专利名称：精密蜗杆精度参数测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蜗杆精度参数测量技术，特别是涉及以圆光栅测量角度参数，以长光栅和电感测头串联测量长度参数，由计算机控制自动测量精密蜗杆精度参数的装置。
精密蜗杆是精密机床、精密仪器及精密分度装置中的分度基准原件，其精度直接决定这些装置的精度，因此方便准确地测试精密蜗杆的精度参数是这些装置制造行业中的关键性技术。蜗杆的精度参数有螺旋线误差，轴向齿距偏差，轴向齿距累积误差等。这些参数的检测，在现有技术中，一般是用2至3台精密测量仪器来完成，其中螺旋线误差的检测，对于三级精度以下的蜗杆，在PWF－250型滚刀检测仪上进行；对于五级精度以下的蜗杆，用万能工具显微镜加光学分度头来完成，而齿距偏差和齿距累积误差则在万能工具显微镜上进行。即检测完一个蜗杆精度参数，至少装夹工件2至3次，因此很难保证检测精度，检测效率低，操作不方便，并且不能检测三级和三级以上精度的蜗杆。
西德Fette公司生产的PKM630型极座标测量仪，是现有技术中测量蜗杆螺旋线的权威仪器。该仪器的特点是，被测蜗杆支持在一个活顶针与一个死顶针之间，用圆光栅、长光栅和电感测头相互配合测试蜗杆螺旋线，电感测头只有一个，其测头置于被测蜗杆的蜗纹内。长光栅沿与被测蜗杆轴线平行且有一定距离的运动导轨移动，长光栅和电感测头均通过滚动轴承沿导轨运动。由计算机控制测量操作过程，直接显示打印测量结果。该仪器不足的地方是不符合阿贝原则(长光栅的导轨与被测蜗杆的轴线相距400mm)，仪器的测量精度受限，只能测量三级和三级精度以下蜗杆，且只能测量蜗杆的螺旋线，不能同时测量蜗杆齿距偏差，齿距累积误差，分度误差。
本实用新型的目的在于避免已有技术的不足之处，而提供一种装夹一次被测蜗杆，便能自动测量三级和三级以上精度蜗杆的螺旋线误差，齿距偏差、齿距累积误差和分度误差，并能直接显示打印测量结果的精密蜗杆精度参数测量装置。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的被测蜗杆可转动地支持在两个顶对之间，蜗杆由步进电机通过机械传动减速机构驱动，测量角度的圆光栅与被测蜗杆同步转动，长光栅和电感测头串联测量长度。两个电感测头对称设置在通过被测蜗杆轴线的平面内，长光栅设置在被测蜗杆轴线的延伸线上，并沿该延伸线移动，两个电感测头和长光栅通过联结件形成一体，它们分别支承在气体静压导轨上，由另一个步进电机通过机械传动减速机构带动，作步进式移动。两个步进电机由计算机操纵协调转动。计算机操纵步进电机转动的信号出口经功率放大器与两个电机接通，长光栅和圆光栅的信号采集点经光栅接口与计算机接通，电感测头的信号采集点经电感测微仪也与计算机接通，电感测微仪的信号出口与超量程控制器信号入口接通，而超量程控制器的信号出口又分别与功率放大器接通。
在本实用新型的测量装置中，长光栅布置在被测蜗杆轴线的延伸线上，并沿该延伸线运动，使得测量过程完全符合阿贝原则，保证了测量精度。两个电感测头对称布置在通过被测蜗杆轴线的平面内，这种布置方式能移消除一些仪器结构参数误差对测量结果的影响。长光栅和电感测微仪串联测长，并通过超量程控制器修正电感测微仪超量程，则能有效地克服传动机构误差过大对测量的影响。长光栅和电感测头分别支承在气体静压导轨上，克服了已有技术中它们与导轨的滑动摩擦或滚动摩擦对测量精度的影响，有利于提高测量精度。
为了使本实用新型的目的得到更好的实现，还采取了以下的技术措施。
被测蜗杆支持在两个死顶针之间，两个死顶针的轴线与被测蜗杆的轴线一致，被测蜗杆用两个死顶针支持，可以消除轴向窜动对测量精度的影响，有利于高精度测量的实现。
两个电感测头对称设置在通过被测蜗杆轴线的水平平面内，以消除工件弯曲，工件轴线与导轨运动不平行度等对测量结果的影响。
长光栅和圆光栅分别设置在被测蜗杆体外的两端，圆光栅的轴线与被测蜗杆轴线的延伸线一致，长光栅位于被测蜗杆另一端的延伸轴线上，且可沿该轴线运动。
带动被测蜗杆转动的机械传动减速机构的滚珠轴系传动机构由内套、滚珠、外套和两个端面盘构成，滚珠位于内套与外套之间，以及外套与两个端面盘之间，圆光栅和蜗轮安装在外套上，利用外套的环盘与联结着被测蜗杆的拨叉机构联结，安装在外套上的蜗轮与传递减速运动的蜗杆相配构成运动付。滚珠轴系传动机构，较之其它形式的运动传动机构，减速比大，运动平稳，有利于本实用新型目的实现。
本实用新型与已有技术相比，其突出的优点在于，测量精度高，可测量三级和三级以上精度的蜗杆，被测蜗杆只须安装一次，便可自动测量出各种头数蜗杆的螺旋线误差，齿距偏差，齿距累积误差和分度误差，解决了已有技术中需要由二至三台精密测量仪器才能完成的测量工作，消除了多次装夹工件引起的测量误差，提高了测量精度和测量效率，减少了测量仪器，降低了测量成本。为机床和计量测量单位提供了检测精密蜗杆的有利手段。
