近年來(lái)齒輪測量技術(shù)與儀器的發(fā)展
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此外，在儀器測量形態(tài)和檢測系統方面，現代齒輪測量技術(shù)還有如下的進(jìn)展。
（4）齒輪在機測量技術(shù)
該技術(shù)近年來(lái)有了較快的發(fā)展，是一個(gè)重要發(fā)展趨勢。直接將齒輪測量裝置集成于齒輪加工機床，齒輪試切或加工后不用拆卸，立即在機床上進(jìn)行在機測量，根據測量結果對機床（或滾輪）參數及時(shí)調整修正（主要針對磨齒）。這對于成形磨齒加工和大齒輪磨齒加工而言，在提高生產(chǎn)效率、降低成本方面，尤其具有重要意義。德國KAPP廠(chǎng)的數控磨齒機就是一個(gè)典型代表。CNC齒輪加工機床的迅速發(fā)展，為推動(dòng)齒輪在機測量技術(shù)的應用和發(fā)展提供了可靠的工作平臺。
由于對大批量生產(chǎn)的汽車(chē)轎車(chē)齒輪質(zhì)量要求的提高，齒輪在線(xiàn)測量分選技術(shù)的應用已是必不可少。上海汽車(chē)齒輪廠(chǎng)近年首次從美國ITW公司引進(jìn)了該項技術(shù)和相應儀器裝備，取得了預期效果，據稱(chēng)還將陸續購進(jìn)該類(lèi)檢測儀器。
（5）齒輪激光測量技術(shù)
通常是指在齒輪的幾何尺寸和形狀位置精度的測量中，采用了激光技術(shù)，包括采用激光測長(cháng)系統（如采用雙頻激光干涉儀作為齒輪測量?jì)x器的長(cháng)度基準或傳感器）、激光測量頭系統（如采用非接觸點(diǎn)反射式激光測量頭作為齒輪誤差的檢測傳感器）、以及激光全息式齒輪測量系統（如采用激光全息技術(shù)對齒輪的齒面幾何形狀誤差進(jìn)行測量的系統）等。由于激光是長(cháng)度溯源基準，不少高精度齒輪計量系統或齒輪測量基準儀器，采用激光測量系統作為其長(cháng)度坐標測量系統。美國FELLOWS廠(chǎng)70年代開(kāi)發(fā)的MICROLOG60就是一個(gè)實(shí)例。加拿大溫莎精密測量?jì)x器廠(chǎng)在80年代初生產(chǎn)的齒輪測量?jì)x器就采用了非接觸點(diǎn)反射式激光測量頭，可用于測量塑料制成的軟齒面齒輪。近年來(lái)，齒輪激光測量技術(shù)在日本倍受重視，并逐步完善成為產(chǎn)品推向市場(chǎng)。日本AMTEC公司的G3齒輪測量系統，采用的是CONO激光測量頭，齒輪回轉，測頭位置相應變化，測出齒輪的截面形狀。大阪精機開(kāi)發(fā)的激光齒輪測量?jì)x，采用激光全息技術(shù)，用光干涉法對被測齒輪的全齒面形狀進(jìn)行精度測量。
2 齒輪測量?jì)x器的發(fā)展
為了正確測量和評定產(chǎn)品質(zhì)量，齒輪測量?jì)x器通常應按照我國國家標準GB/T10095-2001（等同于ISO1328：1997）的漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪精度標準所規定的精度項目、精度評定方法以及規定的公差，對產(chǎn)品齒輪進(jìn)行快速、高效、可靠的測量。由于市場(chǎng)（如汽車(chē)行業(yè)）對齒輪測量不斷提出新的更高要求，因此齒輪測量精度項目也應不斷有所發(fā)展，齒輪測量?jì)x器也應有所創(chuàng )新，使測量功能不斷增強，以滿(mǎn)足新的需求。
