基于测头运动方程的蜗杆检测数控程序设计与误差分析.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术No．12014年1月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJan．2014文章编号：1001—2265(2014)01—0086—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．01．024基于测头运动方程的蜗杆检测数控程序设计与误差分析术杨顺田(四川工程职业技术学院，四川德阳618000)摘要：球形头测量法是蜗杆齿廓检测最常见的方法之一。由于蜗杆上各被测点的压力角和螺旋升角的变化，造成球形测头中心的理论轨迹与蜗

2、杆轴截面内齿形不相符，因而测量精度不高。现从球形测头中心理论轨迹入手，提出了消除压力角和升角等引起的测量误差措施，研究出了“在轴截面内，应用理论轨迹计算式对蜗杆齿廓参数化程序检测”技术，大幅度提高了测量精度与效率。关键词：球形测头；数学模型；齿形轨迹；三坐标测量仪；数控编程；检测误差中图分类号：TH22。TG65文献标识码：ABasedonMeasuringHeadMotionEquation，theWormDetectionncProgrammingandErrorAnalysisYANGShun．tian(Sichuan

3、EngineeringTechnicalCollege，DeyangSichuan61800，China)Abstract：Sphericalheadmeasurementisoneofthemostcommonmethodofwormtoothprofiledetection．DuetothewormonthemeasuringpointbythepressureAngleandAnglechanges，resultinginballgaugeheadcentertheorytrajectoryandwormshaftse

4、ctioninternaltoothshapeisnotconsistent，andmeasuringac-curacyisnothigh．Nowfromtheballnosecenterpathoftheory，proposedtheeliminationpressureAngleandhelixAnglemeasuringerrorcausedbythemeasures，suchas，developeda“appliedtheorytrajectorycalculationtypeofwormtoothprofilepa

5、rametricprogramtesting”technology，greatlyimprovethemeasur—ingprecisionandefficiency．Keywords：thesphericalprobe；mathematicalmodel；toothprofiletrajectory；threecoordinatesmeasuringinstrument；CNCprogramming；errordetection带动线性测量球头对蜗杆齿廓分别进行径向()与轴0引言向(Z)扫描测量。由此可见，实现齿廓测量的关

6、键在蜗杆的齿廓形状直接影响传动的平稳性及噪声大于如何控制测量头中心的运动轨迹。因此，对球形测小。检测蜗杆的齿廓形状有许多方法，图1是国家头中心理论轨迹研究就非常迫切。1蜗杆齿廓轨迹分析1．1阿基米德蜗杆齿廓轨迹分析由于蜗杆螺旋角大，而且沿齿顶至齿根各处螺旋头角不同，蜗杆上各被测点的压力角也不尽相同，在蜗杆轴截面内，随着蜗杆的螺旋升角及齿形上各点压力(可采用光栅、角的变化，与直母线齿形上各点相接触的球形测头中啮合线误差、螺旋线误差、齿形误差测量原理图心并不在该轴向截面内，而是分布在各个接触点的法图1球头齿廓检测系统线上，其轨迹

7、是一条空间曲线，因而出现测量原理误标准(JB／TIO008—1999)推荐的蜗杆齿廓检测方法，也差，造成测量困难。为了消除原理误差，只有将测头中是最常见的一种。其工作原理是：通过一夹(鸡心夹)心轨迹置于蜗杆轴截面内，这必然造成接触点的轨迹一顶的方式将待测件(蜗杆)安装在测量台上，测量装是一条空间曲线。因此，图1所示的测量方法不能完置沿着两个相互垂直的长度测量基准件(导轨)运动，全反映测头的真实运动轨迹，如果忽略测头半径的影收稿日期：2013—05—09；修回日期：2013—06—02基金项目：I~)Jl省创新基金(YJCC2

8、0110133)作者简介：~JNm(1962一)，男，四川大竹人，四川工程职业技术学院教授，高级工程师工程硕士，研究方向为机械设计与数控，(E—mail)d_yst@163．eom2014年1月杨顺田：基于测头运动方程的蜗杆检测数控程序设计与误差分析．87．响，则会产生一定的测量误差，这个