專利名稱：圓弧端齒的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種圓弧端齒的測量方法。
背景技術(shù)：
圓弧端齒現(xiàn)有的測量方法比較原始，特別是測量圓弧端齒的齒頂高時(shí)，只能將圓弧端齒放在顯微鏡上用影像法進(jìn)行測量，直接使用目鏡分化板上的米字線與端齒牙型輪廓影像重合來確定尺寸。然而在顯微鏡上用影像法測量圓弧端齒有很多缺點(diǎn)和局限性I)被測端齒是一圓弧面，不是平面，用影像法測量會因?yàn)榫劢咕嚯x變化而產(chǎn)生誤差;
2)被測端齒有倒圓或倒角，對端面成像的清晰度造成影響，引起檢測誤差；3)由于顯微鏡的量程有限，被測端齒大小范圍受限制；4)測量方法沒有規(guī)范，測量結(jié)果受人為因素影響極大，測量效率低，重復(fù)性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種圓弧端齒的測量方法，以解決目前不能精確測量圓弧端齒的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種圓弧端齒的測量方法，包括以下步驟步驟SlO :通過三坐標(biāo)儀對圓弧端齒的圓周進(jìn)行三維掃描，得到相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)；步驟S20 :將三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)，得到圓弧端齒齒形的各項(xiàng)參數(shù)。進(jìn)一步地，三維數(shù)據(jù)包括圓弧端齒的外周圓極半徑r、嚙合角度a以及端齒齒高h(yuǎn)0進(jìn)一步地，步驟S20中，由公式Lse^ra JI /180計(jì)算得到圓弧端齒的各段的弧長Lsk,使得三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，三坐標(biāo)測量儀包括測頭，步驟SlO前還包括步驟SI，根據(jù)圓弧端齒的直徑大小選擇與圓弧端齒的直徑大小相適應(yīng)的測頭。進(jìn)一步地，步驟SI之后還包括步驟S2，將圓弧端齒置放在三坐標(biāo)測量儀上，以確定其極坐標(biāo)系。進(jìn)一步地,測量圓弧端齒齒型面的測頭直徑為0. 5mm。進(jìn)一步地，通過圖形軟件讀出數(shù)據(jù)并進(jìn)行測頭補(bǔ)償后，由繪圖軟件畫出圓弧端齒的三維圖形。進(jìn)一步地，測頭補(bǔ)償為將圓弧端齒的端齒齒高h(yuǎn)減去測頭的半徑重新得到圓弧端齒的端齒齒高h(yuǎn)。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的圓弧端齒的測量方法通過三坐標(biāo)儀對圓弧端齒進(jìn)行測量，并將檢測的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)，該方法比較簡單、且測量的誤差較小、測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定、重復(fù)性好；且用圖形軟件處理數(shù)據(jù)方便直觀，適用于各種圓弧端齒量規(guī)的校準(zhǔn)和圓弧端齒的測繪。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圓弧端齒的測量方法的流程示意圖；以及圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的使用的三坐標(biāo)測量儀的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定 和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。參見圖I，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種圓弧端齒的測量方法，用于對零部件上的圓弧端齒進(jìn)行測量。其測量步驟為步驟SlO :通過三坐標(biāo)儀對圓弧端齒的圓周進(jìn)行三維掃描，得到相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)；步驟S20 :將所得到的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到二維數(shù)據(jù)，得到圓弧端齒齒形的各項(xiàng)參數(shù)。圖2示出本發(fā)明圓弧端齒測量方法中使用的三坐標(biāo)測量儀。三坐標(biāo)測量儀包括底座10、安裝在底座10上的測量工作臺20、在測量工作臺20兩側(cè)的兩根XYZ軸支撐梁30、在測量工作臺上端的測頭40以及測量系統(tǒng)50。三坐標(biāo)測量儀的XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)中，XY方向是基座平臺的表面上正交的兩個(gè)方向，Z方向是與XY方向正交的方向。