专利名称：花岗岩结构小齿轮测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动工具中传动齿轮的测量装置，特别是一种采用花岗岩 结构和光栅数字测头构成的小齿轮测量仪自动、高效完成电动工具传动齿轮的精密测量。
背景技术：
电动工具中传动齿轮是电动工具中的关键零件，如附图3所示，由于尺寸较小 (一般直径在Φ5 Φ60ιηιη)，常用的齿轮测量设备不能满足测量要求，且经济性能和测 量效率低，不利于控制产品质量。

实用新型内容本实用新型的目的是为了解决上述背景技术中存在的问题，为了降低成本和高 效率测量电动工具中传动齿轮，提供一种采用花岗岩结构和光栅数字测头构成的小齿轮 测量仪，提高测量效率，降低测量成本，为电动工具传动齿轮的制造提供有效保障手 段。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是花岗岩结构小齿轮测量仪， 包括基座、测量立柱、径向测量滑架、精密回转轴系、光栅数字测头、上顶尖立柱、控 制台、控制系统及计算机软硬件系统。在基座上设置有切向测量导轨、上顶尖立柱和精 密回转轴系，在切向测量导轨上安装测量立柱，测量立柱上装有与精密回转轴系轴心线 平行的轴向导轨，该轴向导轨的滑板上装有径向测量滑架。切向测量导轨、径向导轨、 轴向导轨和精密回转轴系组成X-Y-Z-θ坐标系；上顶尖立柱上设置有使上顶尖可以沿 精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移动并在所需位置定位的锁紧装置；径向测量滑架 的前端装有光栅数字测头；基座上还装有控制台。本实用新型的进一步特征是精密回转轴系安装有测角传感器，切向测量导轨、 轴向导轨和径向导轨安装有测长传感器，径向导轨前端安装光栅数字测头，所说传感器 是可以在数控系统控制下进行各轴的闭环控制的反馈器件。本实用新型的再一特征是基座、测量立柱、上顶尖立柱均采用花岗岩材质，以 确保测量仪器的长期测量稳定性。本实用新型的工作原理是切向测量导轨及测长光栅构成X轴，径向导轨及测 长光栅构成Y轴，测量立柱的导轨及测长光栅构成Z轴，精密回转轴系及同轴安装的角 度传感器构成θ轴，共同构成X-Y-Z-θ坐标系。被测齿轮安装于上下顶尖之间，与精 密回转轴系同轴，光栅数字测头和被测齿轮在数控系统控制下沿理论轨迹运动，由光栅 数字测头直接测量误差。本实用新型的有益效果是本实用新型花岗岩结构小齿轮测量仪上下顶尖的安 装方式具有快速、精确的特点，压缩了测量准备时间；自动化的测量过程排除了操作者 熟练程度的影响，提高了工作效率，专业化的结构布局降低了仪器的造价，进而控制了测量成本。
图1是本实用新型花岗岩结构小齿轮测量仪结构组成示意图。图2是电动工具传动齿轮的示意图；图3是本实用新型花岗岩结构小齿轮测量仪测量原理图；图中1-基座；2-测量立柱；3-径向测量滑架；4-精密回转轴系；5-光栅数 字测头；6-上顶尖立柱；7-上顶尖；8-下顶尖；9-切向测量导轨；10-控制台；11-传 动齿轮；12-切向测长光栅；13-轴向测长光栅；14-径向测长光栅圆；15-圆光栅编码 器；16-切向伺服电机；17-轴向伺服电机；18-径向直线电机；19-主轴伺服电机。
具体实施方式
根据图3可知花岗岩结构小齿轮测量仪测量原理，如图3所示，将被测量的传 动齿轮11置于精密回转轴系4上，精密回转轴系的角度分度由精密圆光栅编码器15作 为角度测量基准，精密回转轴系及同轴安装的圆光栅编码器15及主轴伺服电机19构成 θ轴，由切向测长光栅12、径向测长光栅14、轴向测长光栅13作为X-Y-Z坐标测量基 准，由数控系统控制切向伺服电机16、径向直线电机18、轴向伺服电机17、主轴伺服电 机19形成X-Y-Z- θ轴运动。光栅数字测头5和被测量的传动齿轮11按理论轨迹同步 运动，由光栅数字测头直接测量误差。如图1所示，花岗岩结构小齿轮测量仪包括基座1、测量立柱2、径向测量滑架 3、精密回转轴系4、光栅数字测头5、上顶尖立柱6、上顶尖7、下顶尖8、切向测量导 轨9、控制台10、及控制系统，其中基座1、测量立柱2和上顶尖立柱6均采用花岗岩材 质，以保证测量仪器结构稳定、高品质的测量性能。