CN219368698U - X轴运动平台及三坐标测量机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种X轴运动平台，包括底座，导轨及平台支座，底座包括端面及基面，导轨设置在底座上，包括底面及左支承面、右支承面、上支承面，底面包括托置面及伸出面；平台支座包括与左支承面、右支承面、上支承面及伸出面对应的支板，每一支板设置有至少一个气浮轴承，通过上述设置，一方面，气浮轴承全包覆导轨，提高框架在X轴方向的运动精度和稳定性，同时提高X轴运动平台的承载力，二方面，避免在底座上开槽，降低加工难度；三方面，由于右支承面对应的右支板的长度不需要过长，使得第四气浮轴承的力臂不会过长，从而降低振动或气压变化引起测量误差，从而提高精度，本实用新型同时提供应用该X轴运动平台的三坐标测量机。

Description

X轴运动平台及三坐标测量机

技术领域

本发明涉及一种X轴运动平台及三坐标测量机。

背景技术

三坐标测量机是能在一个六面体的空间范围内，可以变现几何形状、长度以及圆周分度等测量能力的仪器，其测量功能包括尺寸精度、定位精度、几何精度以及轮廓精度等，广泛应用于模具、航空、汽车、电子等行业。

三坐标测量机通常包括底座和框架，底座能支撑待检查制品，框架安装在底座上用于保持Z轴主轴，Z轴主轴进而适于保持例如用于检查制品的制品检查装置。底座、框架和/或Z轴主轴通常被构造成使得诸如测量探头等检查装置和制品能沿着至少一条轴线，或者更典型的沿着三条彼此正交轴线X、Y和Z，相对于彼此移动。

通常的，框架被配置成能够沿X轴移动，在框架上设置有横梁，在横梁上设置有气浮支座，气浮支座被配置成沿横梁移动，同时横梁平行于Y轴，而Z轴主轴则被配置成在气浮支座上沿Z轴方向运动，为了实现框架在X轴上精密且稳定的移动，在底座上设置有一导轨，在导轨周边设置气浮轴承形成X轴运动平台，在驱动装置的驱动下沿导轨限定的方向运动，为了实现更精密且更大承载力，这些气浮轴承在导轨周边呈倒L型设置，但是这种配置方式仍然无法满足高精度且高承载力的需要。

为此，在如文献号为JP6880417A，名称为三次元坐标测定装置的专利文献中则进一步提出在导轨周边四个方向均设置气浮轴承形成包覆气浮轴承布置形式，但是在该文献记载的方式中存在下列问题：

一、该文献中需要在底座上开槽，以使得平台支座的一个支板伸入至槽内形成包覆结构，一方面使得导轨或底座的加工难度大幅增加，特别是导轨在槽内的侧面加工精度难以保证，二方面，由于支板伸入至槽内，使得安装调试难度也增加；

二、在该文献中同时记载的其他非开槽的实施例中，导轨与底座为一体结构，一方面造成导轨与底座加工难度大幅增加，二方面，由于导轨形成凸出部，要使得气浮轴承全包覆导轨与底座，使得一个侧面的支板长度大幅增加，位于下侧的气浮轴承的力臂大幅延长，当即使出现轻微的气压变化或震动也直接放大测量误差或造成运动控制难度增加。

发明内容

为此，本发明提供一种X轴运动平台以解决上述技术问题。

一种X轴运动平台，包括底座，设置在底座上的导轨及平台支座：

所述的底座，包括端面及基面；

所述的导轨，设置在底座上，包括底面及自底面垂直延伸的左支承面、右支承面、连接左支承面与右支承面的上支承面，所述的底面包括与基面贴合的托置面及伸出到端面外侧的伸出面；

