[发明专利]基于三轴联动的复杂零件准测量中心路径规划实现方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于复杂型线的精密测量领域，具体涉及一种基于三轴联动的复杂零件准测量中心路径规划实现方法及装置。

背景技术

随着机械制造业的发展，特别是随着汽车工业和风力发电行业的高速发展，齿轮的需求量日益增加，而齿轮的加工精度对机械产品的品质有着重要的影响，齿轮精度过低会使得机械设备传动不稳定，进而引起振动加剧，产生噪音，严重影响操作人员的身体健康，同时还会大幅缩短机械设备的寿命。为了提高产品的操作舒适性，同时提高产品的寿命，对齿轮加工质量的要求愈来愈高，这就对齿轮检测设备提出了更高的要求。

哈尔滨量量刃具集团有限责任公司设计的320系列测量仪通过控制X、W轴联动实现测头的路径规划，但该系列产品需要通过一系列的基圆盘(13个)来辅助完成齿轮的测量，过程复杂，而且基圆盘会产生磨损，造成检测误差。

目前对于偏心齿轮的测量，最常用的方法就是设计偏心工装，通过偏心工装，使偏心齿轮的中心与主轴回转轴系的中心重合，即通过偏心工装补偿偏心齿轮的偏心量。但该方法对工装的精度要求较高，工装加工困难，并且工装使用时间过长会造成磨损，降低检测精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三轴联动的复杂零件准测量中心路径规划实现方法及装置。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于三轴联动的复杂零件准测量中心路径规划实现装置，该装置包括基座以及设置于基座一端上的工件立柱和主轴回转轴系，工件立柱上设置有与主轴回转轴系相对的上顶尖轴系，基座的另一端上设置有可前后运动的测量立柱，测量立柱与工件立柱的距离通过所述前后运动进行调整，测量立柱上设置有可竖直以及水平运动的电感测头。

所述装置还包括用于控制所述测量立柱前后运动的手动控制组件，手动控制组件包括设置于基座上的丝杠以及与丝杠相连的手轮，测量立柱与丝杠相连。

所述装置还包括驱动控制组件，驱动控制组件包括计算机、用于检测所述竖直运动位移变化量的第一光栅尺、用于检测所述水平运动位移变化量的第二光栅尺以及用于检测所述前后运动位移变化量的第三光栅尺，计算机分别与第一光栅尺的读数头、第二光栅尺的读数头、第三光栅尺的读数头、用于驱动主轴回转轴系的电机、用于驱动电感测头竖直运动的电机以及用于驱动电感测头水平运动的电机相连。

所述驱动主轴回转轴系的电机为直流伺服电机，驱动电感测头竖直或水平运动的电机为交流伺服电机。

上述基于三轴联动的复杂零件准测量中心路径规划实现装置的路径规划实现方法，该方法包括以下步骤：

对于非偏心齿轮，将被测齿轮装夹于上顶尖轴系与主轴回转轴系之间，使被测齿轮的中心与主轴回转轴系的中心重合，然后手动控制测量立柱前后运动，使得电感测头前端的测球与主轴回转轴系中心的距离为被测齿轮的基圆半径，同时，手动控制电感测头沿竖直以及水平方向运动，使电感测头移动到被测齿轮的任一齿槽内，或者，对于偏心齿轮，将被测齿轮装夹于上顶尖轴系与主轴回转轴系之间，然后手动控制测量立柱前后运动，使得电感测头与被测齿轮的齿顶以一定压缩量接触，然后固定测量立柱的位置，然后使主轴回转轴系带动被测齿轮旋转，并通过电感测头的水平运动，在保证电感测头的压缩量在与被测齿轮的轮齿部分接触时保持不变的情况下，测得被测齿轮若干个轮齿齿顶的位置数据，通过对测得的位置数据进行圆拟合，得到被测齿轮的齿顶圆圆心O₂在以主轴回转轴系中心上点O₁为坐标原点的坐标系中的位置，O₁与O₂在同一个水平面内，然后通过测量立柱的前后运动使电感测头前端的测球与过被测齿轮齿顶圆圆心O₂的竖直直线间的距离等于被测齿轮的基圆半径。

所述方法还包括以下步骤：

保持测量立柱位置不变，通过主轴回转轴系的旋转使电感测头与被测齿轮齿面以一定压缩量接触，压缩量为S/4～S/2，S为电感测头的量程，然后驱动电感测头竖直运动，使电感测头沿被测齿轮的齿宽方向移动。

所述电感测头沿被测齿轮的齿宽方向移动的距离根据被测齿轮的齿宽自定义，或者，使电感测头先移动到被测齿轮的下端面以下，然后由被测齿轮的下端面移动至被测齿轮的上端面以上。

所述方法还包括以下步骤：