[发明专利]一种齿形定位方法及齿形定位控制系统

说明书

本发明属于齿形测量领域，公开了一种齿形定位方法及系统。控制测头进行定向探测，通过对其探测数据进行一系列的判断、换算，从而准确计算出齿槽的中心位置。通过本发明的齿形定位方法，可大幅提升齿轮加工精度，无需设计专用定位工装，提高了机加工艺灵活性。对于齿轮工件批量制造，能够大幅降低工装投制费用，缩短齿形定位时间，提高加工效率。

技术领域

本发明属于齿形测量领域，具体涉及一种齿形定位方法及齿形定位控制系统。

背景技术

齿轮的加工一般由多道工序共同完成，如滚齿+精铣齿、粗铣齿+精铣齿、滚齿+磨齿等，它们一般是由不同的机床来完成，在完成前一工序的加工后，如何在第二道或第三道工序上进行精密齿形定位，是精加工工序最关键的一步。或者对于多齿轮的中间轴，如何保证各齿轮间的相位准确，这些都需要进行精密齿形定位。

而齿形定位的关键是找到齿槽中心位置及其旋转轴坐标，现有技术在齿轮进行多道工序加工时，缺少行之有效的齿形定位方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿形定位方法及齿形定位控制系统，用以解决现有技术中的在多道工序加工时不能快速有效地实现精密齿形定位的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种齿形定位方法，该方法适用于四轴及四轴以上加工中心，所述加工中心包括机床主轴和旋转轴，所述机床主轴上设置有测头，所述旋转轴上安装有齿轮，所述测头位于齿轮径向，包括如下步骤：

步骤1：测头向齿轮靠近，至测头移动至测量位置，测量位置为测头中心在测量圆上且测头轴中心线过齿轮中心轴，测量圆为齿轮周向上任一个以齿轮中心轴上的点为圆心且以齿顶以下L处到圆心的距离为半径的圆，L为正整数；

判断测头在移动过程中是否与齿轮触碰，若未发生触碰，则测头停止移动并执行步骤2；

若发生触碰，则测头停止移动并执行调整指令，所述调整指令包括令测头抬高H和令齿轮旋转θ₁，H为齿全高，θ₁∈(0,θ)，θ为两齿面旋转夹角，然后返回步骤1，测头重新向齿轮靠近；

步骤2：齿轮顺时针旋转，至测头与齿轮的左齿面触碰时，齿轮停止旋转，获得测头与左齿面触碰时齿轮的旋转轴坐标θ_A1，其中，Z为齿轮的总齿数；令齿轮逆时针旋转θ/2；

步骤3：测头绕测头轴中心线旋转180°，齿轮逆时针旋转，至测头与齿轮的右齿面触碰时，齿轮停止旋转，获得齿轮右齿面触碰时齿轮的旋转轴坐标θ_A2，其中，

步骤4：根据测头分别与左、右齿面触碰时齿轮的旋转轴坐标获得齿槽中心位置对应的旋转轴坐标θ_A3，其中，θ_A3＝(θ_A1+θ_A2)/2。

进一步的，步骤1中，齿轮模数为2～5且测头直径为1～3mm时，L＝0.5mm；齿轮模数小于1.2时且测头直径＜1mm时，L＜0.5mm；齿轮模数大于5时且测头直径＞3mm时L＞0.5mm。

一种齿形定位控制系统，包括测头定位模块、触碰点定位模块和齿槽中心点定位模块；

所述的测头定位模块用于在测头向齿轮靠近至测头移动至测量位置时，测量位置为测头中心在测量圆上且测头轴中心线过齿轮中心轴，测量圆为齿轮周向上任一个以齿轮中心轴上的点为圆心且以齿顶以下L处到圆心的距离为半径的圆，L为正整数；

判断测头在移动过程中是否与齿轮触碰，若未发生触碰，则测头停止移动并执行触碰点定位模块；