Устройство для контроля параметров зубчатых колес

Устройство для контроля параметров зубчатых колес

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС., содержащее станину, установленные на ней радиальный ползун с кинематически связанным с ним радиальным позиционным датчиком, установленным на радиальном ползуне, радиальный привод, кинематически связанный с радиальным ползуном, тангенциальный ползун с кинематически связанным с ним тангенциальным позиционным датчиком, установленный на .тангенциальном ползуне осевой ползун с кинематически связанным с ним осевым позиционным датчиком и с датчиком линейных перемещений, расположенный на радиальном ползуне поворотный стол для установки зубчатых колес с кинематически связанным с ним поворотным позиционным датчиком, привод вращения, кинематически свяэанный с поворотным столом, тангенциальный привод, кинематически связанный с тангенциальным ползуном, осевой привод, кинематически связанный с осевым ползуном, три регулирующих контура, каждый из которых состоит из тахогенератора, кинематически связанного с ним серводвигателя , кинематически связанного с соответствующим побиционным датчиком, электронный блок управления и-обработки данных, входы которого электрически соединены с выходами позиционных датчиков, регулирующих контуров и датчика линейных перемещений, отлич ающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, каждый регулирующий контур снабжен регулятором хода, подключенным к его выходу регулятором скорости, вход серводвигателя соединен с выходом регулятора скорости, выход одного из позиционных датчиков соединен с одним из входов регулятора хода, а выход тахогенератора подключен к второму входу регулятора скорости 2. Устройство по п. 1, отли (У) чающееся тем, что оно снабжено управляющим тактовым генератором , выход которого соединен с вторым входом регулятора хода регулирующего контура привода вращения, преобразователем углового перемещения в линейное, соединенным с выходом поворотного позиционного датчика, вычислителем положения танО ) генциального ползуна, вход которого соединен с выходом преобразоватедя углового перемещения в линейное, переключателем, связанным выходом о с одним из входов вычислителя положения тангенциального ползуна, а выходом - с вторым входом регулятора хода регулирующего контура тангенциального привода. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено вычислителем положения осевого ползуна,, вход которого связан с выходом поворотного, позиционного датчика и переключателем, связанным входом с одним из выходов . вычислителя положения осевого ползуна , а вЫжодом - с вторым входом регулятора хода регулирующего контура осевого привода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllY6ЛИК

„„ЯО„„1061707 А

3(51)G 01 В 5 20.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

1, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ: С-,. ы-.",?6 К

< Ж ьч ЩМ(, д

БЖМРЫпы

К ПАТЕНТЪГ « (21) 2872152/25-28 (22) 16.01.80 (31) 548/79 (32) 19.01.79 (33) Швейпария (46 ) 15.12. 83. Бюл .. Ф 46 (72 ) Армии Штерки { Швейцария ) и Герд Роберт Зоммер (ФРГ ) (71) Мааг-цанрздзр унд-Машинен АГ .(Швейцария I (53) 531 ° 717.2:621.833(088.8 1 (56) 1. Патент CIIIA 9 3741659, кл. G .01 В 9/02, 1973.

2.. Проепект "Иикролог-50" фирмы

"The Fellovs Gear Shaper Company" г. Спрингфилд, Виндзор, штат Вермонт (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

