一种中间轴零件齿轮位置度测量装置及方法与流程

1.本发明涉及中间轴齿轮装配领域，具体为一种中间轴零件齿轮位置度测量装置及方法。


背景技术：

2.中间轴齿零件作为变速箱内动力传输的核心零件，其滚齿铣键槽工序的加工质量直接影响中间轴的后续装配，同时影响变速器的功能使用，因此对其关键尺寸的检测也是非常重要的工序。
3.在中间轴齿轮装配过程中，需要保证各齿轮的齿槽位置度，因此在生产线上，需要使用单独的设备在轴齿类零件滚齿及铣键槽工序后对于齿槽及键槽的位置度进行测量；在非自动生产线中的测量一般采用手动测量、离线测量专机等，由工人操作测量专机或量检具进行测量的方法，该方式存在低效率、无追溯等缺点。
4.另外由于手动测量时考虑手动测量节拍慢、劳动强度大，不得不进行抽检方式，存在不合格品流出风险。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在手动测量节拍慢、劳动强度大，导致的生产合格问题，本发明提供一种中间轴零件齿轮位置度测量装置及方法；通过本测量装置，使得测量节拍满足自动线要求，测量数据可追溯，完善产线自动化方案。
6.本发明是通过以下技术方案来实现：一种中间轴零件齿轮位置度测量装置，包括零件支架、气动顶尖、驱动组件、寻槽传感器、位置度测量组件，所述零件支架设置为柱形件，所述零件支架上套设零件，所述零件的一端和气动顶尖连接，所述零件的另一端和驱动组件连接，所述零件支架的一侧设置位置度测量组件，所述零件支架和位置度测量组件平行设置，所述位置度测量组件对零件支架上套设的零件的位置度进行测量，所述零件支架的一侧设置寻槽传感器。
7.进一步的，所述零件的端面连接跳动测量组件，所述跳动测量组件包括动力源、第二位移传感器，所述第二位移传感器对零件的跳动值进行测量。
8.进一步的，所述驱动组件包括第二驱动顶尖和动力源，所述动力源驱动第二驱动顶尖，所述驱动组件通过第二驱动顶尖连接零件。
9.进一步的，所述位置度测量组件包括基准定位组件、第一齿轮位置度测量组件、第二齿轮位置度测量组件和键槽位置度测量组件，所述基准定位组件、第一齿轮位置度测量组件、第二齿轮位置度测量组件和键槽位置度测量组件均包括直线导轨、第一位移传感器、位置度测量卡头，所述直线导轨设置在导轨安装架上，所述导轨安装架的顶端设置限位顶丝支架，所述导轨安装架的一侧设置位移传感器，所述导轨安装架的端部设置位置度测量卡头，所述位置度测量卡头朝向零件设置，所述位置度测量卡头和零件垂直；所述位置度测量卡头和位移传感器电连接。
10.进一步的，所述基准定位组件、第一齿轮位置度测量组件、第二齿轮位置度测量组件的位置度测量卡头采用球形；所述键槽位置度测量组件的位置度测量卡头采用圆柱形。
11.一种基于上述中间轴零件齿轮位置度测量装置的方法，该方法包括以下步骤：
12.对标准件零件进行夹紧；
13.通过寻槽传感器对标准件零件进行定位；
14.测量标准件零件的齿槽位置度、键槽位置度和跳动值，并对标准件测量数值进行记录；
15.重复上述步骤对待检测零件进行测量，对比标准件测量数值，得出测量结果。
16.进一步的，定位过程中，通过寻槽传感器寻找零件中的长键槽，找到长键槽后，将零件反向旋转180度，通过基准定位组件中的定位元件顶球卡入推出零件的基准齿槽中进行旋转定位。
17.进一步的，齿槽位置度的测量，通过第一齿轮位置度测量组件、第二齿轮位置度测量组件中的推动对应的位置度测量卡头，将位置度测量卡头中的球形顶球卡头卡入齿槽中，然后读取第一位移传感器所显示的读数得到齿槽位置度的。
18.进一步的，键槽位置度的测量，通过键槽位置度测量组件中的位置度测量卡头中的圆柱形顶球卡头卡入键槽中，然后读取第一位移传感器所显示的读数得到齿槽位置度。
19.进一步的，跳动值的测量：通过跳动测量组件中的第二位移传感器贴住被测件的表面，通过将零件旋转一周后读取第二位移传感器的数据，得到最大最小值然后得到跳动值的方法进行测量。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
21.本发明提供一种中间轴零件齿轮位置度测量装置，通过多个对零件的结构，实现装置的测量效果，同时，通过完成其齿槽的定位及键槽位置度及轴承安装面装配的跳动的测量，保证了装置的测量结果的准确性，通过各装置结构之间的配合实现测量节拍满足自动线要求，测量数据可追溯，完善产线自动化方案。
