齿轮测量仪器
为了正确测量和评定产品质量,齿轮测量仪器通常应按照我国国家标准GB/T10095-2001(等同于ISO1328:1997)的渐开线圆柱齿轮精度标准所规定的精度项目、精度评定方法以及规定的公差,对产品齿轮进行快速、高效、可靠的测量。由于市场(如汽车行业)对齿轮测量不断提出新的更高要求,因此齿轮测量精度项目也应不断有所发展,齿轮测量仪器也应有所创新,使测量功能不断增强,以满足新的需求。
齿轮测量仪器通常由仪器主机、坐标或位移传感器、测头装置、测量拖板数控驱动系统、测量系统电气装置与接口,以及计算机等主要部分组成。随着关键精密零部件生产专业化、标准化、模块化,尤其是信息技术、计算机技术、精密机械制造技术以及精密测量技术的发展,推动了齿轮测量仪器的研制与开发。新的控制软件和测量软件的开发显得更为重要。

德国KLINGELNBERG的P系列齿轮测量中心
德国KLINGELNBERG的P系列齿轮测量中心,其特点是采用了专利的三维数字式高精度光栅测量头(使用了HEINDENHAIN的超高精度光栅);性能稳定的优质铸铁床身,高性能直线电机驱动系统;高精度滚珠轴系和密珠滚动导轨。仪器精度达到德国标准1级。据报道该厂生产并经精化的一台P65齿轮测量中心,被英国国家齿轮计量实验室选定,作为英国齿轮精度传递及标定的基准仪器。美国M&M的齿轮测量中心,其三维高精度电感测量头;花岗石基座;精密气浮轴系以及精密直线滚动体结构导轨,成为该仪器的特色(也采用了直线电机驱动),仪器测量不确定度为2μm。德国MAHR的GMX275采用的模拟量测量头,可选择扫描或单点采样方式,可以按0.1°间距转动,使测头的测尖能处于被测齿面的法面上,仪器测量不确定度在测量空间内为(2.3μm+L/200)。
齿轮测量中心除了能测量圆柱渐开线齿轮,还能测量齿轮滚刀,插齿刀,剃齿刀等齿轮刀具,以及蜗杆、蜗轮、凸轮轴等复杂型面的回转体零件。国外齿轮测量中心厂商,大多还开发了适用于不同制式锥齿轮的测量软件和锥齿轮加工机床的参数修正软件,这有益于加快锥齿轮的首件试切。通过接口或网络的信息集成,将测量机、锥齿轮设计及锥齿轮加工机床连接一起,构建成锥齿轮闭环制造系统--将试切锥齿轮几何形状的测量信息,转换成相应机床参数的调整信息后反馈到机床,实现锥齿轮加工的CAD/CAM/CAT,使锥齿轮的'零废品'制造成为可能(可惜还未见国内应用的相关报道);选用相关软件,还能用于反求工程对工件参数进行测定。高精度和一机多能的特点,使齿轮测量中心更适合于工厂计量站使用。

齿轮激光测量技术
通常是指在齿轮的几何尺寸和形状位置精度的测量中,采用了激光技术,包括采用激光测长系统(如采用双频激光干涉仪作为齿轮测量仪器的长度基准或传感器)、激光测量头系统(如采用非接触点反射式激光测量头作为齿轮误差的检测传感器)、以及激光全息式齿轮测量系统(如采用激光全息技术对齿轮的齿面几何形状误差进行测量的系统)等。由于激光是长度溯源基准,不少高精度齿轮计量系统或齿轮测量基准仪器,采用激光测量系统作为其长度坐标测量系统。美国FELLOWS厂70年代开发的MICROLOG60就是一个实例。加拿大温莎精密测量仪器厂在80年代初生产的齿轮测量仪器就采用了非接触点反射式激光测量头,可用于测量塑料制成的软齿面齿轮。齿轮激光测量技术在日本倍受重视,并逐步完善成为产品推向市场。日本AMTEC公司的G3齿轮测量系统,采用的是CONO激光测量头,齿轮回转,测头位置相应变化,测出齿轮的截面形状。大阪精机开发的激光齿轮测量仪,采用激光全息技术,用光干涉法对被测齿轮的全齿面形状进行精度测量。