llAPANETPOB ЗУБЧАТ6!Х КОЛЕС., содержащее станину, установленные на ней радиальный полэун с кинематически связанным с ним радиальным поэиционннм датчиком, установленным на радиальном полэуне, радиальный привод, кинематически связанный с радиальным цолзуном, тангенциальный ползун с кинематически связанным с ним тангенциальннм позиционным датчиком, установленный на .тангенциальном ползуне осевой полэун с кинематически связанным с ним осевым позиционным датчиком и с датчиком линейных перемещений, расположенный на радиальном ползуне поворотный стол для установки зубчатых колес с кинематически связанным с ним поворотным позиционным датчиком, привод вращения, кинематически связанный с поворотным столом, тангенциальннй привод, кинематически связанный с тангенциальннм ползуном, осевой привод, кинематически связанный с осевым полэуном, три регулирующих контура, каждый из которых состоит иэ тахогенератора, кинематически связанного с ним серводвигателя, кинематически связанного с соот/ ветствующим позиционным датчиком, электронный блок управления и обработки данных, входы которого электрически соединены с выходами позиционных датчиков, регулирующих контуров и датчика линейных перемещений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, каждый регулирующий контур снабжен регулятором хода, подключенным к его выходу регулятором скорости, вход серводвигателя соединен с выходом регулятора скорости, выход одного из позиционных датчиков соединен с одним из .входов регулятора хода, а выход тахогенератора подключен к второму входу регулятора скорости. Q

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вычислителем положения осевого ползуна, вход которого связан с выходом поворотного позиционного датчика и переключателем, связанным входом с одним иэ выходов вычислителя положения осевого ползуна, а выходом — с вторым входом регулятора хода регулирующего контура осевого привода.

1061707

4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено управляющим тактовым генерато .ром, выход которого соединен с вторым входом регулятора хода регулирующего контура осевого привода, преобразователем углового перемещения .в линейное, соединенным с выходом осевого позиционного датчика, вычислиИзобретение относится к машиностроению, а именно к средствам контроля зубчатых колес, Известно устройство для контроля параметров зубчатых колес, содер- 5 жащее станину, установленные на ней радиальный и осевой ползуны, каждый из которых снабжен приводом и позиционным датчиком, поворотный стол, датчик линейных перемещений, блок управления.и обработки данных. При контроле, например, профиля зуба движение. обкатки осуществляется посредством двух перемещений: вращательного — стола и поступательного— тангенциальното палзуна. Электронный ,блок управления и обработки данных непрерывно сравнивает данные, послан- ные позиционными датчиками, с "теоретическим угловым положением поворотного стола или тангенциального пол зуна и вызывает коррекцию сигнала, посланного датчиком линейных перемещений (1Д.

Недостатком данного устройства является сложность электронного бло- 25 ка управления и обработки данных, что снижает точность и стабильность контроля.

Наиболее близким.к изобретению по технической сущности является устройство для контроля параметров зубчатых колес, содержащее станину, установленные на ней радиальный ползун с кинематически связанным с ним радиальным позиционным датчиком, 35 установленным на радиальном ползуне, радиальный привод, кинематически связанный с радиальным ползуном, тангенциальный ползун с кинематически связанным с ним тангенциальным 40 позиционным датчиком, установленный на тангенциальном ползуне осевой ползун с кинематически связанным с ним осевйм позиционным датчиком и с датчиком линейных перемещений, 45 расположенный на радиальном ползуне поворотный стол для установки зубчатых колес с кинематически связанным с ним поворотным позиционным те ем положения поворотного:стола. соединенным с выходом осевого позиционного датчика, переключателем, связанным входом с одним из выходов вычислителя положения поворотного стола, а выходом - с вторым входом регулятора хода регу.лирующего контура привода вра-. щения. датчиком, привод вращения, кинематически связанный с поворотным столом, тангенциальный привод, кинематичесхи связанный с тангенциальным ползуном, осевой привод, кинематически связанный с осевым полэуном, три регулирующих контура, каждый иэ которых состоит из тахогенератора, кинематически связанного с ним серводвигателя, кинематически связанного с соответствующим поэиционньм датчиком, электронный блок управленйя и обработки данных, входы которого электрически соединены с выходами позиционных датчиков, регулирующих контуров и датчика линейных.перемещений. Для измерения, например, профиля зуба в память электронного блока управления и обработки. данных вводится желаемый профиль эвольвентно контролируемого зубчатого колеса, где он переводится в теоретический:путь, вдоль которого должен перемещаться датчик линейних перемещений, чтобы соблюдать заданное расстояние между собой и измеряемой в данный момент боковой поверхностью зуба при работающих приводе вращения и тангенциальном приводе. Электронный блок управления и обработки данных генерирует сигналы, необходимые для осуществления соответствующим образом скоординированного вращательного движения зубчатого колеса вокруг своей оси и тангеициального перемещения датчика линейных перемещений с ощупывающим наконечником. Одновременно электронный блок управления и обработки данных использует электрические сигналы, поступающие от датчика линейных йеремещений и задающие положение его ощупывающего наконечника относительно контролируемой боковой поверхности зуба в виде отклонения от заданного профиля. При этом посЛанные позиционным датчиком привода вращения и тангеициальиого при» вода сигналы непрерывно сравниваются электронным блоком управления

