CN108119540B - 一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置 - Google Patents
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Abstract
一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置属于精密仪器及机械技术领域;该装置在第一支承板上配置有支承器件A1和支承器件A2,在第二支承板上配置有支承器件B1,在第五支承板上共面配置有导向定位器件E1、导向定位器件E2和导向定位器件E3;在第三支承板上配置有导向定位器件C1,第六支承板上配置有支承器件F1,导向定位器件C1与支承器件F1关于导轨部件上下对称配置;第四支承板上配置有导向定位器件D1,第七支承板上配置有支承器件G1,导向定位器件D1与支承器件G1关于导轨部件上下对称配置;在各支承器件上还配置有弹性压紧机构;本发明建立了一种高运动精度和高定位稳定性兼顾的直线运动导轨装置。
Description
技术领域
本发明属于精密仪器及机械技术领域,特别涉及一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置。
背景技术
直线导轨是超精密测量仪器与制造装备中的核心单元部件,其精度水平直接关系到仪器装备的最终使用性能。如高精度光学检测仪器、精密/超精密光机电一体化装备、以及精密/超精密机床等先进装备制造领域中,都对其中所使用的直线导轨提出了越来越高的要求,例如圆柱度测量仪是圆柱回转体类零部件的专用测量仪器,其所使用的直线导轨不但要有高的导向精度,同时还要具有高的支承刚度、较强的抗扰动能力和良好的工作稳定性。
专利“一种滚滑复合直线导轨副结构”(公开号CN106812795A)提出了一种滚滑复合直线导轨副结构,在滚柱导轨块与导轨条之间通过滚柱支撑;在滚柱导轨块中部底面粘接一层树脂滑动副,使得树脂滑动副与导轨条顶面之间滑动接触,组成滚动副与滑动副的复合结构;使该复合导轨兼有滚动副和滑动副的优点。
专利“一种直线导轨”(公开号CN106812795A)提出的导轨具有多个滑动槽,滑块上具有与导轨相配合的配合槽,配合槽上设置有与滑动槽相对应的滚动槽,滑块上设置有与滚动槽相对应的回流孔道等特征。
日本东京工业大学(Shinno H,Hashizume H,Yoshioka H,et al.XY-θnano-positioning table system for a mother machine[J].CIRP Annals-ManufacturingTechnology,2004,53(1):337~340.)提出基于静压气浮支承形式的H型双导轨结构,采用直线电机作为驱动方式直接驱动气浮工作台,并通过激光干涉仪作为位置反馈系统,实现在导轨全行程300mm范围内高的定位精度。
专利“竖直方向使用的直驱精密气体静压导轨副”(公开号:CN201710014225.6)提出了一种竖直方向使用的直驱精密气体静压导轨副,采用其中的四个面作为气体静压支承面,另外两个对称的侧壁面分别安装直线电机,实现导轨副支承和驱动的对称布局采用多孔质节流器保证导轨副的支承刚性。
综合分析现有的直线运动导轨技术,很难同时保证导轨的高精度和高稳定性。因此本发明提出一种高精度高定位稳定性导轨装置,能够同时兼顾高运动精度和高定位稳定性,在精密装备制造业等领域的应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是针对目前现有技术存在的问题,提出一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置。通过在导轨的支承板上配置导向定位器件,并设计导向定位器件的布点方式和弹性压紧机构,达到高精度高定位稳定性的要求。
上述目的通过以下的技术方案实现:
一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置,该装置包括导轨部件、导轨架部件、驱动部件,驱动部件带动导轨部件在导轨架部件内运动,所述的导轨架部件由第一支承板、第二支承板、第三支承板、第四支承板、第五支承板、第六支承板和第七支承板构成,在各支承板上配置有作用于导轨部件的导向定位结构;
在第一支承板上,配置有支承器件A1、支承器件A2;在第二支承板上,配置有支承器件B1;在第五支承板上,配置有导向定位器件E1、导向定位器件E2和导向定位器件E3,其中导向定位器件E1与支承器件A1关于导轨部件呈左右对称配置,导向定位器件E2与支承器件A2关于导轨部件呈左右对称配置,导向定位器件E3与支承器件B1关于导轨部件呈左右对称配置;