本实用新型除可用来测量精密蜗杆外，还可用来测量不太长的精密丝杆。
附
图1是本实用新型的测量装置的整体布局示意图。
以下结合附图详细描述本实用新型的最佳实施方案。
被测蜗杆(1)支持在两个死顶针(7)、(8)之间，蜗杆的轴线与两个死顶针的轴线一致，两个电感测头(3)、(4)对称设置在通过被测蜗杆轴线的水平平面内，电感测头的测头位于被测蜗杆的螺纹内，长光栅(2)位于被测蜗杆轴线的延伸线(9)上，且可沿该延伸线运动，电感测头与长光栅通过联结件(5)形成一体，电感测头和长光栅分别支承在各自的空气静压导轨(14)、(15)、(16)上，由步进电机(12)通过机械传动减速机构(13)带动，作步进式平动。测量角度的圆光栅安装在带动被测蜗杆转动的滚珠轴系的外套(19)上，滚珠轴系的轴线与被测蜗杆轴线的另一端外延线一致。它由内套(17)、滚珠(18)、外套(19)和两个端面盘(20)、(21)构成，滚珠位于内套与外套和外套与两个端面盘之间，圆光栅(6)、蜗轮(22)安装在外套上，外套的环盘(23)与联结着被测蜗杆的拨叉机构(24)联结，蜗轮(22)与传递步进电机(10)运动的蜗杆(25)相配，圆光栅(6)和被测蜗杆(1)在步进电机(10)的驱动下，作同步的步进转动。两个步进电机(10)、(12)由计算机操纵作协调转动，也就是圆光栅、被测蜗杆与电感测头和长光栅形成螺旋运动，但两个步进电机的比，可根据需要在 1/(64K) 至64K的范围内变化。计算机给出的步进转动信号是先经功率放大器放大后，再驱动步进电机的。长光栅和圆光栅获得的蜗杆参数信号经光栅接口进入计算机，电感测头获得的蜗杆参数信号经电感测微仪接口进入计算机，电感测微仪又与超量程控制器接通，超量程控制器的出口又分别与两个功率放大器接通。
权利要求1.一种精密蜗杆自动测量装置，在该装置中，被测蜗杆(1)可转动地支持在两个顶针(7)、(8)之间，蜗杆由步进电机(10)通过机械传动减速机构驱动，测量角度的圆光栅(6)与被测蜗杆(1)同步转动，长光栅(2)和电感测头、(4)串联测量长度，计算机操纵步进电机转动的信号出口经功率放大器与两个电机接通，长光栅和圆光栅的信号采集点经光栅接口与计算机接通，电感测头的信号采集点经电感测微仪也与计算机接通，电感测微仪的信号出口与超量程控制器信号入口接通，而超量程控制器的信号出口又分别与功率放大器接通，由计算机控制测量操作过程，并直接显示打印测量结果，其特征在于长光栅(2)设置在被测蜗杆轴线的延伸线(9)上，并可沿该延伸线移动，电感测头(3)、(4)有两个，对称设置在通过被测蜗杆轴线的平面内，它们与长光栅由联结件(5)形成一体，由另一个步进电机(12)通过机械传动减速机构(13)带动，并且长光栅和两个电感测头均支承在气体静压导轨(14)、(15)、(16)上，两个步进电机(10)、(12)由计算机操纵协调转动。
2.根据权利要求1所述的精密蜗杆测量装置，其特征在于被测蜗杆支持在两个死顶针之间，两个死顶针的轴线与被测蜗杆的轴线一致。
3.根据权利要求1所述的精密蜗杆测量装置，其特征在于两个电感测头对称设置在通过被测蜗杆轴线的水平平面内。
4.根据权利要求1所述的精密蜗杆测量装置，其特征在于长光栅和圆光栅分别设置在被测蜗杆体外的两端，圆光栅的轴线与被测蜗杆轴线的延伸线一致，长光栅位于被测蜗杆另一端的延伸轴线上，且可沿该轴线移动。
5.根据权利要求1所述的精密蜗杆测量装置，其特征在于带动被测蜗杆(1)转动的机械传动减速机构(11)的滚珠轴系传动机构，由内套(17)、滚珠(18)、外套(19)和两个端面盘(20)、(21)构成，滚珠位于内套与外套之间和外套与两个端面盘之间，圆光栅(6)和与蜗杆(25)匹配构成减速运动付的蜗轮(21)安装在外套上，外套的环盘(23)与联结着被测蜗杆的拨叉机构(24)联结。
专利摘要本实用新型是一种测量精密蜗杆精度参数的装置，主要技术特点是用两个电感测头和长光栅串联测量长度，圆光栅测量角度，长光栅沿被测蜗杆轴线外延线运动，长光栅和电感测头支承在气体静压导轨上，被测蜗杆和圆光栅由一个步进电机驱动，电感测头和长光栅由另一个步进电机驱动，两个电机由计算机操纵协调转动。整个测量过程由计算机控制。采用本实用新型，只须装夹工件一次，就能测量出三级和三级以上精度蜗杆的主要精度参数。
文档编号G01M13/02GK2105058SQ9121423
公开日1992年5月20日 申请日期1991年3月15日 优先权日1991年3月15日
发明者黄凤翔, 张凝, 胥尚焜, 廖俊必 申请人:成都科技大学