近年來齒輪測量技術(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(tǒng)方面，現(xiàn)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)近年來有了較快的發(fā)展，是一個重要發(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(jù)測量結(jié)果對機床（或滾輪）參數(shù)及時調(diào)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廠的數(shù)控磨齒機就是一個典型代表。CNC齒輪加工機床的迅速發(fā)展，為推動齒輪在機測量技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了可靠的工作平臺。
由于對大批量生產(chǎn)的汽車轎車齒輪質(zhì)量要求的提高，齒輪在線測量分選技術(shù)的應(yīng)用已是必不可少。上海汽車齒輪廠近年首次從美國ITW公司引進(jìn)了該項技術(shù)和相應(yīng)儀器裝備，取得了預(yù)期效果，據(jù)稱還將陸續(xù)購進(jìn)該類檢測儀器。
（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)，包括采用激光測長系統(tǒng)（如采用雙頻激光干涉儀作為齒輪測量儀器的長度基準(zhǔn)或傳感器）、激光測量頭系統(tǒng)（如采用非接觸點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(tǒng)（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(tǒng)）等。由于激光是長度溯源基準(zhǔn)，不少高精度齒輪計量系統(tǒng)或齒輪測量基準(zhǔn)儀器，采用激光測量系統(tǒng)作為其長度坐標(biāo)測量系統(tǒng)。美國FELLOWS廠70年代開發(fā)的MICROLOG60就是一個實例。加拿大溫莎精密測量儀器廠在80年代初生產(chǎn)的齒輪測量儀器就采用了非接觸點反射式激光測量頭，可用于測量塑料制成的軟齒面齒輪。近年來，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。日本AMTEC公司的G3齒輪測量系統(tǒng)，采用的是CONO激光測量頭，齒輪回轉(zhuǎn)，測頭位置相應(yīng)變化，測出齒輪的截面形狀。大阪精機開發(fā)的激光齒輪測量儀，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 齒輪測量儀器的發(fā)展
為了正確測量和評定產(chǎn)品質(zhì)量，齒輪測量儀器通常應(yīng)按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2001（等同于ISO1328：1997）的漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的精度項目、精度評定方法以及規(guī)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（如汽車行業(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(yīng)不斷有所發(fā)展，齒輪測量儀器也應(yīng)有所創(chuàng)新，使測量功能不斷增強，以滿足新的需求。
齒輪測量儀器通常由儀器主機、坐標(biāo)或位移傳感器、測頭裝置、測量拖板數(shù)控驅(qū)動系統(tǒng)、測量系統(tǒng)電氣裝置與接口，以及計算機等主要部分組成。隨著關(guān)鍵精密零部件生產(chǎn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，尤其是近年來信息技術(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，推動了齒輪測量儀器的研制與開發(fā)。新的控制軟件和測量軟件的開發(fā)顯得更為重要。
（1）CNC齒輪測量中心
從上世紀(jì)80年代開始，齒輪測量中心的開發(fā)受到眾多齒輪測量儀器制造商的重視；90年代逐步形成了系列化產(chǎn)品推向市場。CNC齒輪測量中心是信息技術(shù)、計算機技術(shù)和數(shù)控技術(shù)在齒輪測量儀器上集成應(yīng)用的結(jié)晶，是坐標(biāo)式齒輪測量儀器發(fā)展中的一個里程碑。該儀器實質(zhì)上是含有一個回轉(zhuǎn)角坐標(biāo)的四坐標(biāo)測量機——圓柱坐標(biāo)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，其特點是采用了專利的三維數(shù)字式高精度光柵測量頭（使用了HEINDENHAIN的超高精度光柵）；性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)鑄鐵床身，高性能直線電機驅(qū)動系統(tǒng)；高精度滾珠軸系和密珠滾動導(dǎo)軌。儀器精度達(dá)到德國標(biāo)準(zhǔn)1級。