專利名稱：齒輪測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械行業(yè)中的幾何量測量儀器，具體講是一種齒輪測量儀器，也稱為齒輪測量中心。
在機(jī)械制造領(lǐng)域里，測量設(shè)備也稱量儀，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是科研都需要對回轉(zhuǎn)件如齒輪、滾刀、銑刀、凸輪、曲軸等的幾何參數(shù)進(jìn)行檢測，如齒輪的齒形、齒向、周節(jié)等的數(shù)值及誤差。傳統(tǒng)的機(jī)械式量儀，雖在一些工廠、企業(yè)繼續(xù)沿用，但由于精度和功能的欠缺，有許多參數(shù)無法檢測和獲取，新一代測量儀均是機(jī)電結(jié)合、由計算機(jī)控制的高技術(shù)產(chǎn)品，齒輪測量儀也不例外。我國的齒輪測量儀器生產(chǎn)廠家有成都量具刃具廠和哈爾濱量具刃具廠等，國外齒輪測量儀的著名生產(chǎn)廠家有德國的Kingelnberg公司、美國的M&M公司和日本的大板精密機(jī)械公司等。他們生產(chǎn)的齒輪測量儀象成都的“CMZ630型齒輪測量中心”、Kingelnberg公司的“PNC65型齒輪測量中心”、美國M&M公司生產(chǎn)的“1000QC型齒輪測量中心”等它們雖各具特色，但其結(jié)構(gòu)多為移動橋式或分立式，其結(jié)構(gòu)重心較高，欠緊湊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、慣量大，另外他們均采用密珠直線導(dǎo)軌，其制造工藝復(fù)雜，不易裝配調(diào)試，成本高。
中國專利專利號ZL94240134.4的實(shí)用新型名稱是“高精度三坐標(biāo)測量機(jī)封閉框架移動龍門”采用的是框架移動龍門結(jié)構(gòu)，它雖然結(jié)構(gòu)也簡單，成本也不很高，但重心較高，運(yùn)動欠平穩(wěn)，存在傾斜扭曲誤差，再則它僅有三個坐標(biāo)，無法進(jìn)行全自動齒輪測量。
為了實(shí)現(xiàn)高精度測量，方便檢測，本實(shí)用新型的目的就是要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、布局合理緊湊，慣量小，剛性好，運(yùn)動平穩(wěn)性好，精度保持性好，易于裝配調(diào)試，工作過程不需潤滑，成本低的齒輪測量儀。
本實(shí)用新型的發(fā)明人曾維修和改進(jìn)過不少進(jìn)口的齒輪測量中心，也研制過同上述已有技術(shù)類似的齒輪測量中心，在此基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了設(shè)計一種結(jié)構(gòu)更加簡單，各部件功能更加明確，重心下沉，用一大面積工作平臺既作測量臺，又作運(yùn)動導(dǎo)軌，采用相同材料制作平臺與橫梁，再配以先進(jìn)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，專用軟件和測頭系統(tǒng)等以形成測量精度更高，穩(wěn)定性更好的齒輪測量中心的構(gòu)思，并使之付諸于實(shí)際。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)敘述，其實(shí)施例亦貫穿于其中。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型徑向?qū)к壔艿慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型徑向傳動示意圖。
本實(shí)用新型由由導(dǎo)向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)，移動導(dǎo)軌及測量控制系統(tǒng)等組成，具有底座、直線導(dǎo)軌、滑架、橫梁、測頭、主軸等，其特征在于整體結(jié)構(gòu)為大平臺立柱移動式，底座(11)上設(shè)有工作平臺1，大面積的工作平臺1既是測量臺，其邊緣又可作徑向?qū)к?，徑向?qū)к壔?設(shè)在平臺1兩側(cè)，其上固定有橫梁3，橫梁3上固有切向(T向)導(dǎo)軌4，切向(T向)導(dǎo)軌4上裝有可移動的軸向(Z向)導(dǎo)軌支架5，框架式的軸向?qū)к壷Ъ?上裝有軸向?qū)к?，導(dǎo)軌6上套有軸向滑架7，測頭8安裝于軸向滑架7上，工作平臺1的中心線上設(shè)置有主軸9，主軸9為立式旋轉(zhuǎn)主軸，平臺1上、主軸9旁邊安置一夾持工件的上頂尖柱10。
由于采用大平臺立柱移動式結(jié)構(gòu)，整體布局緊湊，提高了系統(tǒng)剛度，相對于龍門式、移動橋式結(jié)構(gòu)降低了重心，運(yùn)動平穩(wěn)且啟停加速過程相對穩(wěn)定。
本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)還在于工作平臺1、橫梁3和徑、切、軸向三坐標(biāo)導(dǎo)軌均由尺寸穩(wěn)定性好的材料制成，比如采用花崗石制作，三坐標(biāo)直線運(yùn)動由可動滑臺與花崗石導(dǎo)軌相配合形成導(dǎo)軌副，導(dǎo)軌副可有氣浮式、滑動摩擦式和滾動摩擦式。用花崗石作導(dǎo)軌，工作過程不需潤滑。