1061707 а выход тахогенератора подключен к второму входу регулятора скорости.

При этом устройство снабжено управляющим тактовым генератором, выход которого соединен с вторым входом регулятора хода регулирующего контура привода вращения, преобразо вателем углового перемещения в ли10 нейное, соединенным с выходом поворотного позиционного датчика, вычислителем положения тангенциального ползуна, вход которого соединен с выходом преобразователя углового перемещения в линейное, переключателем, связанным выходом с одним из входов вычислителя положения тангенциального ползуна, а выходом — с вторим входом регулятора хода регулирующего контура тангенциального привода °

Кроме того> устройство снабжено вычислителем положения осевого ползуна, вход которого связан с выходом поворотного позиционного датчика и переключателем, связанным вхо.дом с одним из выходов вычислителя положения осевого ползуна, а выходом — с вторым входом регулятора хода регулирующего контура осевого

30 привода. устройство снабжено также управляющим тактовым генератором, выход которого соединен с вторым входом регулятора хода регулирующего кон35 тура осевого привода, преобразователем углового перемещения в линейное, соединенным с выходом осевого позиционного датчика, вычислителем положения поворотного стола, сое40 диненным.с выходом осевого позиционного датчика, переключателем, связанным входом с одним из выходов вычислителя положения поворотного стола, а выходом — с вторым входом .

45 Регулятора хода Регулирующего контура привода вращения.

На фиг. 1 показано устройство для контроля параметров зубчатых колес, общий вид; на .фиг. 2 †блок50 схема устройства для контРоля профиля зуба на фиг. 3.- блок-схема устройства для контроля профиля зуба шага зубчатых шнеков на фиг. 4 блок-схема устройства для контроля узлов .наклона зубьев, на фиг. 5—

Э блоксхема регулирующего контура.. устройство содержит старину 1, установленные на ней (фиг. 1) радиаль» ный.полэун 2 с кинематически связанным с ним радиальным позиционным

65 и обработки данных с теоретическим угловым положением контролируемого ,эубчатого колеса или с теоретическим положением несущего датчик линейных перемещений тангенциального полэуна.

Каждое отклонение фактического по,. ложения от теоретического вызывает коррекцию посланных датчиком линей.ного перемещения сигналов. В результате фиксируются сигналы, которые в некоторой степени свободин от погрешностей перемещения ползунов устройства (2 1.

Недостатком этого технического решения является наличие сложного запоминающего и вычислительного устройства для накапливания данных и приведения их во взаимное соответствие. Особенно снижается точность контроля, если вместо обработки данных после завершения операции контроля необходимо осуществить ис- пользование их во.время самого процесса контроля.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем,. что в устройстве для контроля параметров зубчатых колес, содержащем станину, установленные на ней .радиальный полэун с кинематически связанным с. ним радиальным позиционным датчиком, установленным на радиальном ползуне, радиальный привод, кинематически связанный с радиальным пблзуном, тангенциальный ползун с кинематически связанным с ним тангенциальным позиционным датчиком, установленный на тангенциальном ползуне осевой ползун с кинематически связанйнм с ним осевым позиционным датчиком и с датчиком линейных перемещений, расположенный на радиальном ползуне повоI ротный, стол для .Установки зубчатых колес с кинематически связанным с ним поворотным позиционным датчиком, привод вращения, кинематически свя« эанный с поворотным столом, тангенциальный привод, кинематически свя- занный с тангенциальным ползуном, осевой привод, кинематически связан. ный с осевьм ползуном, три регули:,рующих контура, каждый из которых состоит из тахогенератора, кинематически связанного с ним серводвигателя, кинематически связанного.с соответствующим позиционным датчиком .электронный блок управления и обработки данных, входы которого элек-. трически соединены с выходами пози» циониых датчиков, регулирующих конту ров и датчика линейных перемещений, каждый регулирующий контур снабжен регулятором хода, подключенньм к его выходу регулятором скорости, вход серводвигателя соединен с выходом