請?jiān)俅螀⒁妶D1，在對圓弧端齒進(jìn)行測量之前，第一步SI :選用與圓弧端齒的大小相適應(yīng)的測頭40。一般地，在測量圓弧端齒的過程中需要使用兩個(gè)測頭40。測量圓弧端齒的外周緣時(shí)，根據(jù)圓弧端齒的大小，選擇直徑適中、剛性好的測頭40 ;而測量圓弧端齒齒型面時(shí)，選用直徑較小的測頭40。測量圓弧端齒齒型面的測頭40直徑越小，測頭40與被測曲面接觸形成的接觸點(diǎn)的面積越小，觸測誤差就越??；且測量圓弧端齒型面參數(shù)是通過掃描測量端齒最大直徑處的型面數(shù)據(jù)得到的，測量時(shí)選用測頭40直徑越小，掃描數(shù)據(jù)越接近端齒最大直徑處，測量的誤差就越小。一般地，測量圓弧端齒齒型面的測頭40直徑為0. 5_。第二步S2 :將圓弧端齒置放在三坐標(biāo)測量儀的測量工作臺20上，根據(jù)圓弧端齒的測量基準(zhǔn)確定極坐標(biāo)系。具體地，首先將圓弧端齒置放在三坐標(biāo)測量儀的測量工作臺上，并調(diào)整好測頭40，選用直徑適中且剛性好的測頭40。然后確定圓弧端齒的面基準(zhǔn)以及定心基準(zhǔn)，再在三坐標(biāo)測量儀測量系統(tǒng)50中建立極坐標(biāo)系，以方便后述數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及處理。確定圓弧端齒的面基準(zhǔn)及定心基準(zhǔn)后，只需要在測量系統(tǒng)50中輸入面基準(zhǔn)和定心基準(zhǔn)的基本要素后，測量系統(tǒng)50即可完成極坐標(biāo)系的建立。第三步SlO :通過三坐標(biāo)測量儀對圓弧端齒進(jìn)行三維掃描，得到相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)；具體地，首先更換測頭40，一般地，將測頭40更換成直徑為0. 5mm的測頭40。三坐標(biāo)測量儀的測量系統(tǒng)50中有QIUND0S掃描命令，起動(dòng)QIUND0S掃描命令的ME2DE，用更換后的測頭40在圓弧端齒的最大直徑處進(jìn)行采集一個(gè)掃描起始點(diǎn)，需要說明的是，在采集掃描起始點(diǎn)之前和之后都要給路徑點(diǎn)CLP點(diǎn),使三坐標(biāo)測量儀在測量前后自動(dòng)停頓提示一下，防止在三坐標(biāo)測量儀移動(dòng)過程中發(fā)生碰撞。接著運(yùn)用QIUND0S掃描命令ME2DE沿端齒最大直徑處進(jìn)行周向圓柱掃描。周向圓柱掃描方法為設(shè)置掃描起始點(diǎn)時(shí)改封閉掃描，設(shè)置掃描參數(shù)SDA時(shí)將掃描類型改為圓柱掃描，代碼為“CYL”，并輸入圓周直徑，在確保參數(shù)無誤的情況下，執(zhí)行程序，三坐標(biāo)測量儀將自動(dòng)開始掃面測量。三坐標(biāo)測量儀掃描結(jié)束后，運(yùn)用檢測數(shù)據(jù)輸出命令OUTPUT，將圓弧端齒掃描得到的實(shí)測三維型面數(shù)據(jù)，一般地，所得到的數(shù)據(jù)格式為TXT格式。數(shù)據(jù)輸出后并以相應(yīng)的文件名保存，就可以得出圓弧端齒相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)TXT格式的文件。三維數(shù)據(jù)包括圓弧端齒的外周圓極半徑r和哨合角度a以及端齒齒高h(yuǎn)。第四步S20 :將三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)，得到圓弧端齒齒形的各項(xiàng)參數(shù)。掃描得到的三維數(shù)據(jù)的圓弧端齒的外周圓極半徑r、嚙合角度a、端齒齒高h(yuǎn)轉(zhuǎn)化為弧長坐標(biāo)值Lsk及端齒齒高h(yuǎn)的二維數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，通過excel軟件將上述的三維數(shù)據(jù)批 量轉(zhuǎn)換為二維數(shù)據(jù)。具體地，將掃描得到的三維數(shù)據(jù)按圓弧端齒的外周圓極半徑r、嚙合角度a、端齒齒高h(yuǎn)分三欄導(dǎo)入到excel軟件中,利用計(jì)算公式L^^ra Ji/180,將上述的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為弧長坐標(biāo)值Lsk及端齒齒高h(yuǎn)的二維數(shù)據(jù)，并保存在excel表格中相應(yīng)的位置。將上述的excel表格導(dǎo)成文本檔，并按弧長坐標(biāo)值Lsk、端齒齒高h(yuǎn)、0三欄進(jìn)行保存。將上述的文本檔通過圖形軟件讀出并進(jìn)行測頭40補(bǔ)償，優(yōu)選地，圖形軟件可為MASTERCAM軟件。