超高精度自動化多齒分度臺的製作方法

2023-10-18 06:00:24

專利名稱：超高精度自動化多齒分度臺的製作方法
技術領域：
超高精度自動化多齒分度臺技術領域[0001]本實用新型屬於幾何量測試計量技術與儀器技術領域，具體涉及一種超高精度自動化多齒分度臺。
背景技術：
[0002]多齒分度臺由一對直徑、齒數、齒形等參數完全相同的平面向心端齒盤和升降鎖緊機構組成。兩齒盤相互嚙合後，由於多齒嚙合的平均效應，可以提高分度準確度。多齒分度臺是計量測試和精加工常用的定角圓分度設備，多齒分度技術已擴展應用於多種專用測試設備。[0003]多齒分度臺的第一份專利由美國A -A -GaGe公司於1960年獲得，到1984年前後， 國內外多齒分度臺的分度誤差都已達到極限誤差±0. I"。之後，準確度的提高停滯不前，至今，國內、外多齒分度臺的最高水平仍為分度極限誤差±0. 1"，這是由於要進一步提高分度準確度，靠機械工藝方法是很難實現的。[0004]多齒分度臺工作過程中，要實現「脫齧」、「轉位」、「嚙合」和「加嚙合力」等四個基本動作，完成方法有「手動式」和「自動式」 二種，手動式轉位的「到位」是靠目視，刻度對正完成的稍有不慎，會造成「打齒」，損壞多齒分度臺，而自動工作方式可準確轉動到位，並採取安全保護措施。而對於某些特殊需求，如慣性器件測試轉臺，採用齒盤副作為分度元件時， 為保證慣性器件測試的正常進行，必需採用自動化工作方式。又如採用慣性技術自尋北的火箭或慣性導航車，當採用「多位置法」提高尋北準確度時，多齒分度臺是準確的轉位設備， 但必須採用自動化工作方式。同時，為了防止氣流引起檢測設備光電自準直儀跳字，需加有機玻璃罩，因此多齒分度臺必須為自動工作方式，自動工作方式還可以避免操作者體溫由於手動而傳至多齒分度臺，破壞多齒分度臺的溫度平衡，從而引起測量誤差。發明內容[0005]本實用新型的目的在於提供一種超高精度自動化的多齒分度臺，可以提高分度準確度，使零起分度誤差的極限誤差由±0. I"減小至±0.03"。[0006]本實用新型的技術方案如下一種超高精度自動化多齒分度臺，該分度臺包括動齒盤、定齒盤、殼體基座以及步進電機，其中，殼體基座下端與步進電機固定連接，殼體基座上端與定齒盤固定連接；在殼體基座內部設有同軸的升降筒，在升降筒的底端固定有26位光電編碼器，且固定在26位光電編碼器下端軸心的絲槓安裝在步進電機的軸心處，使步進電機轉動時，絲槓帶動升降筒作升降運動；26位光電編碼器的上端通過彈性聯軸器與固定在升降筒上端的力矩電機連接，且力矩電機通過萬向聯軸節與齒盤心軸連接，齒盤心軸穿過定齒盤與定齒盤上方的動齒盤固定連接。[0007]所述的升降筒上設有兩個相互平行的上磁鐵和下磁鐵，並在殼體基座對應位置附近設有兩個相互平行的上霍爾開關和下霍爾開關，當使動齒盤與定齒盤完全嚙合時，下磁鐵與下霍爾開關觸發，當動齒盤與定齒盤完全脫齧時，上磁鐵與上霍爾開關觸發。2/3頁[0008]所述的定齒盤下方的齒盤心軸上固定有配重塊，且在配重塊的下端面與升降筒的上端面之間安裝有止推軸承。[0009]所述的升降筒的外圓側壁上沿圓周均勻安裝有若干個直線導軌，並使直線導軌的滑塊與殼體基座固定，使升降筒可沿直線導軌在殼體基座上能上下移動。[0010]所述的升降筒的外圓側壁上沿圓周均勻安裝有3個直線導軌，並使直線導軌的滑塊與殼體基座固定，使升降筒可沿直線導軌在殼體基座上能上下移動。[0011]所述的殼體基座為側壁開有若干開口的圓柱筒結構。[0012]本實用新型的顯著效果在於本實用新型所述的一種超高精度多齒分度臺，測角重複性標準偏差達O. 004〃-0. 002"，補償後零起分度極限差達±0. 03"，可實現超高精度測量。


