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随着环面蜗杆的日益广泛应用,环面蜗杆的加工制造精度检测就变得越来越重要。由于环面蜗杆齿形误差复杂,每个齿之间的特征参数都不一样,所以对环面蜗杆加工精度的检测也比较复杂。目前对于环面蜗杆齿形的检测主要依据装配式检测原理(即检测状态和加工状态一致的原理)或者通过观察齿面接触斑点的形式来评判加工结果。还包括一些开发的检测平台功能模块不完整,不能实现整体检测的系统,尤其是上位机界面的设计开发。本论文提出的环面蜗杆加工误差检测系统的研究与设计解决了环面蜗杆误差检测的问题。环面蜗杆加工误差检测系统突破以前的检测理念,把被测蜗杆作为一个纯几何体,置于构建的空间坐标系内进行检测,将检测结果与理论模型对比得出检测误差。在实际检测过程中,被测蜗杆处于主动运动状态,而检测控制系统依据触发信号处于随动状态。本论文依据齿轮啮合原理和环面蜗杆传动特性构建数学模型,搭建空间坐标系。整个检测系统包括机械平台的搭建、硬件电路的设计、下位机和上位机的编译调试。由高精度光栅尺作为反馈元件与步进电机构成全闭环定位控制系统,采用具有浮点运算单元、高主频、丰富外设和ARM Cortex-M4核的STM32F407芯片作为主控制器完成硬件电路和下位机的设计。采用虚拟仪器LABVIEW软件可视化图形界面编程语言完成了上位机友好人机交互界面设计。通过实验验证,环面蜗杆加工误差检测系统的硬件印制电路板通过了调试,各模块实现了相应功能。下位机和上位机软件均编译通过,实现了相互通讯。经过激光干涉仪的标定和控制器进行的误差补偿处理,步进电机实现了高精度重复定位。依据建立的误差检测模型和空间坐标系,获得了被测蜗杆、回转转台和电感测微头的位置信息,经过拟合处理得到了被测环面蜗杆的齿面和螺旋线误差。整个检测样机通过机械传动领域专家的初步验收。