所述的平台支座包括与左支承面、右支承面、上支承面及伸出面对应的支板，每一支板设置有至少一个气浮轴承。

其中，若伸出面的宽度为n，托置面的宽度为m，则有，n：m＝1:2-2:3。

其中，所述的气浮轴承包括与左支承面对应的第一气浮轴承，与上轴承面对应的第二气浮轴承，与右支承面对应的第三气浮轴承及与伸出面对应的第四气浮轴承，各气浮轴承包括圆形的气浮端面，若第二气浮轴承的气浮端面的直径为D，第四气浮轴承的气浮端面的直径为d，则有2.5d≥D≥1.8d。

其中，所述的导轨的重心在基面上的投影位于基面的范围内。

其中，第二气浮轴承的轴线位于重心的内侧。

其中，第二气浮轴承与重心之间的间距为a，则a≥10mm。

其中，第一气浮轴承、第二气浮轴承、第三气浮轴承的轴线共面。

其中，沿平台支座的长度方向，对称的设置有一对第一气浮轴承、一对第二气浮轴承、一对第三气浮轴承及一对第四气浮轴承，一对第四气浮轴承位于一对第一气浮轴承之间。

其中，所述的底座为大理石或花岗石，所述的导轨也为大理石或花岗石，且导轨与底座材质相同，导轨粘附在底座上。

本实用新型同时还提供一种三坐标测量机，包括上述的X轴运动平台。

有益效果：一种X轴运动平台，包括底座，设置在底座上的导轨及平台支座：所述的底座，包括端面及基面；所述的导轨，设置在底座上，包括底面及自底面垂直延伸的左支承面、右支承面、连接左支承面与右支承面的上支承面，所述的底面包括与基面贴合的托置面及伸出到端面外侧的伸出面；所述的平台支座包括与左支承面、右支承面、上支承面及伸出面对应的支板，每一支板设置有至少一个气浮轴承，通过上述设置，一方面，气浮轴承全包覆导轨，提高框架在X轴方向的运动精度和稳定性，同时提高X轴运动平台的承载能力，二方面，避免在底座上开槽，从而降低加工难度；三方面，由于右支承面对应的右支板的长度不需要过长，使得第四气浮轴承的力臂不会过长，从而降低振动或气压变化引起测量误差，从而提高精度，本实用新型同时提供应用该X轴运动平台的三坐标测量机。

附图说明

图1为实施例的X轴运动平台示意图；

图2为图1中A区放大示意图；

图3为图2区域立体示意图；

图4为图3中B区右视图；

底座10；端面101；基面102；导轨21；重心210；左支承面211；上支承面212；右支承面213；底面214；伸出面2141；托置面2142；平台支座22；左支板221；第一气浮轴承2211；上支板222；第二气浮轴承2221；右支板223；第三气浮轴承2231；下支板224；第四气浮轴承2241；立柱23；横梁24；支柱25；支柱气浮轴承251；Z轴主轴30；气浮支座31。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种X轴运动平台，用于支撑框架形成高精度的X轴导向。

请参考图1，在图1中示出了X轴运动平台应用于三坐标测量机上的示意图，该三坐标测量机包括X轴运动平台，设置在X轴运动平台上的框架及设置在框架上的Z轴主轴30，具体来说，X轴运动平台包括底座10，设置在底座10上的导轨21及平台支座22，框架包括设置在平台支座22上的立柱23，与立柱23平行间隔设置的支柱25，跨接在立柱23与支柱25顶端的横梁24，横梁24平行于Y轴方向，在横梁24上设置气浮支座31，气浮支座31可活动的沿Y轴方向运动，Z轴主轴30设置在气浮支座31上，并可活动的沿Z轴方向运动，测头设置在Z轴主轴30末端，由X轴运动平台、横梁24与气浮支座31、Z轴主轴30提供测头在三条彼此正交的轴线X、Y和Z形成的空间上进行测定能力。