齒輪測量?jì)x器通常由儀器主機、坐標或位移傳感器、測頭裝置、測量拖板數控驅動(dòng)系統、測量系統電氣裝置與接口，以及計算機等主要部分組成。隨著(zhù)關(guān)鍵精密零部件生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化、標準化、模塊化，尤其是近年來(lái)信息技術(shù)、計算機技術(shù)、精密機械制造技術(shù)以及精密測量技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了齒輪測量?jì)x器的研制與開(kāi)發(fā)。新的控制軟件和測量軟件的開(kāi)發(fā)顯得更為重要。
（1）CNC齒輪測量中心
從上世紀80年代開(kāi)始，齒輪測量中心的開(kāi)發(fā)受到眾多齒輪測量?jì)x器制造商的重視；90年代逐步形成了系列化產(chǎn)品推向市場(chǎng)。CNC齒輪測量中心是信息技術(shù)、計算機技術(shù)和數控技術(shù)在齒輪測量?jì)x器上集成應用的結晶，是坐標式齒輪測量?jì)x器發(fā)展中的一個(gè)里程碑。該儀器實(shí)質(zhì)上是含有一個(gè)回轉角坐標的四坐標測量機——圓柱坐標測量機，主要用于齒輪單項幾何精度的檢測，也可用于（靜態(tài)）齒輪整體誤差的測量。
德國KLINGELNBERG的P系列齒輪測量中心，其特點(diǎn)是采用了專(zhuān)利的三維數字式高精度光柵測量頭（使用了HEINDENHAIN的超高精度光柵）；性能穩定的優(yōu)質(zhì)鑄鐵床身，高性能直線(xiàn)電機驅動(dòng)系統；高精度滾珠軸系和密珠滾動(dòng)導軌。儀器精度達到德國標準1級。據報道該廠(chǎng)生產(chǎn)并經(jīng)精化的一臺P65齒輪測量中心，被英國國家齒輪計量實(shí)驗室選定，作為英國齒輪精度傳遞及標定的基準儀器。美國MM的齒輪測量中心，其三維高精度電感測量頭；花崗石基座；精密氣浮軸系以及精密直線(xiàn)滾動(dòng)體結構導軌，成為該儀器的特色（近年也采用了直線(xiàn)電機驅動(dòng)），儀器測量不確定度為2μm。德國MAHR的GMX275采用的模擬量測量頭，可選擇掃描或單點(diǎn)采樣方式，可以按0.1°間距轉動(dòng)，使測頭的測尖能處于被測齒面的法面上，儀器測量不確定度在測量空間內為（2.3μm+L/200）。齒輪測量中心除了能測量圓柱漸開(kāi)線(xiàn)齒輪，還能測量齒輪滾刀，插齒刀，剃齒刀等齒輪刀具，以及蝸桿、蝸輪、凸輪軸等復雜型面的回轉體零件。國外齒輪測量中心廠(chǎng)商，大多還開(kāi)發(fā)了適用于不同制式錐齒輪的測量軟件和錐齒輪加工機床的參數修正軟件，這有益于加快錐齒輪的首件試切。通過(guò)接口或網(wǎng)絡(luò )的信息集成，將測量機、錐齒輪設計及錐齒輪加工機床連接一起，構建成錐齒輪閉環(huán)制造系統——將試切錐齒輪幾何形狀的測量信息，轉換成相應機床參數的調整信息后反饋到機床，實(shí)現錐齒輪加工的CAD/CAM/CAT，使錐齒輪的“零廢品”制造成為可能（可惜目前還未見(jiàn)國內應用的相關(guān)報道）；選用相關(guān)軟件，還能用于反求工程對工件參數進(jìn)行測定。高精度和一機多能的特點(diǎn)，使齒輪測量中心更適合于工廠(chǎng)計量站使用。
日本的齒輪測量?jì)x器制造商，在我國市場(chǎng)經(jīng)過(guò)近十年的沉寂后近年來(lái)亮相頻繁。大阪精機在GC-HP系列齒輪測量?jì)x器的基礎上，開(kāi)發(fā)出CNC電子創(chuàng )成式的CLP系列齒輪測量?jì)x器。特別值得一提的是最近在國內參展亮相的東京技術(shù)儀器公司（Tokyo Technical Instruments Inc.）。在2003年底上海中國國際齒輪傳動(dòng)、制造技術(shù)及裝備展覽會(huì )上該廠(chǎng)首次展出TTI-300E型CNC齒輪檢測儀，據稱(chēng)其質(zhì)量較小的測頭部件能單獨在徑向運動(dòng)，便于快速測量齒輪齒距偏差。密珠軸系的主軸回轉精度可達0.03μm，儀器測量重復性達到0.5μm。除了能對漸開(kāi)線(xiàn)齒輪高精度測量外，該儀器還能對齒輪刀具（如滾刀、剃齒刀、插齒刀）以及蝸輪蝸桿進(jìn)行測量。該公司產(chǎn)品近年在中國已售出30余臺（主要集中在臺資企業(yè)）。
