用于测量回转对称精密零件的设备、ＣＮＣ测量设备和方法技术

一种用于测量回转对称精密零件（１１）的设备，该设备有一个可由一个驱动装置（１２）驱动的夹紧环（１３）以及一个旋转对中装置（１４），夹紧环（１３）和旋转对中装置（１４）安装成可将一个被测量的回转对称精密零件（１１）非主动地并且同轴地安装在它们之间。该设备还有一个为夹紧环（１３）设置的第一角度测量系统，其给出表明夹紧环（１３）的驱动侧角度位置的信号。还为旋转对中装置（１４）设置了另一个角度测量系统（２０；３０），其给出表明对中装置（１４）的输出侧角度位置的信号。还配备有软件装置，其可通过根据驱动侧角度位置和输出侧角度位置进行的比较计算来确定夹紧环（１３）和回转对称精密零件（１１）之间是否有滑移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于测量回转对称精密零件的设备、计算机数控(CNC)测量设备和方法，尤其涉及CNC控制的用于检验直齿齿轮轮齿、以及小齿轮和剃齿刀、蜗杆和蜗轮、滚齿刀、以及锥齿轮的轮齿测量中心。
技术介绍
现在有各种用于制造诸如齿轮之类的回转对称精密零件的加工方法。典型地，对精密零件是在其加工过程中或之后进行测量。为了检验一个精密零件在加工后的加工精度，可把这个精密零件从加工机床上拿下来并装夹在一个专用的测量系统中，例如，在这个系统中用各种传感器对这个零件进行扫描和测量。为此目的，最好是采用数控测量设备。典型地，是把一个回转对称精密零件装夹在用于测量的一个下中心点和一个上中心点之间。下中心点是安装在一个转台上，转台可由一个驱动装置精密地转动到各个不同的角度位置。由于自身的重量和来自上中心点的接触压力，这个精密零件被压靠在下中心点上。可把下中心点的回转运动这样一对一地传递给精密零件。上中心点只是跟着旋转，而不是也被驱动。本专利申请特别是关于CNC控制的轮齿测量中心，其适用于检验直齿轮的轮齿、以及小齿轮和剃齿刀、蜗杆和蜗轮、滚齿刀、锥齿轮、以及回转对称工件的概要尺寸、形状和位置偏差，还可用于曲线和凸轮轴的测量，甚至用于转子的测量。研究表明，对于重量轻、直径小的精密零件，为了使精密零件完全一致地跟随下中心点一起转动，这样的有一个下中心点和一个上中心点的结构是足够的。如果用小的角加速度进行操作，这样一个结构尤其是足够的。各种专用的测量系统正在日益增加地应用于直径和重量都较大的精密零件的测量。此外，这种形式的测量中的一个非常重要的要求是，测量应该非常精密地进行，而且还要尽可能迅速地进行。通常的测量系统不能满足这样的要求。一个精加工完成的精密零件的快速测量需要在一个非常短的时间内接近多个角度位置以及需要一个测量传感器在每一角度位置扫描精密零件。测量系统应该设计成即使在回转运动过程中也能进行测量。在精密零件的回转过程中，事实表明，如果角加速度太大，可能引起下中心点和精密零件之间的滑移。而如果产生了滑移，下中心点分别与驱动装置和精密零件的角度位置就不再互相对应了。为了能解决滑移问题，可以用一个能较佳地形成一种“模壳配合”的夹紧环来装夹较大较重的精密零件。“模壳配合”是指，夹紧环和精密零件之间通过它们的形状进行力的传递，借以能够尽可能地消除它们之间的滑移。但是，这种实现目的的作法有一个缺点，即安装复杂，耗费工时，而且这种形式的模壳配合夹紧环很昂贵，往往又很笨重。此外，模壳配合夹紧环的装上拆下很烦琐，并且有些精密零件可能用不上这样的夹紧环，例如，如果它们的轴上没有适当的轴颈就用不上。还有一个缺点是，尽管采用模壳配合夹紧环，还有可能出现产生滑移的情况。例如，如果夹紧环安装不当或者太松，就会出现这种情况。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种设备和对应的方法，用这种设备和方法，即使是较大或较重的精密零件，也能迅速而可靠地进行测量。本专利技术是用改进的CNC测量设备来达到这一目的，这种测量设备适用于一个诸如齿轮之类的精密零件的迅速的全面测量，并且这种测量设备的结构简单可靠。本专利技术的目的分别用权利要求1表述的设备、权利要求10表述的CNC测量设备以及权利要求15表述的方法来达到。权利要求2到9的目的是形成根据本专利技术的设备的各较佳实施例。权利要求10到14的目的是形成根据本专利技术的CNC测量设备的各较佳实施例，以及权利要求16到18的目的是形成根据本专利技术的方法的各较佳实施例。附图说明下面，参照各附图更详细地说明本专利技术的示例性实施例，各附图中图1是本专利技术的一个第一测量系统；图2是本专利技术的一个第二测量系统的立体详图；图3A是本专利技术的与一个对中装置同步旋转的角度测量系统的一细部的示意图，图3B是与图3A所示的对中装置同步旋转的角度测量系统的立体详图；图4是本专利技术的又一个角度测量系统的立体图；图5是本专利技术的再一个实施例的示意性框图；图6A是用以说明本专利技术的相对角度测量的一个示意图；图6B是用以说明本专利技术的相对角度测量的再一个示意图。