一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统及方法技术方案

一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统及方法，包含机架、柔轮位置调节机构、第一传感器位置调节机构、第二传感器位置调节机构、转盘、激光传感器A、激光传感器B、激光传感器C、动力机构、传感器旋转器和支架；柔轮设置在柔轮位置调节机构的可动载物台上并被柔性固定，激光传感器和激光传感器分别设置在位于柔轮上方的第一传感器位置调节机构的可活动平台一上和侧方的第二传感器位置调节机构的可活动平台二上，第一传感器位置调节机构和第二传感器位置调节机构分别设置在机架上，动力机构安装在支架上。本发明专利技术可实现对不同型号的谐波减速器柔轮齿形和输出端面平面度的检测，来避免传统接触式测量的误差。

【技术实现步骤摘要】
一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统及方法
本专利技术涉及一种谐波减速器的设计及制造领域，具体涉及一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统及方法。
技术介绍
谐波齿轮传动是20世纪50年代后期出现的一种新型传动，相比于传统齿轮传动，其利用机械波控制柔性齿轮的弹性变形来实现运动和力的传递。谐波减速器就是基于这一理论研发而成，其主要被广泛应用于航空航天技术、工业机器人以及服务型机器人等领域。柔轮作为谐波减速器的核心零部件，其输出端面与齿形加工精度对谐波减速器的性能影响巨大。但由于柔轮容易发生变形，从而导致其检测相对于传统齿轮更难。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术，提供一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统及方法，以实现对不同型号的谐波减速器柔轮齿形和输出端面平面度的快速、精密测量与检测，来避免传统接触式测量与柔轮装夹方式带来的测量误差。一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，包含机架、柔轮位置调节机构、第一传感器位置调节机构、第二传感器位置调节机构、转盘、激光传感器、激光传感器、激光传感器、动力机构、传感器旋转器和支架；柔轮设置在柔轮位置调节机构的可动载物台上并被柔性固定，传感器旋转器的输出端上设置有位于柔轮中心孔内的激光传感器，柔轮位置调节机构与传感器旋转器固定于转盘上，用于柔轮定心，激光传感器和激光传感器分别设置在位于柔轮上方的第一传感器位置调节机构的可活动平台一上和侧方的第二传感器位置调节机构的可活动平台二上，分别用于检测柔轮输出端面平面度和柔轮齿形，第一传感器位置调节机构和第二传感器位置调节机构分别设置在机架上，动力机构安装在支架上，用于驱动可转动地设置于支架的转盘。一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度的检测方法，包括以下步骤：1)将谐波减速器的柔轮输出端面朝上放在柔轮位置调节机构的载物台上，将柔轮完全固定；2)柔轮定心，其具体步骤如下：2.1)传感器旋转器将布置在其上的激光传感器旋转360度，获得柔轮轮身内圆各点位置信息，并将其反馈给控制台上的计算机，计算机读取到的柔轮轮身内圆各点的实际位置信息与预设参照位置信息进行比对，并根据预设的偏差进行调整；2.2)重复步骤2.1)直至激光传感器测得的实际位置信息与参照位置信息重合，即停止调整，完成柔轮的定心；3)通过位于柔轮上方与侧面的第一传感器位置调节机构和第二传感器位置调节机构与动力机构相互配合完成对柔轮输出端面平面度和齿形信息的侧量，其具体步骤如下：3.1)利用第一传感器位置调节机构和第二传感器位置调节机构，分别对激光传感器和激光传感器调整到合适位置，准备测量；3.2)通过动力机构带动转盘旋转，使得与转盘固连的柔轮位置调节机构同时旋转，从而使得位于柔轮位置调节机构的载物台上的柔轮以转盘中轴线为中心进行旋转，利用调整好的激光传感器和激光传感器实现对输出端面平面度和齿形信息的完整检测。本专利技术相比现有技术的有益效果是：本专利技术基于激光传感器及位置调节机构实现了不同尺寸的谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度的测量与检测，有效解决了传统接触式测量检测方法在对复杂曲面进行测量时，存在的路径规划困难、测量效率低下、划伤测量对象、部分曲面点测不到和因接触测头磨损造成测量结果的重复精度降低等问题，并且本检测系统在检测时，通过对柔轮的固定，避免了其在柔轮齿形与输出端面平面度检测和测量过程中，因采用刚性固定而导致柔轮发生形变，最终使得测量结果不准确的情况。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步地说明：附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的主视图；图3为本专利技术的俯视图；图4为图2的侧视图；图5为图1的K处局部放大图。