近年來(lái)齒輪測(cè)量技術(shù)與儀器的發(fā)展
2012-12-26
隨著我國(guó)汽車摩托車制造業(yè)的迅速發(fā)展，汽摩齒輪制造業(yè)也得到了空前快速的發(fā)展。盡快成為汽摩齒輪的全球制造與供應(yīng)基地，是我國(guó)齒輪制造業(yè)的總體發(fā)展戰(zhàn)略，并已經(jīng)成為我國(guó)眾多齒輪制造商的共識(shí)。航空航天工業(yè)的崛起、造船業(yè)的興盛、機(jī)械裝備制造業(yè)的復(fù)蘇以及IT行業(yè)的快速發(fā)展，都對(duì)齒輪制造業(yè)提出了更高的要求，也提供了前所未有的機(jī)遇。無(wú)論是國(guó)有企業(yè)、股份公司還是民營(yíng)企業(yè)，齒輪制造商在擴(kuò)大齒輪產(chǎn)量、品種的同時(shí)，更加注重提高齒輪制造質(zhì)量。為此，最近幾年來(lái)在引進(jìn)技術(shù)、購(gòu)置設(shè)備、更新工藝、加強(qiáng)信息化管理等技術(shù)改造和技術(shù)升級(jí)方面進(jìn)行了大量的投入；強(qiáng)化并提高齒輪制造全過(guò)程的測(cè)量與監(jiān)控技術(shù)水平獲得了空前的重視，并成為確保齒輪質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵。開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的齒輪測(cè)量技術(shù)和儀器，滿足我國(guó)齒輪制造質(zhì)量檢測(cè)的迫切需要，提高國(guó)產(chǎn)齒輪儀器在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率 儀器儀表是我國(guó)齒輪測(cè)量?jī)x器制造業(yè)當(dāng)前所面臨的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。
它所基于的齒輪整體誤差理論，是由我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)、尤其是成都工具研究所的科研技術(shù)人員共同努力創(chuàng)建和不斷完善的一種新型齒輪測(cè)量理論。把齒輪作為一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能的幾何實(shí)體,或采用坐標(biāo)式幾何解析法對(duì)其單項(xiàng)幾何精度進(jìn)行測(cè)量,并按齒輪嚙合傳動(dòng)順序和位置,集成為一條“靜態(tài)”齒輪整體誤差曲線；或按單面嚙合綜合測(cè)量方式，使用特殊測(cè)量齒輪，采用滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，得到齒輪“運(yùn)動(dòng)”整體誤差曲線。上述兩種齒輪整體誤差曲線，經(jīng)過(guò)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，都可以得到齒輪綜合運(yùn)動(dòng)偏差、各單項(xiàng)幾何偏差、三維齒面形貌偏差，以及接觸區(qū)狀態(tài)，從而能更全面、準(zhǔn)確的評(píng)定齒輪質(zhì)量和齒輪加工工藝的分析和診斷。齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)齒輪測(cè)量技術(shù)的繼承和發(fā)展。尤其是采用單面嚙合、滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量的齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)更具有測(cè)量信息豐富、測(cè)量速度快、測(cè)量精度更接近使用狀態(tài)的特點(diǎn)，特別適合批量產(chǎn)品齒輪精度的檢測(cè)與質(zhì)量的控制。在汽車齒輪要求100%全部檢測(cè)的態(tài)勢(shì)下，這種由我國(guó)首先開(kāi)發(fā)出來(lái)的齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)得到了重視和推廣，其中，成都工具研究所開(kāi)發(fā)的錐齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)曾于90年代轉(zhuǎn)讓給德國(guó)KLINGELNBERG公司。德國(guó)FRENCO公司近年推向市場(chǎng)的齒輪單面嚙合滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量?jī)x器，采用了完全類同的技術(shù)。
