輸出端44。該減速機內部有多個嚙合的齒輪，如行星齒輪組，將輸入端42的旋轉動能傳遞至輸出端44。

在連接檢測系統的伺服馬達驅動及負載二端11步驟中，待檢測物40(即減速機)的輸入端42聯結於檢測系統的伺服馬達驅動端(即檢測裝置的伺服馬達30)；待檢測物40的輸出端44與檢測系統的負載端(即負載單元32的連接部位)，亦即檢測裝置可轉動的夾頭62。

在輸入檢測設定值12步驟中，得視待檢測物40的規格，通過檢測系統的輸入/輸出單元24(相當於檢測裝置的按鍵、旋鈕與觸控式電子按鈕等)調整轉向、轉速、扭矩、時間和減速比等相關設定項目的數值。

具體而言，檢測系統的顯示單元26開機後會出現如第3圖所示的畫面70，除了中央部位顯示伺服馬達與負載單元相關資料的模擬影像外，畫面70上方顯示一故障排除鈕71與一時間表72，畫面70下方是一排觸控式電子按鈕73，用於測試轉速、背隙、記錄、設定、轉向與啟動等項目的選擇。

在第4圖中，畫面70出現一份表格，用於背隙資料的記錄。畫面70的觸控式電子按鈕73多了上、下、左、右移動與消除、儲存等選項。

在第5圖中，畫面70出現一份空白的曲線表，除了依弧分為單位來表示背隙的平均值外，還能記錄序號、溫度、負載、轉速、圈數與減速比等資料。

此處所稱的弧分，又稱角分，是度量平面角的單位(符號為′)，60′(弧分)等於1°(度)。

在第6圖中，畫面70出現一份空白的矩形框，框左邊是轉速、扭力或溫度等選項的刻度74，框下方是時間(單位是秒)的刻度74，可顯示每秒有關轉速、扭力或溫度的變化，有助於檢測齒輪背隙值的瞭解。

在第7圖中，畫面70出現多個參數欄位75，能夠輸入諸如加、減速時間等操作參數，用以檢測齒輪的背隙值。

回頭看到第1、2、8圖，所述的背隙檢測19步驟：用二譯碼器之一通過伺服馬達驅動端測量待檢測物輸入端的轉速及/或位置且輸出第一訊息，另個譯碼器通過負載端測量待檢測物輸出端的轉速及/或位置且輸出第二訊息。具體而言，該背隙檢測19依序進行：第一次檢測13→第二次檢測14→第三次檢測15→第N次檢測16→其他檢測21等流程。

在第一次檢測13步驟中，二譯碼器(Encode)之一測量伺服馬達驅動端輸出第一訊息，另個譯碼器測量負載端輸出第二訊息。在第一次檢測13步驟中，檢測系統可設定伺服馬達驅動端順時鐘方向轉動一圈或以上，逆時鐘方向轉動一圈或以上。

換句話說，檢測系統的伺服馬達30驅使待檢測物40轉動，並以負載單元32(即檢測裝置的夾頭62)對待檢測物40施予一負載。此刻，檢測系統或檢測裝置的第一譯碼器34測量伺服馬達30，輸出包含有待檢測物輸入端的轉速及/或位置的第一訊息至處理單元22(即檢測裝置的控制機構20)。而且，檢測系統或檢測裝置的第二譯碼器36測量負載單元32(即夾頭62)，也會輸出包含有待檢測物輸出端的轉速及/或位置的第二訊息至處理單元22(即檢測裝置的控制機構20)。檢測系統的處理單元22(即檢測裝置的控制機構20)接收二訊息進行運算比對，比對結果出現於顯示單元26且儲存在記憶單元28，取得齒輪背隙值。

在第二次檢測14步驟中，將360°規劃若干等分，界定檢測系統的伺服馬達驅動端在第一次檢測13的方位為起點，旋轉伺服馬達驅動端至第二等分的方位，按照第一次檢測13步驟的內容，再次測量伺服馬達驅動、負載二端且輸出第一、第二訊息。

譬如30°為一等分，將360°規劃12等分。如此，第一次檢測13的方位為0°充當起點，伺服馬達驅動端旋轉30°至第二等分，然後按照第一次檢測13步驟的內容再次測量即可。

在第三次檢測15步驟中，旋轉伺服馬達驅動端至第三等分(亦即60°)的方位，按照所述的檢測內容針對伺服馬達驅動、負載二端進行第三次測量且輸出第一、第二訊息。

在第N次檢測16步驟中，旋轉伺服馬達驅動端至第N等分(亦即30°×N)的方位，按照所述的檢測內容針對伺服馬達驅動、負載二端進行第N次測量且輸出第一、第二訊息。

在其他檢測21步驟中，伺服馬達驅動端帶動待檢測物40高速轉動一定的時間，以溫度感測器56測量且記錄待檢測物40的溫度值，然後按照所述的檢測內容針對伺服馬達驅動、負載二端進行低速測量且輸出第一、第二訊息。

在比對檢測值17步驟中，檢測系統的處理單元22(即檢測裝置的控制機構20)接收檢測的訊息進行運算比較取得平均值，使齒輪背隙值更精準。

在顯示結果18步驟中，所述的多次檢測比對結果，以數值、圖形或表格出現於檢測系統的顯示單元26，取得精準的齒輪背隙值。