在齿轮工件的齿面上进行接触测量的方法和测量设备技术

本发明专利技术涉及在齿轮工件的齿面上进行接触测量的方法和测量设备。一种用于在齿轮工件(11)的至少一个齿面(7.1)上进行接触测量的方法，该接触测量利用测量设备(10)的呈探测头、探测滑动头或探测球形式的探头(3)进行，该方法包括以下步骤：预先确定与齿面(7.1)相关的最大区域；预先确定与齿面(7.1)相关的关键区域，其中，关键区域与最大区域至少部分地重叠；执行测量设备(10)的探头(3)的相对移动，以便沿着齿面(7.1)引导探头(3)，使得：针对齿面(7.1)的处于最大区域内的若干位置提供具有第一分辨率的实际测量值，并且针对齿面(7.1)的处于关键区域内的若干位置提供具有第二分辨率的实际测量值，其中，第二分辨率高于第一分辨率。

Contact measurement method and measuring equipment on the tooth surface of gear workpiece

The invention relates to a contact measurement method and a measuring device on the tooth surface of a gear workpiece. In a gear workpiece (11) at least one tooth surface (7.1) methods of contact measurement, the contact measurement using measuring equipment (10) a probe, detection or detection in the form of sliding head ball probe (3), the method comprises the following steps: a predetermined tooth (7.1) the maximum surface area associated with predetermined tooth surface; (7.1) the key areas related to the key area and the largest region at least partially overlap; implementation of measuring equipment (10) of the probe (3) relative to move along the tooth surface (7.1) guided probe (3), the according to the tooth surface (7.1) at several locations within the region to provide maximum actual measurement with the first resolution value, and according to the tooth surface (7.1) at several locations within the region to provide key measurements with a second resolution, the second resolution than the first resolution The rate of.

