齒輪量儀的現(xiàn)狀與發(fā)展(二)

各國的齒輪測量中心雖然原理上大同小異，但實現(xiàn)方式卻存在一定差距。主要表現(xiàn)在： 

    (1)在測量傳感器等方面，雖然測角一般采用高精度圓光柵，但測長因被測對象不同而有所差異。精度要求很高的齒輪或軸向尺寸很長的工件等，一般采用雙頻(或單頻)激光干涉儀作為長度基準(如測量漸開線或螺旋線樣板等)；而其它情況，則采用高精度長光柵。 

    (2)在機械系統(tǒng)的精度方面，高精度的軸承是必須的；而直線導(dǎo)軌的精度有靠機械精度保證的，也有采用誤差修正技術(shù)達到的。 

    (3)在數(shù)控系統(tǒng)方面，70年代常為NC開環(huán)控制；80年代后，全為CNC控制，大多采用直流伺服電機或步進電機。目前已有采用交流伺服系統(tǒng)或直線電機的。 

    (4)在測頭方面，有電感式的，也有光柵式的；有一維的，也有三維的，甚至有剛性的。剛性測頭是不帶測微傳感器的。若采用剛性測頭，則儀器通常是專用的。 

    齒輪測量中心一般由主機、CNC數(shù)控單元、數(shù)據(jù)采集單元、機間通訊接口、計算機及外設(shè)、測量軟件和數(shù)據(jù)處理軟件等部分組成。當今最新的CNC齒輪測量中心的主要特點是：①性能上是高效、高精度、易操作。所采取的措施有精密機械的優(yōu)化設(shè)計、32位的CNC4-5軸數(shù)控系統(tǒng)、直線電機、三維測頭和誤差修正技術(shù)。②在功能上，包括齒輪(內(nèi)、外)、齒輪刀具(滾刀、插齒刀、剃齒刀)、錐齒輪、蝸輪、蝸桿、螺桿、凸齒輪、拉刀等回轉(zhuǎn)類零件的主要誤差項目測量；軸類零件的形位公差測量；強大的分析功能，如接觸分析、工藝誤差分析、齒根形狀分析、參數(shù)反求等；可耦合到加工系統(tǒng)中，實時數(shù)據(jù)通信。③在可維修性方面，具有故障自診斷、網(wǎng)絡(luò)遠程故障診斷能力。④可升級性。包括軟件的可升級和硬件的可升級。 

    與機械展成式測量儀器相比，CNC齒輪測量中心的優(yōu)點是不言而喻的，其質(zhì)的飛躍是為任意形狀的齒廓測量提供了可能，而不僅僅局限于漸開線或直線齒廓。錐齒輪、K蝸桿(滾刀)、C蝸桿(滾刀)的測量就是明證。CNC齒輪測量中心為測控非線性螺旋曲面提供了工具。 

    1990年以來，在世界范圍內(nèi)，齒輪測量技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了幾種值得注意的現(xiàn)象：①齒輪整體誤差測量技術(shù)與齒輪坐標測量技術(shù)合二為一。成都工具研究所推出了既有標準蝸桿又有測頭的齒輪測量機CZN450，而國外的CNC齒輪測量中心也能給出“虛擬整體誤差”。②齒輪測量中心與三坐標測量機的合二為一，如美國TSK公司的Rdaiance和Process Equipement Company的ND430。③功能測試與分試測試的合二為一。簡化測量是齒輪量儀的發(fā)展趨勢之一，齒輪整體誤差測量儀因能高效率地給出齒輪全信息而被齒輪制造業(yè)所接受。 

    展望未來，齒輪量儀的相關(guān)研發(fā)重點是：齒輪網(wǎng)絡(luò)化測量技術(shù)；基于實測結(jié)果的齒輪性能虛擬分析技術(shù)(智能配對、動力學(xué)性能預(yù)報等)；齒輪整體誤差測量技術(shù)(指標量化、性能優(yōu)化等)；齒輪誤差的智能分析技術(shù)；齒輪統(tǒng)計誤差概念體系的建立及其相應(yīng)的測量技術(shù)；生產(chǎn)現(xiàn)場的齒輪快速測量與分析技術(shù)(目前ITW的Model4823為450～600件/小時；目標：1000件/小時)；精密機械、光電技術(shù)、微電子技術(shù)、軟件工程等技術(shù)在齒輪上的應(yīng)用。