一种线齿轮加工精度检测台的制作方法

1.本实用新型涉及齿轮加工精度检测装备，尤其涉及一种线齿轮加工精度检测台。


背景技术：

2.齿轮是工业上的关键零部件之一，始终伴随工业发展，齿轮的发明给我们的生活带来极大地改变，齿轮应用广泛，同时对加工精度提出了更高要求，齿轮加工精度检测技术可以用来评定齿轮精度，相应的检测设备有cnc齿轮测量中心，齿轮双面啮合综合检查仪，齿轮径向跳动检测仪，齿轮齿形齿向检测仪，公法线千分尺，弦齿高游标卡尺，齿厚千分尺等等。
3.平行轴线齿轮是一种基于空间共轭曲线啮合理论的新型齿轮，其具有齿数少、传动效率高、传动比大等特点，它的最小齿数可以为1，可应用于食品、仪器、包装机械、玩具、微小型机器人以及其他中小功率的传动装置。目前，随着近几年的发展，线齿轮的相关理论与加工方法日益完善，对线齿轮检测技术提出要求。
4.现有的齿轮检测设备主要是针对渐开线齿轮而开发，不适用于新型齿轮——线齿轮。因此，需要设计一种操作简便，成本合理，能够达到使用要求的线齿轮检测设备。


