[发明专利]一种可直接溯源的高精度齿轮误差测量方法

说明书

本发明涉及一种可直接溯源的高精度齿轮误差测量方法。传统测量方法存在的阿贝误差和间接溯源都限制了测量精度的提升，本发明采用激光干涉测长作为测量标准，直接对齿轮误差进行测量。通过设计和布局可减小装置阿贝误差的激光干涉测长双光路，将激光干涉测长光路布置在齿轮被测点附近，阿贝臂长基本为零，大大降低了原理性的阿贝误差，同时激光波长可以直接溯源到长度基准“米”，从根本上提高了齿轮误差测量精度。

技术领域

本发明属于精密仪器制造及测量技术领域，具体涉及一种可直接溯源的高精度齿轮误差测量方法。

背景技术

对齿轮产品进行误差测量是保障产品质量的重要环节，目前，齿轮测量方法主要依靠电子展成法实现，电子展成法的实现主要依赖坐标式测量仪器，在这类仪器中，光栅尺既作为各坐标轴的测长单元，又作为各坐标轴运动的反馈控制单元，光栅尺一般都布局在X、Y、Z导轨附近，远离齿轮被测点，阿贝臂长，由于导轨存在角摆误差，会产生较大的阿贝误差，大大降低了齿轮测量精度。因此常规的齿轮测量方法从测量原理到结构上都不符合阿贝原则，阿贝原则的核心思想是“将被测物与标准尺沿测量轴线呈直线排列”，即被测齿轮的测量点与光栅尺应在同一条直线上，但受测量装置结构影响，很难实现。同时光栅尺只能通过和激光或步距规等比较，可间接溯源到长度基准“米”来保证齿轮测量结果的一致性。阿贝误差和间接溯源都限制了坐标式齿轮测量仪器的精度提升。因此，如何避免上述误差的产生，从根本上提高齿轮测量精度具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是公开一种可直接溯源的高精度齿轮误差测量方法。

实现本发明的技术方案如下：

一种可提高齿轮精度且可直接溯源的齿轮测量方法，通过设计和布局可减小装置阿贝误差的激光干涉测长双光路，采用激光干涉测长作为测量标准，替代光栅尺测长，激光干涉测长光路布置在齿轮被测点附近，阿贝臂长基本为零，大大降低了原理性的阿贝误差，同时激光波长可以直接溯源到长度基准“米”，也提高了齿轮测量结果的一致性。而原有的光栅尺仅仅作为坐标轴运动的反馈控制单元，不再作为测长单元。通过设计X、Z激光干涉测长双光路，还可实现齿轮多个误差项的测量。

本发明方法主要包括如下步骤：

(1)设计和布局可减小装置阿贝误差的激光干涉测长光路

如图1所示，设计和布局可减小装置阿贝误差的激光干涉测长光路，激光干涉测长光路分为X、Z双光路，分别沿着齿轮的切向和轴向，测长光路要布置在齿轮被测点附近。

(2)采集转台及激光干涉测长值

当测量开始后，以齿轮回转角度为触发信号对激光测长值进行等角度采样。

(3)计算齿轮参量相应偏差值

将步骤(2)采集的齿轮回转角采样值θ_i及激光测长值l_i导入专用测量软件进行误差评定，计算齿轮误差值。

本发明与现有技术相比具有的优点和效果：

本发明公开的一种可直接溯源的高精度齿轮误差测量方法，解决了传统方法存在的阿贝误差和间接溯源问题，采用激光干涉测长作为测量标准，测长光路布置在齿轮被测点附近，阿贝臂长基本为零，大大降低了原理性的阿贝误差，同时激光波长可以直接溯源到长度基准“米”，从根本上提高齿轮误差测量精度。通过设计和布局的激光干涉测长双光路，还可实现齿轮多个误差项的测量。

附图说明

图1为本发明设计和布局的X、Z激光干涉测长双光路。

图2为齿轮齿廓偏差测量示意图。

图3为齿轮螺旋线偏差测量示意图。