【技术实现步骤摘要】
在齿轮工件的齿面上进行接触测量的方法和测量设备
本专利技术涉及在齿轮工件的至少一个齿面上进行接触测量的方法和相应适配的测量设备。
技术介绍
齿轮工件的形貌和表面特性是带齿齿轮的领域中的重要质量特征。因此，存在用于检测齿轮工件的形貌和表面特性的不同测量设备。以非接触方式操作的方法和以探测(probing)方式操作的方法之间是有区别的。在机械探测期间，探头通常在表面上引导。结果是在探测路径上记录的高度信号，其也被称为表面轮廓。在正齿轮的情况下，通常仅测量沿着轮廓线和齿面线的线。在锥齿轮的情况下，将虚拟网格设置在齿面的径向投影上，以便因此基于该网格限定目标测量点。相对粗糙地划分的网格足以检查锥齿轮的齿面的形貌。大多数探测测量方法是串行操作的方法，这导致在测量精度提高的情况下增加时间和计算能力的支出。如果假设齿轮具有10个齿，则需要测量20个齿面。如果每个齿面提供5×9个测量点，则在这种测量体系中产生900个实际测量值。在所述实际测量值的计算评估和调整期间，它们例如与相应的目标数据相关。该简单的数字示例展示了用户所面对的计算复杂性。由于对带齿齿轮的要求不断上升，往往还需要进行允许说明齿面的微观结构的检查。只有当测量的分辨率提高时，这些说明才是可能的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测量方法，该方法允许以快速、精确和可再现的方式测量齿面的表面特性。根据本专利技术，提供了用于在齿轮工件的至少一个齿面上进行接触测量的方法，该接触测量利用测量设备的呈探测头、探测滑动头或探测球形式的探头进行，该方法包括以下步骤：预先确定与齿面相关的最大区域；预先确定与齿面相关的关键区域，其中，关键区域与最大区域至少部分地重叠；执行测量设备的探头的相对移动，以便沿着齿面引导探头，使得：针对齿面的处于最大区域内的若干位置提供具有第一分辨率的实际测量值，并且针对齿面的处于关键区域内的若干位置提供具有第二分辨率的实际测量值，其中，第二分辨率高于第一分辨率。根据本专利技术，提供了测量设备，其具有至少一个探头，所述至少一个探头形成为用于在齿轮工件的至少一个齿面上进行接触测量，其特征在于，该测量设备包括控制器，在该控制器中实现根据本专利技术的方法。本文中还提供了根据本专利技术的方法的有利实施例。在本专利技术的优选实施例的方面中，测量以这样的方式进行，即，使得例如形貌的实际测量值可以以简单计算的方式与表面的实际测量值相关。为了实现这一点，表面特性的测量优选地在对于形貌的测量几何已知的情形中进行。在所有实施例中，测量优选地在具有坐标系(例如以第二测量网格的形式)的关键区域内进行，该坐标系与最大区域的坐标系(例如以第一测量网格的形式)以已知的几何相关。在所有实施例中，第二测量网格优选地与第一测量网格以已知的几何相关。在所有实施例中，所述几何相关可以例如从第一测量网格和第二测量网格至少部分地彼此重叠的事实而获得。在所有实施例中，第一测量网格和第二测量网格还可以覆盖齿面的相同区域，即，两个测量网格还可以是叠合的，但是其中，由于不同的划分密度，它们是彼此不同的。在所有实施例中，第一测量网格和第二测量网格还可以以使得两个测量网格共同具有至少一个公共测量点(测量网格的网格点)的方式而以已知的几何相关。术语“测量网格”应在本文中宽泛地解释。例如在所有实施例中，它可以涉及具有均匀划分密度的测量网格，或者可以涉及其划分密度是可变的所有实施例中的测量网格。在所有实施例中，第二测量网格可以是例如具有比第一测量网格的均匀或可变划分密度更高的均匀或可变划分密度的测量网格。在所有实施例中，优选地涉及应用特定的带齿齿轮测量。为此，根据本专利技术，实际测量数据或实际测量网格根据要测量的带齿齿轮来确定。本专利技术允许将以应用特定的方式(例如承受负载或无负载)相关的区域限定为关键区域。在所有实施例中，关键区域的位置和/或尺寸可以(优选地通过计算机支持)自动确定，以便允许在该关键区域中以较高精度执行测量。通过本专利技术可以局部地提高测量的精度，并且与整个齿面的高分辨率测量相比，测量时间显著减少。本专利技术的方法优选以这样的方式使用，即，可以在一次测量操作中以组合的方式确定具有较粗糙的第一测量网格的齿面和具有较精细的第二测量网格的齿面关键部分区域。如果这两个测量网格以已知的方式(计算地/几何地)相互关联(例如，使得两个测量网格至少部分地重叠，或者使得两个测量网格具有至少一个公共测量点)，则是特别有利的。根据本专利技术的测量探头的使用特别用于测量齿轮的齿面的表面特性，其中，测量探头的纵向轴线以使得其以平直的方式被引导，以便确定处于第一较粗糙网格的范围内的实际测量值以及处于第二较精细网格的范围内的实际测量值。本专利技术的优点在于，可以快速地且可靠地确定例如齿面的起伏。本专利技术的优点在于，可以快速地对例如齿轮的预期噪声行为进行说明。本专利技术的优点在于，该方法还可以例如用于检查齿轮的齿面上的裂纹形成、颗粒形成和其它磨损现象。上述第一测量网格和第二测量网格或具有局部增加的测量密度的测量网格可以在所有实施例中基于剖视图和/或基于相应齿面的投影来限定，或者它们可以在实际的齿面上限定。在所有实施例中，第一测量网格和/或第二测量网格优选地具有规则形状，其中，所述规则形状可以在剖视图中和/或在齿面的投影中和/或在实际的齿面上限定。本专利技术可以与1D、2D和3D测量设备结合使用。附图说明下面将参考附图更详细地描述本专利技术的实施例，其中：图1示出了设计成用于执行根据本专利技术的方法的设备(这里为CNC测量装置的形式)的透视图；图2A以径向剖视图示出了齿圈的示意图，其中，在齿面的区域中示出了均匀(测量)网格；图2B示出了图2A的齿面的放大视图，其中，除了均匀(测量)网格之外，还示出了示例性的齿接触图案；图2C示出了图2B的视图，其中，除了(测量)网格和齿接触图案之外，关键区域由更精细的均匀(测量)网格限定；图3A示出了锥齿轮的单个齿的示意性透视图，其中，在凹齿面上示出了示例性(测量)网格；图3B示出了图3A的齿的示意性透视图，其中，在凹齿面上示出了更精细的(测量)网格作为示例；图3C示出了锥齿轮的单个齿的示意性透视图，其中，在凹齿面上示出了示例性(测量)网格，其包括具有较粗糙网格结构(分辨率)的第一区域和具有较精细网格结构(分辨率)的第二区域，其中，第一区域汇入第二区域中，并且第二区域汇入第一区域中；图4示出了根据本专利技术的处于小齿轮的齿面的探测期间的示例性探头的示意性构造。具体实施方式结合本说明书一起使用的术语也用于相关的出版物和专利。然而，要注意的是，这些术语的使用只是为了更好地理解。本专利技术的概念和专利权利要求的保护范围不限于通过具体选择的术语所进行的解释。本专利技术可以容易地转移到其他术语系统和/或
这些术语将相应地应用于其他
除此之外，本主题涉及齿面7.1的形貌(例如隆起)和表面特性(例如起伏)。在结构说明的范围内，术语“形貌”相当地限制于宏观。在点状或局部说明的范围内，术语“表面特性”相当地限制于微观。在提及表面特性时，通常涉及齿面7.1的具有介于nm至约500μm的范围内的量级的结构、元件和特征。齿轮工件在此一般用附图标记11表示。如果参考特定齿轮工件，则所述特定齿轮工件设有索引。例如，图2A示出了作为特定齿轮工件的齿圈11.1。例如，图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在齿轮工件(11)的至少一个齿面(7.1)上进行接触测量的方法，该接触测量利用测量设备(10)的呈探测头、探测滑动头或探测球形式的探头(3)进行，该方法包括以下步骤：‑预先确定与齿面(7.1)相关的最大区域(Fmax)，‑预先确定与齿面(7.1)相关的关键区域(Fk)，其中，关键区域(Fk)与最大区域(Fmax)至少部分地重叠，‑执行测量设备(10)的探头(3)的相对移动，以便沿着齿面(7.1)引导探头(3)，使得：ο针对齿面(7.1)的处于最大区域(Fmax)内的若干位置提供具有第一分辨率的实际测量值，并且ο针对齿面(7.1)的处于关键区域(Fk)内的若干位置提供具有第二分辨率的实际测量值，其中，第二分辨率高于第一分辨率。

