[發明專利]一種齒形定位方法及齒形定位控制系統

有效

• 申請號: 202110480097.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113029060B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 趙文昌;嚴鑒鉑;寇植達;楊永星;唐永鵬
• 申請（專利權）人: 西安法士特汽車傳動有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;B23F15/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明屬于齒形測量領域，公開了一種齒形定位方法及系統。控制測頭進行定向探測，通過對其探測數據進行一系列的判斷、換算，從而準確計算出齒槽的中心位置。通過本發明的齒形定位方法，可大幅提升齒輪加工精度，無需設計專用定位工裝，提高了機加工藝靈活性。對于齒輪工件批量制造，能夠大幅降低工裝投制費用，縮短齒形定位時間，提高加工效率。

技術領域

本發明屬于齒形測量領域，具體涉及一種齒形定位方法及齒形定位控制系統。

背景技術

齒輪的加工一般由多道工序共同完成，如滾齒+精銑齒、粗銑齒+精銑齒、滾齒+磨齒等，它們一般是由不同的機床來完成，在完成前一工序的加工后，如何在第二道或第三道工序上進行精密齒形定位，是精加工工序最關鍵的一步。或者對于多齒輪的中間軸，如何保證各齒輪間的相位準確，這些都需要進行精密齒形定位。

而齒形定位的關鍵是找到齒槽中心位置及其旋轉軸坐標，現有技術在齒輪進行多道工序加工時，缺少行之有效的齒形定位方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種齒形定位方法及齒形定位控制系統，用以解決現有技術中的在多道工序加工時不能快速有效地實現精密齒形定位的問題。

為了實現上述任務，本發明采用以下技術方案：

一種齒形定位方法，該方法適用于四軸及四軸以上加工中心，所述加工中心包括機床主軸和旋轉軸，所述機床主軸上設置有測頭，所述旋轉軸上安裝有齒輪，所述測頭位于齒輪徑向，包括如下步驟：

步驟1：測頭向齒輪靠近，至測頭移動至測量位置，測量位置為測頭中心在測量圓上且測頭軸中心線過齒輪中心軸，測量圓為齒輪周向上任一個以齒輪中心軸上的點為圓心且以齒頂以下L處到圓心的距離為半徑的圓，L為正整數；

判斷測頭在移動過程中是否與齒輪觸碰，若未發生觸碰，則測頭停止移動并執行步驟2；

若發生觸碰，則測頭停止移動并執行調整指令，所述調整指令包括令測頭抬高H和令齒輪旋轉θ₁，H為齒全高，θ₁∈(0,θ)，θ為兩齒面旋轉夾角，然后返回步驟1，測頭重新向齒輪靠近；

步驟2：齒輪順時針旋轉，至測頭與齒輪的左齒面觸碰時，齒輪停止旋轉，獲得測頭與左齒面觸碰時齒輪的旋轉軸坐標θ_A1，其中，Z為齒輪的總齒數；令齒輪逆時針旋轉θ/2；

步驟3：測頭繞測頭軸中心線旋轉180°，齒輪逆時針旋轉，至測頭與齒輪的右齒面觸碰時，齒輪停止旋轉，獲得齒輪右齒面觸碰時齒輪的旋轉軸坐標θ_A2，其中，

步驟4：根據測頭分別與左、右齒面觸碰時齒輪的旋轉軸坐標獲得齒槽中心位置對應的旋轉軸坐標θ_A3，其中，θ_A3＝(θ_A1+θ_A2)/2。

進一步的，步驟1中，齒輪模數為2～5且測頭直徑為1～3mm時，L＝0.5mm；齒輪模數小于1.2時且測頭直徑＜1mm時，L＜0.5mm；齒輪模數大于5時且測頭直徑＞3mm時L＞0.5mm。

一種齒形定位控制系統，包括測頭定位模塊、觸碰點定位模塊和齒槽中心點定位模塊；

所述的測頭定位模塊用于在測頭向齒輪靠近至測頭移動至測量位置時，測量位置為測頭中心在測量圓上且測頭軸中心線過齒輪中心軸，測量圓為齒輪周向上任一個以齒輪中心軸上的點為圓心且以齒頂以下L處到圓心的距離為半徑的圓，L為正整數；

判斷測頭在移動過程中是否與齒輪觸碰，若未發生觸碰，則測頭停止移動并執行觸碰點定位模塊；