CN106345697B - 一种以齿轮双面啮合测量组建的新型半自动多工位齿轮分选机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机及其操作方法，它是通过一个带精密主轴的转盘的设计能够实现多工位并行工作，人工上下料循环，完成自动前级齿轮清理、检验、分选、标记，对齿轮进行“合格”、“废品”、“可修”分选输出，其中由于毛刺、磕碰伤等造成的可修复齿轮，由人工进行修复后，再次循环，以至合格。由此解决传统双啮仪在大批量生产条件下工作效率低的问题，同时，也有别于造价昂贵的齿轮分选机。设备制造简单，造价低，使用、维修方便，更适合目前国内齿轮批量生产的工作条件，满足快速齿轮综合检验的要求。

Description

一种以齿轮双面啮合测量组建的新型半自动多工位齿轮分选 机及其操作方法

技术领域：

本发明涉及测量设备技术领域，具体是涉及了一种半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机及其操作方法。

背景技术

随着我国汽车制造业的高速发展，作为汽车、摩托车主要零部件之一，齿轮的制造精度要求也在不断提高。在大批量生产条件下，齿轮质量直接影响到整机的性能和使用寿命。在我国目前工艺水平下，为使齿轮满足大批量生产及应用的要求就必须对齿轮加工工艺过程进行及时监控，且有必要对生产出的齿轮进行100％快速的高精度检测。

作为检测齿轮综合误差的双啮合测量方法因其测量速度快，已成为批量产品质量终检的主要测量方法。传统的齿轮双啮仪基本上由底座、浮动台、固定滑板、推力弹簧、测微装置等组成。但该种结构的双啮仪只能实现一对一的测量，即一台设备每次只能对一个齿轮进行测量。虽然可全面控制齿轮质量，但存在工作效率低的缺点。所以，如何解决大批量成品齿轮的快速检测是目前行业中存在的一个技术难点。

目前国外为实现齿轮的快速检测，已经做了一些研究并有一些产品，如：日本早期专门研制的用于齿轮在线综合测量的“齿轮分选机”，通过机械手，抓取齿轮，依次移动，完成齿轮清洗及多参数的测量，整台设备造价昂贵，占地面积大，适合单一产品大批量的齿轮检测。德国针对汽车工业研制的马尔898齿轮分选系统。采用一次在回转工作台同时安装多个齿轮，测量齿轮依次与被测齿轮啮合进行双面测量，提高了测量效率。但该系统仅适用于各种汽车工业齿轮，并未完全满足大规模工业生产的需求。意大利Marposs的M62系列双面啮合测量机，采用多个测量齿轮能够一次性完成对一个齿轮轴上的多个齿轮的同时测量，但同样存在适用面狭窄的问题。国外同类齿轮综合测量的设备普遍存在造价高，专机设计，适应面窄的缺点。

发明内容：

本专利目的是要提供一种半自动多工位齿轮双面啮合的测量仪器的设计方案，以解决传统双啮仪在大批量生产条件下工作效率低的问题，同时，也有别于造价昂贵的齿轮分选机。设备制造简单，造价低，使用、维修方便，更适合目前国内齿轮批量生产的工作条件，满足快速齿轮综合检验的要求。

所述目的是通过如下方案实现的，

一种半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机，其特征在于：包括有工作台，所述工作台的顶面为水平的工作台面，在所述工作台面上固定着底座，在所述底座上设置有导轨和驱动电机，在所述导轨上铺设有滑板，所述滑板与所述导轨丝杠副上的丝母座固定，所述丝杠副通过一皮带轮与所述驱动电机相连，由所述驱动电机驱动所述丝杠副沿所述导轨滑动，在所述滑板顶面铺设有滑轨；在所述滑轨上套设有浮动滑板，所述浮动滑板能沿所述滑轨滑动；

在所述底座上还设置有光栅测量机构，所述光栅测量机构包括了光栅尺和光栅，所述光栅固定在所述底座的顶面上，所述光栅尺固定在所述浮动滑板的侧面；

在所述工作台面上还固定有花盘下轴系，所述花盘下轴系包括了花盘和精密主轴系，所述精密主轴系包括了主轴、轴套、上保持板、保持套、下保持板、止退圈、十字垫圈、螺钉和螺套，在所述工作台面上开设了安装孔，所述主轴插设在所述安装孔中，所述花盘通过螺钉连接在所述主轴的顶部，所述轴套沿周向包裹在所述主轴的外壁上，在所述轴套与所述主轴外壁之间夹持有具有弹性的保持套，在所述轴套的顶部和底部分别固定着上保持板和下保持板，在所述安装孔内壁与所述轴套之间夹持着所述的止退圈、十字垫圈及螺套，用于轴向定位和紧固所述的主轴；