- регулятора скорости, выход одного

I иэ позиционных датчиков соединен с одним иэ входов регулятора хода, датчиком 3, установленным на радиальном ползуне 2, радиальный при-. вод 4,"кинематически связанный с радиальным:ползуном 2, тангенциальный . полэун 5 с кинематически связаннып, с ним тангенциальннм позиционным

1061707 датчиком 6, установленный на тангенциальном полэуне 5 осевой ползун 7

:с кинематически связанным с ним осевым позиционным датчиком 8 и с дат-, чиком 9 линейных перемещений, расположенный на радиальном ползуне 2 поворотный стол 10 для установки контролируемой детали 11 с кинематически связанным с ним поворотным по. зиционным датчиком 12, привод 13 вращения, кинематически связанный 10 с поворотным. столом 10, тангенциальный привод 14, кинематически связанный с тангенциальным ползуном 5, осевой привод 15, кинематически связанный с осевым полэуном 7, три 15 регулирующих контура; регулирующий

„контур 16 привода 13 вращения, ре.гулирующий контур 17 тангенциального привода 14 и регулирующий контур 18 осевого привода 15, каждый из кото- 20 рых состоит (фиг. 5 ) из тахогенерато- ра 19, кинематически связанного с ним серводвигателя 20, кинематически связанного с соответствующим датчиком, например .осевым позиционным датчиком 8, электронный блок 21 управления и обработки данных, входы которого электрически соединены с выходами позиционных датчиков

6, 8 и 12, регулирующих контуров 16, .

17 и 18 и датчика 9 линейных перемещений. Каждый регулирующий контур

16, 17 и 18, кроме того, снабжен (фиг. 5 ) регулятором 22 хода, подключенным к его выходу регулятором 23 скорости, вход серводвигателя 20 35 соединен с выходом регулятора 23 скорости, выход позиционного датчика, например, датчика 8, соединен с од-. ним из входов регулятора 22 хода, а выход тахогенератора 19 подключен 40 к второму входу регулятора 23 скорости.

Электронный блок 21 управления и обработки данных содержит соединенные последовательно вычислитель 24 коррек- 5 тирующего сигнала и вычислитель 25 погрешности и имеет выводную клемму

26 для подключения регистратора, а также выходные клеммы 27, 28 и 29 для подключения указателей положения соответствующих позиционных

50 датчиков.

При этом устройство снабжено управляющим тактовым генератором

30 (фиг. 2, 3 и 4;), выход которого соединен с вторым входом регулятора

22 хода регулирующего контура 16 привода 13 вращения, преобразователем 31 углового перемещения в ли-. нейное,.соединенным с выходом пово-. ротного позиционного датчика 12, 60 вычислителем 32 положения тангенциального ползуна 5, вход которого соединен с выходом преобразователя

31 углового перемещения в линейное, переключателем 33, связанным выхо- 65 дом с одним из входов вычислител.»

24 корректирующего сигнала, а выходом — с вторым входом регул тора

22 хода регулирующего контура 17 тангенциального привода 14.

Кроме того jjcTpoAQTBQ снабжено вычислителем 34 положения осевого ползуна 7, вход которого,связан с выходом поворотного позиционного датчика 12, и переключателем 35, связанным входом с,одним из выходов вычислителя 34 положения осевого полэуна 7, а выходом - с вторим вхЬдом регулятора 22 хода регулирующего контура 18 осЕвого привода 15.

