[发明专利]非圆齿轮齿廓总偏差测量方法及实施装置

权利要求书

1.一种非圆齿轮齿廓总偏差测量方法，其特征是，包括以下步骤：

测量前，先根据非圆齿轮的齿廓曲线特征及采样方式按极坐标测量法计算出各个采样点的极角和极径ρ_i值；

然后将被测非圆齿轮安装在带有圆光栅的精密转台上，该转台由交流伺服电机通过传动机构带动旋转，通过对圆光栅计数来确定非圆齿轮实际旋转的角度量，球形测头及测微装置安装在直线电机的移动座上由直线电机控制测球运动到起始测量点的位置，测量过程中，转台连续转动，控制安装在直线电机移动座上的球形测头向采样点运动；

为实现跟踪测量，将根据采样点的极角和极径ρ_i值调整控制参数，使精密转台的旋转与直线电机的移动速度匹配，当被测齿轮旋转到采样角发出采样信号时，测球已移动到ρ₁点，由于存在控制系统误差和齿形误差，球形测头移动后的实际位置偏离ρ₁点，球形测头上电感信号经电感测微仪读数包括控制系统误差和齿形误差，分离控制系统误差即可得到齿形误差；同理，当被测齿轮旋转到第二个采样极角时，测球到达ρ₂点，测量出第二个采样点的ρ′₂值，以此类推，即可测量整个齿廓上各离散点对应的转角值和偏离值Δρ_i＝ρ′_i-ρ_i，根据补偿控制系统误差得到的实际转角值偏离值Δρ_i及电感测微仪示值计算出齿廓总偏差值。

2.一种非圆齿轮齿廓总偏差测量装置，其特征是，包括：由精密转台、测微机构、直线电机构成极坐标测量系统，测微机构由球形测头、双片簧式微动装置和电感测微仪组成，直线电机自身的长光栅和导轨作为极坐标测量系统的径向基准；角度基准为精密转台上的圆光栅，被测非圆齿轮安装在精密转台的回转轴上，球形测头由直线电机带动至起始测量点即齿根位置所对应的极径位置，然后系统控制球形测头由上往下运动，即球形测头由上往下插入齿槽中心；

还包括FPGA芯片，用于：接收长光栅、圆光栅信号，并对其进行细分、辩向、计数；接收球形测头的电感信号并存储在内置的FIFO中；PWM发生器模块产生控制直线电机驱动电路的信号；FPGA芯片通过数据、地址、控制总线与DSP芯片相连；

DSP芯片用于数据处理，实现跟踪测量，即将根据采样点的极角和极径ρ_i值调整控制参数，使精密转台的旋转与直线电机的移动速度匹配，当被测齿轮旋转到采样角发出采样信号时，测球已移动到ρ₁点，由于存在控制系统误差和齿形误差，球形测头移动后的实际位置偏离ρ₁点，球形测头上电感信号经电感测微仪读数包括控制系统误差和齿形误差，分离控制系统误差即可得到齿形误差，同理，当被测齿轮旋转到第二个采样极角时，测球到达ρ₂点，测量出第二个采样点的ρ′₂值，以此类推，即可测量整个齿廓上各离散点对应的转角值和偏离值Δρ_i＝ρ′_i-ρ_i，根据补偿控制系统误差得到的实际转角值偏离值Δρ_i及电感测微仪示值就可以计算齿廓总偏差值。