具体实施方式参见图1所示，本实施方式的一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，包含机架1、柔轮位置调节机构2、第一传感器位置调节机构51、第二传感器位置调节机构52、转盘7、激光传感器A8、激光传感器B9、激光传感器C13、动力机构14、传感器旋转器16和支架18；柔轮4设置在柔轮位置调节机构2的可动载物台3上并被柔性固定，传感器旋转器16的输出端上设置有位于柔轮4中心孔内的激光传感器C13，柔轮位置调节机构2与传感器旋转器16固定于转盘7上，用于柔轮4定心，激光传感器A8和激光传感器B9分别设置在位于柔轮4上方的第一传感器位置调节机构51的可活动平台一511上和侧方的第二传感器位置调节机构52的可活动平台二521上，分别用于检测柔轮4输出端面平面度和柔轮4齿形，第一传感器位置调节机构51和第二传感器位置调节机构52分别设置在机架1上，动力机构14安装在支架18上，用于驱动可转动地设置于支架18的转盘7。上述实施方案中，位于柔轮4上方与侧方的激光传感器A8和激光传感器B9相对于柔轮4的输出端面与齿廓位置可调节，与转盘7同心的激光传感器C13相对于柔轮4可旋转，柔轮4被柔性固定，避免柔轮4发生形变，可提高测量的准确性。利用柔轮位置调节机构2和传感器旋转器16实现柔轮4定心，便于下一步准确测量；利用第一传感器位置调节机构51和第二传感器位置调节机构52实现利用激光传感器对柔轮4的输出端面的平面度和齿形信息的测量。另外，利用上述检测系统对谐波减速器的柔轮进行测量后，借助控制台17上的计算机6对数据进行处理，并对柔轮位置调节机构进行控制。可选地，所述传感器旋转器16为电机。优选地，电机为私服电机。进一步地，所述柔轮位置调节机构2包含支撑架2-1、第一平动驱动机构2-2和第二平动驱动机构2-3；第二平动驱动机构2-3设置在支撑架2-1上，第一平动驱动机构2-2设置在第二平动驱动机构2-3上，载物台3由第一平动驱动机构2-2和第二平动驱动机构2-3驱动以实现平面内横向和纵向移动。上述给出的柔轮位置调节机构2为可实现载物台3二个自由度的平动，如图1和图3所示，第一平动驱动机构2-2实现带动载物台3沿X向的平动，第二平动驱动机构2-3实现载物台3及第一平动驱动机构2-2整体沿Y向的平动，配合传感器旋转器16实现柔轮4的定心，以提高后续测量的准确性和可靠性。可选地，如图2-图4所示，平动驱动机构采取丝杠副结构实现精确的轨迹运动，具体来说，第一平动驱动机构2-1包含第一电机2-11、第一丝杠2-12、第一螺母2-13和第一导轨2-14，第二平动驱动机构2-2包含第二电机2-21、第二丝杠2-22、第二螺母2-23和第二导轨组件；支撑架2-1安装在转盘7上，支撑架2-1上并列间隔布置有第二丝杠2-22和第二导轨组件，第二电机2-21安装在支撑架2-1上，第二电机2-21输出端连接第二丝杠2-22，第二丝杠2-22可转动地设置在支撑架2-1上，第一导轨2-14和第一丝杠2-12并列间隔布置，第一导轨2-14与第二导轨组件的第二导轨2-24垂直设置，第二丝杠2-22与第一丝杠2-12垂直，载物台3布置在第二导轨2-24和第二丝杠2-22之间，载物台3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，其特征在于：包含机架(1)、柔轮位置调节机构(2)、第一传感器位置调节机构(51)、第二传感器位置调节机构(52)、转盘(7)、激光传感器A(8)、激光传感器B(9)、激光传感器(C13)、动力机构(14)、传感器旋转器(16)和支架(18)；柔轮(4)设置在柔轮位置调节机构(2)的可动载物台(3)上并被柔性固定，传感器旋转器(16)的输出端上设置有位于柔轮(4)中心孔内的激光传感器C(13)，柔轮位置调节机构(2)与传感器旋转器(16)固定于转盘(7)上，用于柔轮(4)定心，激光传感器A(8)和激光传感器B(9)分别设置在位于柔轮(4)上方的第一传感器位置调节机构(51)的可活动平台一(511)上和侧方的第二传感器位置调节机构(52)的可活动平台二(521)上，分别用于检测柔轮(4)输出端面平面度和柔轮(4)齿形，第一传感器位置调节机构(51)和第二传感器位置调节机构(52)分别设置在机架(1)上，动力机构(14)安装在支架(18)上，用于驱动可转动地设置于支架(18)的转盘(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，其特征在于：包含机架(1)、柔轮位置调节机构(2)、第一传感器位置调节机构(51)、第二传感器位置调节机构(52)、转盘(7)、激光传感器A(8)、激光传感器B(9)、激光传感器(C13)、动力机构(14)、传感器旋转器(16)和支架(18)；柔轮(4)设置在柔轮位置调节机构(2)的可动载物台(3)上并被柔性固定，传感器旋转器(16)的输出端上设置有位于柔轮(4)中心孔内的激光传感器C(13)，柔轮位置调节机构(2)与传感器旋转器(16)固定于转盘(7)上，用于柔轮(4)定心，激光传感器A(8)和激光传感器B(9)分别设置在位于柔轮(4)上方的第一传感器位置调节机构(51)的可活动平台一(511)上和侧方的第二传感器位置调节机构(52)的可活动平台二(521)上，分别用于检测柔轮(4)输出端面平面度和柔轮(4)齿形，第一传感器位置调节机构(51)和第二传感器位置调节机构(52)分别设置在机架(1)上，动力机构(14)安装在支架(18)上，用于驱动可转动地设置于支架(18)的转盘(7)。


