一种回转运动传动精度的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种回转运动传动精度的检测方法。
【背景技术】
[0002]现有的检测回转运动的传动精度的装置，如圆光栅和自准直仪等，也有发明来解决检测回转运动的传动精度的问题，如中国发明专利申请公开说明书中申请号“CN201410034893”名称为“精密减速机传动误差测试系统”，该测试系统包括精密减速机测试实验装置和测试软件系统，其结构特点是利用两个高精度圆光栅分别测得减速机输入端和输出端的转角信号，左圆光栅、被测减速机、右圆光栅分别固定在三个支架上，这三个支架位于同一个精密导轨上，三个支架的距离可以沿导轨调整，可以保证三者的平行度;左圆光栅和右圆光栅分别通过精密联轴器联接被测减速机输入端和输出端，圆光栅测量的转角信号通过数据采集卡传输到计算机中，通过自主开发的测试软件对采集到的信号进行处理，其软件是开发基于Windows操作系统的测试软件，通过多通讯协议接口采集数据，将输入端采集到的转角通过传动比折算到输出端，与输出端采集到的转角做差，得出传动误差曲线图，并由此确定一个运动周期的传动误差最大值；中国发明专利申请公开说明书中申请号“CN201310684134”名称为“一种测量齿轮传动误差的方法”，该发明公开了一种测量齿轮传动误差的方法，首先通过一个角速度编码器测量得到主动齿轮的角速度，进而求得角位移;然后将其带入动力学方程中，通过相应的计算，即可求得齿轮的传动误差，其主要原理是利用角度编码器测主齿轮角速度，通过动力学方程和其它公式进行换算，再与理论值比较得到齿轮的传动误差；中国发明专利申请公开说明书中申请号“CN201410182373” “一种齿轮传动精度测试试验台”，该发明通过竖向滚珠丝杠调节标准齿轮的高度位置，通过水平滚珠丝杆调节标准齿轮的水平位置，保证了标准齿轮与被测齿轮的准确啮合;通过翻转机构轻松的实现了标准齿轮的90度翻转，满足了圆柱齿轮或锥齿轮的传动精度测试;通过空心编码器采集标准齿轮和被测齿轮啮合转动过程中产生的信号，实现了齿轮间传动误差值得测试，实现空载情况及负载情况的模拟，提高了齿轮传动精度测试的真实性。
[0003]上述现有技术不足之处:上述三种发明专利都能实现对传动系统进行传动误差的检测，但都不能分离出传动系统输出端的偏心误差所引起的传动误差成分，并得到传动系统输出端的偏心误差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种回转运动传动精度的检测方法，该检测方法同时采用精度相当的圆光栅测量模块和自准直仪对齿轮传动系统进行精密测量，解决了现有的检测装置不能分离出齿轮传动系统输出端的偏心误差所引起的传动误差成分，不仅能够得到精准的齿轮传动系统总传动误差，还能分离出齿轮传动系统输出端偏心误差。
[0005]本发明是通过以下步骤来实现的，
首先圆光栅测量模块(1)的光源发出的光线，经过光路系统变为平行光，投射在圆光栅(1)的动栅和定栅上，此时动栅跟随输出端(100)—起转动，而定栅不动，则透过的光线可形成莫尔条纹，光敏管检测透射过来的光信号，并输出近似正弦电压信号，该信号经过处理系统的放大、整形及微分电路处理后形成脉冲信号，通过计量工作过程中总的脉冲数，换算得到齿轮传动系统的总传动误差(角位移)，并在圆光栅(11)测量模块的显示单元上显示出来，之后自准直仪(2)运用自准直法为基本原理，配合多棱镜(21)同时使用，通过光电瞄准对齿轮传动系统输出端(100)上的多棱镜(21)的角位移进行精密测量，旋转主动轴使输出端上的棱镜其中一个镜面与自行光管发出的光线垂直，并将该镜面作为起始面，开始进行对齿轮传动系统的检测，自准直仪(2)的光源发出的光线透过位于物镜焦平面上的十字线，并通过物镜后，成为一束与光轴平行的平行光射向安装在输出端(100)上的多棱镜(21)