一种激光自动对齿方法技术

本发明专利技术公开了一种激光自动对齿方法，属于精密测量技术领域，采取以下步骤：S1、扫描测量得到对应于距离的模拟电压值；S2、处理得到两相邻齿顶脉冲上升沿信号；S3、将两相邻齿顶脉冲上升沿信号与角度编码器位置对应得到两相邻齿顶上升沿的夹角，取夹角中值作为参考点；S4、取齿轮一周参考点的平均值作为对齿绝对位置；S5、对新安装齿轮采取S1至S4获取对齿相对位置，并将相对位置偏移到绝对位置，完成对齿操作。本发明专利技术实现对小模数齿轮的快速自动找正，提高了齿轮机床零件装夹加工的自动化水平，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.

【技术实现步骤摘要】
一种激光自动对齿方法
本专利技术属于精密测量
，具体涉及一种激光自动对齿方法，特别适用于小模数齿轮装夹时齿槽重复度的自动找正。
技术介绍
现有齿轮加工机床的对齿一般有人工对齿和自动对齿两种方式。人工对齿效率低，而且对操作工人技术要求高；自动对齿机构基本都采用圆柱形接近开关作为传感器对齿轮的齿顶齿槽位置进行检测定位。由于受圆柱形接近开关的最小直径参数限制，对于小模数(两齿顶间宽度＜4mm)齿轮就会产生相邻齿介入的干扰信号，无法正确完成对齿指令操作。同时，采用微距旁向电感测头检测的对齿方案则导致结构复杂、成本高昂而难以推广普及。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种激光自动对齿方法，能够解决模数为1以下齿轮工件的齿槽自动快速找正，实现齿轮机床零件装夹加工自动化。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种激光自动对齿方法，采取以下步骤：S1、采用高精度激光位移传感器进行齿轮圆周齿廓连续扫描测量，得到对应于距离的模拟电压值；S2、采用高速电压比较器对所述模拟电压值进行处理获取齿顶上升沿及后沿的阶跃跳变脉冲信号，得到两相邻齿顶上升沿或后沿的脉冲信号；S3、将两相邻齿顶上升沿或后沿的脉冲信号与角度编码器位置对应得到两相邻齿顶上升沿或后沿的夹角，取夹角中值作为参考点；S4、取齿轮一周参考点的平均值作为对齿绝对位置；S5、对新安装齿轮采取S1至S4获取对齿相对位置，并将相对位置偏移到绝对位置，完成对齿操作。进一步，所述高精度激光位移传感器的测量参数：分辨率0.1μ；光束直径φ0.03mm；采样周期：20цS。进一步，步骤S1中，高精度激光位移传感器的激光头发射窗与齿轮齿顶圆之间的距离为31mm。进一步，步骤S1中，所述模拟电压值为±5V。本专利技术的有益效果在于：本专利技术将高精度激光位移传感器、比较器、取中值及平均数等现有技术进行复合应用，即利用了激光位移传感器的光束直径小，测试距离远的优势；利用了角度编码器位置可对相邻上升沿角度的精确确定的优势；利用了取中值及平均数的统计方法，消除了加工误差的影响，提高测量精度，从而实现对小模数齿轮的快速自动找正，亦可同时满足大模数齿轮的快速对齿找正，提高了齿轮机床零件装夹加工的自动化水平。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术的高精度激光位移传感器的技术参数示意图；图2为高精度激光位移传感器的控制面板示意图；图3为激光头安装方向示意图；图4为高精度激光位移传感器的测量区域示意图；图5为本专利技术的测试信号处理流程图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。本实施例中的一种激光自动对齿方法，包括以下步骤：S1、调整测试设备，采用高精度激光位移传感器进行齿轮圆周齿廓连续扫描测量，得到对应于距离的模拟电压值，图1为该高精度激光位移传感器的主要测量参数：模拟电压值的范围为±5V；分辨率0.1μ；光束直径φ0.03mm；采样周期：20цS；图2为高精度激光位移传感器的控制面板示意图。