近年來(lái)，國產(chǎn)CNC齒輪測量中心有了長(cháng)足的發(fā)展，哈爾濱量具刃具廠(chǎng)、哈爾濱精達公司都先后成功開(kāi)發(fā)出了系列產(chǎn)品。哈量的3903A齒輪測量中心，經(jīng)過(guò)幾年努力，儀器精度和測量速度據稱(chēng)已達到或接近KLINGELNBERG公司產(chǎn)品的先進(jìn)水平。精達公司作為后起之秀，發(fā)展引人矚目，其JD、JDS系列齒輪測量中心，目前在國內產(chǎn)品中銷(xiāo)量最多。國產(chǎn)齒輪測量中心的質(zhì)量和性能不斷提高，已經(jīng)具有和國外產(chǎn)品競爭的能力。不過(guò)在儀器精度、穩定性，尤其在測量軟件（如弧錐齒輪的測量軟件）、儀器故障診斷功能等方面，和國外還有一定差距。令人欣慰的是國內齒輪量?jì)x制造商已有共識，已聯(lián)合高校院所協(xié)同攻關(guān)努力縮小差距；隨著(zhù)性?xún)r(jià)比的迅速提高，參與市場(chǎng)競爭能力的增強，國產(chǎn)齒輪測量中心的發(fā)展前景看好，在國內市場(chǎng)所占比重將會(huì )越來(lái)越大。
（2）齒輪嚙合檢查儀
①齒輪單面嚙合滾動(dòng)點(diǎn)掃描測量?jì)x
這類(lèi)儀器在我國曾得到大力開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，特別適合摩托車(chē)汽車(chē)齒輪批量生產(chǎn)現場(chǎng)的質(zhì)量檢測和生產(chǎn)工藝監控。成都工具研究所研制的CNC蝸桿式齒輪整體誤差測量?jì)x是一個(gè)典型實(shí)例，至今已在國內市場(chǎng)銷(xiāo)售200余臺，少量銷(xiāo)往國外。它的特點(diǎn)是采用跳牙磨薄測量蝸桿與被測齒輪嚙合，對齒輪齒面進(jìn)行滾動(dòng)點(diǎn)掃描測量。測量信息豐富，測量效率高。德國FRENCO公司最近推向市場(chǎng)的URM齒輪誤差滾動(dòng)掃描測量?jì)x的測量原理完全類(lèi)同于我國齒輪整體誤差測量技術(shù)。該儀器可稱(chēng)為平行軸齒輪式齒輪整體誤差測量?jì)x，它采用高精度圓光柵作為角度傳感器，特殊測量齒輪為測量元件，測量基本單元是測量齒輪上特制的測量棱線(xiàn)，分別為齒廓測量棱線(xiàn)和齒向（螺旋線(xiàn)）測量棱線(xiàn)。測量?jì)x器的不確定度為3.5～4.5μm，測量重復性為2～3μm。測量時(shí)間1～2分鐘，測量齒輪使用壽命約20萬(wàn)次。該產(chǎn)品已在德國福特汽車(chē)廠(chǎng)、大眾汽車(chē)廠(chǎng)得到應用。成都工具研究所生產(chǎn)的CSZ500A、B型錐齒輪整體誤差測量?jì)x，是滾動(dòng)點(diǎn)掃描測量技術(shù)在錐齒輪測量上的應用范例。測量錐齒輪的齒廓、齒向測量棱線(xiàn)的制作采用了自行開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)，儀器測量重復性可高達1～2μm，可測量錐齒輪的齒形、齒向、齒距偏差，齒面形貌偏差，切向綜合偏差以及接觸區。測量時(shí)間取決于大小錐齒輪齒數，通常為5～10分鐘。
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