技术实现要素：

5.为了解决现有齿轮检测设备不适用于检测线齿轮的问题，本实用新型提供一种线齿轮加工精度检测台，该线齿轮加工精度检测台通过伺服电机控制检测传感器与被测齿轮之间的相对位置，并通过检测传感器采集数据来实现对线齿轮的连续检测。该检测台基于线齿轮的相关理论进行设计，能够满足线齿轮的检测需求，该设备操作简便，成本低，检测效率高。
6.本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。
7.一种线齿轮加工精度检测台，包括工作平台、检测传感器、xy轴位移台、 z轴升降台、齿轮夹持装置、微调装置、控制系统与数据采集系统；所述工作平台上设置有xy轴位移台、齿轮夹持装置设置和微调装置；所述xy轴移动台上设置有第一伺服电机与第二伺服电机，分别用于驱动xy轴的直线运动，伺服电机通过丝杆螺母将转动转为直线运动，x轴与y轴的均导轨采用交叉滚子导轨，丝杆螺母位于交叉滚子导轨中间，通过丝杆螺母分别带动x轴或y轴移动，交叉滚子导轨能够提高导轨运动精度，xy轴移动台上设置有第一光栅尺和第二光栅尺，分别与第一伺服电机和第二伺服电机形成闭环控制，实现精确定位；所述检测传感器设置在z轴升降台上；所述z轴升降台设置在xy轴位移台上。
8.进一步地，所述检测传感器通过螺钉固定与转接板固定相连，转接板上设置多个孔位，根据需求调节检测传感器的位置，所述转接板通过螺钉固定在z轴升降台上，所述z轴升降台包括台身、千分旋钮、千分刻度尺和固定旋钮；所述台身上设置有千分旋钮、千分刻度尺和固定旋钮，其中旋转千分旋钮用于调节 z轴移动台的高度，z轴高度可通过千分刻度尺直接读取，旋紧固定旋钮用于固定z轴高度，避免误操作而改变预调好的高度。
9.进一步地，所述齿轮夹持装置包括底部移动板、支撑体、连接垫板、夹持主体、驱动系统；所述底部移动板上设置有支撑体，所述支撑体上连接有连接垫板，所述夹持主体通过螺钉与连接垫板固定相连；
10.所述夹持主体包括上顶装置、夹持柄、上顶滚子、第一滚子、第二滚子、齿轮夹持棒、调节旋钮和夹持支撑座；所述上顶装置、夹持柄、第一滚子、第二滚子、调节旋钮均设置在夹持支撑座上；所述上顶装置包括上顶主体、上顶螺钉、上顶滚子调节螺钉和调节固定螺钉；所述上顶主体通过螺钉固定在夹持支撑座上；所述上顶装置与夹持柄连接，所述调节旋钮位于夹持柄下方，所述旋紧上顶螺钉对夹持柄进行固定，旋松调节旋钮用于调节夹持柄的高度，旋转调节固定螺钉调节夹持柄的张开幅度，上顶滚子调节螺钉用于调节上顶滚子的松紧程度；被测齿轮固定在齿轮夹持棒上，齿轮夹持棒通过上顶滚子、第一滚子、第二滚子夹持在齿轮夹持装置上；底部移动板与工作平台通过螺钉固定相连，松开螺钉可以在x 轴方向调节底部移动板的位置，支撑体通过螺钉与底部移动板固定相连；
11.所述驱动系统包括电机支架、a轴伺服电机、联轴器；a轴伺服电机通过螺钉与电机支架固定连接，所述电机支架固定于连接垫板上，a轴伺服电机通过螺钉固定在电机支架上，a轴伺服电机通过联轴器将扭矩传递到第二滚子，第一滚子、第二滚子与上顶滚子共同夹住齿轮夹持棒，三个滚子之间的转动误差在一定程度上能够相互抵消，提高夹持精度，同时能够方便快速拆装齿轮夹持棒，第二滚子转动，通过摩擦力带动第一滚子、上顶滚子和齿轮夹持棒转动，从而带动被测齿轮转动。
12.进一步地，所述微调装置包括微调千分尺、千分尺固定支座、移动导轨和调节螺钉；微调千分尺通过螺钉与千分尺固定支座固定连接；千分尺固定支座与移动导轨相连，千分尺固定支座在移动导轨上滑动；拧松调节螺钉移动微调千分尺的位置，拧紧调节螺钉则固定微调千分尺的位置。
13.进一步地，所述控制系统与数据采集系统包括光栅尺、伺服驱动电机、工业控制卡和上位机；上位机发送指令给工业控制卡，通过工业控制卡控制伺服电机的运动，光栅尺采集位置信息，反馈给工业控制卡，形成闭环控制，上位机通过伺服编码器与光栅尺采集位置信息，并保存到内存中。
14.进一步地，所述采集系统包括传感器，数据采集卡，采集程序，所述传感器包括电机内置编码器、检测传感器、第一光栅尺和第二光栅尺，所述采集程序集成在控制程序中，数据采集卡集成在控制卡上，所述采集系统用于采集xy轴的位置信息，并记录检测传感器采集的数据。
15.进一步地，所述工作平台为大理石平台。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
17.1、该线齿轮加工精度检测台采用摩擦传动扭矩，在保证可靠性的同时能够保护检测装置与伺服驱动电机。
18.2、采用伺服电机与光栅尺编码器形成闭环控制，提高检测精度。
19.3、采用微调装置，能够很好地保证齿轮与检测传感器之间的相互位置关系。
20.4、该检测台采用齿轮夹持装置，可根据被测齿轮的大小进行调节，适用性高，方便被测齿轮的安装与拆卸，提高检测效率。
附图说明
21.图1为本线齿轮加工精度检测台的结构示意图。
22.图2为本线齿轮加工精度检测台z轴升降台与检测传感器结构示意图。
23.图3为本线齿轮加工精度检测台齿轮夹持装置结构示意图。
24.图4为本线齿轮加工精度检测台夹持主体正视图。
25.图5为本线齿轮加工精度检测台微调装置结构示意图。
26.图中各个部件如下：
27.检测传感器1，xy轴位移台2，第一伺服电机3，z轴升降台4，第一光栅尺5，工作平台6，微调装置7，齿轮夹持装置8，第二伺服电机9，第二光栅尺 10，转接板11，千分刻度尺12，千分旋钮13，固定旋钮14，台身15，上顶装置16，上顶滚子17、第一滚子18，齿轮夹持棒19，被测齿轮20，第二滚子 21，调节旋钮22，底部移动板23，支撑体24，连接垫板25，夹持柄26，电机支架27，联轴器28，a轴伺服电机29，上顶螺钉30，上顶主体31，上顶滚子调节螺钉32，调节固定螺钉33，千分尺固定支座34，移动导轨35，调节螺钉 36，微调千分尺37，夹持支撑座38。
