两维激光光路齿轮测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107525464A(43)申请公布日2017.12.29(21)申请号201610443808.6(22)申请日2016.06.21(71)申请人中国计量科学研究院地址100029北京市朝阳区北三环东路18号(72)发明人薛梓林虎黄垚杨国梁王鹤岩(51)Int.Cl.G01B11/00(2006.01)G01B11/14(2006.01)G01B11/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称两维激光光路齿轮测量装置(57)摘要本发明公开了两维激光光路齿轮测量装置。所述装置包括主运动轴系、光路跟踪调整轴系、激光干涉测量系统三部分，主运动轴系包括转台及三个直线运动轴系，主运动轴系按测量规划路径进行运动，执行整个测量过程的各种动作。光路跟踪调整轴系的三个直线运动轴跟随主运动轴系同步运动，保证激光光路不断光并处于准直状态。激光干涉测量系统具有X、Z两维激光测长光路，且布置在齿轮被测点附近，可直接测量齿轮的多个误差项。所述装置测量链短，测量精度高，柔性强，可满足齿轮误差的直接溯源测量。CN107525464ACN107525464A权利要求书1/1页1.两维激光光路齿轮测量装置包括主运动轴系、光路跟踪调整轴系、激光干涉测量系统三部分。2.根据权利要求1所述的齿轮测量装置，其特征在于所述的主运动轴系包括基座(1)、转台(2)、上顶尖(4)、齿轮的切向、径向及轴向直线运动轴(分别定义为X1、Y1及Z1轴)组成，X1、Y1及Z1三轴相互垂直，按X1、Z1、Y1次序叠加。3.根据权利要求1所述的齿轮测量装置，其特征在于所述的光路跟踪调整轴系由X2、Y2及Z2三轴组成，X2、Y2及Z2三轴相互垂直且与主运动轴系中的X1、Y1及Z1轴分别平行，X2及Z2叠加在Y2轴上。4.根据权利要求1所述的齿轮测量装置，其特征在于所述的激光干涉测量系统具有X、Z两维激光测长光路，包括激光头(5)、分光镜(8)、X光路干涉镜(7)、X光路反射镜(9)、X光路反射镜平衡块(10)、Z光路干涉镜(14)、Z光路反射镜(11)及三维测头(12)；X光路反射镜(9)及X光路反射镜平衡块(10)固定在三维测头的水平测针安装孔上，两者重量要相同，Z光路反射镜(11)固定在三维测头的垂直测针安装孔上；X测长光路测量三维测头在齿轮切向方向的移动量，实现齿廓偏差偏差和齿距偏差测量，Z测长光路测量三维测头在齿轮轴向方向的移动量，实现螺旋线偏差测量。5.根据权利要求1所述的齿轮测量装置，其特征在于所述的主运动轴系及光路跟踪调整轴系由一个运动控制器来控制，主运动轴系的运动是主运动，光路跟踪调整轴系的运动是从运动，主从运动要同步一致。6.根据权利要求1所述的齿轮测量装置，其特征在所述的激光干涉测量系统，其X、Z两维光路干涉强度值要作为主从运动的反馈值输入到运动控制器中，当反馈值小于设定阈值后，主从运动要进行微调，以保证测量光路处于最佳准直状态。2CN107525464A说明书1/3页两维激光光路齿轮测量装置技术领域[0001]本发明属于精密仪器制造及测量技术领域，具体涉及一种具有两维激光光路的齿轮测量装置。背景技术[0002]目前，对齿轮进行分析式测量的装置主要分为机械展成式测量装置及CNC坐标测量装置。机械展成式测量装置依靠精密机械机构来获得标准的齿面特征线(渐开线或螺旋线)，其机械机构复杂，柔性较差，同一个齿轮需要多台仪器测量，该类测量装置包括单盘渐开线检查仪、齿形齿向检查仪等。CNC坐标测量装置通过计算机、伺服驱动装置及传动装置组成展成系统，对齿轮开展坐标测量，其机械机构简单，柔性强，自动化程度高，可以在同一台装置上测量齿轮的多个参量，该类测量装置包括齿轮测量中心、三坐标测量机等。CNC坐标测量装置是目前发展的主流，但相对机械展成式测量装置，其测量链较长，容易受到各种轴系误差影响。对于高精度的齿轮测量，如对标准齿轮及齿轮样板测量，要求测量装置测量链短且测量精度高，测量结果可直接溯源至波长米定义，同时，测量柔性强，可在同一装置上满足多个参量的测量，上述两类装置都存在各自的缺陷，无法满足要求，因此建立测量链短、高精度、柔性强、自动化的可溯源测量装置具有十分重要的意义。发明内容[0003]本发明的目的是公开一种具有两维激光测量光路，可对齿轮多个参量进行高精度测量和溯源的齿轮测量装置。[0004]实现本发明的技术解决方案如下：[0005]一种两维激光光路齿轮测量装置，包括主运动轴系、光路跟踪调整轴系、激光干涉测量系统三部分。[0006]所述的主运动轴系包括转台及三个直线运动轴(分别定义为X1、Y1及Z1轴)，X1、Y1及Z1三轴相互垂直叠加。主运动轴系按测量规划路径进行运动，执行整个