從-100℃到+200℃的溫度,，各種振動、碰撞——來自瑞士薩克瑟恩的Maxon電機工作在zui為嚴苛的條件下：NASA的火星探測器勇氣號和機遇號,，都分別裝備了39個 Maxon電機，它們已經(jīng)在那顆紅色星球上穩(wěn)定可靠地工作了十多年,。作為傳動的關鍵部件,，微型系統(tǒng)中微型行星齒輪的質(zhì)量需要達到zui高標準，那么,，如何保證模數(shù)僅有0.12的微小齒輪質(zhì)量呢,？

Maxon Motor公司的微型電機模塊包括電機、齒輪箱,、傳感器和控制電子元件等,，這些模塊可組合成直徑僅為6mm的微型驅(qū)動單元。在這種6mm的GP6行星微型驅(qū)動器中,，有一個模數(shù)為0.12的注塑齒輪,，齒頂直徑是1.908mm，齒根直徑是1.347mm,，材料為Drlin 100 （題圖）,，要精確測量這個齒輪,，對Maxon Motor來說是一個很大的挑戰(zhàn)。

顯然,，傳統(tǒng)的觸發(fā)式和掃描式探針無法解決這一難題,，因為傳統(tǒng)探針的探針球直徑太大，無法深入到齒根,；而如果使用純光學的方式測量,，光學傳感器無法測量到微型齒輪的齒面。

起初,，Maxon Motor主要采用標準雙面嚙合齒輪滾動檢測,，這是針對直齒輪和行星齒輪的傳統(tǒng)檢測方法，需要主齒輪和測試齒輪以較小的壓力接觸,，然后無間隙嚙合旋轉(zhuǎn)一周,，zui后由軟件分析出圓心距的變化和運動的一致性。然而對于模數(shù)0.12的塑料齒輪來說,，這種檢測方法存在問題,，因為即使是一丁點壓力，都會使微小的塑料輪齒發(fā)生形變,，從而導致錯誤的結果,。

zui終，Maxon Motor的質(zhì)量團隊在惟德公司找到了適合微型齒輪測量的可靠解決方案,。他們選用了惟德公司的高精度復合式三坐標測量機Werth VideoCheck® HA ,。在良好環(huán)境條件下，該機器使用圖像處理傳感器可以達到雙向zui大允許誤差僅為（0.5 + L/900）μm,。另外,，Maxon還選擇了10 倍遠心鏡頭，觸發(fā)式探針TP200,，惟德光學變焦鏡頭Werth Zoom,，以及惟德專li的光纖探針WFP和 WinWerth® 齒輪測量軟件包。

惟德光纖探針Werth Fiber Probe

WFP 由一根玻璃光纖和其頂端直徑為20μm 的探針球組成,。與傳統(tǒng)的接觸式測量方法相比,，光纖探針的作用基礎是“接觸—光學”測量。其探針桿不是用來向探針頭傳輸機械信號,，而僅用于定位探針球,。探針球的位置由圖像處理器通過遠心鏡頭以光學的方式捕捉到，因此,，WFP能夠以超高精度（接觸偏差≤ 0.3 μm）測量幾何微型特征,。與傳統(tǒng)的探針一樣，軟件通過探針球半徑來計算相應的測量點,。因為探針桿非常細,，接觸力< 1 μN, 幾乎可以忽略不計,，所以，即使是zui敏感的塑料齒輪也不會接觸變形,。

圖：2D光纖探針掃描齒輪（光纖探針球直徑133µm）

針對模具修正的輪廓比對功能

另外一個優(yōu)勢是,，不需要復雜的夾具，所以零件所受外力幾乎為零,。測量時,，只需要將小齒輪用一片膠帶固定在測量臺的基座上，然后使用光學傳感器捕捉輪齒的外形輪廓,。WinWerth®測量軟件包用二維數(shù)據(jù)計算出光纖探針在掃描時要經(jīng)過的路徑,，使掃描更快。由于齒輪的高度約為1mm,，所以在掃描輪齒外形輪廓時,，測量工程師將光纖探針的深度設置為接觸齒輪的*區(qū)域-0.5mm。這個區(qū)域是任何別的方法無法到達的,。zui后,，通過使用同種方法測量軸座直徑，也可測量這些齒輪的徑向跳動,。

掃描精度高于1μm,，可以得出高點密度的輪廓，實際輪廓在3D-CAD對照中可以形象化,，以顏色編碼偏差的方式顯示出來,。這個分析對模具車間很有意義，因為能夠在發(fā)生偏差的時候,，精準地在偏差位置修正模具,。

圖：通過WFP 2D掃描的輪廓和CAD模型的顏色偏差比對

功能強大、簡單易用的軟件

的齒輪測量程序*集成在WinWerth®軟件包中,。在輸入測量數(shù)據(jù)后,，測量順序、測量路徑等會全自動生成并執(zhí)行,。軟件會計算典型的輪齒輪廓偏差，例如漸開線和齒面偏差,、單個和累積傾斜,、表面斷層掃描、輪齒厚度偏差和徑向跳動等,，每個樣品的測量時間大約是十分鐘,。

zui終，由于*檢測和過程評估的雙雙改進,，模具車間的修正周期得以縮短,，同時針對系列產(chǎn)品的檢測花費也大幅削減,。Maxon Motor研發(fā)主管Roland Rossacher 對此十分滿意：“我們有幾千個這種齒輪在投用，而惟德測量對此功不可沒“ ,。

如您有小模數(shù)及微小模數(shù)齒輪測量難題,，歡迎咨詢丹青公司，我們將為您提供一套完整的測量解決方案,。