22.进一步的，通过跳动值、键槽位置度和槽位置度的测量定位，保证了装置的测量效果，并且，该部分测量采用相同结构连接关系的设置，仅在测量卡头部分采用了不同的结构，从而，保证了装置的经济效益。
23.进一步的，在本发明提供的一种中间轴零件齿轮位置度测量方法中，通过对标准件的测量，保证了装置内部结构的平稳运行，同时，在标准件的测量下，能够通过将所有测量结果对标标准件的测量值的方式得到检测结果，从而实现装置的有效利用。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例提供的一种中间轴零件齿轮位置度测量装置的整体结构示意图；
26.图2为本发明实施例提供的一种中间轴零件齿轮位置度测量装置的定位结构示意
图；
27.图3为本发明实施例提供的一种中间轴零件齿轮位置度测量装置的位置度测量结构示意图；
28.图4为本发明实施例提供的一种中间轴零件齿轮位置度测量装置的位置度球形测量元件结构示意图；
29.图5为本发明实施例提供的一种中间轴零件齿轮位置度测量装置的跳动值测量结构示意图；
30.图6为本发明实施例提供的一种中间轴零件齿轮位置度测量装置的位置度圆柱形测量元件结构示意图；
31.图中：驱动组件1、端面驱动支座2、跳动测量组件3、寻槽传感器4、零件支架5、位置度测量组件6、气动顶尖7、零件8、位置度测量组件支座61、第一齿轮位置度测量组件62、第二齿轮位置度测量组件63、基准定位组件64、键槽位置度测量组件65、导轨安装架41、限位顶丝支架42、直线导轨43、第一位移传感器44、位置度测量卡头45、气缸支架31、滑台气缸32、第二位移传感器33、第二位移传感器支架34。
具体实施方式
32.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
38.实施例1：
39.本实施例提供一种中间轴零件齿轮位置度测量装置，包括驱动组件1、端面驱动支座2、跳动测量组件3、寻槽传感器4、零件支架5、位置度测量组件6、气动顶尖7、零件8、位置度测量组件支座61、第一齿轮位置度测量组件62、第二齿轮位置度测量组件63、基准定位组件64、键槽位置度测量组件65、导轨安装架41、限位顶丝支架42、直线导轨43、第一位移传感器44、位置度测量卡头45、气缸支架31、滑台气缸32、第二位移传感器33、第二位移传感器支架34。
40.在零件8的加工操作台上设置零件支架5，所述零件支架5设置为柱形件，所述柱形件的外径和零件8的内径相近，所述零件8套设在零件支架5上，所述零件支架5的一端设置气动顶尖7，所述气动顶尖7和零件8中间的顶尖孔连接，所述零件8的另一端连接驱动组件1，所述驱动组件1的轴心处设置驱动顶尖，所述驱动顶尖和气动顶尖7对零件8进行夹紧，所述零件支架5的一侧设置位置度测量组件6，所述位置度测量组件6上设置有位置度测量卡头，所述位置度测量卡头和零件支架5的轴线相互垂直设置。
41.所述零件支架5的一侧设置寻槽传感器4，所述寻槽传感器4实现待测零件8的定位，所述零件支架5和驱动组件1之间通过端面驱动支座2连接，能够实现驱动组件1的稳定工作，所述端面驱动支座2的一侧设置跳动测量组件3，所述跳动测量组件3对待测零件8的跳动值进行测量。
42.所述位置度测量组件6包括位置度测量组件支座61、第一齿轮位置度测量组件62、第二齿轮位置度测量组件63、基准定位组件64、键槽位置度测量组件65，所述6中的位置度测量组件支座61、第一齿轮位置度测量组件62、第二齿轮位置度测量组件63、基准定位组件64、键槽位置度测量组件65均设置有导轨安装架、限位顶丝支架、直线导轨、第一位移传感器、位置度测量卡头，所述位置度测量卡头和第一位移传感器电连接，所述第一位移传感器设置在顶端，所述导轨安装架设置在第一位移传感器的下方，所述导轨安装架的上方连接设置限位顶丝支架，所述限位顶丝支架的一侧设置直线导轨，所述位置度测量组件6的端面设置位置度测量卡头，所述位置度测量卡头的顶端设置不同形状的测量卡头，所述测量卡头和零件8的轴线相互垂直设置。
43.所述位置度测量卡头的不同设置用于不同的检测结构，具体的，所述齿槽位置度的测量通过圆柱形顶球卡头卡入键槽中进行测量；所述齿槽位置度通过球形顶球卡头实现检测。
