CN114577159A - 一种单边高架型三坐标测量机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单边高架型三坐标测量机，其包括基台、X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，Y轴传动机构包括高架和Y轴驱动机构；高架固定在基台上，Y轴驱动机构包括导轨、滑台，滑台与导轨相适配，Y轴驱动机构还包括用于驱动滑台在导轨上运动的Y轴驱动组件；X轴传动机构包括横梁，横梁与滑台固定连接，Z轴传动机构设置在横梁上。本发明具有通过在基台上设置高架的方式，大幅度缩减了设备运动部件的整体重量，用于解决产生形变和抖动对测量结果精度造成影响的问题的效果。
Description
技术领域
本发明涉及工业尺寸测量设备的技术领域，特别是涉及一种单边高架型三坐标测量机。
背景技术
三坐标测量机是一种工业测量器械，在机械、电子、仪表、塑胶等行业广泛应用。三坐标测量机能够获得被测物件的尺寸数据，可以代替多种表面测量工具，并把复杂的测量任务的测量用时从小时缩短到分钟，是现代工业当中不可或缺的测量设备之一。
相关技术中，为了适应不同形状、尺寸和数量的工业零件测量，工业用三坐标测量机通常具有这较大的体积，进而容纳更多、更大的被测零件。一般的三坐标测量机包括基台、X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，其中Y轴传动机构包括导轨、滑块和立柱，导轨平行于基台的长度方向，并且设置在基台顶部的一侧，滑块与导轨配合，立柱固设在滑块上，而X轴传动机构就设置在Y轴传动机构的立柱顶部，Z轴传动机构又设置在X轴传动机构上。
针对上述相关技术，发明人认为，在高精度三坐标测量机当中，由于设备本身体积较大，重量较高，并且Z轴传动机构和X轴传动机构的重量均有相当一部分由Y轴传动机构的滑块承担，因此在Y轴传动机构工作时，滑块在驱动力下首先移动，并且依次带动立柱、X轴传动机构和Z轴传动机构动作，而质量本身较大的立柱、X轴传动机构和Z轴传动机构运动时由于自身惯性大，传动距离长，因此设备的结构容易产生一定的形变和较多的抖动，进而对测量结果的精度造成一定影响。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单边高架型三坐标测量机，通过在基台上设置高架的方式，大幅度缩减了设备运动部件的整体重量，用于解决产生形变和抖动对测量结果精度造成影响的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单边高架型三坐标测量机，基台、X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，所述Y轴传动机构包括高架和Y轴驱动机构；所述高架固定在基台上，所述Y轴驱动机构包括导轨、滑台，所述滑台与导轨相适配，所述Y轴驱动机构还包括用于驱动滑台在导轨上运动的Y轴驱动组件；所述X轴传动机构包括横梁，所述横梁与滑台固定连接，所述Z轴传动机构设置在横梁上。
进一步的，所述横梁远离滑台的一端设置有辅助支撑柱，所述辅助支撑柱向下延伸，所述辅助支撑柱底端与基台抵触，所述辅助支撑柱底端设置有气浮喷头。
进一步的，所述基台上位于辅助支撑柱的底端设置有支撑台，所述支撑台顶侧平滑，所述支撑台与导轨平行设置。
进一步的，所述Y轴驱动组件包括驱动源、传动轮组、传动辊组和传动皮带；所述驱动源固定安装在滑台上，所述传动轮组将驱动源输出的扭矩传递至传动辊组；所述传动辊组包括驱动辊，所述驱动辊转动连接在滑台上；所述传动皮带的两端分别与导轨固定连接，所述传动皮带绕过驱动辊并与驱动辊配合。
进一步的，所述传动辊组还包括两个张紧辊，两个所述张紧辊均与滑台转动连接并且分别设置在驱动辊的两侧，所述传动皮带分别绕过两个张紧辊并与张紧辊配合。
