一種激光自動對齒方法技術

本發明專利技術公開了一種激光自動對齒方法，屬于精密測量技術領域，采取以下步驟：S1、掃描測量得到對應于距離的模擬電壓值；S2、處理得到兩相鄰齒頂脈沖上升沿信號；S3、將兩相鄰齒頂脈沖上升沿信號與角度編碼器位置對應得到兩相鄰齒頂上升沿的夾角，取夾角中值作為參考點；S4、取齒輪一周參考點的平均值作為對齒絕對位置；S5、對新安裝齒輪采取S1至S4獲取對齒相對位置，并將相對位置偏移到絕對位置，完成對齒操作。本發明專利技術實現對小模數齒輪的快速自動找正，提高了齒輪機床零件裝夾加工的自動化水平，降低了加工成本。

Laser automatic tooth alignment method

The invention discloses a method for laser automatic gear, which belongs to the field of precision measurement technology, take the following steps: S1, scanning measurement corresponding to the analog voltage value of the distance; S2, get the two adjacent tooth top rising edge of pulse signal; S3, the two adjacent tooth top pulse rise along the encoder signal and the angle corresponding to the position get two adjacent tooth top rising edge angle, from the angle of value as a reference point; the average value of S4, take a week as the reference point of the gear teeth of the absolute position; S5, the newly installed S1 to take S4 to get on the gear tooth and the relative position of offset to the absolute position of teeth. The invention realizes the rapid automatic alignment of small module gears, improves the automation level of the clamping and processing of gears and machine tool parts, and reduces the processing cost.