[0013]圖I為本實用新型所述的一種超高精度自動化多齒分度臺結構示意圖；[0014]圖中1、動齒盤；2、定齒盤；3、齒盤心軸；4、萬向聯軸節；5、止推軸承；6、殼體基座；7、力矩電機；8、直線導軌；9、彈性聯軸器；10、升降筒；11、絲槓；12、步進電機；13、26位光電編碼器；14、下磁鐵；15、下霍爾開關；16、上磁鐵；17、上霍爾開關；18、配重塊。
具體實施方式
[0015]
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。[0016]如圖I所示，一種超高精度自動化多齒分度臺，包括動齒盤I、定齒盤2、殼體基座6 以及步進電機12，其中，側壁開有若干開口的圓柱筒狀的殼體基座6下端與步進電機12固定連接，在殼體基座6內部設有與殼體基座6同軸的升降筒10，且升降筒10的外圓側壁上沿圓周均勻安裝有若干個，例如三個豎直方向的直線導軌8，並使直線導軌8的滑塊與殼體基座6固定，使升降筒10可沿直線導軌8在殼體基座6能上下移動；步進電機12的心軸處安裝有絲槓11，並可帶動絲槓11作升降運動，絲槓11上端與固定在升降筒10內部底端的 26位光電編碼器13固定連接，26位光電編碼器13的上端通過彈性聯軸器9與固定在升降筒10上端的力矩電機7的心軸連接，力矩電機7的心軸通過萬向聯軸節4與齒盤心軸3連接，齒盤心軸3穿過固定在殼體基座6上端的定齒盤2，與位於定齒盤2上方的動齒盤I固定連接，其中，在定齒盤2下方的齒盤心軸3上固定有配重塊18，且在配重塊18的下端面與升降筒10的上端面之間安裝有止推軸承5 ;在升降筒10上下兩位置平行安裝有上磁鐵16 和下磁鐵14，並在殼體基座6對應位置附近平行安裝有上霍爾開關17與下霍爾開關15，使動齒盤I與定齒盤2完全嚙合時，下磁鐵14與下霍爾開關15觸發，當動齒盤I與定齒盤2 完全脫齧時，上磁鐵16與上霍爾開關15觸發。[0017]本實用新型所述的一種超高精度自動化多齒分度臺的具體工作工程為步進電機 12正向轉動時，通過絲槓11帶動升降筒10作升起運動，當升降筒10上升使上磁鐵16與上霍爾開關17觸發時，使動齒盤I與定齒盤2完全脫開，升起運動停止；當步進電機12反向轉動時，通過絲槓11帶動升降筒10作降落運動，當升降筒10降至下磁鐵14與下霍爾開關 15觸發時，動齒盤I與定齒盤2完全嚙合，步進電機12運動停止並斷電；工控機通過RS232 接口向直流力矩電機7發送動齒盤I位置控制參數，26位光電編碼器13實時反饋動齒盤I的角位置信息，並帶動力矩電機7旋轉至指定位置，保證動齒盤I與定齒盤2嚙合時齒頂與齒槽精確對齊；固定安裝在齒盤心軸3上的配重塊18下端面是精密研磨麵，當升級筒10 下降，動齒盤I與定齒盤2嚙合時，配重塊18的下端面與止推軸承5的鋼球脫開，配重塊18 的重量即為動齒盤I所加的嚙合力。