在所述花盘上沿周向设置有若干齿轮孔，在所述齿轮孔中穿设有被测齿轮轴系，在所述被测齿轮轴系上固定着被测齿轮；

在所述底座上设置有用于对花盘上的被测齿轮进行检测的测量轴系，所述测量轴系上套设有标轮，所述标轮与所述被测齿轮正对。

作为本发明的改进，在所述工作台面上设置有驱动齿轮系，所述花盘外圈设置有外齿轮，所述驱动齿轮系上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述花盘的外齿轮啮合。

作为本发明的另一个改进，所述标轮与所述被测齿轮啮合。

作为本发明的优选，在所述底座上还设置有打标装置和清洗装置。

作为本发明的进一步优选，所述打标装置和清洗装置位于所述被测齿轮的正上方。

一种采用上述的半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机对齿轮进行分选检测的操作方法，包括有如下步骤：

1)、人工上料，将多个被测齿轮分别安装到花盘上的齿轮孔中；

2)、启动设备上的复位按钮，花盘下轴系和测量轴系分别置于系统设定的零位，此时，花盘上的其中一个被测齿轮对准标轮，另一个被测齿轮对准清洗装置；

3)、按动启动按钮，系统通过传感器判断被测齿轮轴系是否存在工件(被测齿轮)，确定被测齿轮轴系存在工件时，清洗装置执行清洗工序；

4)、清洗装置结束后，花盘下轴系转动一个工位角度，新的被测齿轮对准清洗装置，在步骤3)中进行清洗后的被测齿轮对准标轮，清洗装置清洗齿轮，同时步进电机通过皮带轮和丝杆副带动滑板在导轨上滑动，当浮动滑板上的被测齿轮与标轮啮合后执行测量工序；

5)、测量工序结束后，系统根据测量结果亮灯，红灯代表“废品”、绿灯代表“合格”、黄灯“可修”，当红灯和绿灯亮时，驱动齿轮系带动花盘下轴系转动一个工位角度，人工卸下合格或者报废的被测齿轮，并更换新的被测齿轮，当黄灯亮时，打标装置标记被测齿轮的毛刺位置，驱动齿轮系带动花盘下轴系转动一个工位角度，人工卸下被标记的被测齿轮，将标记的被测齿轮放置至工件可修复区域并更换新的被测齿轮至花盘上，设备系统判断被测工件工位没有工件后，3个灯恢复到初始状态。

作为上述方法的改进，在步骤3)中，在齿轮孔中设置了传感器，以检测齿轮孔中是否存在被测齿轮。

与现有技术相比，本发明的优点在于：适用于大批量齿轮生产，可全面控制齿轮质量，有效提高生产效率。符合齿轮量仪发展的趋势，是在保持了传统双啮测量优点基础上的创新，通用性强。采用多工位并行工作，提高了测量效率，同时对测量人员的技术素养要求极低，只要不是色盲，就可以轻松完成齿轮的测量工作。结构简单、工作效率高、方便可靠等优点。

附图说明：

图1是本发明中半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机的结构示意图；

图2为图1中花盘下轴系的内部结构示意图；

图3为半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机操作方法的流程示意图；

图4为半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机的电控示意图。

具体实施方式：

下面结合附图详细阐述本发明优选的实施方式。

本发明提供了一种半自动多工位齿轮双面啮合测量仪结构，如图1和图2所示，包括花盘下轴系9、清洗装置23、打标装置24、测量轴系10、标轮11、浮动滑板12、滑板13、底座20、步进电机19、皮带轮18、工作台21、导轨17、驱动齿轮系22等组成。打标装置24、导轨17、步进电机19、底座20、驱动齿轮系22及清洗装置23固定在工作台21上。被测齿轮1-8安装在回转被测齿轮轴系1-8。传感器安装在被测齿轮轴系(1)-(8)上的被测齿轮1-8下。花盘下轴系9固定在底座20上。标轮11安装在回转测量轴系10上。回转测量轴系10固定在浮动滑板12上。浮动滑板12可沿滑板13上的滑轨移动微小的位移量。步进电机19通过皮带轮18和丝杆副16带动滑板13沿着导轨17滑动。光栅尺14安装在浮动滑板12侧面上。光栅15固定在底座20上，并能通过光栅尺14读取浮动滑板12的位移量。第一伺服电机(即图3和图4中的伺服电机1)带动测量轴系10做精确的旋转运动。第二伺服电机(即图3和图4中的伺服电机2)带动在驱动齿轮系22中的小齿轮做精确的旋转运动。第一直流减速电机(即图3和图4中的直流减速电机1)带动清洗装置23中的毛刷做精确的旋转运动。第二直流减速电机(即图3和图4中的直流减速电机2)带动打标装置24中的打标笔做沿着自身轴线的直线运动。步进电机19通过驱动器及接口电路将滑板13的位移量信息传输至计算机中。光栅15通过数据采集卡将浮动滑板12的位移量信息传输至计算机中。第一伺服电机通过驱动器及接口电路将测量轴系10的角度位移信息传输至计算机中。第二伺服电机通过驱动器及接口电路将驱动齿轮系22中小齿轮的角度位移量信息传输至计算机中。传感器通过前置处理装置及数据采集卡将被测齿轮轴系1-8是否存在被测齿轮的信息传输至计算中。