【技術實現步驟摘要】
一種激光自動對齒方法
本專利技術屬于精密測量
，具體涉及一種激光自動對齒方法，特別適用于小模數齒輪裝夾時齒槽重復度的自動找正。
技術介紹
現有齒輪加工機床的對齒一般有人工對齒和自動對齒兩種方式。人工對齒效率低，而且對操作工人技術要求高；自動對齒機構基本都采用圓柱形接近開關作為傳感器對齒輪的齒頂齒槽位置進行檢測定位。由于受圓柱形接近開關的最小直徑參數限制，對于小模數(兩齒頂間寬度＜4mm)齒輪就會產生相鄰齒介入的干擾信號，無法正確完成對齒指令操作。同時，采用微距旁向電感測頭檢測的對齒方案則導致結構復雜、成本高昂而難以推廣普及。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種激光自動對齒方法，能夠解決模數為1以下齒輪工件的齒槽自動快速找正，實現齒輪機床零件裝夾加工自動化。為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種激光自動對齒方法，采取以下步驟：S1、采用高精度激光位移傳感器進行齒輪圓周齒廓連續掃描測量，得到對應于距離的模擬電壓值；S2、采用高速電壓比較器對所述模擬電壓值進行處理獲取齒頂上升沿及后沿的階躍跳變脈沖信號，得到兩相鄰齒頂上升沿或后沿的脈沖信號；S3、將兩相鄰齒頂上升沿或后沿的脈沖信號與角度編碼器位置對應得到兩相鄰齒頂上升沿或后沿的夾角，取夾角中值作為參考點；S4、取齒輪一周參考點的平均值作為對齒絕對位置；S5、對新安裝齒輪采取S1至S4獲取對齒相對位置，并將相對位置偏移到絕對位置，完成對齒操作。進一步，所述高精度激光位移傳感器的測量參數：分辨率0.1μ；光束直徑φ0.03mm；采樣周期：20цS。進一步，步驟S1中，高精度激光位移傳感器的激光頭發射窗與齒輪齒頂圓之間的距離為31mm。進一步，步驟S1中，所述模擬電壓值為±5V。本專利技術的有益效果在于：本專利技術將高精度激光位移傳感器、比較器、取中值及平均數等現有技術進行復合應用，即利用了激光位移傳感器的光束直徑小，測試距離遠的優勢；利用了角度編碼器位置可對相鄰上升沿角度的精確確定的優勢；利用了取中值及平均數的統計方法，消除了加工誤差的影響，提高測量精度，從而實現對小模數齒輪的快速自動找正，亦可同時滿足大模數齒輪的快速對齒找正，提高了齒輪機床零件裝夾加工的自動化水平。本專利技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術的實踐中得到教導。本專利技術的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。附圖說明為了使本專利技術的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本專利技術提供如下附圖進行說明：圖1為本專利技術的高精度激光位移傳感器的技術參數示意圖；圖2為高精度激光位移傳感器的控制面板示意圖；圖3為激光頭安裝方向示意圖；圖4為高精度激光位移傳感器的測量區域示意圖；圖5為本專利技術的測試信號處理流程圖。具體實施方式下面將結合附圖，對本專利技術的優選實施例進行詳細的描述。本實施例中的一種激光自動對齒方法，包括以下步驟：S1、調整測試設備，采用高精度激光位移傳感器進行齒輪圓周齒廓連續掃描測量，得到對應于距離的模擬電壓值，圖1為該高精度激光位移傳感器的主要測量參數：模擬電壓值的范圍為±5V；分辨率0.1μ；光束直徑φ0.03mm；采樣周期：20цS；圖2為高精度激光位移傳感器的控制面板示意圖。其具體的調整方法：1)調節高精度激光位移傳感器與齒輪正對，且使激光頭與齒輪齒頂圓之間的垂直距離31mm，如圖3所示。2)旋轉齒輪，在激光頭的激光束投射點處于齒輪任一齒的A點位置，如圖3、4所示。3)調整基準電壓，調節多圈電位器旋鈕，使其處于LED燈臨界剛亮位置鎖緊。4)低速轉動工件齒輪，LED燈同步于齒頂位置閃爍。5)按以下S2-S5步驟編寫對齒定位控制程序。S2、采用高速電壓比較器對所述模擬電壓值進行處理獲取齒頂上升沿階躍跳變脈沖信號，得到兩相鄰齒頂的脈沖上升沿信號。某一齒輪厚度截面上，齒槽中的漸開線齒廓沿兩側延伸至齒頂圓相交形成兩個頂點，當齒輪沿某方向旋轉時，其延伸方向與旋轉方向相同的頂點則為上升沿，如圖4中的A、B點即為上升沿。S3、將兩相鄰齒頂上升沿的脈沖信號與角度編碼器位置對應得到兩相鄰齒頂上升沿的夾角“α”，取“α”中值位置作為參考點(取中值可以確立齒根中心點)。S4、取齒輪一周參考點的平均值作為對齒絕對位置；取一周平均值可以將離散的齒距誤差平均化，使對齒絕對位置誤差更小。S5、對新安裝齒輪采取S1至S4獲取對齒相對位置，并將相對位置偏移旋轉到絕對位置，完成對齒操作。獲取齒頂信號上升沿階躍跳變脈沖信號的流程：如圖4所示，D為測定中心距；C為齒沿信號躍變點；G為信號盲區，視為無窮遠；F為齒根反射區，由于距離遠大于測距中心值，故F的輸出仍然處于高電平；采用高速比較器及高精度可調基準電源設定比較參考電壓，對高精度激光位移傳感器的輸出電壓信號進行比較，得到齒頂上升沿階躍跳變信號，將跳變信號上升沿位置記錄在圓光柵編碼器對應角度位置上，并按前面所述S3、S4方法獲取齒輪原點位置進行確認。后續安裝齒輪亦按此方法獲取安裝位置并且與原點位置進行比較，對齒程序執行偏移修正，實現對齒操作，其信號流程如圖5所示。本實施例將高精度激光位移傳感器、比較器、取中值及平均數等現有技術進行復合應用，即利用了激光位移傳感器的光束直徑小，測試距離遠的優勢；也利用了角度編碼器位置可對相鄰上升沿角度的精確確定的優勢；還利用了取中值及平均數的統計方法，消除了加工誤差的影響，提高測量精度，從而實現對小模數(小于1)齒輪的快速自動找正，并且同時滿足大模數齒輪對齒找正功能要求，提高了齒輪機床零件裝夾加工的自動化水平。最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本專利技術進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本專利技術權利要求書所限定的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光自動對齒方法，其特征在于：采取以下步驟：S1、采用高精度激光位移傳感器進行齒輪圓周齒廓連續掃描測量，得到對應于距離的模擬電壓值；S2、采用高速電壓比較器對所述模擬電壓值進行處理獲取齒頂脈沖上升沿的階躍跳變信號，得到兩相鄰齒頂脈沖的上升沿信號；S3、將兩相鄰齒頂脈沖的上升沿信號與角度編碼器位置對應得到兩相鄰齒頂沿的夾角，取夾角中值作為齒槽位置參考點；S4、取齒輪一周參考點的平均值作為對齒絕對位置；S5、對新安裝齒輪采取S1至S4獲取對齒相對位置，并將相對位置旋轉偏移到絕對位置，完成對齒操作。

【技術特征摘要】
1.一種激光自動對齒方法，其特征在于：采取以下步驟：S1、采用高精度激光位移傳感器進行齒輪圓周齒廓連續掃描測量，得到對應于距離的模擬電壓值；S2、采用高速電壓比較器對所述模擬電壓值進行處理獲取齒頂脈沖上升沿的階躍跳變信號，得到兩相鄰齒頂脈沖的上升沿信號；S3、將兩相鄰齒頂脈沖的上升沿信號與角度編碼器位置對應得到兩相鄰齒頂沿的夾角，取夾角中值作為齒槽位置參考點；S4、取齒輪一周參考點的平均值作為對齒絕對位置；S5、對新安裝齒輪采取S1至S4獲取對齒相...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李先廣，劉代福，楊勇，陳劍，廖承渝，劉典，
申請(專利權)人：重慶機床集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：重慶,50