第一章：引言
1.1齿轮加工的重要性
齿轮作为机械传动系统的核心部件，广泛应用于汽车、航空航天、能源装备等领域。其加工质量直接影响设备的运行效率、噪音水平和使用寿命。据统计，齿轮失效的70%以上源于加工过程中的尺寸误差、形位公差超标或表面缺陷(如齿形误差、齿向误差等)。
1.2质量管控的挑战
传统齿轮检测依赖人工卡尺、千分尺等接触式测量工具，存在效率低、精度不足(微米级误差难以捕捉)、易损伤工件等问题。此外，复杂齿形(如斜齿轮、螺旋齿轮)的几何参数检测对传统设备提出更高要求。
1.3轴类光学测量仪的优势
轴类光学测量仪基于光学成像与精密算法，可实现非接触、高精度(纳米级分辨率)、多参数同步测量的特点。其在齿轮加工中的应用，能够显著提升检测效率与一致性，成为智能制造与工业4.0背景下质量控制的关键技术。
第二章：技术原理
2.1核心工作原理
轴类光学测量仪通过激光光源、高精度相机及环形光栅等组件，构建被测轴类工件的二维/三维轮廓图像。结合计算机视觉算法(如边缘检测、亚像素定位)，提取齿距、齿形、径向跳动等关键参数。
技术指标示例：
分辨率：≤1μm
测量精度：±0.5μm
适用转速：0-3000rpm(动态测量)
2.2典型系统架构
光路系统：激光投射与成像模块，用于生成高对比度齿形轮廓。
运动控制模块：驱动工件旋转或平移，实现全齿面扫描。
数据处理单元：基于AI的算法自动识别齿形特征并生成检测报告。
第三章：齿轮加工中的关键检测需求
3.1齿形误差分析
齿形误差(如齿廓总偏差、齿尖圆弧偏差)直接影响齿轮啮合性能。光学测量仪可通过实时捕捉齿形曲线，对比标准齿形模板，量化误差分布。
3.2齿向误差与螺旋角控制
斜齿轮的齿向误差会导致振动与噪声。轴类光学测量仪可测量齿线倾斜角的一致性，确保螺旋角公差在±0.01°以内。
3.3径向跳动与端面跳动
齿轮轴的径向跳动超标会引发传动冲击。通过多点同步测量，光学系统可评估工件在旋转过程中的跳动值。
3.4表面缺陷检测
表面裂纹、划痕等微观缺陷可通过高分辨率成像技术识别，并结合AI算法进行自动分类与定位。
第四章：轴类光学测量仪的应用场景
4.1毛坯阶段：材料缺陷筛查
在齿轮毛坯加工前，利用光学测量仪检测原材料的椭圆度、弯曲度等参数，避免后续加工浪费。
4.2粗加工：快速尺寸验证
通过非接触式测量，实时监控粗加工后的齿槽宽度、齿厚等参数，减少刀具磨损导致的批量废品。
4.3精加工：纳米级精度控制
在热处理或磨削工序后，测量齿面粗糙度(Ra≤0.8μm)与齿形精度，确保齿轮副的啮合接触率≥90%。
4.4成品检测：全尺寸自动化质检
结合机械手与传送带，实现单件齿轮的全参数检测(齿距、模数、压力角等)，检测周期缩短至10秒以内。