进一步的，所述传动皮带平行于导轨长度方向设置。
进一步的，所述传动轮组包括驱动轮和从动轮，所述驱动轮与驱动源的输出轴固定连接，所述从动轮设置在驱动辊上，所述驱动轮与从动轮通过带传动连接。
进一步的，所述导轨的截面宽度沿远离滑台的方向逐渐减小，所述滑台呈半包围的结构设置在导轨外侧，所述滑台内侧设置有若干抵触限位块，若干个所述抵触限位块分别与导轨的顶壁和各个侧壁平行且抵触，各个所述抵触限位块朝向导轨的一侧均嵌设有气浮喷头。
如上所述，本发明至少具有以下有益效果：
1.通过设置高架，将Y轴驱动机构设置在高架上，大幅度减少了运动机构的整体重量及传动臂长度，传动机构的动力源距离探测头的距离更近，使探测头部分的运动响应速度变快，结构整体产生的形变和抖动大幅度降低，进而提高了设备的测量精度；
2.通过支撑柱对横梁进行辅助支撑，进一步分担动力组件承受的重量，减少横梁形变量，提升测量精度，气浮喷头在工作时喷出气体，使支撑柱底部与基台之间形成气垫，极大的减少摩擦力，降低横梁运动时受到的阻力；
3.通过设置传动皮带、滑台和传动辊组的配合实现对滑台的驱动，此时由于皮带的首尾不相互连接，并且两端分别固定在导轨的两端，因此传动范围可以变得更长；
4.通过驱动辊和张紧辊的配合，能够进一步张紧皮带，并且能够提升摩擦接触面积，进一步提升传动精确性；
5.在滑台与导轨之间设置限位块保持滑块运动的精确程度，通过设置气浮喷头形成气垫，降低摩擦力，减少运动模块的运动阻力，进而减少抖动和偏差。
附图说明
图1为实施例中用于体现设备整体结构的结构示意图。
图2为实施例中用于体现Y轴驱动机构的结构示意图。
图3为图2中A部分的放大结构示意图。
图4为实施例中用于体现导轨和滑台之间配合的结构示意图。
图5为实施例中用于体现抵触限位块位置结构的示意图。
图6为图5中B部分的放大结构示意图。
附图标记说明：
1、基台；11、支撑台；2、X轴传动机构；21、横梁；22、辅助支撑柱；3、Y轴传动机构；31、高架；32、Y轴驱动机构；321、导轨；322、滑台；3221、抵触限位块；323、Y轴驱动组件；3231、驱动源；3232、传动轮组；3233、传动辊组；3234、传动皮带；33、驱动辊；34、张紧辊；35、驱动轮；36、传动轮；37、从动轮；4、Z轴传动机构。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图6，本发明提供一种单边高架31型三坐标测量机，包括基台1、X轴传动机构2、Y轴传动机构3和Z轴传动机构4，基台1上设置有高架31，Y轴传动机构3设置在高架31的顶端，X轴传动机构2设置在Y轴传动机构3的移动模块上，Z轴传动机构4又设置在X轴传动机构2的移动模块上，通过高架31的设置将X轴传动机构2和Z轴传动机构4支撑并固定在一定高度，为Z轴传动机构4的运动提供空间，并且缩减运动机构整体的重量，进而减少了传动距离，降低了设备抖动和形变幅度，进而提升了传动精度、降低测量误差。
高架31平行于基台1的长度方向的设置于基台1的一侧，高架31由两根固定立柱和一根位于两立柱顶端的顶梁构成，两根立柱构成稳定的支撑结构，Y轴传动机构3设置在顶梁上。
Y轴传动机构3包括导轨321、滑台322和Y轴驱动组件323，导轨321平行与高架31的顶梁，并且固定在顶梁的顶部，导轨321的纵截面宽度沿靠近顶梁的方向逐渐减小呈倒置梯形，滑台322呈半包围的结构设置在导轨321外侧，滑台322内侧设置有若干抵触限位块3221，若干个抵触限位块3221分别与导轨321的顶壁和两个侧壁抵触，从而实现了滑台322与导轨321的相对限位，各个抵触限位块3221朝向导轨321的一侧均嵌设有气浮喷头(图中未示出)，气浮喷头为与气源连通的喷气口，在滑台322运动的过程中，气浮喷头在气源的驱动下喷出气流形成“气垫”，大幅度降低导轨321与滑台322之间的摩擦力，使结构传动响应更快，产生的抖动更低。