據(jù)報道該廠生產(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驗室選定，作為英國齒輪精度傳遞及標(biāo)定的基準(zhǔn)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滾動體結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌，成為該儀器的特色（近年也采用了直線電機驅(qū)動），儀器測量不確定度為2μm。德國MAHR的GMX275采用的模擬量測量頭，可選擇掃描或單點采樣方式，可以按0.1°間距轉(zhuǎn)動，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(nèi)為（2.3μm+L/200）。齒輪測量中心除了能測量圓柱漸開線齒輪，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(fù)雜型面的回轉(zhuǎn)體零件。國外齒輪測量中心廠商，大多還開發(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(shù)修正軟件，這有益于加快錐齒輪的首件試切。通過接口或網(wǎng)絡(luò)的信息集成，將測量機、錐齒輪設(shè)計及錐齒輪加工機床連接一起，構(gòu)建成錐齒輪閉環(huán)制造系統(tǒng)——將試切錐齒輪幾何形狀的測量信息，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)機床參數(shù)的調(diào)整信息后反饋到機床，實現(xiàn)錐齒輪加工的CAD/CAM/CAT，使錐齒輪的“零廢品”制造成為可能（可惜目前還未見國內(nèi)應(yīng)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(shù)進(jìn)行測定。高精度和一機多能的特點，使齒輪測量中心更適合于工廠計量站使用。
日本的齒輪測量儀器制造商，在我國市場經(jīng)過近十年的沉寂后近年來亮相頻繁。大阪精機在GC-HP系列齒輪測量儀器的基礎(chǔ)上，開發(fā)出CNC電子創(chuàng)成式的CLP系列齒輪測量儀器。特別值得一提的是最近在國內(nèi)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、制造技術(shù)及裝備展覽會上該廠首次展出TTI-300E型CNC齒輪檢測儀，據(jù)稱其質(zhì)量較小的測頭部件能單獨在徑向運動，便于快速測量齒輪齒距偏差。密珠軸系的主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.03μm，儀器測量重復(fù)性達(dá)到0.5μm。除了能對漸開線齒輪高精度測量外，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，國產(chǎn)CNC齒輪測量中心有了長足的發(fā)展，哈爾濱量具刃具廠、哈爾濱精達(dá)公司都先后成功開發(fā)出了系列產(chǎn)品。哈量的3903A齒輪測量中心，經(jīng)過幾年努力，儀器精度和測量速度據(jù)稱已達(dá)到或接近KLINGELNBERG公司產(chǎn)品的先進(jìn)水平。精達(dá)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(nèi)產(chǎn)品中銷量最多。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。不過在儀器精度、穩(wěn)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(nèi)齒輪量儀制造商已有共識，已聯(lián)合高校院所協(xié)同攻關(guān)努力縮小差距；隨著性價比的迅速提高，參與市場競爭能力的增強，國產(chǎn)齒輪測量中心的發(fā)展前景看好，在國內(nèi)市場所占比重將會越來越大。
（2）齒輪嚙合檢查儀
①齒輪單面嚙合滾動點掃描測量儀
這類儀器在我國曾得到大力開發(fā)與生產(chǎn)，特別適合摩托車汽車齒輪批量生產(chǎn)現(xiàn)場的質(zhì)量檢測和生產(chǎn)工藝監(jiān)控。成都工具研究所研制的CNC蝸桿式齒輪整體誤差測量儀是一個典型實例，至今已在國內(nèi)市場銷售200余臺，少量銷往國外。它的特點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)行滾動點掃描測量。測量信息豐富，測量效率高。德國FRENCO公司最近推向市場的URM齒輪誤差滾動掃描測量儀的測量原理完全類同于我國齒輪整體誤差測量技術(shù)。該儀器可稱為平行軸齒輪式齒輪整體誤差測量儀，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，分別為齒廓測量棱線和齒向（螺旋線）測量棱線。測量儀器的不確定度為3.5～4.5μm，測量重復(fù)性為2～3μm。測量時間1～2分鐘，測量齒輪使用壽命約20萬次。該產(chǎn)品已在德國福特汽車廠、大眾汽車廠得到應(yīng)用。成都工具研究所生產(chǎn)的CSZ500A、B型錐齒輪整體誤差測量儀，是滾動點掃描測量技術(shù)在錐齒輪測量上的應(yīng)用范例。測量錐齒輪的齒廓、齒向測量棱線的制作采用了自行開發(fā)的專利技術(shù)，儀器測量重復(fù)性可高達(dá)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(qū)。測量時間取決于大小錐齒輪齒數(shù)，通常為5～10分鐘。
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