本實(shí)用新型的特殊之處還在于兩個徑向滑架2與橫梁3形成半封閉狀，包圍著工作平臺1，橫梁3平行于平臺1，橫梁3與平臺1材料一致，兩個徑向滑架的底部通過彈性聯(lián)接件12相連。徑向運(yùn)動傳動中絲杠副的螺母13固定于平臺1上，絲杠螺母副的絲杠14固定于徑向滑架2上。用相同的材料制作平臺、橫梁及各運(yùn)動方向的導(dǎo)軌，其熱膨脹系數(shù)一致，不僅熱變形影響小而且尺寸穩(wěn)定性好，使系統(tǒng)消除了熱變形對運(yùn)動精度的影響，提高了系統(tǒng)剛度，溫度變化對導(dǎo)軌副的工作影響小，提高了運(yùn)動精度，使整機(jī)布局統(tǒng)一、美觀。
本實(shí)用新型是由計算機(jī)控制的四坐標(biāo)齒輪測量儀，包括軸向(Z向)、徑向(R向)、切向(T向)三個直線運(yùn)動和一個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(θ向)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線運(yùn)動分別由各自的伺服電機(jī)驅(qū)動，并可四軸聯(lián)動，任意時刻的運(yùn)動是由四軸的運(yùn)動疊加而確定的，工件裝夾在旋轉(zhuǎn)主軸(9)上隨主軸一起轉(zhuǎn)動。計算機(jī)根據(jù)被測工件的結(jié)構(gòu)參數(shù)控制各坐標(biāo)軸的運(yùn)動，測頭將相對于工件運(yùn)動軌跡的數(shù)據(jù)又送至計算機(jī)處理以實(shí)現(xiàn)對齒輪齒形、齒向、周節(jié)等項(xiàng)目的檢測和誤差分析以及對多種復(fù)雜型面的檢測和測量。
實(shí)現(xiàn)高精度的測量，機(jī)械結(jié)構(gòu)是其基礎(chǔ)和保證，本實(shí)用新型由于進(jìn)行了合理的布局，采用了大平臺立柱移動式結(jié)構(gòu)，花崗石作導(dǎo)軌等措施，從而獲得系統(tǒng)重心下沉，使其具有其它齒輪測量儀不及的諸如結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、慣量小、剛性好，運(yùn)動平穩(wěn)性好，熱變形影響小，尺寸穩(wěn)定性好，精度保持性好，易于裝配調(diào)試、成本低，工作無需潤滑，造型美觀等優(yōu)良特性。
權(quán)利要求1.一種齒輪測量儀由導(dǎo)向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、移動導(dǎo)軌及測量控制系統(tǒng)等組成，具有底座、直線導(dǎo)軌、滑架、橫梁、測頭、主軸等，其特征在于整體結(jié)構(gòu)為大平臺立柱移動式，底座(11)上設(shè)有工作平臺(1)，大面積的工作平臺(1)既是測量臺，其邊緣又可作徑向?qū)к墸瑥较驅(qū)к壔?2)設(shè)在平臺(1)兩側(cè)，其上固定有橫梁(3)，橫梁(3)上固有切向?qū)к?4)，切向?qū)к?4)上裝有可移動的軸向?qū)к壷Ъ?5)，框架式的軸向?qū)к壷Ъ?5)上裝有軸向?qū)к?6)，導(dǎo)軌(6)上套有軸向滑架(7)，測頭(8)安裝于軸向滑架(7)上，工作平臺(1)的中心線上設(shè)置有主軸(9)，主軸(9)為立式旋轉(zhuǎn)主軸，平臺(1)上，主軸(9)旁邊安置一夾持工件的上頂尖柱(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的齒輪測量儀，其特征在于工作平臺(1)、橫梁(3)和徑、切、軸向三坐標(biāo)導(dǎo)軌均由尺寸穩(wěn)定性好的材料制成，比如采用花崗石制作，三坐標(biāo)直線運(yùn)動由可動滑臺與花崗石導(dǎo)軌相配合形成導(dǎo)軌副，導(dǎo)軌副可有氣浮式、滑動摩擦式和滾動摩擦式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的齒輪測量儀，其特征在于兩個徑向滑架(2)與橫梁(3)形成半封閉狀，包圍著工作平臺(1)，橫梁(3)平行于平臺(1)，橫梁(3)與平臺(1)材料一致，兩個徑向滑架的底部通過彈性聯(lián)接件(12)相連。
4.如權(quán)利要求3所述的齒輪測量儀其特征在于徑向運(yùn)動傳動中絲杠副的螺母(13)固定于平臺(1)上，絲杠螺母副的絲杠(14)固定于徑向滑架(2)上。
專利摘要本實(shí)用新型為齒輪測量儀，具有三個直線運(yùn)動(軸向、徑向、切向)和一個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的功能，用于對齒輪類零件各類參數(shù)的全自動測量及復(fù)雜空間回轉(zhuǎn)型面的全方位測量。采用了大平臺立柱移動式結(jié)構(gòu)和花崗石氣浮導(dǎo)軌，氣浮主軸、滾珠絲杠副傳動等先進(jìn)技術(shù)從而獲得整體結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、剛性好、運(yùn)動精度高、熱變形影響小、尺寸穩(wěn)定性強(qiáng)、工作無需潤滑、易于裝配調(diào)試、可操作性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能高效高質(zhì)量地完成齒輪類零件的自動測量。
文檔編號G01B5/004GK2267451SQ96235568
公開日1997年11月12日 申請日期1996年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月8日
發(fā)明者劉波, 王建華, 張君安, 李少康, 楊景洲, 李平, 勞奇成 申請人:西安工業(yè)學(xué)院