所述的导向定位器件E1、导向定位器件E2和导向定位器件E3为刚性共平面支承结构,且呈直角三角形分布;所述的支承器件A1、支承器件A2和支承器件B1上配置有弹性压紧机构,通过调整压紧力的大小,使导轨部件的第一工作面与导向定位器件E1、导向定位器件E2和导向定位器件E3紧密接触配合;
在第三支承板上,配置有导向定位器件C1;在第四支承板上,配置有导向定位器件D1;在第六支承板上,配置有支承器件F1;在第七支承板上,配置有支承器件G1;导向定位器件C1与支承器件F1关于导轨部件呈上下对称配置,导向定位器件D1与支承器件G1关于导轨部件呈上下对称配置;
所述的导向定位器件C1和导向定位器件D1为刚性等高度支承结构,且导向定位器件C1和导向定位器件D1所在的平面与导向定位器件E1、导向定位器件E2和导向定位器件E3所形成的平面相垂直;
所述的支承器件F1和支承器件G1上配置有弹性压紧机构,通过调整压紧力的大小,使导轨部件的第二工作面与导向定位器件C1、导向定位器件D1紧密接触配合。
所述的导向定位器件E1、导向定位器件E2、导向定位器件E3、导向定位器件C1、导向定位器件D1与导轨部件为小平面接触配合,或者为点接触配合。
所述的导向定位器件E1、导向定位器件E2、导向定位器件E3、导向定位器件C1和导向定位器件D1的底层为金属材料,表面覆有一层具有自润滑特性的材料。
本发明具有以下特点及有益效果:
1、本发明装置通过在第五支承板上配置导向定位器件E1、导向定位器件E2和导向定位器件E3,并基于三点确定平面原理,确定了导轨Y向的导向基准,支承器件A1、支承器件A2和支承器件B1仅用于对导轨加力,降低了导轨的加工精度要求,该结构刚度大、稳定性好,可有效控制导轨运动时沿Y方向的偏移;
2、本发明装置通过在第三支承板上配置导向定位器件C1,在第四支承板上配置导向定位器件D1,确定了导轨Z向的导向基准,支承器件F1和支承器件G1仅用于对导轨加力,降低了导轨的加工精度要求;
3、本发明装置中的支承器件上均设置有弹性压紧机构,均可通过调节以加载不同程度的预紧力,该预紧力大小可控,确保导轨运动精度的同时,具有很好的定位稳定性;
4、本发明中采用双导向面作为导轨的运动基准,即导向定位器件E1、导向定位器件E2和导向定位器件E3确定的平面,以及导向定位器件C1和导向定位器件D1所确定的平面作为导轨的运动基准面,与现有技术相比显著提高了运动精度,降低了加工工艺的难度。
本发明装置特别适用于精密仪器测量场合,解决运动精度与定位稳定性难以兼顾的难题。
附图说明
图1为高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置平面结构示意图;
图2为高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置三维结构示意图;
图3为第一支承板A和第二支承板B上支承器件布置示意图;
图4为第五支承板E上导向定位器件布置示意图;
图5为导轨部件1与导轨架部件2的配合关系示意图;
图6为第三支承板C和第四支承板D上导向定位器件布置示意图;
图7为第六支承板F和第七支承板G上支承器件布置示意图。
图中:1、导轨部件;2、导轨架部件;3、驱动部件;4、支承器件A1;5、支承器件A2;6、支承器件B1;7、导向定位器件E1;8、导向定位器件E2;9、导向定位器件E3;10、导向定位器件C1;11、导向定位器件D1;12、支承器件F1;13、支承器件G1;14、弹性压紧机构;A、第一支承板;B、第二支承板;C、第三支承板;D、第四支承板;E、第五支承板;F、第六支承板;G、第七支承板;W1、导轨部件(1)的第一工作面;W2、导轨部件(1)的第二工作面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。
如图1和图2所示,一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置,该装置包括导轨部件1、导轨架部件2、驱动部件3,驱动部件3带动导轨部件1在导轨架部件2内运动,所述的导轨架部件2由第一支承板A、第二支承板B、第三支承板C、第四支承板D、第五支承板E、第六支承板F和第七支承板G构成,在各支承板上配置有作用于导轨部件1的导向定位结构。
如图3所示,在第一支承板A上,配置有支承器件A14、支承器件A25;在第二支承板B上,配置有支承器件B16;在第五支承板E上,配置有导向定位器件E17、导向定位器件E28和导向定位器件E39,其中导向定位器件E17与支承器件A14关于导轨部件1呈左右对称配置,导向定位器件E28与支承器件A25关于导轨部件1呈左右对称配置,导向定位器件E39与支承器件B16关于导轨部件1呈左右对称配置。
如图4和图5所示,所述的导向定位器件E17、导向定位器件E28和导向定位器件E39为刚性共平面支承结构,且呈直角三角形分布;所述的支承器件A14、支承器件A25和支承器件B16上配置有弹性压紧机构14,通过调整压紧力的大小,使导轨部件1的第一工作面W1与导向定位器件E17、导向定位器件E28和导向定位器件E39紧密接触配合。
