[發明專利]一種諧波減速器剛輪齒形檢測系統

有效

• 申請號: 201910879302.3
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110514141B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊聰彬;胡秋實;劉志峰;張彩霞;蔡力鋼;張濤;姜凱
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種諧波減速器剛輪齒形檢測系統，轉臺底座、支架和控制柜安裝在工作臺上，高精密轉臺安裝在轉臺底座上，直流力矩電機驅動高精密轉臺轉動，轉角通過圓光柵進行轉動角度標定；剛輪固定在剛輪夾具中；激光位移傳感器安裝在豎直滑臺上，激光位移傳感器下方裝有反射鏡，通過反射鏡使豎直的激光經過反射形成水平方向的激光，實現對剛輪內齒的齒廓表面的檢測。本發明運用圓光柵標定旋轉角度，并通過激光位移傳感器獲取剛輪齒形表面齒廓的極半徑，得到齒廓表面的點坐標值。此外通過豎直滑臺，對剛輪的空間齒形進行測量，得到空間齒廓數據，本發明提高了檢測精度和效率。

技術領域

本發明涉及齒形檢測領域，特別是涉及一種諧波減速器剛輪齒形檢測系統。

背景技術

諧波減速器由于其高傳動比、高精度、結構緊湊等特點，是機器人關節必不可少的核心零部件。高精度作為諧波減速器的主要特征之一，提高減速器的制造和檢測精度是主要目的之一。目前諧波減速器剛輪齒形的檢測主要是通過齒輪測量中心和光學輪廓儀來完成的。對于諧波減速器剛輪這種小模數內齒輪，齒輪測量中心需要定制專用的超小模數探針，不僅費用高昂，且檢測效率較低；而光學輪廓儀雖然檢測效率較高，但是其只能檢測剛輪端面單一截面的齒形，無法檢測剛輪空間齒形。

采用基于激光測距技術的諧波減速器剛輪齒形檢測系統，實現諧波減速器剛輪空間齒形的精確、高效檢測，滿足諧波減速器產業化的需求。

發明內容

為了滿足諧波減速器剛輪齒形的精準、高效的檢測，本發明設計了一種新型諧波減速器剛輪齒形檢測系統，可實現對剛輪內齒齒形的精密檢測。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種諧波減速器剛輪齒形檢測系統，該系統包括如下結構：

轉臺底座、支架和控制柜安裝在工作臺上，高精密轉臺安裝在轉臺底座上，直流力矩電機驅動高精密轉臺轉動，轉角通過圓光柵進行轉動角度標定；剛輪固定在剛輪夾具中，并安裝于高精密轉臺上；激光位移傳感器安裝在豎直滑臺上，并通過滑臺電機進行豎直上下運動，激光位移傳感器下方裝有反射鏡，通過反射鏡使豎直的激光經過反射形成水平方向的激光，實現對剛輪內齒的齒廓表面的檢測。

所述剛輪安裝于剛輪夾具中，剛輪夾具應保證剛輪的同軸度和軸向跳動均在5微米內；

所述剛輪夾具的結構包含夾具上端蓋和夾具底座，夾具上端蓋和夾具底座通過螺紋進行軸向定位和緊固，夾具底座的內圓的與剛輪的外圓配合關系為H7/h6，且加工粗糙度需相同。

所述激光位移傳感器發射的激光應與剛輪的同軸度小于10微米，激光位移傳感器的測量精度小于5微米；

所述反射鏡與水平方向的夾角為45度，使激光位移傳感器的豎直方向的激光經過反射形成水平方向的激光。

該檢測系統齒形檢測步驟如下：

步驟一：轉臺底座安裝在工作臺上，高精密轉臺安裝在轉臺底座上，然后安裝夾具底座，通過千分表測量夾具底座的內圓的跳動，直到跳動值小于5微米，實現夾具底座的對中性。

步驟二：將剛輪安裝于夾具底座中，使剛輪的外圓與夾具底座的內圓實現小間隙配合，通過千分表測量剛輪的端面跳動，直到跳動值小于5微米，實現剛輪夾具的水平放置。

步驟三：控制柜驅動直流力矩電機帶動高精密轉臺勻速轉動，并通過圓光柵對轉動角度進行實時標定。

步驟四：將支架安裝于工作臺上，豎直滑臺安裝于支架上，滑臺通過滑臺電機進行豎直上下運動，使反射鏡反射的激光到達剛輪內齒的齒面上部，并調整支架的位置，使激光位移傳感器發射的激光應與剛輪的同軸度小于10微米，實現激光位移傳感器的對中調節。

步驟五：高精密轉臺帶動剛輪勻速轉動，采集激光位移傳感器所測得的距離量，減去激光位移傳感器與反射鏡的距離值，得到剛輪內齒的極半徑。