[发明专利]一种用于成形磨齿机在机测量系统标定方法

说明书

本发明提供一种用于成型磨齿机在机测量系统标定的方法，根据成型磨齿机的结构，利用在机测量测量标准齿轮实现对在机测量系统的标定。步骤实施如下：步骤1：建立磨齿机坐标系下，标准齿轮理论齿面方程。步骤2：通过在机测量获取实际标准齿轮齿面上的坐标，并通过拟合建立实际齿面方程。步骤3：通过对实际齿面和理论齿面间空间误差的处理，获取在机测量系统在X.Z.C轴上的偏移量，并进行补偿。步骤4：对标定后的在机测量系统进行不确定度评估，给出不确定评估报告。本发明提供的在机测量系统标定方法有效的减少了标定步骤和时间，提高了在机测量系统精度。

技术领域

本发明涉及数控测量系统标定领域，尤其针对成形磨齿机在机测量系统标定方法。

背景技术

在机测量的基本原理：使用测头在数控机床上进行测量时，先在机床的主轴上安装好测头，然后由工作人员设计数控程序控制机床移动至测头测针上的触头接触工件表面，使得机床的数控系统能实时地记录并显示主轴的位置坐标值，从而可利用机床主轴的坐标值，结合测针的触头与工件的具体位置关系，换算出工件被测点的相关坐标值。从而可根据各坐标点的几何位置关系计算并获得最终的测量结果。

而在实际的测量过程中，测头获取的坐标往往不是真实的点位，这是由于在机测量系统收到各种误差的影响，而实测点与真实点的偏差就会导致测量结果的不准确，从而导致齿轮的精度达不到标准或者因精度不够而产生的重复加工，所以对在机测量系统进行标定是必要的。对于在机测量系统，其精度会受到众多因素影响：如机床误差，测头系统误差，测量时温度，测量策略，测量车间条件等。而其中机床误差又分为：机床几何误差，机床热误差，力致误差；测头系统误差分为:测头预行程误差，测头半径补偿，测头各向异性。综上在机测量系统误差来源多，各误差相关性无法具体体现，故提出本方法，将在机测量系统作为整体进行研究，以达到标定在机测量系统的目的，对提高在机测量系统精度有重大意义。

发明内容

本发明提供一种用于成型磨齿机在机测量系统标定的方法，该方法根据成型磨齿机的结构，利用在机测量测量标准齿轮实现对在机测量系统的标定，并给出标定后的在机测量系统不确定度评估报告。

为实现上述内容，本发明提供技术方案如下：

一种用于成形磨齿机在机测量系统标定的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立圆柱齿轮(2)理论齿面方程；

步骤2：通过在机测量系统获取实际齿面坐标，并通过拟合建立实际齿面方程；

步骤3：通过对理论齿面和实际齿面空间误差的处理，获取在机测量系统在 X,Z,C轴上的偏移量；

步骤4：对标定后的在机测量系统进行不确定评估。

所述步骤1中，进行理论齿面方程建立具体过程如下：

根据圆柱齿轮参数和渐开线展开原理，磨齿机结构，建立笛卡尔坐标系 0-xyz，设定齿轮中心坐标为(0,0,0),求解齿轮齿面方程：

其中，B为分度圆处的点，点B处的压力角为α₀，点C为点B处的齿廓法线与基圆的切点；

齿面方程由两个变量确定，一个变量是压力角α，表示齿面上任意一点A 处的压力角，点E为点A处的齿廓法线与基圆的切点；另一个变量是齿轮轴线Z，表示Z轴方向的坐标，(α，z)可以确定齿面上的任意一点；

考虑齿轮绕Z轴旋转，可以用齿轮转角φ表示齿面上一点绕轴线Z转过的角度；任意A点的压力角为α，点A处的渐开线展开长度为lα：则

l_α＝r_b tan(α) (1)

齿面上任意A点与Y轴的夹角记为θ，若齿面从初始位置旋转了φ，顺时针方向取为负，则θ为：