Устройство снабжено также управляющим тактовым генератором 36, выход которого соединен с вторым входом регулятора 22 хода регулирующего контура 18 осевого привода 15, преобразователем 37 углового перемещения в линейное, соединенным с выходом осевого позиционного датчика 8, вычислителем 38 положения поворотного стола 10, соединенным с выходом осевого позиционного датчика 8, переключателем 39, связанным входом с одним из выходов вычислителя 38 положения поворотного стола 10, а выходом — с вторым входом регулятора 22 хода регулирующего контура

16 привода 13 вращения.

Устройство работает следующим образом.

При контроле, например, профиля зуЬа контролируемой детали 11 радиальный ползун 2 (фиг 1 ) посредством радиального привода 4 перемещают в положение, в котором датчик 9 линейных перемещений контактирует с зубом на радиусе основной окружности контролируемой детали 11 (зубчатого колеса ). Это положение радиального ползуна 2 контролируется посредством радиального позиционного датчика 3 и подключенного к выходной клемме

27 указателя положения (не показан 7 радиального ползуна 2.

Затем осуществляется обкат контролируемой детали 11 (зубчатого колеса ) и датчика 9 линейных пере-, мещений, причем зубчатое колесо выполняет вращательную составляющую обкатывающего -движения, совершая повороты с поворотным столом 10 вокруг своей оси, в то время как датчик 9 линейных перемещений выполняет линейную составляющую обкатывающего движения за счет перемещения тангенциального ползуна 5.

Поворотный стол может быть неподвижно закреплен на станийе 1. В этом случае необходимо, чтобы посредством перемещения тангенциаЛьного полэуна 5 устанавливался контакт датчика 9 линейных перемещений с зубом контролируемого колеса на радиусе основной окружности, например, за

1061707

При контроле угла наклона зубьев тактовый генератор 36 управляет движением осевого ползуна 7 и, таким образом, он принимает на себя ведущую функцию. Сигналы осевого позиционного датчика 8 фиксирует указатель (не показан )положения осевого полсчет расположения тангенциального ползуна 5. на радиальном ползуне.

Тогда этот радиальный ползун должен быть оснащен. радиальным приводом, радиальным позиционным датчиком и другими элементами. 5

Каждый из регулирующих контуров 16, 17 и 18 независимо от того, обслуживает ли он привод 13 вращения поворотного стола, тангенциальный привод 14 или осевой привод 15 10 (фиг. 2, 3 и 4 ), имеет одинаковую принципиаль ную конструкцию, показан-, ную на фиг. 5. Серводвигатель 20 получает сигналы, например, от регулирующего контура 18 осевого при-. вода 15 и кинематически связан с . тахогенератором 19, посылающим сигналы к регулятору 23 скорости, расположенному, например, внутри регулирующего контура 18 осевого привода 15. Соответствующий датчик напри» мер осевой позиционный датчик 8, соединен с вторым входом регулятора 22 хода, расположенного, например, внутри регулирующего контура 18

25 осевого привода 15.

Таким образом, каждый регулирующий контур 16,- 17 и 18 является составной частью двух регулирующих контуров, а именно контура позиционного регулирования, на который в качестве регулирующей велйчины поступает величина заданного положения того из приводов, который не зависит от соответствующего позиционного контура позиционного регули- 35 рования.

Для контроля профиля зуба контролируемой детали 11 тактовый генератор 30 (фиг. 2 ) управляет поворотным столом 10, так что он выполняет 40 ведущую функцию. Регулирующим конту° ром 16 привода 13 вращения устанавливается угловое положение поворотного стола 10 относительно определенного нулевого положения. Вычисли тель 32 положения тангенциального ползуна преобразует его путем умножения на установленный радиус основной окружности в заданное положение, которое должен бып. бы занять тангенциальный ползун 5, если бы имело место свободное от погрешностей движе- . ние обкатки.