【技术特征摘要】
2016.06.09 EP 16173728.31.一种用于在齿轮工件(11)的至少一个齿面(7.1)上进行接触测量的方法，该接触测量利用测量设备(10)的呈探测头、探测滑动头或探测球形式的探头(3)进行，该方法包括以下步骤：-预先确定与齿面(7.1)相关的最大区域(Fmax)，-预先确定与齿面(7.1)相关的关键区域(Fk)，其中，关键区域(Fk)与最大区域(Fmax)至少部分地重叠，-执行测量设备(10)的探头(3)的相对移动，以便沿着齿面(7.1)引导探头(3)，使得：ο针对齿面(7.1)的处于最大区域(Fmax)内的若干位置提供具有第一分辨率的实际测量值，并且ο针对齿面(7.1)的处于关键区域(Fk)内的若干位置提供具有第二分辨率的实际测量值，其中，第二分辨率高于第一分辨率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，最大区域(Fmax)的实际测量值的提供是在执行探头(3)的第一相对移动时进行的，并且关键区域(Fk)的实际测量值的提供是在执行第二相对移动时进行的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，最大区域(Fmax)的实际测量值的提供和关键区域(Fk)的实际测量值的提供是在探测过程的范围内进行的。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当执行第一相对移动时，仅提供关键区域(Fk)之外的实际测量值。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当执行第一相对移动时，还提供关键区域(Fk)内的实际测量值。6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，能够针对最大区域(Fmax)和/或关键区域(Fk)预先确定恒定划分密度的测量网格。7.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，能够针对最大区域(Fmax)和/或关键区域(Fk)预先确定可变划分密度的测量网格。8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，关键区域(Fk)对应于齿面(7.1)的齿接触区域、或者包括齿面(7.1)的齿接触区域、或者从关于齿面(7.1)的齿接触区域的数据获得。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，齿面(7.1)上的齿接触区域的位置从在齿轮工件(11)的设计中确定的设计数据获得。10.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，探头(3)涉及测量设备(10)的开关探头(3)，其与表面进行点状接触。11.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：KM·里贝克，R·弗里奇塔茨基，R·沙拉斯特，
申请(专利权)人：克林格伦贝格股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH