高精度齿轮在机测量试验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数控测量与控制领域，具体是一种可以对齿轮进行高精度在机测量实验台。
【背景技术】
[0002]所谓在机测量，就是:以机床硬件为载体，附以相应的测量工具(硬件有:机床测头、机床对刀仪等；软件有:宏程式、专用3D测量软件等)，在工件加工过程中，实时在机床上进行几何特征的测量，根据检测结果指导后续工艺的改进。
[0003]在机测量的闭环齿轮加工系统，避免了由于齿轮的尺寸大、重量大、齿数多等突出特点所造成的加工不便，同时也大大地减少了由于在齿轮检测过程中齿轮的反复装夹与安装基准的变化对齿轮加工精度的影响，大大提高了加工精度与加工效率，降低了生产成本。
[0004]在机测量的闭环齿轮加工系统的加工精度受很多方面的影响，其中机床本身的误差(转台与伺服轴的机械误差等)，在机测量的测量精度都会对齿轮的加工精度造成很大的影响，其中在机测量的测量精度在其中又起到了关键性的影响。由此看来，对于在机测量误差的分析、处理、补偿显得非常的必要。随着对齿轮在机测量技术地深入研究，将进一步提升我国高速、精密数控磨齿机的开发和制造水平，提高机床加工精度，缩小与国际先进水平的差距，推动数控装备制造能力更上一个台阶。
【实用新型内容】
[0005]为克服现有技术存在的缺陷，解决齿轮在加工过程中由于需要检测而进行二次装夹，从而导致加工精度降低的问题；解决测量装置在进给方向上运动时，其机械误差大于加工误差的问题；解决由于转台回转精度达不到要求，而大大增加了测量误差的问题；解决数控机床控制器无法与PC机及测量设备进行实时交互的问题，本实用新型提出了一种高精度齿轮在机测量实验台，包括机座，机座表面上设置有X向滑台导轨和Y向滑台导轨，机座的垂直方向还设置有主立柱，主立柱可在X向滑台导轨和Y向滑台导轨内自由滑动，主立柱的上设置有Z向滑台导轨，Z向滑台导轨内设置有自由滑动的三轴滑台，三轴滑台上固定连接有接触式测量头，机座上还连接有伺服电机，伺服电机上设置有回转工作台，回转工作台中间垂直方向设置有固定轴，接触式测量头的工作部位对准固定轴，接触式测量头通过无线通讯装置与数控机床控制器相连，数控机床控制器与PC机相连。
[0006]在本技术方案中，机座以及机座上的X、Y向滑台导轨、主立柱、主立柱上Z向滑台导轨、Z向滑台导轨上的三轴滑台、接触式测量头构成了本实用新型的测量模块，用来对齿轮工件进行测量；伺服电机以及回转工作台、固定轴构成了本实用新型的工件回转模块，固定轴上用来固定齿轮工件在伺服电机的带动下发生转动；数控机床控制器与PC机构成了本实用新型的控制模块，用来控制测量模块和回转模块的工作，并对接收到的数据进行加工分析然后下达新的指令。
[0007]本实用新型的进一步改进，接触式测量头与数控机床控制器的无线通讯连接方式为光学信号传输方式，光学信号传输，能够实现短距离信号交互，无需再连接通信线缆，使测量更为便捷。
[0008]本实用新型的进一步改进，三轴滑台为高精度伺服驱动滑台，其轴向移动精度较高，其造成的机械误差远远小于加工误差。
[0009]本实用新型的进一步改进，回转工作台为高精度回转工作台，固定轴为锥形固定轴，保证了工件在旋转过程中的回转精度，从而大大降低了由于旋转工作台的旋转精度造成的测量误差。
[0010]本实用新型的进一步改进，数控机床控制器与PC机的连接方式为无线连接，不需要连接通信线缆，具有灵活性、低成本、易安装等优点，而且方便在工厂车间和试验内使用，不会出现通信线缆姅倒人的状况。
[0011]本实用新型的有益效果:避免了齿轮在加工过程中由于需要检测而进行二次装夹的问题，从而提高了加工精度；解决了测量装置在进给方向上运动时其机械误差大于加工误差的问题；保证了回转精度，大大降低了测量误差；本实用新型的数控机床控制器能够实现与PC机及测量设备的实时交互，由PC机对测量数据进行分析、处理，从而实现实时误差补偿。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
[0013]图中，1-机座，2-主立柱，3-Y向滑台导轨，4-X向滑台导轨，5_Z向滑台导轨，6_接触式测量头，7-无线通讯装置，8-伺服电机，9-回转工作台，10-固定轴，11-数控机床控制器，12-PC机，13-齿轮工件，14-三轴滑台。
【具体实施方式】
[0014]为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。