Посланный вычислителем 32 положения тангенциального.ползуна 5 сигнал вводится через переключатель

35 в качестве регулирующей величины в регулирующий контур 17 тангенциального привода и в вычислитель 24 корректирующего сигнала,. Вычислитель 24 корректирующего сигнала получает, кроме того, соответствую-. щий действительному положению тангенциального ползуна 5 сигнал от тан- . генциального позиционного датчика 6 и образует путем вычитания обоих i 65

\ введенных в него сигналов корректирующий сигнал. Вычислитель 25 погрешностей, кроме корректирующего сигнала, получает также сигнал от датчика 9 линейных перемещений, .соответствующий его отклонению. Так как это отклонение зависит от погрешности движения обкатки и .от погрешности профиля зуба в контролируемой точке, вычислитель 25 погрешностей вычитает один введенный в него сигнал из другого для.получения истинной погрешности профиля. Эту погрешность фиксирует регистратор (не показан ), подключенный к клемме 26 вычислителя 25 погрешностей, именно в зависимости от фактического положения тангенциального ползуна 5, фиксируемого указателем (не показан )положения тангенциального ползуна, подключенного к клемме 28 электронного блока 21. В это же время остающееся неизменным при контроле профиля зуба положение осевого ползуна 7 фиксируется указателем (не показан )положения осевого ползуна, подключенным к клемме 29 электронного блока 21.

Если контролируемая деталь 11 представляет собой зубчатый шнек, у которого нужно проконтролировать погрешность шага, то поворотным столом 10 управляет тактовый генератор 30. Сигнал с поворотного позиционного датчика 12 преобразует в заданное положение осевого ползуна 7 фиг. 3 ) вычислитель 34 положения осевого ползуна путем умножения на заданные параметры, характеризующие шаг,. Сигнал вычислителя

34 положения осевого ползуна 7 вводится через переключатель 33 в виде регулирующей величины в осевой регулирующий контур 18 осевого привода 15 и в вычислитель 24 корректирующего сигнала. Вычислитель 24 корректирующего сигнала получает, кроме того, соответствующий действительному положению осевого ползуна

7 сигнал от осевого позиционного датчика 8 и путем вычитания введенных в него сигналов образует корректирующий сигнал, направляемый в вычислитель 25 погрешностей. Вычислитель

25 погрешностей получает, кроме того, сигнал от датчика 9 линейных перемещений и определяет путем вычитания обоих сигналов погрешность шага, которую фиксирует регистратор (не показан ), подключенный к клемме

26. 1061707

:эуна 7, подключенный к клемме 29 электронного блока 21, и преобразу ет, вычислитель 38 положения поворотного стола 10 в заданное положение, которое поворотный стол 10 занял бы в случае свободного от погрешностей его движения, путем умножения . на тангенс угла наклона зубьев контролируемой детали 11 в сигнал угла поворота. Этот сигнал через переключатель 39 направляется в качестве регулирующей величины в регулирующий контур 1б привода 13 вращения и в вычислитель 24 корректирующего сигнала. Вычислитель 24 корректирующего сигнала второй сигнал о действительном положении поворотного стола 10 получает от поворотного позиционного-датчика 12 через преобразователь 37 углового перемещения в линейное. Иэ их двух введенных в него сигналов вычислитель 24 образует корректирующий сигнал и передает его вычислителю 25 погрешностей.:

Вычислитель 25 в качестве второго сигнала использует сигнал от датчика.-9 линейных перемещений и путем вычитания обоих сигналов вычисляет погрешность наклона зуба. Эту по 0 грешность фиксирует регистратор ((не показан )погрешностей в функции осевой позиции.

Применение изобретения позволит повысить точность контроля в 1,5 ра 5 за и сократить время контроля на

25%. Изобретение можно использовать во scex отраслях промышленности где есть производство зубчатых колес.

1061707

1061707 Риг. 5

Тираж 60.2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиИ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 10073/60

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Б.Афонский

Редактор Л.Алексеенко Техред Yi,Hàäü. . Корректор C.шекмар