TWM553769U - 齒條之自動量測螺旋角裝置 - Google Patents

Description

齒條之自動量測螺旋角裝置

本創作係屬於傳動裝置製造設備的領域，特別是關於一種齒條之自動量測螺旋角裝置，透過可調整平移距離及旋轉角度的結構設計，同時搭配線性掃描式的光學檢測單元，以測定該齒條加工完畢後之精度者。

一般機械設備所使用的動力源大多會透過如：變速器、差速器或是改變運動方向等傳動裝置，作為進行動力轉換及傳遞的主要手段，其中，最常見作為改變運動方向的傳動裝置就是採用齒條與齒輪等機械零件的搭配使用。

而，齒條又分為直齒齒條和斜齒齒條二種，可分別用來與直齒齒輪或斜齒齒輪進行搭配使用，其傳動原理係透過是齒輪與齒條相對應的齒形進行嚙合，當使用齒輪作為主要動力時，則可將原本的旋轉運動轉變成直線運動；反之，如使用齒條作為主要動力時，則可將直線運動轉變成旋轉運動，這樣的轉換方式主要應用在升降機、軌道系統、汽車轉向系統及工具機的進給機構等領域，特別是當直線運動的行程超過2米，考慮到經濟性，就可以選用齒輪與齒條作搭配傳動，再者，齒輪與齒條也可使用在較髒的環境中，並可用來傳遞較大的軸向力。

這些齒條係經過如切削、研磨及拋光等加工後而製成，但這些加工方式大多還是採用傳統的機械加工，並透過人工送料將材料逐一放 置於加工機械上進行各項的定位及固定後，因此，製造時經常會出現一些誤差而導致成品的品質良莠不齊，但根據各國對於齒條品質的精度標準不同，經常需要針對這些齒條進行精密的量測才能歸類其所屬等級，傳統的精密量測相當耗費時間，且因為部分齒條還有螺旋角的設計，如使用一般的量測儀器，其量測誤差極大，但如使用到高精密的量測儀器又會增加設備成本，因此，現有的狀況是無法有效量測製造完畢後的齒條螺旋角精度，對於出貨時的品質掌控也難有效管理。

有鑑於此，要如何能夠加速檢測時間以及提升檢測的精密度，本創作人特別提出一種能夠自動化量測齒條螺旋角，利用經過旋轉角度的齒條在進行量測時的齒距變化，經過處理單元的運算後，計算出精密的量測數值，有效提升其檢測效率及精密度，對於產業發展而言也是一大福音。

本創作之一目的，旨在提供一種齒條之自動量測螺旋角裝置，俾利用一個可旋轉角度的旋轉座，及一個在水平面進行垂直軸向移動的水平移動座，同時搭配線性掃描式的光學檢測單元，以將檢測所得訊號送至一處理單元進行運算，藉以獲得該齒條加工完畢後的精度數值，其檢測速度快而提升了檢測效率，並且根據所需螺旋角進行旋轉後再進行量測，也能夠獲得更精確的量測數值，故能夠加工後的成品品質。

為達上述目的，本創作之齒條之自動量測螺旋角裝置，用來量測該齒條上的每一齒塊的螺旋角精度者，其包括：一載料台，以供承載該齒條；一旋轉座，設於該載料台下方，以供帶動該載料台進行水平旋轉 運動；一水平移動座，設於該旋轉座下方，以供帶動該旋轉座及該載料台一併進行相互垂直之一第一軸向及一第二軸向的水平移動；一光學檢測單元，設於該水平移動座之一側，使該光學檢測單元對應位於該載料台的位置正上方，而可利用該光學檢測單元相對該齒條之頂面進行線性光學掃描，以獲得對應該每一齒塊的螺旋角之一檢測訊號；及一處理單元，電性連接該光學檢測單元，且該處理單元接收該檢測訊號後會進行分析比對而得到該齒條的螺旋角精度。

於一實施例中，該旋轉台之上半部與下半部之間設有一旋轉角度感應器，用以檢測該旋轉台的轉動角度。並且，該光學檢測單元係由單獨一個光學檢測器，或是複數個間隔設置的複數個光學檢測器所組成，且該等光學檢測器係選自線性光學檢測器，因而可透過單一線性雷射或是多段線性雷射對該齒條頂面的齒塊進行螺旋角檢測。再者，該載料台係為一磁力載料台，利用磁力吸附固定該齒條。

