CN103246293A - 齿轮激光测量中光束过心调整方法 - Google Patents

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Abstract

齿轮激光测量中光束过心调整方法属于精密测量技术领域，该方法包括：激光位移传感固定于旋转台，位于标准圆环内直径，标准圆环放在水平台面上，启动电动机，拖动激光位移传感器旋转，激光位移传感器第一次测量时，编码器测量的角度为0°；测量到最大距离，测量的角度为θ1，测量到最小距离，测量的角度为θ2；判断最大及最小距离对应的测量角度的夹角是否满足180°-|θ2-θ1|=△，△为旋转台自身的测量精度，若满足进行步骤五；反之通过改变激光位移传感器的位置，直至实现180°-|θ2-θ1|=△；锁定平移台，确保激光位移传感器的位置不变，移除标准圆环，将齿轮放置在水平台面上，实现齿轮激光测量中光束过心调整方法。本发明无外部辅助件，步骤简单，精度取决转台精度，可实施性高。

Description

齿轮激光测量中光束过心调整方法
技术领域
本发明属于精密测量技术领域，具体涉及一种齿轮激光测量中光束过心的调整方法。
背景技术
齿轮的激光测量在齿轮制造领域中具有重要的意义，传统的展成法和直角坐标法属于相对测量，难以实现齿轮端跳、齿高等参数的测量，齿轮参数激光周扫法克服了上述问题。专利“齿轮参数检测装置”(CN202149755U，公开日为2012.02.22)采用激光位移传感器及内置编码器的旋转台（即引证文件中提到的角位移旋转***）构成齿轮圆柱测量系，其中激光位移传感器测量线位移，作为测量系极径，编码器测量旋转角度，作为测量系极角，二者实现齿轮各点的坐标的测量。该专利提到的激光位移传感器发出的激光测量光束应通过旋转台旋转中心，否则会造成齿轮圆柱测量系极径与极角的耦合误差，降低了该方法的测量精度。在此，提出一种齿轮激光周扫过程中测量光束过心调整方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种齿轮激光测量中光束过心调整方法，该方法解决了由于激光位移传感器发出的激光测量光束不通过旋转平台旋转中心，造成了齿轮圆柱测量系极径与极角的耦合误差。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
齿轮激光测量中光束过心调整方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：将激光位移传感通过平移台固定于旋转台，将标准圆环放在水平台面上，使激光位移传感器位于标准圆环内直径；
步骤二：启动电动机，拖动旋转台旋转，激光位移传感器随着旋转台旋转，激光位移传感器测量一次距离，编码器测量一次角度，设激光位移传感器第一次测量时，编码器测量的角度为0°；
步骤三：当激光位移传感器测量到最大距离时，编码器测量的角度为θ1，当激光位移传感器测量到最小距离时，编码器测量的角度为θ2；
步骤四：判断最大距离及最小距离对应的测量角度的夹角是否满足180°-|θ2-θ1|=△，△为旋转台自身的测量精度，若满足则进行步骤五；反之通过反复调整平移台，改变激光位移传感器在旋转台上的位置，直至实现180°-|θ2-θ1|=△；
步骤五：锁定平移台，确保激光位移传感器在旋转台上的位置不变，移除标准圆环，激光过心调整结束，将齿轮放置在水平台面上，使激光位移传感器位于齿轮内直径，实现齿轮激光测量中光束过心调整方法。
本发明的有益效果是：本发明无外部辅助件，步骤十分简单，测量精度取决转台自身精度，因此提高了测量精度。
附图说明
图1本发明齿轮激光测量过心调整装置结构示意图。
图2本发明激光光束过心调整几何计算原理图。
图3本发明平移台调整激光光束原理示意图。
图中：1、旋转台，2、激光位移传感器，3、平移台，3-1、滑块，3-2、弹簧，3-3、框架螺母，3-4、导轨，3-5、锁紧机构，3-6、丝杠机构，4、标准圆环，5、电动机和6、平台。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步详细说明。
齿轮激光测量中光束过心调整方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：如图1所示，齿轮的激光测量过心调整装置包括：旋转台1、激光位移传感器2、平移台3、标准圆环4、电动机5和平台6。其中：激光位移传感器2通过平移台3固定于旋转台1的下方，标准圆环4放于平台6上，标准圆环4放置时其中心无需与旋转台1的旋转中心重合；调整标准圆环4位置使激光位移传感器2位于标准圆环4内直径。
步骤二：启动电动机5，拖动旋转台1旋转，带动激光位移传感器2旋转，激光位移传感器2测量一次距离，同时旋转台1自带的编码器测量一次角度，二者相互对应，设激光位移传感器2第一次测距时，编码器测量的角度为0°；
步骤三：如图2所示，当激光位移传感器2测量到最大距离AB时，编码器测量的角度为θ1，当激光位移传感器2测量到最小距离CD时，编码器测量的角度为θ2；
步骤四：判断最大距离及最小距离对应的测量角的夹角是否满足所述180°-|θ2-θ1|=△时，△为旋转台1自身的测量精度；如图2所示，
Figure BDA00003121027700031
其中e为圆心距，r为旋转台的半径，R为标准圆环的半径，因为e≠0唯有当r=0时|θ2-θ1|=π，因此，只要所测最大距离和最小距离对应的旋转台1测量角夹角满足180°-|θ2-θ1|=△，就表明激光位移传感器2发出的激光测量光束通过旋转台1的旋转中心。如果不满足180°-|θ2-θ1|=△，如图3所示，通过反复调整平移台3的丝杠机构3-6，改变激光位移传感器2在旋转台1上的位置，直至满足180°-|θ2-θ1|=△为止。图3中，平移台3由滑块3-1、弹簧3-2、框架螺母3-3、导轨3-4、锁紧机构3-5和丝杠机构3-6组成，激光位移传感器2固定在滑块3-1上，旋转台1与框架螺母3-3为刚性连接，弹簧3-2一端固定于滑块3-1上，另一端固定于框架螺母3-3上，导轨3-4固定在旋转台1上，丝杠机构3-6用于带动激光位移传感器2沿导轨3-4作平移运动，锁紧机构3-5通过锁定丝杠机构3-6保证激光位移传感器2的工作位置不变。激光位移传感器2在安装于平移台3时，要调整激光位移传感器2的发出光束方向与导轨3-4的方向近乎垂直。
步骤五：通过平移台3的锁紧机构3-5锁定丝杠机构3-6，确保激光位移传感器2在旋转台1上的位置不变，移除标准圆环4，激光过心调整结束，使激光位移传感器2位于齿轮内直径，实现齿轮激光测量中光束过心调整方法。

