基于动态检测的大齿轮精准插齿方法
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摘要
为了提高加工大型齿轮的齿距累积公差等级,提出了以非线性展成插齿加工为特点的靶向修正概念;利用激光位移传感器对切削过程表面进行扫描,建立切削状态数学模型,与理论状态的齿轮加工过程数学模型进行比较,计算加工误差,通过在工作台回转轴增加虚拟运动轴实现齿距误差动态补偿,对插齿过程进行实时靶向修正,加工完成后计算齿距累积误差。本文研究的基于动态检测的精准插齿方法,齿轮加工精度达到国标4级要求。
In order to improve the cumulative tolerance level of the tooth pitch of large gear machining,the concept of"targeted correction " is proposed for gear shaping,which is characterized by nonlinear generating motion. The mathematical model of the cutting state is constructed by scanning the surface of cutting process with a laser displacement sensor. By comparing with the mathematical model of the theoretical state of the gear machining process, processing er ror is calculated. The virtual movement rotating shaft axis is increased to realize dynamic compensation for the pitch error,to modify gear shaping process in real time. After processing,the accumulated pitch error will be calculated. The precise gear shaping method is studied systematically based on dynamic detection,and the cumulative tolerance accuracy of tooth spacing could reach level 4 of the national standard.
In order to improve the cumulative tolerance level of the tooth pitch of large gear machining,the concept of"targeted correction " is proposed for gear shaping,which is characterized by nonlinear generating motion. The mathematical model of the cutting state is constructed by scanning the surface of cutting process with a laser displacement sensor. By comparing with the mathematical model of the theoretical state of the gear machining process, processing er ror is calculated. The virtual movement rotating shaft axis is increased to realize dynamic compensation for the pitch error,to modify gear shaping process in real time. After processing,the accumulated pitch error will be calculated. The precise gear shaping method is studied systematically based on dynamic detection,and the cumulative tolerance accuracy of tooth spacing could reach level 4 of the national standard.
引文
[1]刘巍,严洪悦,李肖,等.机床动态检测中的高速图像运动去模糊还原[J].仪器仪表学报,2018,39(5):224-232.
[2]喻宏波.加工误差驱动的数控插齿机设计方法研究[D].天津:天津大学,2008.
[3]刘建新,杨庆玲.基于MATLAB的齿轮插齿误差补偿研究[J].大庆师范学院学报,2017,37(3):1-6.
[4]梁志鹏,赵春菊,周华维,等.一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法:中国,ZL201810719016.6[P]. 2018-07-03.
[5]天津第一机床总厂.大型液压主驱动切削全闭环数控插齿机:中国,ZL201010559292.4[P]. 2011-05-18.
[6]刘福聪,于冰,胡光曦,等.一种基于等切削面积的插齿加工方法:中国,ZL2012100724521[P]. 2013-10-16.
[7]陈立海,张连洪,于冰,等.大型插齿机变圆周进给高效加工优化算法研究[J].机械设计,2017,34(10):1-6.
[8]李大柱.自由节曲线非圆齿轮CAD/CAM技术研究与系统开发[D].合肥:合肥工业大学,2015.
[9]郭丽丽.智能激光3D投影系统及空间定位精度标定技术研究[D].长春:长春理工大学,2018.
[10]邓君裕.面向机群式制造的柔性视觉检测系统研究与开发[D].广州:广东工业大学,2018.
[11]孙洪涛.标准齿轮双啮仪精密与自动化测量技术的研究[D].大连:大连理工大学,2013.
[12]王贵峰,张杰.求解非光滑约束方程组的列文伯格-马夸尔特算法[J].淮北师范大学学报,2018,39(4):31-36.
[13]刘鹏鑫.基于光学扫描和CMM测量数据的模型重建关键技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.
[14]王相海,刘晓倩,张爱迪,等.曲线拟合确定阈值的非抽取小波贝叶斯图像去噪方法[J].模式识别与人工智能,2016,29(4):322-331.
[15]闫利文,贺其宝.一种基于贝叶斯网络在机测量动态误差分离装置及其方法:中国,ZL201110325306.0[P]. 2011-10-24.
[16]西门子(中国)有限公司. SINUMERIK 840D sl工作准备部分[Z].北京:西门子(中国)有限公司,2009.
[17]赵铭,张卫青,张明德.大型数控插齿机在线测量测头标定方法[J].重庆理工大学学报,2012,26(2):60-63.
[18]张丽鹏.基于机器视觉的齿轮多参数测量技术研究[D].镇江:江苏大学,2017.
[19]唐德威,于红英,徐晓俊,等.数控插齿加工的非圆齿轮极径与极角误差分析[J].哈尔滨工业大学学报,2006,38(9):1465-1468.
[20]黄洛.数控机床加工精度在线测量与误差实时补偿技术研究[D].重庆:重庆大学,2017.
[2]喻宏波.加工误差驱动的数控插齿机设计方法研究[D].天津:天津大学,2008.
[3]刘建新,杨庆玲.基于MATLAB的齿轮插齿误差补偿研究[J].大庆师范学院学报,2017,37(3):1-6.
[4]梁志鹏,赵春菊,周华维,等.一种基于对称度误差在线检测及补偿的人字齿轮插削加工方法:中国,ZL201810719016.6[P]. 2018-07-03.
[5]天津第一机床总厂.大型液压主驱动切削全闭环数控插齿机:中国,ZL201010559292.4[P]. 2011-05-18.
[6]刘福聪,于冰,胡光曦,等.一种基于等切削面积的插齿加工方法:中国,ZL2012100724521[P]. 2013-10-16.
[7]陈立海,张连洪,于冰,等.大型插齿机变圆周进给高效加工优化算法研究[J].机械设计,2017,34(10):1-6.
[8]李大柱.自由节曲线非圆齿轮CAD/CAM技术研究与系统开发[D].合肥:合肥工业大学,2015.
[9]郭丽丽.智能激光3D投影系统及空间定位精度标定技术研究[D].长春:长春理工大学,2018.
[10]邓君裕.面向机群式制造的柔性视觉检测系统研究与开发[D].广州:广东工业大学,2018.
[11]孙洪涛.标准齿轮双啮仪精密与自动化测量技术的研究[D].大连:大连理工大学,2013.
[12]王贵峰,张杰.求解非光滑约束方程组的列文伯格-马夸尔特算法[J].淮北师范大学学报,2018,39(4):31-36.
[13]刘鹏鑫.基于光学扫描和CMM测量数据的模型重建关键技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.
[14]王相海,刘晓倩,张爱迪,等.曲线拟合确定阈值的非抽取小波贝叶斯图像去噪方法[J].模式识别与人工智能,2016,29(4):322-331.
[15]闫利文,贺其宝.一种基于贝叶斯网络在机测量动态误差分离装置及其方法:中国,ZL201110325306.0[P]. 2011-10-24.
[16]西门子(中国)有限公司. SINUMERIK 840D sl工作准备部分[Z].北京:西门子(中国)有限公司,2009.
[17]赵铭,张卫青,张明德.大型数控插齿机在线测量测头标定方法[J].重庆理工大学学报,2012,26(2):60-63.
[18]张丽鹏.基于机器视觉的齿轮多参数测量技术研究[D].镇江:江苏大学,2017.
[19]唐德威,于红英,徐晓俊,等.数控插齿加工的非圆齿轮极径与极角误差分析[J].哈尔滨工业大学学报,2006,38(9):1465-1468.
[20]黄洛.数控机床加工精度在线测量与误差实时补偿技术研究[D].重庆:重庆大学,2017.