超高精度自动化多齿分度台的制作方法
【专利摘要】本发明涉及几何量测试计量技术与仪器【技术领域】，具体公开了一种超高精度自动化多齿分度台。该分度台中壳体基座下端与步进电机固定连接，壳体基座上端与定齿盘固定连接；在壳体基座内部设有同轴的升降筒，在升降筒的底端固定有26位光电编码器，且固定在26位光电编码器下端轴心的丝杠安装在步进电机的轴心处，使步进电机升降时，带动升降筒作升降运动；26为光电编码器的上端通过弹性联轴器与固定在升降筒上端的力矩电机连接，且力矩电机通过万向联轴节与齿盘心轴连接，齿盘心轴穿过定齿盘与定齿盘上方的动齿盘固定连接。该分度台，测角重复性标准偏差达0.004″-0.002″，补偿后零起分度极限差达±0.03″，可实现超高精度测量。
【专利说明】超高精度自动化多齿分度台
【技术领域】
[0001]本发明属于几何量测试计量技术与仪器【技术领域】，具体涉及一种超高精度自动化多齿分度台。
【背景技术】
[0002]多齿分度台由一对直径、齿数、齿形等参数完全相同的平面向心端齿盘和升降锁紧机构组成。两齿盘相互啮合后，由于多齿啮合的平均效应，可以提高分度准确度。多齿分度台是计量测试和精加工常用的定角圆分度设备，多齿分度技术已扩展应用于多种专用测试设备。
[0003]多齿分度台的第一份专利由美国A*A*GaGe公司于1960年获得，到1984年前后，国内外多齿分度台的分度误差都已达到极限误差±0.1"。之后，准确度的提高停滞不前，至今，国内、外多齿分度台的最高水平仍为分度极限误差±0.1"，这是由于要进一步提高分度准确度，靠机械工艺方法是很难实现的。
[0004]多齿分度台工作过程中，要实现“脱啮”、“转位”、“啮合”和“加啮合力”等四个基本动作，完成方法有“手动式”和“自动式” 二种，手动式转位的“到位”是靠目视，刻度对正完成的稍有不慎，会造成“打齿”，损坏多齿分度台，而自动工作方式:可准确转动到位，并采取安全保护措施。而对于某些特殊需求，如惯性器件测试转台，采用齿盘副作为分度元件时，为保证惯性器件测试的正常进行，必需采用自动化工作方式。又如采用惯性技术自寻北的火箭或惯性导航车，当采用“多位置法”提高寻北准确度时，多齿分度台是准确的转位设备，但必须采用自动化工作方式。同时，为了防止气流引起检测设备光电自准直仪跳字，需加有机玻璃罩，因此多齿分度台必须为自动工作方式，自动工作方式还可以避免操作者体温由于手动而传至多齿分度台，破坏多齿分度台的温度平衡，从而引起测量误差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种超高精度自动化的多齿分度台，可以提高分度准确度，使零起分度误差的极限误差由±0.1"减小至±0.03"。
[0006]本发明的技术方案如下:一种超高精度自动化多齿分度台，该分度台包括动齿盘、定齿盘、壳体基座以及步进电机，其中，壳体基座下端与步进电机固定连接，壳体基座上端与定齿盘固定连接；在壳体基座内部设有同轴的升降筒，在升降筒的底端固定有26位光电编码器，且固定在26位光电编码器下端轴心的丝杠安装在步进电机的轴心处，使步进电机转动时，丝杠带动升降筒作升降运动；26位光电编码器的上端通过弹性联轴器与固定在升降筒上端的力矩电机连接，且力矩电机通过万向联轴节与齿盘心轴连接，齿盘心轴穿过定齿盘与定齿盘上方的动齿盘固定连接。
[0007]所述的升降筒上设有两个相互平行的上磁铁和下磁铁，并在壳体基座对应位置附近设有两个相互平行的上霍尔开关和下霍尔开关，当使动齿盘与定齿盘完全啮合时，下磁铁与下霍尔开关触发，当动齿盘与定齿盘完全脱啮时，上磁铁与上霍尔开关触发。[0008]所述的定齿盘下方的齿盘心轴上固定有配重块，且在配重块的下端面与升降筒的上端面之间安装有止推轴承。
[0009]所述的升降筒的外圆侧壁上沿圆周均匀安装有若干个直线导轨，并使直线导轨的滑块与壳体基座固定，使升降筒可沿直线导轨在壳体基座上能上下移动。
[0010]所述的升降筒的外圆侧壁上沿圆周均匀安装有3个直线导轨，并使直线导轨的滑块与壳体基座固定，使升降筒可沿直线导轨在壳体基座上能上下移动。
[0011]所述的壳体基座为侧壁开有若干开口的圆柱筒结构。
[0012]本发明的显著效果在于:本发明所述的一种超高精度多齿分度台，测角重复性标准偏差达0.004" -0.002"，补偿后零起分度极限差达±0.03"，可实现超高精度测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述的一种超高精度自动化多齿分度台结构示意图；