其具体的调整方法：1)调节高精度激光位移传感器与齿轮正对，且使激光头与齿轮齿顶圆之间的垂直距离31mm，如图3所示。2)旋转齿轮，在激光头的激光束投射点处于齿轮任一齿的A点位置，如图3、4所示。3)调整基准电压，调节多圈电位器旋钮，使其处于LED灯临界刚亮位置锁紧。4)低速转动工件齿轮，LED灯同步于齿顶位置闪烁。5)按以下S2-S5步骤编写对齿定位控制程序。S2、采用高速电压比较器对所述模拟电压值进行处理获取齿顶上升沿阶跃跳变脉冲信号，得到两相邻齿顶的脉冲上升沿信号。某一齿轮厚度截面上，齿槽中的渐开线齿廓沿两侧延伸至齿顶圆相交形成两个顶点，当齿轮沿某方向旋转时，其延伸方向与旋转方向相同的顶点则为上升沿，如图4中的A、B点即为上升沿。S3、将两相邻齿顶上升沿的脉冲信号与角度编码器位置对应得到两相邻齿顶上升沿的夹角“α”，取“α”中值位置作为参考点(取中值可以确立齿根中心点)。S4、取齿轮一周参考点的平均值作为对齿绝对位置；取一周平均值可以将离散的齿距误差平均化，使对齿绝对位置误差更小。S5、对新安装齿轮采取S1至S4获取对齿相对位置，并将相对位置偏移旋转到绝对位置，完成对齿操作。获取齿顶信号上升沿阶跃跳变脉冲信号的流程：如图4所示，D为测定中心距；C为齿沿信号跃变点；G为信号盲区，视为无穷远；F为齿根反射区，由于距离远大于测距中心值，故F的输出仍然处于高电平；采用高速比较器及高精度可调基准电源设定比较参考电压，对高精度激光位移传感器的输出电压信号进行比较，得到齿顶上升沿阶跃跳变信号，将跳变信号上升沿位置记录在圆光栅编码器对应角度位置上，并按前面所述S3、S4方法获取齿轮原点位置进行确认。后续安装齿轮亦按此方法获取安装位置并且与原点位置进行比较，对齿程序执行偏移修正，实现对齿操作，其信号流程如图5所示。本实施例将高精度激光位移传感器、比较器、取中值及平均数等现有技术进行复合应用，即利用了激光位移传感器的光束直径小，测试距离远的优势；也利用了角度编码器位置可对相邻上升沿角度的精确确定的优势；还利用了取中值及平均数的统计方法，消除了加工误差的影响，提高测量精度，从而实现对小模数(小于1)齿轮的快速自动找正，并且同时满足大模数齿轮对齿找正功能要求，提高了齿轮机床零件装夹加工的自动化水平。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本专利技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光自动对齿方法，其特征在于：采取以下步骤：S1、采用高精度激光位移传感器进行齿轮圆周齿廓连续扫描测量，得到对应于距离的模拟电压值；S2、采用高速电压比较器对所述模拟电压值进行处理获取齿顶脉冲上升沿的阶跃跳变信号，得到两相邻齿顶脉冲的上升沿信号；S3、将两相邻齿顶脉冲的上升沿信号与角度编码器位置对应得到两相邻齿顶沿的夹角，取夹角中值作为齿槽位置参考点；S4、取齿轮一周参考点的平均值作为对齿绝对位置；S5、对新安装齿轮采取S1至S4获取对齿相对位置，并将相对位置旋转偏移到绝对位置，完成对齿操作。

【技术特征摘要】
1.一种激光自动对齿方法，其特征在于：采取以下步骤：S1、采用高精度激光位移传感器进行齿轮圆周齿廓连续扫描测量，得到对应于距离的模拟电压值；S2、采用高速电压比较器对所述模拟电压值进行处理获取齿顶脉冲上升沿的阶跃跳变信号，得到两相邻齿顶脉冲的上升沿信号；S3、将两相邻齿顶脉冲的上升沿信号与角度编码器位置对应得到两相邻齿顶沿的夹角，取夹角中值作为齿槽位置参考点；S4、取齿轮一周参考点的平均值作为对齿绝对位置；S5、对新安装齿轮采取S1至S4获取对齿相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先广，刘代福，杨勇，陈剑，廖承渝，刘典，
申请(专利权)人：重庆机床集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50