一种回转运动传动精度的检测方法

摘要

一种回转运动传动精度的检测方法，本发明同时采用圆光栅测量模块以及直准直仪的结构对传动系统的传动精度进行高精度测量，由于圆光栅测量模块能够精确测量出传动系统的传动误差，而自准直仪不能测量出输出端偏心误差所引起的传动误差成分，故本发明不仅能够精确地测量出系统的总传动误差，还能够有效分离出输出端的偏心误差所引起的传动误差，并得到输出端的偏心误差，用以指导回转传动系统的设计制造装配等过程，即为提高回转传动系统的传动精度提供依据。

主权项

一种回转运动传动精度的检测方法，其特征在于，首先圆光栅测量模块（1）的光源发出的光线，经过光路系统变为平行光，投射在圆光栅（1）的动栅和定栅上，此时动栅跟随输出端（100）一起转动，而定栅不动，则透过的光线可形成莫尔条纹，光敏管检测透射过来的光信号，并输出近似正弦电压信号，该信号经过处理系统的放大、整形及微分电路处理后形成脉冲信号，通过计量工作过程中总的脉冲数，换算得到齿轮传动系统的总传动误差（角位移），并在圆光栅（11）测量模块的显示单元上显示出来，之后自准直仪（2）运用自准直法为基本原理，配合多棱镜（21）同时使用，通过光电瞄准对齿轮传动系统输出端（100）上的多棱镜（21）的角位移进行精密测量，旋转主动轴使输出端上的棱镜其中一个镜面与自行光管发出的光线垂直，并将该镜面作为起始面，开始进行对齿轮传动系统的检测，自准直仪（2）的光源发出的光线透过位于物镜焦平面上的十字线，并通过物镜后，成为一束与光轴平行的平行光射向安装在输出端（100）上的多棱镜(21)的镜面上，若多棱镜(21)上与直行光管正对的镜面与光轴垂直，则光线按原路返回，经物镜后仍成像在原十字线象上，与原目标重合，若不垂直，镜面与光轴发生倾斜，则发射回来的十字线象就产生相应一个位移△S，由△S可得出多棱镜（21）的镜面的倾斜量△α，按反射定律和几何光学原理，光线经反射后其偏转的是反射镜的倾斜角度2倍；自准直仪（2）的信号采集系统对反射回来的光线进行采集，并将信号由电路系统处理，其中电路系统主要由振荡器、主放大器、相敏检波器、单片机电路、实验电路等部分组成，主放大器对原始测量信号进行放大滤波，检波电路对包含在测量信号中的角度信号的提取，并送A/D转换，单片机电路完成对测量信号的最终处理和在显示器上显示自准直仪对齿轮传动系统的所检测到系统的传动误差（角位移），以上所述为圆光栅（11）和自准直仪（2）的测量原理，在测量过程中，齿轮传动系统一定存在传动误差，即多棱镜（21）的镜面必定与直行光管的光轴产生倾斜，由于多棱镜（21）是36个反射镜均匀地分布在输出端（100）上，所以输出端（100）每旋转10°，自准直仪（2）检测一次并采集处理数据，因为直行光管和多棱镜（21）的反射镜面之间的距离没有严格要求，且对测量的结果没有什么影响，在输出端（100）存在偏心误差的情况下，输出端每转过10°，输出端（100）偏心误差带来的只是镜面与直行光管的垂直间的距离，而不会使反射镜相对于自准直仪发出的光线产生倾斜，即输出端（100）在无偏心状态和有偏心状态下，旋转10°后镜面与自准直仪发出的光线所形成的夹角相同，反射回去的光线重合，没有相对角度，即自准直仪（2）检测不出输出端（100）的偏心误差所引起的传动误差，而输出端（100）在无偏心状态和有偏心状态对圆光栅测量模块（1）的测量结果是不一样的，即圆光栅测量模块（1）能检测出包含输出端（100）的偏心误差所引起的传动误差成分，故圆光栅测量模块（1）与直准直仪（2）所检测到的传动误差的差值，即为输出端（100）偏心误差所引起的传动误差，数据处理系统完成最后对传动误差的处理，系统的总传动误差由圆光栅测量模块（1）测量出来，因为圆光栅测量模块（1）可以完成对信号的处理并换算得到系统的总传动误差，所以系统的总传动误差可在显示单元上直接显示；因为圆光栅是随输出端一起转动实时监测，而自准直仪测量的是36个点，所以需从圆光栅测量输出端旋转一周的的总传动误差中取出相对应的36个点值与自准直仪（2）测量的传动误差进行比较，并接入数据处理系得到它们的差值，取出差值绝对值的最大值并换算得到输出端（100）的偏心误差，在显示单元上显示。