花盘下轴系9由花盘91及精密主轴系组成。花盘与主轴921通过螺钉连接。精密主轴系是多工位齿轮测量装置的关键部件，主要作用是带动被测齿轮1-8进行精确的旋转运动。精密主轴主要由主轴921、轴套922、上保持板923、保持套924、下保持板925、止退圈926、十字垫圈927、螺钉928，螺套929组成。上保持板和下保持板起到推力轴承的作用，是精密轴系沿着轴向方向的两个支撑点。保持套与主轴及轴套为过盈配合，保证了主轴做旋转运动时的跳动值。止退圈、十字垫圈及螺套配合作用，构成轴向定位与紧固。综上，以上结构保证了精密轴系的旋转运动精度，即保证了被测工件在测量时的位置精度。

以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机对齿轮进行分选检测的操作方法，其特征在于，采用的半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机，包括有工作台；所述工作台的顶面为水平的工作台面，在所述工作台面上固定着底座，在所述底座上设置有导轨和驱动电机，在所述导轨上铺设有滑板，所述滑板与所述导轨丝杠副上的丝母座固定，所述丝杠副通过一皮带轮与所述驱动电机相连，由所述驱动电机驱动所述丝杠副沿所述导轨滑动，在所述滑板顶面铺设有滑轨；在所述滑轨上套设有浮动滑板，所述浮动滑板能沿所述滑轨滑动；

在所述底座上还设置有光栅测量机构，所述光栅测量机构包括了光栅尺和光栅，所述光栅固定在所述底座的顶面上，所述光栅尺固定在所述浮动滑板的侧面；

在所述工作台面上还固定有花盘下轴系，所述花盘下轴系包括了花盘和精密主轴系，所述精密主轴系包括了主轴、轴套、上保持板、保持套、下保持板、止退圈、十字垫圈、螺钉和螺套，在所述工作台面上开设了安装孔，所述主轴插设在所述安装孔中，所述花盘通过螺钉连接在所述主轴的顶部，所述轴套沿周向包裹在所述主轴的外壁上，在所述轴套与所述主轴外壁之间夹持有具有弹性的保持套，在所述轴套的顶部和底部分别固定着上保持板和下保持板，在所述安装孔内壁与所述轴套之间夹持着所述的止退圈、十字垫圈及螺套，用于轴向定位和紧固所述的主轴；

在所述花盘上沿周向设置有若干齿轮孔，在所述齿轮孔中穿设有被测齿轮轴系，在所述被测齿轮轴系上固定着被测齿轮；

在所述底座上设置有用于对花盘上的被测齿轮进行检测的测量轴系，所述测量轴系上套设有标轮，所述标轮与所述被测齿轮正对啮合；

在所述工作台面上设置有驱动齿轮系，所述花盘外圈设置有外齿轮，所述驱动齿轮系上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述花盘的外齿轮啮合；

在所述底座上还设置有打标装置和清洗装置，打标装置和清洗装置位于所述被测齿轮的正上方；

包括有如下步骤：

1)、人工上料，将多个被测齿轮分别安装到花盘上的齿轮孔中；

2)、启动设备上的复位按钮，花盘下轴系和测量轴系分别置于系统设定的零位，此时，花盘上的其中一个被测齿轮对准标轮，另一个被测齿轮对准清洗装置；

3)、按动启动按钮，系统通过传感器判断被测齿轮轴系是否存在被测齿轮，确定被测齿轮轴系存在被测齿轮时，清洗装置执行清洗工序；

4)、清洗装置结束后，花盘下轴系转动一个工位角度，新的被测齿轮对准清洗装置，在步骤3)中进行清洗后的被测齿轮对准标轮，清洗装置清洗齿轮，同时步进电机通过皮带轮和丝杆副带动滑板在导轨上滑动，当浮动滑板上的标轮与被测齿轮啮合后执行测量工序；

5)、测量工序结束后，系统根据测量结果亮灯，红灯代表“废品”、绿灯代表“合格”、黄灯“可修”，当红灯和绿灯亮时，驱动齿轮系带动花盘下轴系转动一个工位角度，人工卸下合格或者报废的被测齿轮，并更换新的被测齿轮，当黄灯亮时，打标装置标记被测齿轮的毛刺位置，驱动齿轮系带动花盘下轴系转动一个工位角度，人工卸下被标记的被测齿轮，将标记的被测齿轮放置至工件可修复区域并更换新的被测齿轮至花盘上，设备系统判断被测工件工位没有工件后，3个灯恢复到初始状态。

2.根据权利要求1所述的半自动多工位齿轮双面啮合测量的齿轮分选机对齿轮进行分选检测的操作方法，其特征在于，在步骤3)中，在齿轮孔中设置了传感器，以检测齿轮孔中是否存在被测齿轮。