汽车变速箱齿轮侧面精度测量装置及测量方法
【专利摘要】本发明公开一种汽车变速箱齿轮侧面精度测量装置和测量方法，包括激光平面发生器、激光探测标靶、由嵌入式系统控制的运动机构，所述运动机构的第一、第二连杆通过第一、第二伺服机构控制激光平面发生器的上、下移动及激光探测标靶的上、下或平移动作，激光平面发生器通过第一电控磁性座与被测平面紧密接触或分离，与被测平面接触时产生激光平面；激光探测标靶通过第二电控磁性座与被测平面紧密接触或分离，与被测平面接触时测量激光平面高度数值，测得的数据直接传输给嵌入式系统，最终通过嵌入式系统屏幕显示测量结果。本发明利用激光平面作为测量基面，测量精度高；基于嵌入式系统控制的运动机构，实现了测量过程的自动化，提高了测量速度。
【专利说明】汽车变速箱齿轮侧面精度测量装置及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种齿轮侧面精度测量装置及方法，特别是涉及用于汽车变速箱齿轮侧面精度的测量装置及方法。
【背景技术】
[0002]齿轮作为汽车的关键零部件，其质量直接影响到汽车乘用的舒适性和可靠性。提高汽车齿轮的出厂质量既是对汽车质量的保障，更是对人身安全的保障。目前我国的汽车齿轮在生产过程中仍采用传统的检测手段，缺乏有效的在线检测装置。如螺伞齿轮的侧面精度采用人工塞尺的方法进行检测，依靠塞尺的塞入程度来检测齿轮的侧面精度是否满足产品的质量要求，该方法虽操作简单，但是精度低，并且存在人为因素，不同人在不同时间段，塞尺的力度不同，测量的结果就不同，测量结果存在很大的随机性。因此研究汽车用齿轮生产过程中的在线检测装置，对于保证汽车关键零部件的质量和适应现代汽车工业的发展具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种测量精度高、测量速度快、能准确、自动测量，汽车齿轮侧面尺寸精度的测量装置及方法。
[0004]本发明通过下述技术方案来实现:一种汽车变速箱齿轮侧面精度测量装置，包括测试平台、激光平面发生器、激光探测标靶、由嵌入式系统控制的运动机构，所述运动机构包括其内部装有第一、第二伺服器的驱动器总成及第一、第二连杆，所述第一连杆与所述第一伺服器相连，可上、下伸缩，所述第二连杆与第二伺服器相连，可上、下伸缩或平行移动；所述激光平面发生器一端通过第一连接器与所述第一连杆活动相连，另一端与第一电控磁性座相连，所述激光探测标靶一端通过第二连接器与第二连杆活动相连，另一端与第二电控磁性座相连；所述激光平面发生器通过所述第一电控磁性座与被测平面紧密接触或分离，所述激光探测标靶通过所述第二电控磁性座与被测平面紧密接触或分离。
[0005]本发明所述的激光探测标靶为激光位置传感器，其测量范围为24_。
[0006]本发明所述的第一、第二连接器为具有弹性的活动连接器。
[0007]采用本发明所述装置的测量方法，包括以下步骤:
[0008](I)测试平台把齿轮由传送带输送到指定位置；
[0009](2)由运动机构引导，激光平面发生器和激光探测标靶由初始位置下移到距离被测平面上方0.5mm处，进入工作状态；
[0010](3)激光平面发生器的电控磁性座通电，使其与被测表面紧密接触，并产生激光平面作为测量基面；
[0011](4)激光探测标靶在运动机构引导下，沿圆形轨迹平行移动，到达预设测试点；
[0012](5)激光探测标靶的电控磁性座通电，使其与被测表面紧密接触，并产生激光平面作为测量基面；[0013](6)激光探测标靶测量激光平面高度数值，测得的数据直接传输给嵌入式系统；
[0014](7)激光探测标靶的电控磁性座断电，使其与被测平面分离；
[0015](8)激光探测标靶平动到下一测试点，重复步骤(4)?(7)，直至完成所有预设测试点的测量；
[0016]( 9 )由运动机构引导，激光平面发生器与被测平面分离，与激光探测标靶一起向上运动，返回到初始位置；同时嵌入式系统程序按照最小二乘评定方法对数据进行相应的运算和分析；最终通过嵌入式系统屏幕显示测量结果或者通过通信接口传输给其它智能终端设备；
[0017](10)测量完成的齿轮根据测量结果由测试平台输送到相应的合格产品或不合格产品传送带上。
[0018]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0019](I)采用激光平面测量技术，测量精度更高；
[0020](2)基于嵌入式系统控制的伺服机构控制激光平面发生器和激光探测标靶的上、下或平行移动动作的自动进行，实现了整个测量过程的自动化，测量效率更高。
[0021](3)由嵌入式系统控制的运动机构实现了激光平面发生器和激光探测标靶与被测表面的接触和分离，齿轮和测试平台在测试过程中无需转动，因此对测试平台和测试系统本身的平面度和水平程度要求很低。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明测量装置结构原理图。
[0023]图2为本发明测量装置中驱动总成结构原理图。
[0024]图3为本发明测量装置中激光探测标靶运动轨迹示意图。
[0025]图4为本发明测量装置工作流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图及实施例对本发明做详细说明。