的镜面上，若多棱镜(21)上与直行光管正对的镜面与光轴垂直，则光线按原路返回，经物镜后仍成像在原十字线象上，与原目标重合，若不垂直，镜面与光轴发生倾斜，则发射回来的十字线象就产生相应一个位移AS，由AS可得出多棱镜(21)的镜面的倾斜量Λα，按反射定律和几何光学原理，光线经反射后其偏转的是反射镜的倾斜角度2倍；自准直仪(2)的信号采集系统对反射回来的光线进行采集，并将信号由电路系统处理，其中电路系统主要由振荡器、主放大器、相敏检波器、单片机电路、实验电路等部分组成，主放大器对原始测量信号进行放大滤波，检波电路对包含在测量信号中的角度信号的提取，并送A/D转换，单片机电路完成对测量信号的最终处理和在显示器上显示自准直仪对齿轮传动系统的所检测到系统的传动误差(角位移)，以上所述为圆光栅(11)和自准直仪(2)的测量原理，在测量过程中，齿轮传动系统一定存在传动误差，即多棱镜(21)的镜面必定与直行光管的光轴产生倾斜，由于多棱镜(21)是36个反射镜均匀地分布在输出端(100)上，所以输出端(100)每旋转10°，自准直仪(2)检测一次并采集处理数据，因为直行光管和多棱镜(21)的反射镜面之间的距离没有严格要求，且对测量的结果没有什么影响，在输出端(100)存在偏心误差的情况下，输出端每转过10°，输出端(100)偏心误差带来的只是镜面与直行光管的垂直间的距离，而不会使反射镜相对于自准直仪发出的光线产生倾斜，即输出端(100)在无偏心状态和有偏心状态下，旋转10°后镜面与自准直仪发出的光线所形成的夹角相同，反射回去的光线重合，没有相对角度，即自准直仪(2)检测不出输出端(100)的偏心误差所引起的传动误差，而输出端(100)在无偏心状态和有偏心状态对圆光栅测量模块(1)的测量结果是不一样的，SP圆光栅测量模块(1)能检测出包含输出端(100)的偏心误差所引起的传动误差成分，故圆光栅测量模块(1)与直准直仪(2)所检测到的传动误差的差值，即为输出端(100)偏心误差所引起的传动误差。数据处理系统完成最后对传动误差的处理，系统的总传动误差由圆光栅测量模块(1)测量出来，因为圆光栅测量模块(1)可以完成对信号的处理并换算得到系统的总传动误差，所以系统的总传动误差可在显示单元上直接显示；因为圆光栅是随输出端一起转动实时监测，而自准直仪测量的是36个点，所以需从圆光栅测量输出端旋转一周的的总传动误差中取出相对应的36个点值与自准直仪(2)测量的传动误差进行比较，并接入数据处理系得到它们的差值，取出差值绝对值的最大值并换算得到输出端(100)的偏心误差，在显示单元上显示。
[0006]本发明的技术效果是:本发明同时采用圆光栅测量模块以及直准直仪的结构对齿轮传动系统的传动精度进行高精度测量，不仅能够精确地测量出系统的总传动误差，还能够有效分离出输出端偏心误差所引起的传动误差，并得到输出端偏心误差，用以指导回转传动系统的设计制造装配等过程，即为提高回转传动系统的传动精度提供依据。
【附图说明】
[0007]图1为本发明系统结构原理流程图。
[0008]图2为本发明检测装置的示意图。
[0009]在图中，1、圆光栅测量模块2、直准直仪11、圆光栅21、多棱镜22、直准直平光管100、输出端。
【具体实施方式】
[0010]结合图1、2来具体本发明，首先圆光栅测量模块(1)的光源发出的光线，经过光路系统变为平行光，投射在圆光栅(1)的动栅和定栅上，此时动栅跟随输出端(100)—起转动，而定栅不动，则透过的光线可形成莫尔条纹，光敏管检测透射过来的光信号，并输出近似正弦电压信号，该信号经过处理系统的放大、整形及微分电路处理后形成脉冲信号，通过计量工作过程中总的脉冲数，换算得到齿轮传动系统的总传动误差(角位移)，并在圆光栅(11)测量模块的显示单元上显示出来，之后自准直仪(2)运用自准直法为基本原理，配合多棱镜
(21)同时使用，通过光电瞄准对齿轮传动系统输出端(100