具体实施方式
28.为了更加清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的范围。
29.如图1～图5所示，一种线齿轮加工精度检测台，其特征在于：包括工作平台6、检测传感器1、xy轴位移台2、z轴升降台4、齿轮夹持装置8、微调装置7、控制系统与数据采集系统；所述工作平台6上设置有xy轴位移台2、齿轮夹持装置8和微调装置7；所述xy轴移动台2上设置有第一伺服电机3与第二伺服电机9，分别用于驱动xy轴的直线运动，伺服电机通过丝杆螺母将转动转为直线运动，x轴与y轴的均导轨采用交叉滚子导轨，丝杆螺母位于交叉滚子导轨中间，通过丝杆螺母分别带动x轴或y轴移动，交叉滚子导轨能够提高导轨运动精度，xy轴移动台2上设置有第一光栅尺5和第二光栅尺10，分别与第一伺服电机3和第二伺服电机9形成闭环控制，实现精确定位；所述检测传感器1设置在z轴升降台4上；所述z轴升降台4设置在xy轴位移台2上。所述检测传感器1通过螺钉固定与转接板11固定相连，转接板上设置多个孔位，根据需求调节检测传感器1的位置，所述转接板11通过螺钉固定在z轴升降台 4上，所述z轴升降台4包括台身15、千分旋钮13、千分刻度尺12和固定旋钮14；所述台身15上设置有千分旋钮13、千分刻度尺12和固定旋钮14，其中旋转千分旋钮13用于调节z轴移动台的高度，z轴高度可通过千分刻度尺12 直接读取，旋紧固定旋钮14用于固定z轴高度，避免误操作而改变预调好的高度。所述齿轮夹持装置8包括底部移动板23、支撑体24、连接垫板25、夹持主体、驱动系统；所述底部移动板23上设置有支撑体24，所述支撑体24上连接有连接垫板25，所述夹持主体通过螺钉与连接垫板固定相连；所述夹持主体包括上顶装置16、夹持柄26、上顶滚子17、第一滚子18、第二滚子21、齿轮夹持棒19、调节旋钮22和夹持支撑座38；所述上顶装置16、夹持柄26、第一滚子18、第二滚子21、调节旋钮22均设置在夹持支撑座38上；所述上顶装置 16包括上顶主体31、上顶螺钉30、上顶滚子17调节螺钉32和调节固定螺钉 33；所述上顶主体31通过螺钉固定在夹持支撑座38上；所述上顶装置16与夹持柄
26连接，所述调节旋钮22位于夹持柄26下方，所述旋紧上顶螺钉30对夹持柄26进行固定，旋松调节旋钮22用于调节夹持柄26的高度，旋转调节固定螺钉33调节夹持柄26的张开幅度，上顶滚子调节螺钉32用于调节上顶滚子 17的松紧程度；被测齿轮20固定在齿轮夹持棒19上，齿轮夹持棒19通过上顶滚子17、第一滚子18、第二滚子21夹持在齿轮夹持装置8上；底部移动板 23与工作平台6通过螺钉固定相连，松开螺钉可以在x轴方向调节底部移动板 23的位置，支撑体24通过螺钉与底部移动板23固定相连；所述驱动系统包括电机支架27、a轴伺服电机29、联轴器28；a轴伺服电机29通过螺钉与电机支架27固定连接，所述电机支架27固定于连接垫板25上，a轴伺服电机29 通过螺钉固定在电机支架27上，a轴伺服电机29通过联轴器28将扭矩传递到第二滚子21，第一滚子18、第二滚子21与上顶滚子17共同夹住齿轮夹持棒 19，三个滚子之间的转动误差在一定程度上能够相互抵消，提高夹持精度，同时能够方便快速拆装齿轮夹持棒19，第二滚子21转动，通过摩擦力带动第一滚子18、上顶滚子17和齿轮夹持棒19转动，从而带动被测齿轮转动。所述微调装置包括微调千分尺37、千分尺固定支座34、移动导轨35和调节螺钉36；微调千分尺37通过螺钉与千分尺固定支座34固定连接；千分尺固定支座34与移动导轨35相连，千分尺固定支座34在移动导轨35上滑动；拧松调节螺钉36 移动微调千分尺37的位置，拧紧调节螺钉36则固定微调千分尺37的位置。所述控制系统与数据采集系统包括光栅尺、伺服驱动电机、工业控制卡和上位机；上位机发送指令给工业控制卡，通过工业控制卡控制伺服电机的运动，光栅尺采集位置信息，反馈给工业控制卡，形成闭环控制，上位机通过伺服编码器与光栅尺采集位置信息，并保存到内存中。控制程序与数据采集程序运行在上位机上，上位机与控制卡通过通讯电缆相互通讯，控制卡与端子板通过通讯电缆相互通讯，驱动器与传感器连接在端子板上，控制程序与数据采集程序将控制信号发送到控制卡中，控制卡通过与之相连的端子板将控制信号发送到驱动器中，驱动器驱动电机运动，电机转动带动对应轴的转动，分别实现xya三轴的运动。传感器采集到的数据通过端子板反馈给控制卡，控制卡再将数据传送到上位机的软件，软件将数据保存到本地磁盘。所述工作平台6为大理石平台。
30.齿轮夹持棒19的安装过程，松动上顶螺钉30，松动调节旋钮22，将高度调节到合适的位置，拧紧调节旋钮22，将上顶滚子调节螺钉32与调节固定螺钉 33调节到合适的松紧程度，按下夹持柄36的末端，提起上顶滚子17，插入齿轮夹持棒19，然后拧紧上顶螺钉30，固定住齿轮夹持棒19。
31.调节检测传感器1与齿轮夹持装置8上齿轮夹持棒19的相对位置关系，按照上面的步骤安装好齿轮夹持棒19后，移动y轴使得检测传感器1与齿轮夹持棒19相接触，移动x轴，观察检测传感器1的示数，使用微调装置调节，直到示数不再变化，调节完毕后固定即可，微调装置的方法如下：松动调节螺钉36，调节微调千分尺37到合适位置，拧紧调节螺钉36，固定微调千分尺37，根据检测传感器1的示数来调节微调千分尺37。
32.在对齿轮进行检测的时候，要将被测齿轮20安装到齿轮夹持棒19上，移动 x轴与y轴确定起测点，输入被测齿轮19的理论参数，即可开始检测，每次跟换被测齿轮都需要重新调节z轴的高度，z轴的高度通过旋转千分旋钮13来实现，调节过程中要时刻关注千分刻度尺12的示数，调节完毕拧紧固定旋钮14 将高度固定。