在基座1上设置精密回转轴系4和上顶尖立柱6，上顶尖立柱6上设置有使上顶 尖可以沿精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移动并在所需位置定位的锁紧装置，使上 顶尖7与下顶尖8在测量时为同一轴线；测量立柱2上装有与精密回转轴系4轴心线平行 的精密直线轴向导轨，该轴向导轨的滑板上装有径向测量滑架3，测量立柱的导轨由滚珠 丝杠传动，伺服电机控制，径向测量滑架3的前端装有光栅数字测头5，精密回转轴系4 采用高精度密珠滚动轴系，采用圆光栅编码器角度定位，伺服电机同步控制。精密回转轴系4安装有测角传感器，切向导轨、径向导轨和轴向导轨安装有测 长传感器，传感器是可以在数控系统控制下进行各轴的闭环控制的反馈器件。基座1上还装有控制台10，控制台上设置有2个操纵杆控制主轴回转和光栅数字 测头沿X-Y-Z坐标轴运动。机座上还设置有控制系统及计算机软硬件系统，控制系统采 用单片机控制4轴电机和4轴光栅数据处理，光栅数字测头测量传动齿轮误差，计算机软 硬件系统包括测量分析软件、存储及打印装置。本实用新型换挡凸轮测量仪的技术参数切向测量范围士60mm轴向测量范围0 260mm径向测量范围0 70mm[0022]主轴回转跳动0.0015mm切向测量分辨率0.0001mm轴向测量分辨率0.0001mm径向测量分辨率0.0001mm主轴回转角度分辨率0.0005° (1.8")光栅数字测头分辨率0.0001mm
权利要求一种花岗岩结构小齿轮测量仪，其特征在于由花岗岩材质的基座、测量立柱、 上顶尖立柱构成主机主体，精密直线导轨和回转轴系、数字测头、控制台、数控系统及 计算机软硬件系统，在基座上设置切向直线导轨、上顶尖立柱和精密回转轴系，置于切 向导轨上的测量立柱装有与精密回转轴系轴心线平行的轴向导轨，该轴向导轨的滑板上 装有径向测量滑架；切向导轨、径向导轨、轴向导轨和精密回转轴系组成X-Y-Z-θ坐 标系；上顶尖立柱上设置有导轨使上顶尖可以沿精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移 动并有在所需位置定位的锁紧装置；径向测量滑架由直线电机驱动，且其前端装有光栅 数字测头；基座上还装有控制台。
1.根据权利要求1所述的花岗岩结构小齿轮测量仪，其特征是采用精密直线导轨 固定在花岗岩基座、测量立柱及径向测量滑架上，与固定在基座上的精密回转轴系构建 X-Y-Z- θ圆柱坐标系，轴系上安装有测角传感器，各导轨上安装有测长传感器，该传感 器是可以在数控系统控制下进行各轴的闭环控制的反馈器件。
2.根据权利要求1所述的花岗岩结构小齿轮测量仪，其特征是基座、测量立柱、上 顶尖立柱均采用花岗岩材质；径向测量滑架由直线电机驱动，且其前端装有光栅数字测 头。
专利摘要本实用新型涉及一种花岗岩结构小齿轮测量仪，该测量仪在基座上设置有切向测量导轨、上顶尖立柱和精密回转轴系，在切向测量导轨上安装测量立柱，测量立柱上装有与精密回转轴系轴心线平行的轴向导轨，该轴向导轨的滑板上装有径向测量滑架。切向测量导轨、径向导轨、轴向导轨和精密回转轴系组成X-Y-Z-θ坐标系；上顶尖立柱上设置有使上顶尖可以沿精密回转轴系的轴线在上顶尖立柱上移动并在所需位置定位的锁紧装置；径向测量滑架的前端装有光栅数字测头；基座上还装有控制台。本实用新型上下顶尖的安装方式具有快速、精确的特点，压缩了测量准备时间；自动化的测量过程排除了操作者熟练程度的影响，提高了工作效率，主机基座、轴向测量导轨和上顶尖立柱采用花岗岩结构提高了仪器的测量稳定性，专业化的结构布局降低了仪器的成本。
文档编号G01B11/00GK201803696SQ20102016801
公开日2011年4月20日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者匡小明, 孙忠林, 石翔咏, 陈洪安 申请人:北京中自精合精密仪器有限公司