[发明专利]一种坐标测量机中空式横梁及滑架和Z轴的布置型式

说明书

技术领域

本发明涉及几何量测量中的坐标测量技术及设备领域，具体为一种坐标测量机中空式横梁及滑架和Z轴的布置型式。

背景技术

坐标测量机（Coordinate Measuring Machine，简称CMM）是最有代表性的一种通用数字化几何量测量仪器。在使用坐标测量机时，通过移动坐标测量机的活动部件将测头移动至所需位置，采集被测工件表面被测点的坐标值。通过软件处理分析采集的被测点坐标值，实现被测工件的误差分析或模型重建。

坐标测量机通常指正交坐标测量机，这种坐标测量机利用三个相互垂直的导轨，实现三个互相垂直的平移运动，可以将测头系统移动至测量空间中的任意位置，利用三个轴的位移测量系统获取被测点的三维空间坐标(x、y、z)。

坐标测量机在航空航天、汽车、模具等现代制造业中应用广泛，是现代精度保障中的一种主要技术手段。随着制造精度的提高，对坐标测量机的测量精度提出了越来越高的要求。

提高坐标测量机测量精度的手段主要有：改进结构设计、提高制造精度、采用软件进行误差补偿。由于需要实现三个互相垂直的平移运动，坐标测量机的总体结构形式是有限的，结构设计的改进主要指关键零部件结构设计改进。

横梁是影响坐标测量机精度的一个重要零件。活动桥式、固定桥式、龙门式、L型桥式等结构形式的坐标测量机都有一个横梁，横梁上加工有导轨，使安装在横梁上的滑架及Z轴可以沿横梁移动。现有技术存在的不足之处在于：

目前，主要有矩形截面横梁和三角形截面横梁，由于受横梁结构形式的限制，Z轴都是布置在横梁的一侧，因而导致滑架及Z轴对横梁的作用力会产生一个绕横梁的扭矩，而且导致滑架及Z轴的重心与沿横梁方向的驱动力作用线的间距较大，影响坐标测量机的动、静态精度。

发明内容

本发明的目的是通过改进横梁的结构设计，提供一种坐标测量机用中空式横梁，消除滑架及Z轴对横梁的作用力产生的绕横梁的扭矩，并降低滑架及Z轴的重心与沿横梁方向的驱动力作用线的间距，以提高坐标测量机的测量精度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种坐标测量机中空式横梁及滑架和Z轴的布置型式，其特点在于：所述的中空式横梁的形状是在横梁上设有一沿Z轴方向的通槽；滑架设置在中空式横梁上，滑架与中空式横梁为动配合；滑架上还设有一个安装Z轴的通孔，Z轴穿过中空式横梁的通槽，Z轴与滑架为动配合；Z轴既可以随着滑架在中空式横梁上的移动而移动，也可以相对于滑架上下移动。

本发明的特点还在于：

所述的滑架、Z轴和中空式横梁设置在测量机的X-Y-Z坐标系中，且滑架、Z轴和中空式横梁三者在X-Y平面上的三个重心垂线是在同一条直线上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

在测量机的X-Y-Z坐标系中，因为滑架、Z轴和中空式横梁三者在X-Y平面上的三个重心垂线是在同一条直线上，所以滑架及Z轴在横梁上的作用力理论上不产生绕横梁方向的力矩，横梁只有弯曲变形，没有扭转变形，减少了坐标测量机的静态测量误差；滑架及Z轴的重心更接近沿横梁方向的驱动力作用线，有利于减少坐标测量机的动态测量误差。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明在活动桥式坐标测量机上应用的示意图；

图3是本发明在固定桥式坐标测量机上应用的示意图；

图4是本发明在L型桥式坐标测量机上应用的示意图；

图5是本发明在龙门式坐标测量机上应用的示意图。

图中标号：1、中空式横梁，2、Z轴，3、滑架。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。

参见附图1，图1是本发明结构示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成及设计示意图。

本发明的一种坐标测量机中空式横梁及滑架和Z轴的布置型式，其特点在于：所述的中空式横梁1的形状是在横梁上设有一沿Z轴2方向的通槽；滑架3设置在中空式横梁1上，滑架3与中空式横梁1为动配合；滑架3上还设有一个安装Z轴2的通孔，Z轴2穿过中空式横梁1的通槽，Z轴2与滑架3为动配合；Z轴2既可以随着滑架3在中空式横梁1上的移动而移动，也可以相对于滑架3上下移动。

本发明的特点还在于：

所述的滑架3、Z轴2和中空式横梁1设置在测量机的X-Y-Z坐标系中，且滑架3、Z轴2和中空式横梁1三者在X-Y平面上的三个重心垂线是在同一条直线上。