通常是指在齒輪的幾何尺寸和形狀位置精度的測(cè)量中，采用了激光技術(shù)，包括采用激光測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)（如采用雙頻激光干涉儀作為齒輪測(cè)量?jī)x器的長(zhǎng)度基準(zhǔn)或傳感器）、激光測(cè)量頭系統(tǒng)（如采用非接觸點(diǎn)反射式激光測(cè)量頭作為齒輪誤差的檢測(cè)傳感器）、以及激光全息式齒輪測(cè)量系統(tǒng)（如采用激光全息技術(shù)對(duì)齒輪的齒面幾何形狀誤差進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)）等。由于激光是長(zhǎng)度溯源基準(zhǔn)，不少高精度齒輪計(jì)量系統(tǒng)或齒輪測(cè)量基準(zhǔn)儀器，采用激光測(cè)量系統(tǒng)作為其長(zhǎng)度坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。美國(guó)FELLOWS廠70年代開(kāi)發(fā)的MICROLOG60就是一個(gè)實(shí)例。加拿大溫莎精密測(cè)量?jī)x器廠在80年代初生產(chǎn)的齒輪測(cè)量?jī)x器就采用了非接觸點(diǎn)反射式激光測(cè)量頭，可用于測(cè)量塑料制成的軟齒面齒輪。近年來(lái)，齒輪激光測(cè)量技術(shù)在日本倍受重視，并逐步完善成為產(chǎn)品推向市場(chǎng)。日本AMTEC公司的G3齒輪測(cè)量系統(tǒng)，采用的是CONO激光測(cè)量頭，齒輪回轉(zhuǎn)，測(cè)頭位置相應(yīng)變化，測(cè)出齒輪的截面形狀。大阪精機(jī)開(kāi)發(fā)的激光齒輪測(cè)量?jī)x，采用激光全息技術(shù)，用光干涉法對(duì)被測(cè)齒輪的全齒面形狀進(jìn)行精度測(cè)量。
日本松下電器產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)了采用原子力測(cè)頭的超精密三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，精度為0.01μm。用它測(cè)量齒輪時(shí)，由于測(cè)頭只能沿垂直方向運(yùn)動(dòng)，所測(cè)齒輪受到一定限制。但是在測(cè)量限定齒數(shù)的實(shí)物樣板時(shí)，測(cè)量精度可達(dá)到納米級(jí)。測(cè)量樣板所用測(cè)針的頂端曲率半徑為2μm，因而可以測(cè)量齒面粗糙度。隨著我國(guó)齒輪制造業(yè)的快速發(fā)展，隨著漸開(kāi)線圓柱齒輪精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2001（等同于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO1328：1997）的公布、宣傳和貫徹，我國(guó)齒輪測(cè)量技術(shù)和齒輪測(cè)量?jī)x器的發(fā)展方向更明，步伐更快。齒輪測(cè)量技術(shù)已成為先進(jìn)齒輪制造技術(shù)中不可或缺的一個(gè)重要組成部分。隨著齒輪質(zhì)量要求的不斷提高，新的齒輪精度評(píng)定指標(biāo)的出現(xiàn)將推動(dòng)齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，齒輪測(cè)量技術(shù)和齒輪測(cè)量?jī)x器也將不斷發(fā)展。近年來(lái)，中國(guó)齒輪專業(yè)協(xié)會(huì)在組織、引導(dǎo)我國(guó)齒輪制造業(yè)、提高行業(yè)整體齒輪制造技術(shù)和質(zhì)量方面，做出了卓有成效的努力；中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)機(jī)械量測(cè)試儀器分會(huì)對(duì)于齒輪測(cè)量?jī)x器的發(fā)展，給予了關(guān)注和支持。因此，我們有理由相信我國(guó)齒輪測(cè)量?jī)x器制造業(yè)必將實(shí)現(xiàn)新的振興
來(lái)源 電能質(zhì)量分析儀 http://ideasky.com.cn/
它所基于的齒輪整體誤差理論，是由我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)、尤其是成都工具研究所的科研技術(shù)人員共同努力創(chuàng)建和不斷完善的一種新型齒輪測(cè)量理論。把齒輪作為一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能的幾何實(shí)體,或采用坐標(biāo)式幾何解析法對(duì)其單項(xiàng)幾何精度進(jìn)行測(cè)量,并按齒輪嚙合傳動(dòng)順序和位置,集成為一條“靜態(tài)”齒輪整體誤差曲線；或按單面嚙合綜合測(cè)量方式，使用特殊測(cè)量齒輪，采用滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，得到齒輪“運(yùn)動(dòng)”整體誤差曲線。上述兩種齒輪整體誤差曲線，經(jīng)過(guò)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，都可以得到齒輪綜合運(yùn)動(dòng)偏差、各單項(xiàng)幾何偏差、三維齒面形貌偏差，以及接觸區(qū)狀態(tài)，從而能更全面、準(zhǔn)確的評(píng)定齒輪質(zhì)量和齒輪加工工藝的分析和診斷。齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)齒輪測(cè)量技術(shù)的繼承和發(fā)展。