激光束齿距误差检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种激光束齿距误差检测装置，属于精密测量技术领域。该装置包括齿距采集装置、激光头控制器、同步采集模块、脉冲整定电路、工业计算机；所述齿距采集装置包括激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)、接近开关(5)、扇形刻度盘(6)、游标卡尺(7)、转轴(8)和支架底座(9)。本实用新型专利技术采用无机械运动的高精度激光测距仪连续逐齿扫描检测，获取位置距离信息，实现对齿距的高效率误差检测。

Laser Beam Tooth Distance Error Detection Device

The utility model relates to a laser beam pitch error detection device, which belongs to the technical field of precision measurement. The device includes a gear spacing acquisition device, a laser head controller, a synchronous acquisition module, a pulse setting circuit and an industrial computer. The gear spacing acquisition device includes a laser head I (3), a laser head II (4), a proximity switch (5), a sector dial (6), a vernier caliper (7), a rotating shaft (8) and a support base (9). The utility model adopts a high-precision laser rangefinder without mechanical movement to continuously scan and detect teeth by teeth, obtains position and distance information, and achieves high-efficiency error detection of teeth distance.

【技术实现步骤摘要】
激光束齿距误差检测装置
本技术属于精密测量
，涉及激光测距技术及同步采集技术，尤其涉及一种激光束齿距误差检测装置。
技术介绍
现有的齿轮检测仪器通常不适用于中大型齿轮精度检测，中大型齿轮精度检测一般采用机床附加检测装置进行齿距检测。现有技术不足之处：一种方案是大型机床在机检测系统，其系统结构组成复杂，对机床自身机械精度和运动控制精度要求极高，以致制造成本和技术难度的高门槛，一般企业难以企及。第二种方案是采用外设附加检测装置，由于检测装置工作时测头有机械运动，机构重复精度不易保证，检测结果的一致性较差，难以获得精检测结果。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种激光束齿距误差检测装置，采用无机械运动的高精度激光测距仪连续逐齿扫描检测，获取位置距离信息，实现对齿距的高效率误差检测。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种激光束齿距误差检测装置，包括齿距采集装置、激光头控制器、同步采集模块、脉冲整定电路、工业计算机；所述齿距采集装置包括激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)、接近开关(5)、扇形刻度盘(6)、游标卡尺(7)、转轴(8)和支架底座(9)；所述激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)分别连接至所述激光头控制器，所述激光头控制器依次与同步采集模块和工业计算机连接；所述接近开关(5)通过脉冲整定电路连接至同步采集模块，用于确定采集位置，形成脉冲，触发采集卡进行采集。所述齿距采集装置通过激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)采集位移数据；所述激光头控制器用于控制激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)同步采集数据；所述脉冲整定电路的作用？抗干扰、剔除毛刺、提升脉冲前沿陡斜度，即缩短高低电频转换时间；所述同步采集模块用于控制激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)在同一时间点采集距离数据，便于数据对比。进一步，所述激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)相互平行安装于转轴(8)顶部，处于同一侧向；所述转轴(8)垂直安装于支架底座(9)上；所述扇形刻度盘(6)和游标卡尺(7)分别与激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)同轴安装于转轴(8)上。进一步，所述齿距采集装置还包括操作手柄(10)、旋转轴(11)、扇形涡轮(12)和蜗杆(13)；所述两个旋转轴(11)的中心连线与齿轮分度圆切线相平行；所述两个扇形刻度盘(6)在零度时，两激光束与旋转轴中心连线平行。进一步，所述同步采集模块与所述工业计算机之间通过PCIe总线连接。本技术的有益效果在于：(1)采用高精度的激光测距仪连续逐齿扫描检测，实现高效率。激光头无机械运动，无重复定位误差。(2)采用同步采集技术，减小测量误差。(3)采用接近传感器靠近齿顶感应脉冲，获取齿廓面上的采集点位置。(4)从刻度盘读取激光束与分度圆切线之间夹角，由计算机自动计算齿距(分度圆切线方向)精确数据。(5)2只激光头通过机械结构装置可分别调整水平和垂直方向角度，获取技术要求的激光束投射点。(6)采用扇形蜗轮的2个角度调整机构，解决两轴间的干涉问题。(7)采用角度游标尺，使读取角度值有更高的分辨率。(8)采用2个激光头的顶(底)面相对垂直的角度可调安装方式，达到激光束入射角要求以及投射点水平位置可调的技术要求。