[0014]图中:1、动齿盘；2、定齿盘；3、齿盘心轴；4、万向联轴节；5、止推轴承；6、壳体基座；7、力矩电机；8、直线导轨；9、弹性联轴器；10、升降筒；11、丝杠；12、步进电机；13、26位光电编码器；14、下磁铁；15、下霍尔开关；16、上磁铁；17、上霍尔开关；18、配重块。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0016]如图1所示，一种超高精度自动化多齿分度台，包括动齿盘1、定齿盘2、壳体基座6以及步进电机12，其中，侧壁开有若干开口的圆柱筒状的壳体基座6下端与步进电机12固定连接，在壳体基座6内部设有与壳体基座6同轴的升降筒10，且升降筒10的外圆侧壁上沿圆周均匀安装有若干个，例如三个竖直方向的直线导轨8，并使直线导轨8的滑块与壳体基座6固定，使升降筒10可沿直线导轨8在壳体基座6能上下移动；步进电机12的心轴处安装有丝杠11，并可带动丝杠11作升降运动，丝杠11上端与固定在升降筒10内部底端的26位光电编码器13固定连接，26位光电编码器13的上端通过弹性联轴器9与固定在升降筒10上端的力矩电机7的心轴连接，力矩电机7的心轴通过万向联轴节4与齿盘心轴3连接，齿盘心轴3穿过固定在壳体基座6上端的定齿盘2，与位于定齿盘2上方的动齿盘1固定连接，其中，在定齿盘2下方的齿盘心轴3上固定有配重块18，且在配重块18的下端面与升降筒10的上端面之间安装有止推轴承5 ;在升降筒10上下两位置平行安装有上磁铁16和下磁铁14，并在壳体基座6对应位置附近平行安装有上霍尔开关17与下霍尔开关15，使动齿盘1与定齿盘2完全啮合时，下磁铁14与下霍尔开关15触发，当动齿盘1与定齿盘2完全脱啮时，上磁铁16与上霍尔开关15触发。
[0017]本发明所述的一种超高精度自动化多齿分度台的具体工作工程为:步进电机12正向转动时，通过丝杠11带动升降筒10作升起运动，当升降筒10上升使上磁铁16与上霍尔开关17触发时，使动齿盘1与定齿盘2完全脱开，升起运动停止；当步进电机12反向转动时，通过丝杠11带动升降筒10作降落运动，当升降筒10降至下磁铁14与下霍尔开关15触发时，动齿盘1与定齿盘2完全啮合，步进电机12运动停止并断电；工控机通过RS232接口向直流力矩电机7发送动齿盘1位置控制参数，26位光电编码器13实时反馈动齿盘1的角位置信息，并带动力矩电机7旋转至指定位置，保证动齿盘1与定齿盘2啮合时齿顶与齿槽精确对齐；固定安装在齿盘心轴3上的配重块18下端面是精密研磨面，当升级筒10下降，动齿盘1与定齿盘2啮合时，配重块18的下端面与止推轴承5的钢球脱开，配重块18的重量即为动齿盘1所加的啮合力。
【权利要求】
1.一种超高精度自动化多齿分度台，其特征在于:该分度台包括动齿盘(1)、定齿盘(2)、壳体基座(6)以及步进电机(12)，其中，壳体基座(6)下端与步进电机(12)固定连接，壳体基座(6)上端与定齿盘(2)固定连接；在壳体基座(6)内部设有同轴的升降筒(10)，在升降筒(10)的底端固定有26位光电编码器(13)，且固定在26位光电编码器(13)下端轴心的丝杠(11)安装在步进电机(12)的轴心处，使步进电机(12)转动时，丝杠(11)带动升降筒(10)作升降运动；26位光电编码器(13)的上端通过弹性联轴器(9)与固定在升降筒(10)上端的力矩电机(7)连接，且力矩电机(7)通过万向联轴节(4)与齿盘心轴(3)连接，齿盘心轴(3)穿过定齿盘(2)与定齿盘(2)上方的动齿盘(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种超高精度自动化多齿分度台，其特征在于:所述的升降筒(10)上设有两个相互平行的上磁铁(16)和下磁铁(14)，并在壳体基座(6)对应位置附近设有两个相互平行的上霍尔开关(17)和下霍尔开关(15)，当使动齿盘(1)与定齿盘(2)完全啮合时，下磁铁(14)与下霍尔开关(15)触发，当动齿盘(1)与定齿盘(2)完全脱啮时，上磁铁(16)与上霍尔开关(15)触发。
3.根据权利要求1所述的一种超高精度自动化多齿分度台，其特征在于:所述的定齿盘(2)下方的齿盘心轴(3)上固定有配重块(18)，且在配重块(18)的下端面与升降筒(10)的上端面之间安装有止推轴承(5 )。
4.根据权利要求1所述的一种超高精度自动化多齿分度台，其特征在于:所述的升降筒(10)的外圆侧壁上沿圆周均匀安装有若干个直线导轨(8)，并使直线导轨(8)的滑块与壳体基座(6)固定，使升降筒(10)可沿直线导轨(8)在壳体基座(6)上能上下移动。
5.根据权利要求4所述的一种超高精度自动化多齿分度台，其特征在于:所述的升降筒(10)的外圆侧壁上沿圆周均匀安装有3个直线导轨(8)，并使直线导轨(8)的滑块与壳体基座(6 )固定，使升降筒(10 )可沿直线导轨(8 )在壳体基座(6 )能上下移动。
6.根据权利要求 5所述的任意一种超高精度自动化多齿分度台，其特征在于:所述的壳体基座(6)为侧壁开有若干开口的圆柱筒结构。
【文档编号】G01B11/26GK103673930SQ201210355154
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】李永刚, 商秋芳, 王震, 张忠武, 孙方金 申请人:北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院