基于激光测距的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统 (2011年)

为了满足倒角齿轮的倒角轮廓测量需求,采用先进的计算机检测与控制技术及现代化的传感器技术,研制了 一种非接触式齿轮倒角轮廓激光测量系统.测量系统以计算机为控制中心,用激光位移传感器和光栅尺获取数据,利 用 X- Y精密移动平台实现测量位置的准确定位,实现了倒角轮廓的测量.实验表明,测量系统精度满足倒角齿轮测量 的工业应用要求. ### 基于激光测距的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统 #### 一、研究背景及意义 倒角齿轮作为汽车、拖拉机、摩托车等变速箱中的关键零部件，承担着换挡导向和动力传递的重要功能。在这些齿轮的设计与制造过程中，精确测量齿轮倒角轮廓对于确保产品质量至关重要。然而，传统的测量方法往往存在定位难、重复性差、耗时长等问题，特别是在测量倒角轮廓这种特殊结构时尤为明显。 #### 二、关键技术介绍 为了解决上述问题，研究团队提出了一种基于激光测距技术的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统。该系统充分利用了现代计算机检测与控制技术以及先进的传感器技术，实现了对齿轮倒角轮廓的高效准确测量。下面将详细介绍该测量系统的关键组成部分和技术原理。 #### 三、测量系统组成 ##### 1. 激光位移传感器 - **工作原理**：激光位移传感器通过发射激光束并接收从目标反射回来的激光来测量距离。当激光照射到齿轮倒角表面时，传感器能够精确测量出倒角曲面的高度信息，并将其转化为电信号。 - **优势**：高精度、响应速度快、非接触式测量减少了对工件的影响。 ##### 2. X-Y精密移动平台 - **作用**：用于实现激光位移传感器在水平面内的精准移动。通过控制X轴和Y轴的移动，可以在不同位置进行测量，从而获取整个倒角轮廓的信息。 - **特点**：高精度、稳定性好、可以实现微米级别的定位。 ##### 3. 其他组成部分 - **齿廓定位组件**：用于固定齿轮并确保其稳定，便于测量。 - **旋转载物台**：配合X-Y移动平台，使齿轮能够在不同角度下被测量。 - **控制箱与微型计算机**：提供整个测量系统的控制中心，包括数据处理、分析和存储等功能。 - **打印输出设备**：用于输出测量结果和报告。 #### 四、技术实施方案 - **数据采集**：激光位移传感器实时采集倒角轮廓的高度信息，通过数据线传输至数据处理器。 - **位置控制**：X-Y移动平台根据预设程序，在水平面内实现精确移动，确保传感器能够准确地测量每个位置的数据。 - **数据分析**：微型计算机负责处理传感器传来的数据，通过专门的算法计算出倒角轮廓的具体参数。 - **结果输出**：最终测量结果可以通过打印机输出，也可以保存在计算机中供进一步分析。 #### 五、实验验证 为了验证该非接触式齿轮倒角轮廓测量系统的性能，研究团队进行了多次实验测试。实验结果显示，该测量系统的精度完全能够满足工业应用的要求。具体来说： - **精度高**：通过对多个样本进行测量对比发现，该系统的测量结果与标准值吻合度极高。 - **效率提升**：相比传统测量方法，使用该系统大大缩短了测量时间，提高了生产效率。 - **可靠性强**：多次重复实验表明，该系统具有良好的重复性和稳定性，能够适应不同的测量环境。 #### 六、结论 基于激光测距的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统是一种创新性的解决方案，它不仅能够提高测量精度，还能显著提升工作效率。随着这项技术的不断完善和推广，预计将在未来的齿轮制造业中发挥重要作用。