(9)激光束与齿轮分度圆切线呈一夹角，避开阻光干涉区，满足激光束在齿廓面入射角的技术要求。(10)采用比较法获得齿轮齿距误差的绝对值。(11)采用上升沿脉冲展宽电路将方波宽度设定在0.1ms左右，确定在齿廓面上的采集位置宽度范围。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本技术提供如下附图进行说明：图1为本技术所述检测装置系统框架图；图2为齿距采集装置结构图；图3为激光束水平角度调整示意图；图4为本技术所述检测装置的电气连接图；图5为DTR触发采集模式波形图；附图标记：1-分度圆；2-齿顶圆；3-激光头Ⅰ；4-激光头Ⅱ；5-接近开关；6-扇形刻度盘；7-游标尺；8-转轴；9-支架底座；10-操作手柄；11-旋转轴；12-扇形蜗轮；13-蜗杆；A、B点为激光束检测点。具体实施方式下面将结合附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述。如图1～图3所示，本技术所述激光束齿距误差检测装置，包括齿距采集装置、激光头控制器、同步采集模块、脉冲整定电路、工业计算机；所述齿距采集装置包括激光头Ⅰ3、激光头Ⅱ4、接近开关5、扇形刻度盘6、游标卡尺7、转轴8和支架底座9。所述激光头Ⅰ3和激光头Ⅱ4相互平行安装于转轴8顶部，处于同一侧向；所述转轴8垂直安装于支架底座9上；所述扇形刻度盘6和游标卡尺7分别与激光头Ⅰ3和激光头Ⅱ4同轴安装于转轴8上。所述激光头Ⅰ3和激光头Ⅱ4分别连接至所述激光头控制器，所述激光头控制器依次与同步采集模块和工业计算机连接；所述接近开关5通过脉冲整定电路连接至同步采集模块，用于确定采集位置，形成脉冲，触发同步采集模块进行采集。所述齿距采集装置通过激光头Ⅰ3、激光头Ⅱ4采集位移数据；所述激光头控制器用于控制激光头Ⅰ3和激光头Ⅱ4同步采集数据；所述脉冲整定电路用于抗干扰、剔除毛刺、提升脉冲前沿陡斜度，即缩短高低电频转换时间；所述同步采集模块用于控制激光头Ⅰ3、激光头Ⅱ4在同一时间点采集距离数据，便于数据对比。所述齿距采集装置还包括操作手柄10、旋转轴11、扇形涡轮12和蜗杆13；所述两个旋转轴11的中心连线与齿轮分度圆切线相平行；所述两个扇形刻度盘6在零度时，两激光束与旋转轴中心连线平行。实施例一：如图4、图5所示，本技术所述激光束齿距误差检测装置中的激光头控制器采用HL-C2C，激光头采用HL-211，同步采集模块采用A/D采集卡。AD采集卡直接插入工业计算机PCIe插槽，DTR为采集触发输入口，DI0为数字输入口；DI0的输入脉冲作为计数器计数脉冲，记录已检测齿数，当计数器计数值达到设定值(齿轮齿数)，发出指令，齿轮一周检测结束。该激光束齿距误差检测装置安装调整流程：(1)A、B点为激光束检测点，与激光束检测点与激光头发射窗相距在规定检测距离范围以内，调整使其两点与齿顶圆距离相等，且与齿廓面基本垂直，并尽量靠近分度圆位置；(2)激光束与分度圆的切线形成“α”和“β”2个夹角，其角度值用扇形刻度盘及游标指示；(3)激光头Ⅰ和Ⅱ的光束在垂直方向作入射角调整，使其二个投射点在齿面上为同一水平面上；(4)接近开关在2个激光头的投射点校正完毕，被测齿轮处于静止状态下进行调整。调整方法为：接近开关圆柱端面距齿顶面1mm左右(Φ12mm型)，然后接近开关向齿轮测试时旋转方向一侧的齿廓面移动，至指示灯刚好熄灭位置的临界点固定。图3所示为左齿面安装调整方法，检测右齿面时方法步骤相同，方向相反。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本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】
1.一种激光束齿距误差检测装置，其特征在于，该装置包括齿距采集装置、激光头控制器、同步采集模块、脉冲整定电路、工业计算机；所述齿距采集装置包括激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)、接近开关(5)、扇形刻度盘(6)、游标卡尺(7)、转轴(8)和支架底座(9)；所述激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)分别连接至所述激光头控制器，所述激光头控制器依次与同步采集模块和工业计算机连接；所述接近开关(5)通过脉冲整定电路连接至同步采集模块，用于确定采集位置，形成脉冲，触发同步采集模块进行采集；所述齿距采集装置通过激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)采集位移数据；所述激光头控制器用于控制激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)同步采集数据；所述脉冲整定电路用于抗干扰、剔除毛刺、提升脉冲前沿陡斜度，即缩短高低电频转换时间；所述同步采集模块用于控制激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)在同一时间点采集距离数据，便于数据对比。

【技术特征摘要】
1.一种激光束齿距误差检测装置，其特征在于，该装置包括齿距采集装置、激光头控制器、同步采集模块、脉冲整定电路、工业计算机；所述齿距采集装置包括激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)、接近开关(5)、扇形刻度盘(6)、游标卡尺(7)、转轴(8)和支架底座(9)；所述激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)分别连接至所述激光头控制器，所述激光头控制器依次与同步采集模块和工业计算机连接；所述接近开关(5)通过脉冲整定电路连接至同步采集模块，用于确定采集位置，形成脉冲，触发同步采集模块进行采集；所述齿距采集装置通过激光头Ⅰ(3)、激光头Ⅱ(4)采集位移数据；所述激光头控制器用于控制激光头Ⅰ(3)和激光头Ⅱ(4)同步采集数据；所述脉冲整定电路用于抗干扰、剔除毛刺、提升脉冲前沿陡斜度，即缩短高低电频转换时间；所述同步采集模块用于控制激光头Ⅰ(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹政，杨勇，廖承渝，王利，刘典，孙蔚，
申请(专利权)人：重庆机床集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50