1‧‧‧齒條之自動量測螺旋角裝置

11‧‧‧載料台

12‧‧‧旋轉座

121‧‧‧旋轉角度感應器

13‧‧‧水平移動座

14‧‧‧光學檢測單元

15‧‧‧處理單元

2‧‧‧齒條

21‧‧‧齒塊

第1圖，為本創作較佳實施例的結構示意圖。

第2圖，為本創作較佳實施例操作時的狀態示意圖(一)。

第3圖，為本創作較佳實施例操作時的狀態示意圖(二)。

為使 貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1及2~3圖，係為本創作較佳實施例的結構示意 圖及其操作時的各個狀態示意圖。如圖中所示，本創作之齒條之自動量測螺旋角裝置1係包括一載料台11、一旋轉座12、一水平移動座13、一光學檢測元件14及一處理單元15，用來量測該齒條2上的每一齒塊21的螺旋角精度者。

其中，本創作所使用的該載料台11係為一磁力載料台，其係利用電磁鐵的方式控制磁力輸出，以供吸附固定該齒條2來達到平整地承載之目的者。

該旋轉座12則是活動設於該載料台11下方，以供帶動該載料台進行水平旋轉運動，於本實施例中，該旋轉台12係分為上半部及下半部二節式的組合設計，以便用來調整該載料台11水平旋轉時的設定角度；並且，本創作還特別於該旋轉台12之上半部與下半部之間設有一旋轉角度感應器121，用以檢測該旋轉台12旋轉時的轉動角度之準確性。

該水平移動座13係設置該旋轉座12下方，以供帶動該旋轉座12及該載料台11一併進行相互垂直之一第一軸向及一第二軸向的水平移動，於本實施例中，該第一軸向係指X軸向，該第二軸向指Y軸向，因此，該旋轉座12及該載料台11可同步向X軸向及/或Y軸向進行水平方向的移動。

該光學檢測單元14係設於該水平移動座13之一側，使該光學檢測單元14對應位於該載料台11的位置正上方，而可利用該光學檢測單元14相對該齒條3之頂面進行線性光學掃描，以獲得對應該每一齒塊的螺旋角之一檢測訊號；應注意的是，藉由本創作之該旋轉座12及該水平移動座13即可帶動該齒條2進行水平方向的旋轉及移動，使該該齒條2快速對 應該光學檢測單元14的位置及角度，以便進行檢測。再者，本創作能夠使用單一光學檢測器，或是同時使用包含間隔設置的多個光學檢測器，且該等光學檢測器係選自線性光學檢測器，其所投射出來的線性光學掃描對應該齒條2而形成一直線，利用齒塊與齒塊之間所形成的段差，作為主要的檢測訊號，只要經過一次的檢測就可以快速獲得其檢測結果。

該處理單元15係電性連接該光學檢測單元14，且該處理單元16接收該檢測訊號後會進行分析比對而得到該齒條2的螺旋角精度。

其操作時，係透過操作控制該旋轉座12及該水平移動座13的位置，以將該齒條2調整至對應該光學檢測單元14的正下方，並調整該旋轉台12設定旋轉角度以對應該齒條2之螺旋角，使該齒條2頂面之該等齒塊能夠確實地對準該光學檢測單元14，避免因為有螺旋角的傾斜影響到檢測結果。本創作的操作相當簡便，且檢測效率快，故能夠大幅提昇檢測效率以確保加工的成品品質者。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

1‧‧‧齒條之自動量測螺旋角裝置

11‧‧‧載料台

12‧‧‧旋轉座

121‧‧‧旋轉角度感應器

13‧‧‧水平移動座

14‧‧‧光學檢測單元

15‧‧‧處理單元

2‧‧‧齒條

21‧‧‧齒塊

Claims (4)

1. 一種齒條之自動量測螺旋角裝置，用來量測該齒條上的每一齒塊的螺旋角精度者，其包括：一載料台，以供承載該齒條；一旋轉座，設於該載料台下方，以供帶動該載料台進行水平旋轉運動；一水平移動座，設於該旋轉座下方，以供帶動該旋轉座及該載料台一併進行相互垂直之一第一軸向及一第二軸向的水平移動；一光學檢測單元，設於該水平移動座之一側，使該光學檢測單元對應位於該載料台的位置正上方，而可利用該光學檢測單元相對該齒條之頂面進行線性光學掃描，以獲得對應該每一齒塊的螺旋角之一檢測訊號；及一處理單元，電性連接該光學檢測單元，且該處理單元接收該檢測訊號後會進行分析比對而得到該齒條的螺旋角精度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之齒條之自動量測螺旋角裝置，其中，該旋轉台與該水平移動座之間係設有一旋轉角度感應器，用以檢測該旋轉台相對該水平移動座之間進行轉動後的角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之齒條之自動量測螺旋角裝置，其中，該光學檢測單元係由單獨一光學檢測器或複數個光學檢測器所構成，且該等光學檢測器係選自線性光學檢測器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之齒條之自動量測螺旋角裝置，其中，該載料台係為一磁力載料台，利用磁力吸附固定該齒條。