[发明专利]一种复合式坐标测量仪

说明书

本发明提供了一种复合式坐标测量仪，属于高精测量领域，测量仪包括带地脚的花岗石底座、龙门侧立柱、Y轴移动台组件、X轴移动台组件、Z轴移动台组件、复合式测头组件、误差补偿单元、气控系统和控制台，本发明的复合式测量仪具备三种不同测量头，通过设置温度补偿、气压异常应对、速度及加速度异常控制提高了测量仪的精度和测控效率，测量精度能够达到亚微米甚至亚纳米级别，在工业测量领域可以广泛应用。

技术领域

本发明属于高精测量领域，具体涉及一种复合式坐标测量仪。

背景技术

坐标测量机(coordinate measurement machine，CMM)是一种常用的几何尺 寸测量仪器，在制造业中有着广泛的应用。随着制造业的不断发展，工件的加 工精度日益提高、几何形状日趋复杂、对生产效率的要求越来越高，传统的接 触式坐标测量机越来越难以满足制造业发展需求。为此，出现了通用型高精度 复合式坐标测量机，将接触式探针、影像测头、光学距离测头等多种测头集成 在一台坐标测量机上，实现复杂几何形状工件的高精度快速测量。

然而，现有的方案中，如接触式探针和激光传感器-锥光全息传感器-X射线 传感器的多传感器三维复合测量，其测量精度仍达不到高精度的亚微米甚至纳 米级。因此，需要设计一种新型的具有对异常速度、气压、稳定感应和应急处 理的复合式的测量仪。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合式坐标测量仪， 其能解决上述问题。

一种复合式坐标测量仪，测量仪包括带地脚的花岗石底座、龙门侧立柱、 Y轴移动台组件、X轴移动台组件、Z轴移动台组件、复合式测头组件和控制 台，所述Y轴移动台组件安装于所述花岗石底座的上部并位于两根龙门侧立柱 之间设置，所述X轴移动台组件、的两端下部支撑在两根龙门侧立柱的顶部， 所述Z轴移动台组件插接在所述X轴移动台组件中部并随之横向移动，所述复 合式测头组件安装于Z轴移动台组件的下端并随之竖向移动，所述测量仪还包 括一个底光源组件，所述底光源组件的上端连接至所述X轴移动台组件并随之 横向移动，所述底光源组件的下端连接至所述Y轴移动台组件内部，并向上方 提供底光，所述Y轴移动台组件、X轴移动台组件、Z轴移动台组件和复合式 测头组件均与所述控制台电讯连接。

进一步的，所述Y轴移动台组件包括安装在花岗石底座上间隔设置的左右 两个Y轴导轨，在两个Y轴导轨之间Y向设置Y轴直线电机定子、Y轴直线电 机动子、Y侧气浮滑板和Y轴光栅单元，在两个所述Y轴导轨上安装多个Y向 磁压钢片和磁铁座，一个上浮滑板通过所述磁铁座和Y向磁压钢片横跨的安装 在两个Y轴导轨上；在所述上浮滑板上方设置检测载台和载台玻璃板。

进一步的，所述X轴移动台组件包括X轴横梁、X向气浮滑板组、X向磁 压钢条、X轴直线电机定子、X轴直线电机动子；所述X轴横梁横跨在两根龙 门侧立柱顶端固定设置，所述X向气浮滑板组的多个气浮滑板设置在所述X轴 横梁的顶面和侧面，所述X向磁压钢条设置在所述X轴横梁的两侧面并于侧面 设置的气浮滑板并排临近设置，所述X轴直线电机定子固定至一个侧面上的X 向磁压钢条和气浮滑板外表面上，所述X轴直线电机动子配套的连接至所述X 轴直线电机定子上；在所述X轴横梁中部设置Z向开口，用于安装Z轴移动台组件，并在所述X轴横梁底面临近所述Z向开口的横向边处设置X轴光栅单元。

进一步的，所述Z轴移动台组件包括装置包括Z轴支架、Z轴主体、Z轴 电机组、锁控单元、限位单元、平衡单元和Z轴光栅单元；其中，Z轴主体、 Z轴电机组、锁控单元和限位单元连接至所述Z轴支架上，并由所述Z轴支架 固定至所述X轴移动台组件上；所述Z轴电机组驱动所述Z轴主体竖向可控的 移动，所述锁控单元和平衡单元用于在异常状态下锁定Z轴并停机，所述限位 单元设置在所述Z轴主体上并限制Z轴主体的运动在限定行程阈值内。

进一步的，所述复合式测头组件包括接触式探针、影像测头和光谱共焦测 头，融合标定后的复合式测头组件在Z轴移动台组件控制下沿着Z轴竖向移动， 并独立或全部参与坐标测量。