尤其是采用單面嚙合、滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量的齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)更具有測(cè)量信息豐富、測(cè)量速度快、測(cè)量精度更接近使用狀態(tài)的特點(diǎn)，特別適合批量產(chǎn)品齒輪精度的檢測(cè)與質(zhì)量的控制。在汽車齒輪要求100%全部檢測(cè)的態(tài)勢(shì)下，這種由我國(guó)首先開(kāi)發(fā)出來(lái)的齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)得到了重視和推廣，其中，成都工具研究所開(kāi)發(fā)的錐齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)曾于90年代轉(zhuǎn)讓給德國(guó)KLINGELNBERG公司。德國(guó)FRENCO公司近年推向市場(chǎng)的齒輪單面嚙合滾動(dòng)點(diǎn)掃描測(cè)量?jī)x器，采用了完全類同的技術(shù)。
通常是指在齒輪的幾何尺寸和形狀位置精度的測(cè)量中，采用了激光技術(shù)，包括采用激光測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)（如采用雙頻激光干涉儀作為齒輪測(cè)量?jī)x器的長(zhǎng)度基準(zhǔn)或傳感器）、激光測(cè)量頭系統(tǒng)（如采用非接觸點(diǎn)反射式激光測(cè)量頭作為齒輪誤差的檢測(cè)傳感器）、以及激光全息式齒輪測(cè)量系統(tǒng)（如采用激光全息技術(shù)對(duì)齒輪的齒面幾何形狀誤差進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)）等。由于激光是長(zhǎng)度溯源基準(zhǔn)，不少高精度齒輪計(jì)量系統(tǒng)或齒輪測(cè)量基準(zhǔn)儀器，采用激光測(cè)量系統(tǒng)作為其長(zhǎng)度坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。美國(guó)FELLOWS廠70年代開(kāi)發(fā)的MICROLOG60就是一個(gè)實(shí)例。加拿大溫莎精密測(cè)量?jī)x器廠在80年代初生產(chǎn)的齒輪測(cè)量?jī)x器就采用了非接觸點(diǎn)反射式激光測(cè)量頭，可用于測(cè)量塑料制成的軟齒面齒輪。近年來(lái)，齒輪激光測(cè)量技術(shù)在日本倍受重視，并逐步完善成為產(chǎn)品推向市場(chǎng)。日本AMTEC公司的G3齒輪測(cè)量系統(tǒng)，采用的是CONO激光測(cè)量頭，齒輪回轉(zhuǎn)，測(cè)頭位置相應(yīng)變化，測(cè)出齒輪的截面形狀。大阪精機(jī)開(kāi)發(fā)的激光齒輪測(cè)量?jī)x，采用激光全息技術(shù)，用光干涉法對(duì)被測(cè)齒輪的全齒面形狀進(jìn)行精度測(cè)量。
日本松下電器產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)了采用原子力測(cè)頭的超精密三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，精度為0.01μm。用它測(cè)量齒輪時(shí)，由于測(cè)頭只能沿垂直方向運(yùn)動(dòng)，所測(cè)齒輪受到一定限制。但是在測(cè)量限定齒數(shù)的實(shí)物樣板時(shí)，測(cè)量精度可達(dá)到納米級(jí)。測(cè)量樣板所用測(cè)針的頂端曲率半徑為2μm，因而可以測(cè)量齒面粗糙度。隨著我國(guó)齒輪制造業(yè)的快速發(fā)展，隨著漸開(kāi)線圓柱齒輪精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2001（等同于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO1328：1997）的公布、宣傳和貫徹，我國(guó)齒輪測(cè)量技術(shù)和齒輪測(cè)量?jī)x器的發(fā)展方向更明，步伐更快。齒輪測(cè)量技術(shù)已成為先進(jìn)齒輪制造技術(shù)中不可或缺的一個(gè)重要組成部分。隨著齒輪質(zhì)量要求的不斷提高，新的齒輪精度評(píng)定指標(biāo)的出現(xiàn)將推動(dòng)齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，齒輪測(cè)量技術(shù)和齒輪測(cè)量?jī)x器也將不斷發(fā)展。近年來(lái)，中國(guó)齒輪專業(yè)協(xié)會(huì)在組織、引導(dǎo)我國(guó)齒輪制造業(yè)、提高行業(yè)整體齒輪制造技術(shù)和質(zhì)量方面，做出了卓有成效的努力；中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)機(jī)械量測(cè)試儀器分會(huì)對(duì)于齒輪測(cè)量?jī)x器的發(fā)展，給予了關(guān)注和支持。因此，我們有理由相信我國(guó)齒輪測(cè)量?jī)x器制造業(yè)必將實(shí)現(xiàn)新的振興
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