隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,齒輪的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量等領(lǐng)域都發(fā)生著快速的變化,新的技術(shù)方案不斷出現(xiàn)。由于具有測(cè)量效率高、信息全等原理優(yōu)勢(shì),齒輪整體誤差測(cè)量在新技術(shù)條件下迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇,具有廣闊的應(yīng)用前景。
齒輪整體誤差測(cè)量?jī)x器是齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù) 的載體,是相關(guān)技術(shù)與理論的集中體現(xiàn)。下面從精度、 效率、功能、新技術(shù)應(yīng)用和使用范圍拓展等方面對(duì)齒 輪整體誤差測(cè)量?jī)x器的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。受限于測(cè)量元件的精度和測(cè)量?jī)x器自身的精度, 測(cè)量精度相對(duì)較低是整體誤差式齒輪測(cè)量?jī)x器遜于齒 輪測(cè)量中心的主要不足。提高測(cè)量元件精度的方法前 文已經(jīng)述及。提高儀器精度的措施很多,包括改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高機(jī)械加工和裝配精度、采用高精度的傳感器、采用高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、采用有效的誤差補(bǔ)償算法和數(shù)據(jù)處理算法等。其中借鑒三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差補(bǔ)償研究成果,針對(duì)整體誤差測(cè)量機(jī)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的誤差分離和補(bǔ)償算法是最容易取得成效的研究領(lǐng)域。測(cè)量效率和精度是量?jī)x重要的性能指標(biāo)。目前, 整體誤差式齒輪測(cè)量?jī)x器的效率遠(yuǎn)高于齒輪測(cè)量中心, 但仍有繼續(xù)提高的空間。
隨著機(jī)械動(dòng)力學(xué)的快速發(fā)展 和計(jì)算機(jī)軟、硬件水平的提升,齒輪傳動(dòng)領(lǐng)域的動(dòng)力學(xué)研究已經(jīng)非常廣泛和深入,機(jī)床動(dòng)力學(xué)對(duì)齒輪加工過(guò)程也有很多研究,但測(cè)量領(lǐng)域的動(dòng)力學(xué)研究目前還很不充分,而整體誤差測(cè)量機(jī)動(dòng)力學(xué)研究幾乎是一片空白。為了進(jìn)一步提高整體誤差式齒輪量?jī)x的測(cè)量效率,有必要深入研究整體誤差測(cè)量機(jī)動(dòng)力學(xué),一方面 解決一定機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)下最高許用測(cè)量速度的理論計(jì)算問(wèn)題,另一方面為提高最高許用測(cè)量速度提出機(jī)械、 電氣和控制策略方面的優(yōu)化建議。齒輪整體誤差測(cè)量中 “脫嚙”現(xiàn)象的形成條件、影響因素及規(guī)律,以及抑制措施等也是亟待研究的重點(diǎn)問(wèn)題。此外,引入機(jī)器人上下料和機(jī)器視覺(jué)手段減少測(cè)量輔助時(shí)間也是提 高整體效率的有效措施。目前齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)主要用于批量生產(chǎn)的圓柱齒輪測(cè)量,有用于錐齒輪測(cè)量的儀器但實(shí)際應(yīng)用不多,在面齒輪、擺線(xiàn)齒輪等測(cè)量領(lǐng)域則沒(méi)有產(chǎn)品化的量?jī)x。
隨著我國(guó)機(jī)器人減速器行業(yè)的快速發(fā)展,用于擺線(xiàn)針輪減速器組件的整體誤差測(cè)量?jī)x器也是發(fā)展方向之一。整體誤差式測(cè)量?jī)x器的機(jī)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,僅需要兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主軸即可完成測(cè)量。相比于齒輪測(cè)量中心, 不但對(duì)環(huán)境因素不敏感,而且誤差形式簡(jiǎn)單、誤差項(xiàng)目少,易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)補(bǔ)償。因此,整體誤差式測(cè)量?jī)x器是最適合于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量?jī)x器。對(duì)于難以用常規(guī)方法測(cè)量的特大齒輪和微小齒輪,開(kāi)發(fā)基于整體誤差的在機(jī)測(cè)量裝置也是有可能取得重要進(jìn)展的研究方向。
齒輪整體誤差測(cè)量在基礎(chǔ)理論方面有兩個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的研究領(lǐng)域。一是進(jìn)一步解決基礎(chǔ)理論中的核心關(guān)鍵問(wèn)題,包括在有軸系運(yùn)動(dòng)誤差和測(cè)量元件誤差 條件下的整體誤差理論單元曲線(xiàn)的精確計(jì)算問(wèn)題、進(jìn) 一步提高齒廓評(píng)定區(qū)域自動(dòng)確定算法的精度及其魯棒性問(wèn)題、進(jìn)一步減小和消除整體誤差測(cè)量結(jié)果的差異 問(wèn)題等; 二是繼續(xù)拓展整體誤差測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用范圍, 開(kāi)發(fā)用于圓錐齒輪、面齒輪、擺線(xiàn)齒輪等傳動(dòng)元件的 整體誤差測(cè)量方法、儀器和相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)方法。此外,測(cè)量元件的通用性較差一直是影響整體誤差測(cè)量推廣應(yīng)用的重要因素之一。目前的整體誤差測(cè)量原理要求測(cè)量元件和被測(cè)齒輪的模數(shù)、壓力角和基 圓齒距等要取得基本一致,這就限制了測(cè)量元件的通 用性。能否在現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的支持下,采用特殊的測(cè) 量元件改善整體誤差測(cè)量元件的通用性,也是近期有 可能取得重大突破的研究領(lǐng)域。
齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)作為我國(guó)首創(chuàng)的齒輪整體誤差理論的重要組成部分,曾經(jīng)為我國(guó)齒輪行業(yè)整體 技術(shù)水平的提升發(fā)揮過(guò)重要作用。雖然隨著齒輪測(cè)量 中心的推廣普及,近20年來(lái)齒輪整體誤差測(cè)量技術(shù)的 發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)入了瓶頸期,但我們必須看到該技術(shù)在測(cè)量原理上的先進(jìn)性和在一些細(xì)分市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)。齒輪測(cè)量中心得到大量的應(yīng)用之后,其購(gòu)置成本高、對(duì)環(huán)境要求高、測(cè)量效率低,應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)工藝分析耗費(fèi)工時(shí)且信息量小的不足逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。隨著齒輪整體 誤差測(cè)量基礎(chǔ)理論中關(guān)鍵問(wèn)題的深入研究和逐步解決, 齒輪整體誤差測(cè)量精度較低、柔性較差的不足正在被 克服和彌補(bǔ),齒輪整體誤差測(cè)量的優(yōu)勢(shì)正在突顯出來(lái)。同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)、傳感器、數(shù)控系統(tǒng)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等使能技術(shù)的不斷發(fā)展,齒輪加工和檢測(cè)領(lǐng)域出現(xiàn)了全新的技術(shù)條件。在新技術(shù)條件下,齒輪整體誤差測(cè)量中的一些傳統(tǒng)的難題獲得了全新的解決方案,而其測(cè)量效率高、 信息全面的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)則更加突出。