２００８年

１０月

第２７卷第１０期

机械科学与技术

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Ｎｏ．１０

高峰

数控齿轮加工机床的在机测量系统

高

峰１，一，李艳１，黄玉美１，田

沙２，郝来成２，王俊岭２

（１西安理工大学机械与精密仪器学院，西安７１００４８；２陕西秦川机床集团有限公司，宝鸡７２１００９）

摘要：基于齿轮渐开线轮廓面的构型机理和数控齿轮加工机床的运动功能，提出了一种齿轮在机

测量方法，并开发了相应的在机测量系统。该方法在不增加额外的测量系统机械机构的情况下，充
分利用数控机床自身的高速、高精密和高可靠性的伺服运动实现渐开线齿轮的齿形、齿向及齿距等

误差项目的在机测量。在机测量实验表明了该系统的有效性和可行性，是齿轮在机测量中高效率、

高精度、低成本的解决方案，构成了数控机床质量保证系统中的一个重要环节。

关键词：在机测量；齿轮误差；数控齿轮加工机床

中图分类号：Ｔ（强５９

文献标识码：Ａ

文章编号：ｌ００３－８７２８（２００８）１０—１２２５旬３

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齿轮在机测量技术近年来有了较快的发展，是一

个重要发展趋势。直接将齿轮测量装置集成于齿轮

加工机床上，齿轮试切或加工后不必将齿轮从工作台

上拆卸下来送到其它地方去检测，避免了再加工时的

二次安装误差。加工时，先由机载测量系统初步分析

齿轮，再将实测参数与理论设计参数对比，求出所需

修正量，控制系统采集到这些修正数据后自动调整齿

轮加工状态，然后再进行加工和测量。如此反复循

环，直至达到所需的精度要求。由于集成了机载测量

和机载修正系统使现代数控齿轮加工机床的生产效
率更高，加工精度更好，生产成本更低。

收稿日期：２００ｒ７—１２一ｌＯ

基金项目：国家科技攻关计划项目（２００３ＢＡ２１４Ｃ）资助

作者简介：高峰（１９６９一），副教授，博士，研究方向为数控装备控

制及检测，ｇ臣７１３＠枷ｔ．ｃｄｕ．ｃｎ

本文根据数控齿轮加工机床的特点，基于渐开

线齿廓面的几何构型机理，从齿轮齿形误差的定义

出发，开发了不需要增加任何机械结构的具有友好

操作界面的齿轮在机测量系统，并通过测量试验验

证了该方法的有效性和可行性，从而实现了齿轮误

差检测的自动化、数字化、可视化，大大提高了检测
精度、效率和可靠性。

ｌ在机测量系统

１．１测量方案

根据齿形误差的定义，齿形误差主要是由于加

工过程中任意点的曲率半径与理论上的曲率半径不

相等造成的，因此要测得任意点的齿形误差，只要测

得该点的实际曲率半径，将其与理论上的曲率半径

进行比较，其差值即为该点的齿形误差。

根据齿形的法向极坐标方程，渐开线齿面上任