[0015]实施例:如图1所示，一种高精度齿轮在机测量实验台，包括机座1，机座I表面上设置有X向滑台导轨4和Y向滑台导轨3，机座I的垂直方向还设置有主立柱2，主立柱2可在X向滑台导轨4和Y向滑台导轨3内自由滑动，主立柱2的上设置有Z向滑台导轨5，Z向滑台导轨5内设置有自由滑动的三轴滑台14，三轴滑块可以采用高精度伺服驱动滑台，其轴向移动精度较高，其造成的机械误差远远小于加工误差，三轴滑台14上固定连接有接触式测量头6，机座I上还连接有伺服电机8，伺服电机8上设置有回转工作台9，回转工作台9中间垂直方向设置有固定轴10，固定轴10上放置有齿轮工件13，回转工作台9可以选用高精度回转工作台9，固定轴10为选用锥形固定轴10，这样就保证了齿轮工件13在旋转过程中的回转精度，从而大大降低了由于旋转工作台的旋转精度造成的测量误差，接触式测量头6的工作部位对准齿轮工件13，接触式测量头6通过无线通讯装置7与数控机床控制器11相连，该无线通讯装置7可以采用光学信号传输方式，光学信号传输，能够实现短距离信号交互，无需再连接通信线缆，使测量更为便捷，数控机床控制器11与PC机12相连，实现实时数据交互。
[0016]本实用新型的工作原理为:由数控机床控制器11分别控制三轴滑台14在X、Y向滑台轨道内滑动及回转工作台9的固定轴10，实现三轴联动，三轴滑台14与回转工作台9都由伺服电机8控制，数控机床控制器11通过给控制三轴滑台14与回转工作台9的伺服电机8发送脉冲信号来控制电机运转，伺服电机8通过编码器实时将位置信息反馈给数控机床控制器11。数控机床控制器11与PC机12相连，实现数据实时传输，PC机12通过计算机辅助编程，自动生成检测主程序，将检测主程序由通信接口传输给数控机床控制器11，数控机床控制器11通过发送脉冲信号控制接触式测量头6移动逼近被测齿轮工件13表面，直至接触式测量头6与被测齿轮工件13接触，此时并不会发出测量信号，接触力逐渐增大，直到大于预先设定的门槛值，此时测头发出一个触测信号，该信号发送给无线通讯装置7，经过对信号进行一定处理后，发送给数控机床控制器11，由数控机床控制器11发送急停动作命令，停止接触式测量头6的测量移动，此时测量的坐标通过无线通讯装置7发送给数控机床控制器11，再由数控机床控制器11将坐标点传回PC机12。PC机12在接收到若干数据点后，进行数据分析处理，根据要求计算出相应的误差，利用特定的算法对误差进行补偿，最终将补偿算法转化为NC程序发送给数控机床控制器11，由它来指导进一步加工。
[0017]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种高精度齿轮在机测量试验台，其特征在于，包括机座，所述机座表面上设置有X向滑台导轨和Y向滑台导轨，所述机座的垂直方向还设置有主立柱，所述主立柱可在X向滑台导轨和Y向滑台导轨内自由滑动，所述主立柱的上设置有Z向滑台导轨，所述Z向滑台导轨内设置有自由滑动的三轴滑台，所述三轴滑台上固定连接有接触式测量头，所述机座上还连接有伺服电机，所述伺服电机上设置有回转工作台，所述回转工作台中间垂直方向设置有固定轴，所述接触式测量头的工作部位对准所述固定轴，所述接触式测量头通过无线通讯装置与数控机床控制器相连，所述数控机床控制器与PC机相连。2.根据权利要求1所述的高精度齿轮在机测量试验台，其特征在于，所述接触式测量头与所述数控机床控制器的无线通讯连接方式为光学信号传输方式。3.根据权利要求2所述的高精度齿轮在机测量试验台，其特征在于，所述三轴滑台为高精度伺服驱动滑台。4.根据权利要求3所述的高精度齿轮在机测量试验台，其特征在于，所述回转工作台为高精度回转工作台，所述固定轴为锥形固定轴。5.根据权利要求1-4任一项所述的高精度齿轮在机测量试验台，其特征在于，所述数控机床控制器与所述PC机的连接方式为无线连接。
【专利摘要】本实用新型涉及数控测量与控制领域，具体是一种可以对齿轮进行高精度在机测量实验台，包括机座，机座表面上设置有X向滑台导轨和Y向滑台导轨，机座的垂直方向还设置有主立柱，主立柱可在X向滑台导轨和Y向滑台导轨内自由滑动，主立柱的上设置有Z向滑台导轨，Z向滑台导轨内设置有自由滑动的三轴滑台，三轴滑台上固定连接有接触式测量头，机座上还连接有伺服电机，伺服电机上设置有回转工作台，回转工作台中间垂直方向设置有固定轴，接触式测量头的工作部位对准固定轴，接触式测量头通过无线通讯装置与数控机床控制器相连，数控机床控制器与PC机相连。
【IPC分类】B23Q17/24, B23Q17/20
【公开号】CN204843713
【申请号】CN201520506295
【发明人】黄腾蛟, 朱晓春, 丁文政, 张兆祥
【申请人】南京工程学院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月14日