2.根据权利要求1所述一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，其特征在于：所述传感器旋转器(16)为电机。


3.根据权利要求1所述一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，其特征在于：所述柔轮位置调节机构(2)包含支撑架(2-1)、第一平动驱动机构(2-2)和第二平动驱动机构(2-3)；第二平动驱动机构(2-3)设置在支撑架(2-1)上，第一平动驱动机构(2-2)设置在第二平动驱动机构(2-3)上，载物台(3)由第一平动驱动机构(2-2)和第二平动驱动机构(2-3)驱动以实现平面内横向和纵向移动。


4.根据权利要求3所述一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，其特征在于：所述第一平动驱动机构(2-1)包含第一电机(2-11)、第一丝杠(2-12)、第一螺母(2-13)和第一导轨(2-14)，所述第二平动驱动机构(2-2)包含第二电机(2-21)、第二丝杠(2-22)、第二螺母(2-23)和第二导轨组件；
支撑架(2-1)安装在转盘(7)上，支撑架(2-1)上并列间隔布置有第二丝杠(2-22)和第二导轨组件，第二电机(2-21)安装在支撑架(2-1)上，第二电机(2-21)输出端连接第二丝杠(2-22)，第二丝杠(2-22)可转动地设置在支撑架(2-1)上，第一导轨(2-14)和第一丝杠(2-12)并列间隔布置，第一导轨(2-14)与第二导轨组件的第二导轨(2-24)垂直设置，第二丝杠(2-22)与第一丝杠(2-12)垂直，载物台(3)布置在第二导轨(2-24)和第二丝杠(2-22)之间，载物台(3)安装于旋拧在第一丝杠(2-12)上的第一螺母(2-13)上，并滑动设置于第一导轨(2-14)上，第一丝杠(2-12)可转动地设置在第二滑块(2-25)上，并与第一电机(2-11)的输出端连接，第一导轨(2-14)分别与第二滑块(2-25)及第二螺母(2-23)连接，第一电机(2-11)安装在第二螺母(2-23)上。


5.根据权利要求3所述一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，其特征在于：位于柔轮(4)上方的第一传感器位置调节机构(51)实现激光传感器A(8)在水平面平动，位于柔轮侧方的第二传感器位置调节机构(52)实现激光传感器B(9)在平面内平动和升降。


6.根据权利要求5所述一种谐波减速器柔轮齿形与输出端面平面度检测系统，其特征在于：所述第一传感器位置调节机构(51)包含第三电机(51-1)、第三丝杠(51-2)、第三螺母(51-3)、第三导轨(51-4)、第四电机(51-5)、第四丝杠(51-6)、第四螺母(51-7)和第四滑块(51-8)；
第四螺母(51-7)和第四滑块(51-8)并列设置并可滑动地设置在机架(1)上，第三丝杠(51-2)和第三导轨(51-4)并列设置在第四螺母(51-7)和第四滑块(51-8)之间，第四电机(51-5)安装在机架(1)上，输出端连接第四丝杠(51-6)，第四丝杠(51-6)与第三丝杠(51-2)垂直设置，并可转动地设置在机架(1)上，第四螺母(51-7)旋拧在第四丝杠(51-6)上，第三导轨(51-4)固定在第四滑块(51-...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，娄军强，李国平，罗利敏，崔玉国，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33