如图6和图7所示,在第三支承板C上,配置有导向定位器件C110;在第四支承板D上,配置有导向定位器件D111;在第六支承板F上,配置有支承器件F112;在第七支承板G上,配置有支承器件G113;导向定位器件C110与支承器件F112关于导轨部件1呈上下对称配置,导向定位器件D111与支承器件G113关于导轨部件1呈上下对称配置。
所述的导向定位器件C110和导向定位器件D111为刚性等高度支承结构,且导向定位器件C110和导向定位器件D111所在的平面与导向定位器件E17、导向定位器件E28和导向定位器件E39所形成的平面相垂直。
所述的支承器件F112和支承器件G113上配置有弹性压紧机构14,通过调整压紧力的大小,使导轨部件1的第二工作面W2与导向定位器件C110、导向定位器件D111紧密接触配合。
所述的导向定位器件E17、导向定位器件E28、导向定位器件E39、导向定位器件C110、导向定位器件D111与导轨部件1为小平面接触配合,或者为点接触配合。
所述的导向定位器件E17、导向定位器件E28、导向定位器件E39、导向定位器件C110和导向定位器件D111的底层为金属材料,表面覆有一层具有自润滑特性的材料,例如该材料可为聚四氟乙烯。
本发明中导向定位器件E17、导向定位器件E28、导向定位器件E39可根据导轨部件1的实际情况配置为直角三角形、等腰三角形或等边三角形结构。
Claims (3)
1.一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置,该装置包括导轨部件(1)、导轨架部件(2)、驱动部件(3),驱动部件(3)带动导轨部件(1)在导轨架部件(2)内运动,其特征在于:所述的导轨架部件(2)由第一支承板(A)、第二支承板(B)、第三支承板(C)、第四支承板(D)、第五支承板(E)、第六支承板(F)和第七支承板(G)构成,在各支承板上配置有作用于导轨部件(1)的导向定位结构;
在第一支承板(A)上,配置有支承器件A1(4)、支承器件A2(5);在第二支承板(B)上,配置有支承器件B1(6);在第五支承板(E)上,配置有导向定位器件E1(7)、导向定位器件E2(8)和导向定位器件E3(9),其中导向定位器件E1(7)与支承器件A1(4)关于导轨部件(1)呈左右对称配置,导向定位器件E2(8)与支承器件A2(5)关于导轨部件(1)呈左右对称配置,导向定位器件E3(9)与支承器件B1(6)关于导轨部件(1)呈左右对称配置;
所述的导向定位器件E1(7)、导向定位器件E2(8)和导向定位器件E3(9)为刚性共平面支承结构,且呈直角三角形分布;所述的支承器件A1(4)、支承器件A2(5)和支承器件B1(6)上配置有弹性压紧机构(14),通过调整压紧力的大小,使导轨部件(1)的第一工作面(W1)与导向定位器件E1(7)、导向定位器件E2(8)和导向定位器件E3(9)紧密接触配合;
在第三支承板(C)上,配置有导向定位器件C1(10);在第四支承板(D)上,配置有导向定位器件D1(11);在第六支承板(F)上,配置有支承器件F1(12);在第七支承板(G)上,配置有支承器件G1(13);导向定位器件C1(10)与支承器件F1(12)关于导轨部件(1)呈上下对称配置,导向定位器件D1(11)与支承器件G1(13)关于导轨部件(1)呈上下对称配置;
所述的导向定位器件C1(10)和导向定位器件D1(11)为刚性等高度支承结构,且导向定位器件C1(10)和导向定位器件D1(11)所在的平面与导向定位器件E1(7)、导向定位器件E2(8)和导向定位器件E3(9)所形成的平面相垂直;
所述的支承器件F1(12)和支承器件G1(13)上配置有弹性压紧机构(14),通过调整压紧力的大小,使导轨部件(1)的第二工作面(W2)与导向定位器件C1(10)、导向定位器件D1(11)紧密接触配合。
2.根据权利要求1所述的一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置,其特征在于:所述的导向定位器件E1(7)、导向定位器件E2(8)、导向定位器件E3(9)、导向定位器件C1(10)、导向定位器件D1(11)与导轨部件(1)为小平面接触配合,或者为点接触配合。
3.根据权利要求1所述的一种高精度高定位稳定性形状测量仪导轨装置,其特征在于:所述的导向定位器件E1(7)、导向定位器件E2(8)、导向定位器件E3(9)、导向定位器件C1(10)和导向定位器件D1(11)的底层为金属材料,表面覆有一层具有自润滑特性的材料。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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