Y轴驱动组件323包括驱动源3231、传动轮36组3232、传动辊组3233和传动皮带3234。驱动源3231可以是任何一种能够连续输出扭矩的动力装置，本实施例选用驱动电机作为驱动源3231。传动轮36组3232将驱动源3231输出的扭矩传递至传动辊组3233，传动辊组3233与传动皮带3234配合从而驱动滑台322在导轨321上的位移。
驱动辊33组包括驱动辊33和两个传动辊，驱动辊33和两个传动辊分别转动连接在滑台322上，两个传动辊的轴线与驱动辊33平行并且分别位于驱动辊33的两侧。传动轮36组3232包括驱动轮35、两个传动轮36和从动轮37，从动轮37同轴固定设置在驱动辊33上，驱动轮35设置在驱动源3231输出轴上，转动连接有两个共轴传动轮36的轮架固定在滑台322上并位于驱动源3231一侧。驱动轮35与一个传动轮36之间、另一个传动轮36与从动轮37之间均通过带传动连接。
传动皮带3234两端分别与导轨321的两端固定连接，传动皮带3234的延伸方向与导轨321方向近似平行，传动皮带3234在安装过程中，首先有一端与导轨321顶部固定，而后平行于导轨321延伸并伸入滑台322内侧，传动皮带3234伸入滑台322内侧的部分依次绕过第一个张紧辊34、驱动辊33和第二个张紧辊34，而后伸出滑台322并与导轨321的另一端固定。从而当驱动源3231驱动驱动辊33转动时，驱动辊33通过与皮带配合使滑台322沿着导轨321运动。此处需要补充说明的是，由于皮带传动的震动传递小，并且传动精确、重量轻，在精密机械上是一种常见的传动方式，但是由于技术限制，皮带的总长度越长，在张紧并且长期使用的情况下就越容易拉伸变形，出现较大的尺寸误差，因此目前可以制造的精密传动皮带3234的总长度十分有限。在本设备当中，将皮带两端分别固定形成的传动结构，相比于传统皮带环的传动方式，使同等长度的皮带布置范围翻倍，极大的增加了设备最大尺寸范围，并且也降低了皮带服役期间出现形变导致尺寸偏差的可能性。
X轴传动机构2包括横梁21，横梁21固定安装在滑台322上，横梁21水平设置并且与基台1的宽度方向平行，横梁21远离滑台322的一端的下侧固设有辅助支撑柱22，辅助支撑柱22竖直向下延伸，并且底端设置有气浮喷头(图中未示出)。基台1上底端设置有顶侧平滑的支撑台11，支撑台11位于支撑柱的下方，并且平行于基台1的长度方向设置，基台1与支撑柱的底端抵触，从而是支撑柱分担横梁21的整体重量，使运动结构的动作更加稳定，提升检测的精确程度。
本实施例的实施原理为：
通过设置高架31，将Y轴驱动机构32设置在高架31上，大幅度减少了运动机构的整体重量及传动臂长度，传动机构的动力源距离探测头的距离更近，使探测头部分的运动响应速度变快，结构整体产生的形变和抖动大幅度降低，进而提高了设备的测量精度；
通过支撑柱对横梁21进行辅助支撑，进一步分担动力组件承受的重量，减少横梁21形变量，提升测量精度，气浮喷头在工作时喷出气体，使支撑柱底部与基台1之间形成气垫，极大的减少摩擦力，降低横梁21运动时受到的阻力；
通过设置传动皮带3234、滑台322和传动辊组3233的配合实现对滑台322的驱动，此时由于皮带的首尾不相互连接，并且两端分别固定在导轨321的两端，因此传动范围可以变得更长；
通过驱动辊33和张紧辊34的配合，能够进一步张紧皮带，并且能够提升摩擦接触面积，进一步提升传动精确性；
在滑台322与导轨321之间设置限位块保持滑块运动的精确程度，通过设置气浮喷头形成气垫，降低摩擦力，减少运动模块的运动阻力，进而减少抖动和偏差。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种单边高架(31)型三坐标测量机，包括基台(1)、X轴传动机构(2)、Y轴传动机构(3)和Z轴传动机构(4)，其特征在于：所述Y轴传动机构(3)包括高架(31)和Y轴驱动机构(32)；