44.所述3包括气缸支架31、滑台气缸32、第二位移传感器33、第二位移传感器支架34，所述跳动测量组件3和位置度测量组件6相对设置在零件支架5的两侧，所述跳动测量组件3和零件8的轴线相互垂直，所述气缸支架31和工作台连接，所述气缸支架31设置为矩形框架结构，所述气缸支架31的上方设置滑台气缸32，所述滑台气缸32的端部和零件8连接端设置第二位移传感器33和第二位移传感器支架34，所述第二位移传感器33对零件8的跳动值进行测量。
45.一种中间轴零件齿轮位置度测量装置通过以下方法实现测量：
46.(1)夹紧：通过机器人上料，机器人将零件放置在零件支架5，通过气动顶尖7插入零件8中的顶尖孔，推出零件8，配合驱动组件1中的驱动顶尖插入零件8中另一端的顶尖孔，
将零件8夹紧；
47.(2)驱动：零件8被气动顶尖7与驱动组件1夹紧后，通过驱动组件1中的伺服电机来驱动零件8进行旋转；
48.(3)定位：在零件8旋转过程中，通过寻槽传感器4寻找零件8中的长键槽，找到长键槽后，通过驱动组件1中的伺服电机控制将零件8反向旋转180度后，通过基准定位组件64中的气缸，沿基准定位组件64中的导轨推动定位元件顶球，定位元件测量卡头的顶球卡入推出零件8的基准齿槽中进行旋转定位；
49.(4)齿槽位置度：通过第一齿轮位置度测量组件62、第二齿轮位置度测量组件63中的气缸沿其中的直线导轨43推动位置度测量卡头45，将位置度测量卡头45中的测量卡头的顶球卡入齿槽中，然后读取第一位移传感器44所显示的读数得到齿槽位置度的方法进行测量；
50.(5)键槽位置度：通过键槽位置度测量组件65中的气缸沿其中的导轨推动位置度测量卡头45，将位置度测量卡头45中的顶球卡入键槽中，然后读取第一位移传感器44所显示的读数得到齿槽位置度的方法进行测量；
51.(6)跳动测量：通过跳动测量组件3中的滑台气缸32，驱动位移传感器沿滑台气缸32移动，保证第二位移传感器33贴住被测表面，通过驱动组件1中的伺服电机来驱动零件8旋转一周后读取第二位移传感器33的数据，得到最大最小值然后得到跳动值的方法进行测量。
52.(7)齿圈位置度和第一齿轮位置度测量组件62、第二齿轮位置度测量组件63的测量卡头45，如图4所示，齿圈对应的测量卡头为球形，可以卡入齿槽中；键槽对应的测量卡头为圆柱形，通过圆柱顶上的倒角顶住键槽沿圆周方向的两端。
53.实施例2：
54.本发明提供一种中间轴零件齿轮位置度测量方法，包括以下步骤，具体装置工作过程如下：
55.步骤(1)：上料：由机器人将零件8放于零件支架5上，如图1所示；
56.步骤(2)：夹紧：通过气动顶尖7插入零件8中的顶尖孔，推出零件8，配合驱动组件1中的驱动顶尖插入零件8中另一端的顶尖孔，将零件8夹紧；
57.步骤(3)：跳动测量：零件8夹紧后，通过跳动测量组件3中的滑台气缸32，驱动位移传感器沿滑台气缸32移动，保证第二位移传感器33贴住零件8的被测表面，通过驱动组件1中的伺服电机来驱动零件8旋转一周后读取第二位移传感器33的数据，然后计算跳动值；
58.步骤(4)：寻槽：通过电气系统控制零件旋转，旋转过程中由寻槽传感器寻找到零件8的键槽后，寻槽完成；
59.步骤(5)：定位：寻槽完成后，通过驱动组件1中的伺服电机控制将零件8反向旋转180度后，通过基准定位组件64中的气缸，沿基准定位组件64中的导轨推动定位元件顶球，定位元件顶球卡入推出零件8的基准齿槽中进行旋转定位；
60.步骤(6)：齿轮位置度测量：零件定位完成后，通过第一齿轮位置度测量组件62、第二齿轮位置度测量组件63中的气缸沿组件中的导轨推动位置度测量卡头，将位置度测量卡头中的顶球卡入齿槽中，然后读取第一位移传感器所显示的读数得到齿槽位置度的方法进行测量；
61.步骤(7)：键槽位置度测量：零件定位完成后，通过键槽位置度测量组件65中的气缸沿其中的导轨推动位置度测量卡头，将位置度测量卡头中的顶球卡入键槽中，然后读取第一位移传感器所显示的读数得到齿槽位置度的方法进行测量；
62.步骤(8)标定：通过机器人将标准零件放置在零件支架5上，通过重复步骤(2)到(7)，测量出跳动、齿槽位置度、键槽位置度，测量完成后作为标准值，将标准值记录为零点；
63.步骤(9)：测量：标定之后，通过机器人将标准件拿走，之后通过机器人将待测量的零件8放置在零件支架5上，通过重复步骤(2)到(7)对待测量零件进行测量，通过对比标准件的测量数值，得出测量结果。
64.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
65.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。