測頭40補(bǔ)償即將圓弧端齒的端齒齒高h(yuǎn)減去測頭40的半徑重新得到新的圓弧端齒的端齒齒高h(yuǎn)，最后根據(jù)弧長坐標(biāo)值Lsk及新的圓弧端齒的端齒齒高h(yuǎn)，由繪圖軟件畫出圓弧端齒的二維圖形。優(yōu)選地，繪圖軟件可選用CAD軟件。從而從二維圖形中分析其圖形數(shù)據(jù)，得到該圓弧端齒齒形參數(shù)，如齒頂高、端齒齒底面到基面的距離等。基面為齒寬和槽寬相等時(shí)相等時(shí)的截面。本發(fā)明的圓弧端齒的測量方法通過三坐標(biāo)儀對圓弧端齒進(jìn)行測量，并將檢測的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)，該方法比較簡單、且測量的誤差較小、測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定、重復(fù)性好；且用圖形軟件處理數(shù)據(jù)方便直觀，適用于各種圓弧端齒量規(guī)的校準(zhǔn)和圓弧端齒的測繪。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓弧端齒的測量方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟SlO :通過三坐標(biāo)儀對所述圓弧端齒的圓周進(jìn)行三維掃描，得到相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)； 步驟S20 :將所述三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)，得到所述圓弧端齒齒形的各項(xiàng)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓弧端齒的測量方法，其特征在于，所述三維數(shù)據(jù)包括圓弧端齒的外周圓極半徑r、哨合角度a以及端齒齒高h(yuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓弧端齒的測量方法，其特征在于，所述步驟S20中，由公式L =ra /180計(jì)算得到所述圓弧端齒的各段的弧長Lstt,使得所述三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓弧端齒的測量方法，其特征在于，所述三坐標(biāo)測量儀包括測頭(40)，所述步驟SlO前還包括步驟SI，根據(jù)所述圓弧端齒的直徑大小選擇與所述圓弧端齒的直徑大小相適應(yīng)的所述測頭(40)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圓弧端齒的測量方法，其特征在于，所述步驟SI之后還包括步驟S2，將所述圓弧端齒置放在所述三坐標(biāo)測量儀上，以確定其極坐標(biāo)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓弧端齒的測量方法，其特征在于，測量所述圓弧端齒齒型面的所述測頭(40)直徑為0. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圓弧端齒的測量方法，其特征在于，通過圖形軟件讀出數(shù)據(jù)并進(jìn)行所述測頭(40)補(bǔ)償后，由繪圖軟件畫出所述圓弧端齒的三維圖形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圓弧端齒的測量方法，其特征在于，所述測頭(40)補(bǔ)償為將所述圓弧端齒的端齒齒高h(yuǎn)減去所述測頭(40)的半徑重新得到所述圓弧端齒的端齒齒高h(yuǎn)0
全文摘要
本發(fā)明提供了一種圓弧端齒的測量方法，包括以下步驟步驟S10通過三坐標(biāo)儀對圓弧端齒的圓周進(jìn)行三維掃描，得到相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)；步驟S20將三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)，得到圓弧端齒齒形的各項(xiàng)參數(shù)。本發(fā)明的圓弧端齒的測量方法是通過三坐標(biāo)儀對圓弧端齒進(jìn)行測量，并將檢測的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)，該方法比較簡單、且測量的誤差較小、測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定、重復(fù)性好；且用圖形軟件處理數(shù)據(jù)方便直觀，適用于各種圓弧端齒量規(guī)的校準(zhǔn)和圓弧端齒的測繪。
文檔編號G01B21/22GK102829744SQ20121032142
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者袁園, 黃意 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司