所述高架(31)固定在基台(1)上，所述Y轴驱动机构(32)包括导轨(321)、滑台(322)，所述滑台(322)与导轨(321)相适配，所述Y轴驱动机构(32)还包括用于驱动滑台(322)在导轨(321)上运动的Y轴驱动组件(323)；
所述X轴传动机构(2)包括横梁(21)，所述横梁(21)与滑台(322)固定连接，所述Z轴传动机构(4)设置在横梁(21)上。
2.根据权利要求1所述的一种单边高架(31)型三坐标测量机，其特征在于：所述横梁(21)远离滑台(322)的一端设置有辅助支撑柱(22)，所述辅助支撑柱(22)向下延伸，所述辅助支撑柱(22)底端与基台(1)抵触，所述辅助支撑柱(22)底端设置有气浮喷头。
3.根据权利要求2所述的一种单边高架(31)型三坐标测量机，其特征在于：所述基台(1)上位于辅助支撑柱(22)的底端设置有支撑台(11)，所述支撑台(11)顶侧平滑，所述支撑台(11)与导轨(321)平行设置。
4.根据权利要求1所述的一种单边高架(31)型三坐标测量机，其特征在于：所述Y轴驱动组件(323)包括驱动源(3231)、传动轮(36)组(3232)、传动辊组(3233)和传动皮带(3234)；
所述驱动源(3231)固定安装在滑台(322)上，所述传动轮(36)组(3232)将驱动源(3231)输出的扭矩传递至传动辊组(3233)；
所述传动辊组(3233)包括驱动辊(33)，所述驱动辊(33)转动连接在滑台(322)上；
所述传动皮带(3234)的两端分别与导轨(321)固定连接，所述传动皮带(3234)绕过驱动辊(33)并与驱动辊(33)配合。
5.根据权利要求4所述的一种单边高架(31)型三坐标测量机，其特征在于：所述传动辊组(3233)还包括两个张紧辊(34)，两个所述张紧辊(34)均与滑台(322)转动连接并且分别设置在驱动辊(33)的两侧，所述传动皮带(3234)分别绕过两个张紧辊(34)并与张紧辊(34)配合。
6.根据权利要求4所述的一种单边高架(31)型三坐标测量机，其特征在于：所述传动皮带(3234)平行于导轨(321)长度方向设置。
7.根据权利要求4所述的一种单边高架(31)型三坐标测量机，其特征在于：所述传动轮(36)组(3232)包括驱动轮(35)和从动轮(37)，所述驱动轮(35)与驱动源(3231)的输出轴固定连接，所述从动轮(37)设置在驱动辊(33)上，所述驱动轮(35)与从动轮(37)通过带传动连接。
8.根据权利要求4所述的一种单边高架(31)型三坐标测量机，其特征在于：所述导轨(321)的截面宽度沿远离滑台(322)的方向逐渐减小，所述滑台(322)呈半包围的结构设置在导轨(321)外侧，所述滑台(322)内侧设置有若干抵触限位块(3221)，若干个所述抵触限位块(3221)分别与导轨(321)的顶壁和各个侧壁平行且抵触，各个所述抵触限位块(3221)朝向导轨(321)的一侧均嵌设有气浮喷头。
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|---|---|---|---|---|
| CN114877781A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-09 | 广东骏亚电子科技股份有限公司 | 一种阶梯槽的制作方法 |
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2022
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Legal Events
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