Claims (2)

1.齿轮激光测量中光束过心调整方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：将激光位移传感通过平移台固定于旋转台，将标准圆环放在水平台面上，使激光位移传感器位于标准圆环内直径；
步骤二：启动电动机，拖动旋转台旋转，激光位移传感器随着旋转台旋转，激光位移传感器测量一次距离，编码器测量一次角度，设激光位移传感器第一次测量时，编码器测量的角度为0°；
步骤三：当激光位移传感器测量到最大距离时，编码器测量的角度为θ1，当激光位移传感器测量到最小距离时，编码器测量的角度为θ2；
步骤四：判断最大距离及最小距离对应的测量角度的夹角是否满足180°-|θ2-θ1|=△，△为旋转台自身的测量精度，若满足则进行步骤五；反之通过反复调整平移台，改变激光位移传感器在旋转台上的位置，直至实现180°-|θ2-θ1|=△；
步骤五：锁定平移台，确保激光位移传感器在旋转台上的位置不变，移除标准圆环，激光过心调整结束，将齿轮放置在水平台面上，使激光位移传感器位于齿轮内直径，实现齿轮激光测量中光束过心调整方法。
2.如权利要求1所述的齿轮激光测量中光束过心调整方法，其特征在于，步骤四中，
Figure FDA00003121027600011
其中e为标准圆环和旋转台的圆心距，r为旋转台的半径，R为标准圆环的半径，因为e≠0唯有当r=0时|θ2-θ1|=π，当所测最大距离和最小距离对应的旋转台测量角夹角满足180°-|θ2-θ1|=△，就表明激光位移传感器发出的激光测量光束通过旋转台旋转中心，实现了齿轮激光测量中光束过心调整方法。
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