[01347922]复杂内齿轮参数激光检测技术研究

本项目涉及激光检测、精密机械、无线通讯、自动控制和数据处理等交叉学科高新技术。 复杂内齿轮的端跳、齿根圆圆度等参数的设计和制造精度直接影响传动的平顺性和可靠性。复杂齿轮参数非接触检测是保证其制造精度的关键技术,在航空航天、汽车、机器人等行业具有广阔应用前景。 本项目针对复杂内齿轮参数检测问题, 建立了圆柱坐标测量系统,由精密机构、表面性质不敏感激光测头、同步电控系统,无线通讯系统,数据处理系统和标准环规组成。测量过程中,齿轮固定,激光高采样密度扫描齿轮,获得齿轮精细结构的云数据,重构该数据获得齿轮数模,提取数模特征求取齿轮参数。采用免齿轮表面性质激光位移测量技术,误差耦合标校技术,径向位移和角位移同步采样技术,齿形云数据分割技术,齿形云数据配准技术等,实现了复杂内齿轮的端跳、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿顶圆圆度、齿根圆圆度、全齿高等参数的自动检测,达到的主要技术指标： 1)被测内齿轮直径范围：120～200mm; 2)内齿轮直径测量精度：0.02mm; 3)测量效率：1.5min/件; 4)最高采样率：3000p/s。 另外,本项目开展的免表面性质激光位移检测的研究,提出了瞄准+补偿的概念,在瞄准算法、补偿控制、光学系统建模仿真三个层次上,初步形成了表面性质不敏感激光位移检测系列理论框架,预计将在免表面性质激光测头的设计、研发、应用中形成多层次的技术增长点。 本项目研发的复杂内齿轮参数检测技术具有完全自主知识产权,核心技术已取得和申报了多项专利。本技术发明成果已成功应用于白城正隆齿轮有限公司的齿轮生产线,采用的激光扫描技术,快速检测齿轮的质量缺陷,最大限度地降低了因制造缺陷不能及时发现而造成的后续工艺生产成本的巨大浪费;同时也成功用于长春裕普机械设备有限公司,解决了多类型,多直径,高精度飞轮齿圈参数检测的重大技术难题,累计节能减支近400万元,有望成为复杂零部件检测设备新的增长点。经鉴定该技术达到国际先进水平,优于国外同类技术。 本项目解决了目前复杂内齿轮计量检测的技术难题,提高内齿轮制造水平,填补国内复杂内齿轮检测的空白,显著地增加齿轮生产厂家的经济效益,产生较大的社会效益。该设备能够成为齿轮生产企业质量监测的关键设备,对齿轮企业具有重大的实用意义。