[0027]参见图1?3，激光平面发生器4的底座是电控磁性座6a，实现发生器4与被测平面9的接触与分离动作；当发生器4与被测表面紧密接触后，会产生激光平面13，作为测量基面；发生器4是通过具有弹性的活动连接器3a与连杆2a连接；激光探测标靶5的底座是电控磁性座6b，实现标靶5与被测平面9的接触与分离动作；标靶5通过具有弹性的活动连接器3b与连杆2b连接；连杆2a和2b与驱动器总成I连接；连杆2a在驱动器总成I中伺服机构IOa的驱动下可以上下伸缩；连杆2b在驱动器总成I中伺服机构IOb的驱动下，可以上下伸缩，并可以轴线8为中心，按照标靶移动轨迹11和预设测点12做定点圆周运动，且圆周直径可连续或不连续改变。齿轮被测侧面9朝上放置在测试平台7上；测试平台7在测量进行过程中静止不动，在测量前后可单向直线运动，实现齿轮的输送。驱动器总成I中伺服机构IOa和10b、电控磁性座6a和6b以及测试平台7的驱动信号都由嵌入式系统提供。标靶5在测量过程中，每完成一个测点，数据直接输送给嵌入式系统；测试完成，由嵌入式系统屏幕或其它智能终端屏幕显示测量结果。
[0028]本实施例的测量方法按如下步骤进行:[0029](I)测试平台把齿轮由传送带输送到测量装置内的指定位置；
[0030](2)由运动机构引导，激光平面发生器和激光探测标靶由初始位置下移到距离被测平面上方0.5mm处，进入工作状态；
[0031 ] (3)激光平面发生器的电控磁性座通电，使其与被测表面紧密接触，并以635nm波长的红色激光，通过旋转全反射棱镜产生激光平面作为测量基面，其平面精度为2.5ym/m，激光平面直径2m ；
[0032](4)激光探测标靶在运动机构引导下，沿圆形轨迹平行移动，到达预设测试点；
[0033](5)激光探测标靶的电控磁性座通电，使其与被测表面紧密接触；
[0034](6)激光探测标靶测量激光平面高度数值，测得的数据直接传输给嵌入式系统；
[0035](7)激光探测标靶的电控磁性座断电，使其与被测平面分离；
[0036](8)激光探测标靶平动到下一测试点，重复步骤(4)?(7)，直至完成所有预设测试点的测量；
[0037]( 9 )由运动机构引导，激光平面发生器与被测平面分离，与激光探测标靶一起向上运动，返回到初始位置；同时嵌入式系统程序按照最小二乘评定方法对数据进行相应的运算和分析；最终通过嵌入式系统屏幕显示测量结果或者通过通信接口传输给其它智能终端设备；
[0038](10)测量完成的齿轮根据测量结果由测试平台输送到相应的合格产品或不合格产品传送带上。
【权利要求】
1.一种汽车变速箱齿轮侧面精度测量装置，包括测试平台，其特征在于，还包括激光平面发生器、激光探测标靶、由嵌入式系统控制的运动机构，所述运动机构包括其内部装有第一、第二伺服器的驱动器总成及第一、第二连杆，所述第一连杆与所述第一伺服器相连，可上、下伸缩，所述第二连杆与第二伺服器相连，可上、下伸缩或平行移动；所述激光平面发生器一端通过第一连接器与所述第一连杆活动相连，另一端与第一电控磁性座相连，所述激光探测标靶一端通过第二连接器与第二连杆活动相连，另一端与第二电控磁性座相连；所述激光平面发生器通过所述第一电控磁性座与被测平面紧密接触或分离，与所述被测平面接触时产生激光平面；所述激光探测标靶通过所述第二电控磁性座与被测平面紧密接触或分离，与所述被测平面接触时测量激光平面高度数值。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮侧面精度测量装置，其特征在于，所述激光探测标靶为激光位置传感器，其测量范围为24_。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮侧面精度测量装置，其特征在于，所述第一、第二连接器为具有弹性的活动连接器。
4.一种用于权利要求1所述装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)测试平台把齿轮由传送带输送到指定位置； (2)由运动机构引导，激光平面发生器和激光探测标靶由初始位置下移到距离被测平面上方0.5mm处，进入工作状态； (3)激光平面发生器的电控磁性座通电，使其与被测表面紧密接触，并产生激光平面作为测量基面； (4)激光探测标靶在运动机构引导下，沿圆形轨迹平行移动，到达预设测试点； (5)激光探测标靶的电控磁性座通电，使其与被测表面紧密接触； (6)激光探测标靶测量激光平面高度数值，测得的数据直接传输给嵌入式系统； (7)激光探测标靶的电控磁性座断电，使其与被测平面分离； (8)激光探测标靶平动到下一测试点，重复步骤(4)?(7)，直至完成所有预设测试点的测量； (9)由运动机构引导，激光平面发生器与被测平面分离，与激光探测标靶一起向上运动，返回到初始位置；同时嵌入式系统程序按照最小二乘评定方法对数据进行相应的运算和分析；最终通过嵌入式系统屏幕显示测量结果或者通过通信接口传输给其它智能终端设备; (10)测量完成的齿轮根据测量结果由测试平台输送到相应的合格产品或不合格产品传送带上。
【文档编号】G01B11/00GK103776372SQ201410027251
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】黄震, 张玉存, 王颖, 李季辉, 付献斌 申请人:燕山大学