当前齿轮制造业的一个发展趋势,是将齿轮测量技术和齿轮设计、加工制造进行集成,实现齿轮制造信息的融合及CAD/CAM/CAT的集成,从而构建一个先进的齿轮闭环制造系统(由于通常由数字化信息来实现,可称为数字化闭环制造系统)。美国GLEASON和德国KLINGELNBERG开发的锥齿轮闭环制造技术和系统是个典型实例。 此外,在仪器测量形态和检测系统方面,现代齿轮测量技术还有如下的进展。 (4)齿轮在机测量技术 该技术近年来有了较快的发展,是一个重要发展趋势。直接将齿轮测量装置集成于齿轮加工机床,齿轮试切或加工后不用拆卸,立即在机床上进行在机测量,根据测量结果对机床(或滚轮)参数及时调整修正(主要针对磨齿)。这对于成形磨齿加工和大齿轮磨齿加工而言,在提高生产效率、降低成本方面,尤其具有重要意义。德国KAPP厂的数控磨齿机就是一个典型代表。CNC齿轮加工机床的迅速发展,为推动齿轮在机测量技术的应用和发展提供了可靠的工作平台。 由于对大批量生产的汽车轿车齿轮质量要求的提高,齿轮在线测量分选技术的应用已是必不可少。上海汽车齿轮厂近年首次从美国ITW公司引进了该项技术和相应仪器装备,取得了预期效果,据称还将陆续购进该类检测仪器。 (5)齿轮激光测量技术 通常是指在齿轮的几何尺寸和形状位置精度的测量中,采用了激光技术,包括采用激光测长系统(如采用双频激光干涉仪作为齿轮测量仪器的长度基准或传感器)、激光测量头系统(如采用非接触点反射式激光测量头作为齿轮误差的检测传感器)、以及激光全息式齿轮测量系统(如采用激光全息技术对齿轮的齿面几何形状误差进行测量的系统)等。由于激光是长度溯源基准,不少高精度齿轮计量系统或齿轮测量基准仪器,采用激光测量系统作为其长度坐标测量系统。美国FELLOWS厂70年代开发的MICROLOG60就是一个实例。加拿大温莎精密测量仪器厂在80年代初生产的齿轮测量仪器就采用了非接触点反射式激光测量头,可用于测量塑料制成的软齿面齿轮。近年来,齿轮激光测量技术在日本倍受重视,并逐步完善成为产品推向市场。日本AMTEC公司的G3齿轮测量系统,采用的是CONO激光测量头,齿轮回转,测头位置相应变化,测出齿轮的截面形状。大阪精机开发的激光齿轮测量仪,采用激光全息技术,用光干涉法对被测齿轮的全齿面形状进行精度测量。 2 齿轮测量仪器的发展 为了正确测量和评定产品质量,齿轮测量仪器通常应按照我国国家标准GB/T10095-2001(等同于ISO1328:1997)的渐开线圆柱齿轮精度标准所规定的精度项目、精度评定方法以及规定的公差,对产品齿轮进行快速、高效、可靠的测量。由于市场(如汽车行业)对齿轮测量不断提出新的更高要求,因此齿轮测量精度项目也应不断有所发展,齿轮测量仪器也应有所创新,使测量功能不断增强,以满足新的需求。 齿轮测量仪器通常由仪器主机、坐标或位移传感器、测头装置、测量拖板数控驱动系统、测量系统电气装置与接口,以及计算机等主要部分组成。随着关键精密零部件生产专业化、标准化、模块化,尤其是近年来信息技术、计算机技术、精密机械制造技术以及精密测量技术的发展,推动了齿轮测量仪器的研制与开发。新的控制软件和测量软件的开发显得更为重要。 (1)CNC齿轮测量中心 从上世纪80年代开始,齿轮测量中心的开发受到众多齿轮测量仪器制造商的重视;90年代逐步形成了系列化产品推向市场。CNC齿轮测量中心是信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成应用的结晶,是坐标式齿轮测量仪器发展中的一个里程碑。该仪器实质上是含有一个回转角坐标的四坐标测量机——圆柱坐标测量机,主要用于齿轮单项几何精度的检测,也可用于(静态)齿轮整体误差的测量。 德国KLINGELNBERG的P系列齿轮测量中心,其特点是采用了专利的三维数字式高精度光栅测量头(使用了HEINDENHAIN的超高精度光栅);性能稳定的优质铸铁床身,高性能直线电机驱动系统;高精度滚珠轴系和密珠滚动导轨。仪器精度达到德国标准1级。据报道该厂生产并经精化的一台P65齿轮测量中心,被英国国家齿轮计量实验室选定,作为英国齿轮精度传递及标定的基准仪器。美国M
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