權利要求1.一種超高精度自動化多齒分度臺，其特徵在於該分度臺包括動齒盤(I)、定齒盤 (2)、殼體基座(6)以及步進電機(12)，其中，殼體基座(6)下端與步進電機(12)固定連接， 殼體基座(6)上端與定齒盤(2)固定連接；在殼體基座(6)內部設有同軸的升降筒(10)，在升降筒(10)的底端固定有26位光電編碼器(13)，且固定在26位光電編碼器(13)下端軸心的絲槓(11)安裝在步進電機(12)的軸心處，使步進電機(12)轉動時，絲槓(11)帶動升降筒(10)作升降運動；26位光電編碼器(13)的上端通過彈性聯軸器(9)與固定在升降筒 (10)上端的力矩電機(7)連接，且力矩電機(7)通過萬向聯軸節(4)與齒盤心軸(3)連接， 齒盤心軸(3)穿過定齒盤(2)與定齒盤(2)上方的動齒盤(I)固定連接。
2.根據權利要求I所述的一種超高精度自動化多齒分度臺，其特徵在於所述的升降筒(10)上設有兩個相互平行的上磁鐵(16)和下磁鐵(14)，並在殼體基座(6)對應位置附近設有兩個相互平行的上霍爾開關(17)和下霍爾開關(15)，當使動齒盤(I)與定齒盤(2)完全嚙合時，下磁鐵(14)與下霍爾開關(15)觸發，當動齒盤(I)與定齒盤(2)完全脫齧時，上磁鐵(16)與上霍爾開關(15)觸發。
3.根據權利要求I所述的一種超高精度自動化多齒分度臺，其特徵在於所述的定齒盤(2)下方的齒盤心軸(3)上固定有配重塊(18)，且在配重塊(18)的下端面與升降筒(10) 的上端面之間安裝有止推軸承(5 )。
4.根據權利要求I所述的一種超高精度自動化多齒分度臺，其特徵在於所述的升降筒(10)的外圓側壁上沿圓周均勻安裝有若干個直線導軌(8)，並使直線導軌(8)的滑塊與殼體基座(6)固定，使升降筒(10)可沿直線導軌(8)在殼體基座(6)上能上下移動。
5.根據權利要求4所述的一種超高精度自動化多齒分度臺，其特徵在於所述的升降筒(10)的外圓側壁上沿圓周均勻安裝有3個直線導軌(8)，並使直線導軌(8)的滑塊與殼體基座(6 )固定，使升降筒(10 )可沿直線導軌(8 )在殼體基座(6 )能上下移動。
6.根據權利要求Γ5所述的任意一種超高精度自動化多齒分度臺，其特徵在於所述的殼體基座(6)為側壁開有若干開口的圓柱筒結構。
專利摘要本實用新型涉及幾何量測試計量技術與儀器技術領域，具體公開了一種超高精度自動化多齒分度臺。該分度臺中殼體基座下端與步進電機固定連接，殼體基座上端與定齒盤固定連接；在殼體基座內部設有同軸的升降筒，在升降筒的底端固定有26位光電編碼器，且固定在26位光電編碼器下端軸心的絲槓安裝在步進電機的軸心處，使步進電機升降時，帶動升降筒作升降運動；26為光電編碼器的上端通過彈性聯軸器與固定在升降筒上端的力矩電機連接，且力矩電機通過萬向聯軸節與齒盤心軸連接，齒盤心軸穿過定齒盤與定齒盤上方的動齒盤固定連接。該分度臺，測角重複性標準偏差達0.004"-0.002"，補償後零起分度極限差達±0.03"，可實現超高精度測量。
文檔編號G01B11/26GK202814361SQ20122048625
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者李永剛, 尚秋芳, 王震, 張忠武, 孫方金 申請人:北京航天計量測試技術研究所, 中國運載火箭技術研究院