齿轮量仪的现状与发展(二)

　　各国的齿轮测量中心虽然原理上大同小异，但实现方式却存在一定差距。主要表现在：  

　　(1)在测量传感器等方面，虽然测角一般采用高精度圆光栅，但测长因被测对象不同而有所差异。精度要求很高的齿轮或轴向尺寸很长的工件等，一般采用双频(或单频)激光干涉仪作为长度基准(如测量渐开线或螺旋线样板等)；而其它情况，则采用高精度长光栅。  

　　(2)在机械系统的精度方面，高精度的轴承是必须的；而直线导轨的精度有靠机械精度保证的，也有采用误差修正技术达到的。  

　　(3)在数控系统方面，70年代常为NC开环控制；80年代后，全为CNC控制，大多采用直流伺服电机或步进电机。目前已有采用交流伺服系统或直线电机的。  

　　(4)在测头方面，有电感式的，也有光栅式的；有一维的，也有三维的，甚至有刚性的。刚性测头是不带测微传感器的。若采用刚性测头，则仪器通常是专用的。  

　　齿轮测量中心一般由主机、CNC数控单元、数据采集单元、机间通讯接口、计算机及外设、测量软件和数据处理软件等部分组成。当今最新的CNC齿轮测量中心的主要特点是：①性能上是高效、高精度、易操作。所采取的措施有精密机械的优化设计、32位的CNC4-5轴数控系统、直线电机、三维测头和误差修正技术。②在功能上，包括齿轮(内、外)、齿轮刀具(滚刀、插齿刀、剃齿刀)、锥齿轮、蜗轮、蜗杆、螺杆、凸齿轮、拉刀等回转类零件的主要误差项目测量；轴类零件的形位公差测量；强大的分析功能，如接触分析、工艺误差分析、齿根形状分析、参数反求等；可耦合到加工系统中，实时数据通信。③在可维修性方面，具有故障自诊断、网络远程故障诊断能力。④可升级性。包括软件的可升级和硬件的可升级。  

　　与机械展成式测量仪器相比，CNC齿轮测量中心的优点是不言而喻的，其质的飞跃是为任意形状的齿廓测量提供了可能，而不仅仅局限于渐开线或直线齿廓。锥齿轮、K蜗杆(滚刀)、C蜗杆(滚刀)的测量就是明证。CNC齿轮测量中心为测控非线性螺旋曲面提供了工具。  

　　1990年以来，在世界范围内，齿轮测量技术领域出现了几种值得注意的现象：①齿轮整体误差测量技术与齿轮坐标测量技术合二为一。成都工具研究所推出了既有标准蜗杆又有测头的齿轮测量机CZN450，而国外的CNC齿轮测量中心也能给出“虚拟整体误差”。②齿轮测量中心与三坐标测量机的合二为一，如美国TSK公司的Rdaiance和Process Equipement Company的ND430。③功能测试与分试测试的合二为一。简化测量是齿轮量仪的发展趋势之一，齿轮整体误差测量仪因能高效率地给出齿轮全信息而被齿轮制造业所接受。  

　　展望未来，齿轮量仪的相关研发重点是：齿轮网络化测量技术；基于实测结果的齿轮性能虚拟分析技术(智能配对、动力学性能预报等)；齿轮整体误差测量技术(指标量化、性能优化等)；齿轮误差的智能分析技术；齿轮统计误差概念体系的建立及其相应的测量技术；生产现场的齿轮快速测量与分析技术(目前ITW的Model4823为450～600件/小时；目标：1000件/小时)；精密机械、光电技术、微电子技术、软件工程等技术在齿轮上的应用。

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