[发明专利]基于等效传动链误差计算的滚齿齿面误差补偿方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于等效传动链误差计算的滚齿齿面误差补偿方法，首先建立滚齿加工误差预测模型；根据传动链误差和工件齿轮安装误差，预测加工齿轮的齿形和齿距误差；然后计算传动链误差、安装误差与齿面误差间的映射关系；最后根据等效传动链误差计算的齿面误差补偿值，通过等效传动链误差补偿实现针对齿面误差的补偿；本方法选择工作台作为误差补偿的主要控制对象，通过调整控制工作台位置来抵消传动链误差。推导出传动链误差与齿面误差的准确映射关系，然后通过齿面误差测量值计算等效传动链误差补偿值，再通过基于工作台或滚刀轴的位置控制的传动链误差补偿方法实现齿面误差的消减，从而提高滚齿加工精度。

技术领域

本发明涉及数控机床误差分析与精度控制技术领域，特别是一种基于等效传动链误差计算的滚齿齿面误差补偿方法及系统。

背景技术

滚齿加工是一种生产效率高、应用广的制齿工艺方法，但滚齿加工精度受机床、刀具及工件的多源误差影响。其中数控滚齿机的传动链误差影响滚齿加工时滚刀和工件之间的展成运动的准确性，从而导致滚齿加工误差，影响到齿轮齿距和齿形精度。一般滚齿加工条件下，工作台转速较滚刀轴转速低得多，同时滚齿机工作台位置控制精度较滚刀轴更高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于等效传动链误差计算的滚齿齿面误差补偿方法，该方法用于滚齿齿面误差补偿方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本技术方案提供的一种基于等效传动链误差计算的滚齿齿面误差补偿方法，包括以下步骤：

基于滚齿双参数包络理论建立滚齿加工误差预测模型；

根据传动链误差和工件齿轮安装误差，预测加工齿轮的齿形和齿距误差；

计算传动链误差、安装误差与齿面误差间的映射关系；

根据等效传动链误差计算的齿面误差补偿值。

进一步，所述滚齿加工误差预测模型的建立按照以下步骤进行：

将传动链误差处理为工作台绕Z轴的转动误差；

分别求解齿轮各旋转位置对应的理论啮合点和考虑误差时的实际啮合点；

计算实际啮合点与理论啮合点的差值并作为齿面误差，建立滚齿加工误差预测模型。

进一步，所述建立滚齿加工误差预测模型按照以下步骤进行：

建立滚齿加工坐标变换矩阵；

根据滚齿加工坐标变换矩阵计算滚齿包络点坐标，得到理想啮合点的坐标和对应实际啮合点的坐标；

根据理想啮合点的坐标和对应实际啮合点的坐标计算齿面误差。

进一步，所述齿面误差补偿值是按照以下步骤进行：

建立传动链误差与齿面误差间的映射关系；

建立齿轮安装误差与齿面误差间的映射关系；

根据映射关系计算等效传动链误差补偿值。

进一步，所述滚齿加工坐标变换矩阵按照以下步骤进行：

建立滚刀坐标系S_h到滚刀轴坐标系S_B的齐次坐标变换矩阵为：

建立滚刀轴坐标系S_B到工作台坐标系S_C的齐次坐标变换矩阵为：

建立工作台坐标系S_C到齿轮坐标系S_g的齐次坐标变换矩阵为：