具体实施例方式本专利说明书中用的术语也是有关出版物和专利中用的术语。但是应该注意到，这些术语的应用仅仅是为了读者更好地理解本专利技术。本专利技术的创意和本专利的权利要求的保护范围不应被限制于这些术语的特定应用。不费任何麻烦，就可将本专利技术转为用其它术语体系和/或专门学科来表述。其它专门学科中也相应地应用这些术语。图1表示出本专利技术的一个较佳实施例，它是一个完全自动化的CNC控制的轮齿测量中心10。测量中心10适用于检验直齿轮的轮齿、以及小齿轮和剃齿刀、蜗杆和蜗轮、滚齿刀、锥齿轮、以及回转对称工件的概要尺寸、形状和位置偏差，还可用于曲线和凸轮轴的测量，甚至用于转子的测量，所罗列的这些也仅仅是许多可能的应用中的几种。测量系统10包括一个可由驱动装置12驱动的夹紧环13和一个旋转对中装置14，夹紧环13和旋转对中装置14安装成可把一个被测量的回转对称精密零件11同轴地装夹在它们之间，如图1所示，其中的被测量零件是直齿轮11。直齿轮11有一个向两端伸出的轴11.1，在所示的例子中，这个轴是上下方向放置着。驱动装置12包括一个驱动系统和这个驱动系统的控制器，不过图1中看不见它们，因为它们处在测量系统10的罩壳的后面。夹紧环13最好是以模壳配合方式紧固于一个转台13.1，该转台可由驱动装置12驱动而绕第一转动轴线A1转动。在这一情况中，夹紧环13的转动轴线与第一转动轴线A1同轴。较佳的是，设置有一个臂14.1，其设置高度可以如双向箭头14.2所示那样上下调整。旋转对中装置14安装在臂14.1上，而且安装成它很容易绕与第一转动轴线A1一致的垂向轴线转动，并且在装夹精密零件11时可以克服一个恢复力而把它向上移。特别重要的是，在旋转对中装置14的安装中和夹紧环13的安装中，要使它们的转动轴线精确地一致。与常规的测量系统一样，本专利技术的测量系统10也给夹紧环13设置了一个角度测量系统(角度检测器)，其给出的信号可表明夹紧环13的驱动侧的角度位置。这一角度测量系统是设置在转台13.1的下面，所以其在图1中看不见。按照本专利技术，还为旋转对中装置14设置了一个独立的角度测量系统，其给出的信号可表明旋转对中装置14的输出侧的角度位置。还有，按照本专利技术，设置有软件装置，其能够根据驱动侧的角度位置和输出侧的角度位置通过比较计算确定夹紧环13和回转对称精密零件11之间是否有滑移。如图1所示，测量系统10包括至少一个用于对装夹在测量系统10上的精密零件11进行三维测量的传感器15(三维探头系统)。较佳的是，设置有一个臂15.1，其高度可以如双向箭头15.2所示那样上下调整。此外，可对传感器15进行位置调整，如互相垂直的两个双向箭头15.3所示的那样。传感器15特别灵敏，并且在迅速测量中非常重要的一点是，在进行平行于双向箭头15.3的调整和/或测量的过程中、或在绕着轴线A1转动精密零件11的过程中，传感器15不与精密零件11相碰。对不同测量结构和系统的研究已经表明，只有采用很复杂的方法才能对有已知和已经证明为有效的精密零件装夹装置的常规测量系统中的滑移进行定量的描述。即使为本专利技术的旋转对中装置14设置的角度测量系统的精度(亦即角度分辨率)与驱动侧的角度测量系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量回转对称精密零件（１１）的设备，该设备有一个可由一个驱动装置（１２）驱动的夹紧环（１３；１３．１，１３．２）以及一个旋转对中装置（１４），夹紧环（１３；１３．１，１３．２）和旋转对中装置（１４）安装成可将一个被测量的回转对称精密零件（１１）非主动地并且同轴地安装在夹紧环（１３；１３．１，１３．２）和对中装置（１４）之间，该设备还有一个为夹紧环（１３；１３．１，１３．２）设置的第一角度测量系统，这一角度测量系统给出表明夹紧环（１３；１３．１，１３．２）的驱动侧角度位置的信号，其特征在于：－还为旋转对中装置（１４）设置了另一个角度测量系统（２０；３０），这一角度测量系统给出表明对中装置（１４）的输出侧角度位置的信号；以及－配备有软件装置，其可通过根据驱动侧角度位置和输出侧角度位置进行的比较计算来确定夹紧环（１３；１３．１，１３．２）和回转对称精密零件（１１）之间是否有滑移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G米尔斯，H乌斯特尔，
申请(专利权)人：科林基恩伯格股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]