欣晟泰(圖),克林貝格齒輪測(cè)量?jī)x,南岸齒輪測(cè)量?jī)x

1.2 用測(cè)頭掃描技術(shù)來(lái)控制C-Y二軸聯(lián)動(dòng)

極坐標(biāo)法需要測(cè)球與被測(cè)齒輪在C軸(主軸旋轉(zhuǎn)軸)和Y軸(徑向軸)之間按漸開(kāi)線(xiàn)極坐標(biāo)方程式作非線(xiàn)性插補(bǔ)的聯(lián)動(dòng)，而現(xiàn)有C-Y二軸聯(lián)動(dòng)控制方式有以下幾種:

a. 硬測(cè)頭法：

剛性固定在徑向滑板上的測(cè)針沿Y軸向右移動(dòng)，齒輪以恒轉(zhuǎn)矩將被測(cè)齒面緊靠在測(cè)針球面上，使齒輪因測(cè)針移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。由齒輪實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差可求得其齒廓偏差。本方法精度及重復(fù)性較差，也無(wú)法用于大齒輪測(cè)量，目前僅一家捷克公司采用此方法，現(xiàn)已淘汰。

b. 觸發(fā)測(cè)頭法

與上述“硬測(cè)頭法”相似，但把硬測(cè)頭改為觸發(fā)測(cè)頭，精度有所提高，克林貝格齒輪測(cè)量?jī)x，但限于觸發(fā)式采樣方式，測(cè)量采樣點(diǎn)太少，如大量增加采樣點(diǎn)又會(huì)急劇降低測(cè)量效率，因此無(wú)法在測(cè)量中心上采用。目前主要在齒輪磨床在機(jī)測(cè)量齒廓時(shí)采用此法。

c. 近似替代法

前幾年，國(guó)內(nèi)有的企業(yè)和院校的科研人員，在一些簡(jiǎn)易數(shù)控的條件下，用圓弧插補(bǔ)或分段直線(xiàn)插補(bǔ)以近似替代漸開(kāi)線(xiàn)插補(bǔ)的方法，以極坐標(biāo)法測(cè)量齒廓，由于插補(bǔ)誤差較大，南岸齒輪測(cè)量?jī)x，使測(cè)球中心也不斷變化地偏離X軸，由此造成的二次誤差難以再做補(bǔ)差，最終結(jié)果都不能令人滿(mǎn)意。

d. 漸開(kāi)線(xiàn)插補(bǔ)法

近年來(lái)，許多進(jìn)口CNC控制卡和控制器已具備高精度全閉環(huán)的任意曲線(xiàn)插補(bǔ)的多軸聯(lián)動(dòng)功能，可借助此功能使測(cè)針球沿Y軸的移動(dòng)與齒輪繞C軸的旋轉(zhuǎn)在極坐標(biāo)上作準(zhǔn)確的漸開(kāi)線(xiàn)插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，測(cè)量中測(cè)頭的量值和聯(lián)動(dòng)中的插補(bǔ)誤差經(jīng)處理后即可求得非常準(zhǔn)確的齒廓偏差。本文作者曾在十年前主持研制了一套采用本方法的測(cè)量裝置，經(jīng)濟(jì)型齒輪測(cè)量?jī)x，用在某大型國(guó)企的一臺(tái)進(jìn)口3.5米齒輪磨床上，成功地對(duì)某些船用大齒輪作在機(jī)測(cè)量并通過(guò)驗(yàn)收鑒定，有關(guān)已在近年齒輪學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)研討會(huì)上發(fā)表。

由于在測(cè)量過(guò)程中測(cè)針球心偏離Y軸線(xiàn)相對(duì)于近似替代法小很多（主要為齒廓偏差造成的偏離），由此產(chǎn)生的測(cè)量誤差幾乎可以忽略，因此本方法完全可以用于大型齒輪測(cè)量中心。

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長(zhǎng)久以來(lái)，人們都是在法線(xiàn)極坐標(biāo)法上采用機(jī)械展成或數(shù)控聯(lián)動(dòng)(所謂的“電子展成”)來(lái)測(cè)量漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪的齒廓誤差。然而，在上世紀(jì)八十年代初，德國(guó)霍夫勒公司的ZP系列三軸齒輪測(cè)量中心(圖1)率先成功地在極坐標(biāo)上測(cè)量漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，并投入批量生產(chǎn)。不久，克林貝格公司的PEC33型三軸齒輪測(cè)量中心問(wèn)世。隨后，日本和捷克也相繼推出了在極坐標(biāo)上測(cè)量漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的齒輪量?jī)x產(chǎn)品。但是不久，這些產(chǎn)品都因精度不易保證，齒輪測(cè)量?jī)x維修，價(jià)格降低不多和難以測(cè)量有些復(fù)雜零件而被淘汰出局。

然而隨著3D測(cè)頭技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)和軟件處理技術(shù)的發(fā)展提高，極坐標(biāo)法的一些不足已被克服，而其優(yōu)點(diǎn)（主機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊和測(cè)量效率高）則受到重視。近年來(lái)在一些大型齒輪測(cè)量中心和齒輪磨床中，極坐標(biāo)法又重新成功地用來(lái)測(cè)量漸開(kāi)線(xiàn)齒廓。

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