[发明专利]一种可自驱动的关节臂式坐标测量机

说明书

本发明涉及涉及关节臂式坐标测量机技术领域，具体是一种可自驱动的关节臂式坐标测量机。本发明相比于传统的关节臂式坐标测量机，在各个关节处加入伺服控制系统和圆光栅测量系统，能够实现高速自动测量。一种可自驱动的关节臂式坐标测量机的主要结构包括：固定基座、测头、测头安装座、三组自驱动旋转关节、三组自驱动摆动关节、以及连接关节的碳纤维管。其中，三组自驱动旋转关节和三组自驱动摆动关节是整个装置的核心，每组自驱动旋转关节包括：旋转基座、伺服传动装置、圆光栅、光栅测头、旋转臂；每组自驱动摆动关节包括：摆动基座、伺服传动装置、圆光栅、光栅测头、摆动臂。

所属技术领域

本发明涉及涉及关节臂式坐标测量机技术领域，具体是一种可自驱动的关节臂式坐标测量机。

背景技术

关节臂式坐标测量机是一种多自由度坐标测量设备，相对于传统的三坐标测量机，测量无死角，测量范围更广，且方便携带。现在多用于CAD数模与实际零件比对检测，曲线曲面测量和扫描，产品逆向设计等领域。然而，现有的关节臂式坐标测量机都是手动牵引测量，虽然可以方便的对复杂工件进行测量，但测量效率较低，无法实现大批量工件的高速自动测量。

发明内容

本发明设计了一种可自驱动的关节臂式坐标测量机，在关节臂式坐标测量机的基础上，保留原有的六个自由度结构，参考工业机器人的结构设计，对关节臂式坐标测量机的关节结构重新设计，并在各个关节处引入伺服控制系统和圆光栅测量系统，使其能够满足高速自动测量的需求。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明是一种可自驱动的关节臂式坐标测量机，相比于传统的关节臂式坐标测量机，在各个关节处加入伺服控制系统和圆光栅测量系统，能够实现高速自动测量。一种可自驱动的关节臂式坐标测量机的主要结构包括：固定基座、测头、测头安装座、三组自驱动旋转关节、三组自驱动摆动关节、以及连接关节的碳纤维管。其中，三组自驱动旋转关节和三组自驱动摆动关节是整个装置的核心，从基座到测头，各个关节的顺序依次为：1号旋转关节、1号摆动关节、2号旋转关节、2号摆动关节、3号旋转关节、3号摆动关节。每组旋转关节包括：旋转基座、伺服传动装置、圆光栅、光栅测头、旋转臂。每组摆动关节包括：摆动基座、伺服传动装置、圆光栅、光栅测头、摆动臂。

在旋转关节中，伺服传动装置通过螺钉安装固定在旋转基座上，输出端与旋转臂内侧凸台通过六个螺钉固定在一起，伺服传动装置可以带动旋转臂低速转动；圆光栅通过六个螺钉安装在旋转臂内侧，跟随旋转臂一起转动；光栅测头安装在旋转基座上，使光栅测头与圆光栅两者的中心面相重合，光栅测头可以记录圆光栅转过的角度，即旋转臂转动的角度。此外，旋转基座与旋转臂之间留有0.5mm间隙。

在摆动关节中，伺服传动装置通过螺钉安装固定在摆动基座上，输出端与摆动臂的内侧凸台通过六个螺钉固定在一起，伺服传动装置可以驱动摆动臂作270°的摆动；圆光栅通过六个螺钉安装在摆动臂内侧，跟随摆动臂一起转动；光栅测头安装在摆动基座上，使光栅测头与圆光栅两者的中心面相重合，光栅测头可以记录圆光栅转过的角度，即摆动臂摆动的角度。此外，摆动基座与摆动臂之间留有0.5mm间隙。

伺服传动装置采用哈默纳科(HarmonicDrive)FHA系列的高转矩，精密伺服传动装置。该系列伺服传动装置将高刚性精密谐波减速器与超扁平AC伺服电机融合成一体，使其具备高转矩、高定位精度、高刚性以及体积小的特点。一种可自驱动的关节臂式坐标测量机，包括三组自驱动旋转关节和三组自驱动摆动关节。其中，1号旋转关节和1号摆动关节采用哈默纳科FHA-17C-100-E250-C型伺服传动装置；2号旋转关节和2号摆动关节采用哈默纳科FHA-11C-100--E200-C mini型伺服传动装置；3号旋转关节和3号摆动关节采用哈默纳科FHA-8C-100-E200-C mini型伺服传动装置。

有益效果：