所述的底座10，包括端面101及基面102。

具体来说，所述的底座10大致呈一长方形块状，其上表面形成基面102，用于在基面102上固定待测量工件，在一些其他实施例中，所述的基面102上还可以设置有用于固定工件的固定装置，比如螺孔、定位孔或夹具，所述的端面101是指位于底座10一侧并垂直于基面102的侧面，在本实施例中，所述的端面101是位于基面102右侧的侧面。

可以理解的，所述的底座10应选用具有低热膨胀系数的材料，优选的，所述的底座10为大理石或花岗石。

所述的导轨21设置在底座10上，包括底面214及自底面214垂直延伸的左支承面211、右支承面213、连接左支承面211与右支承面213的上支承面212，所述的底面214包括与基面102贴合的托置面2142及伸出到端面101外侧的伸出面2141。

具体来说，所述的导轨21的截面呈矩形，所述的底面214贴合并固定在基面102上，至少一部分伸出至底座10外，从而使得底面214的一部分伸出至端面101外侧形成伸出面2141，可以理解的，所述的上支承面212平行于底面214。

可以理解的，所述的导轨21的重心210在基面102上的投影应位于基面102的范围内。

进一步的，所述的导轨21也应选用低热膨胀系数的材料，具体可以为大理石或花岗石。

进一步的，所述的导轨21与底座10材质相同。

所述的平台支座22设置在导轨21外侧，包括与左支承面211、右支承面213、上支承面212及伸出面2141对应的支板，每一支板设置有至少一个气浮轴承。

具体来说，所述的平台支座22包括与左支承面211对应的左支板221，与右支承面213对应的右支板223、与上支承面212对应的上支板222以及所述的平台支座22还包括与伸出面2141对应的下支板224，在本实施例中，所述的左支板221上设置有第一气浮轴承2211，上支板222上设置有第二气浮轴承2221，右支板223上设置有第三气浮轴承2231，下支板224上设置有第四气浮轴承2241，每一气浮轴承包括气浮端面101，气浮轴承的气浮端面101朝向对应的支承面，如，第一气浮轴承2211的气浮端面101朝向左支承面211，第二气浮轴承2221的气浮端面101朝向上支承面212，第三气浮轴承2231的气浮端面101朝向右支承面213，第四气浮轴承2241的气浮端面101朝向伸出面2141，从而使得各气浮轴承包覆在导轨21周边，即每个支承面及底面214均有气浮轴承形成气膜，在这种结构设置中，

进一步的，各气浮轴承的气浮端面101均为圆形。

进一步的，若第二气浮轴承2221的气浮端面101的直径为D，第四气浮轴承2241的气浮端面101的直径为d，则有2.5d≥D≥1.8d，优选的，D＝2d。

进一步的，第二气浮轴承2221的轴线的延伸通过基面102。

进一步的，第二气浮轴承2221的轴线位于重心210的内侧，所述的内侧是指朝向基座中部方向的一侧，如在本实施例中，第二气浮轴承2221的轴线位于重心210的左侧。

进一步的，第二气浮轴承2221与重心210之间的间距为a，则a≥10mm。

进一步的，第一气浮轴承2211、第二气浮轴承2221及第三气浮轴承2231的轴线共面。

进一步的，沿平台支座22的长度方向，对称的设置有一对第一气浮轴承2211、一对第二气浮轴承2221、一对第三气浮轴承2231及一对第四气浮轴承2241，所述的平台支座22长度方向是指导轨21的延伸方向。

进一步的，一对第四气浮轴承2241位于一对第一气浮轴承2211之间，更具体来说，一对第一气浮轴承2211之间的距离大于一对第四气浮轴承2241之间的距离，且相邻的第一气浮轴承2211与第四气浮轴承2241中，第一气浮轴承2211位于第四气浮轴承2241的外侧。

通过上述布置形式，使得各气浮轴承在导轨21的支承面周边形成稳定的气膜，从而保证X轴运动平台在运动过程中保持稳定，并且具有高承载能力。

进一步的，若伸出面2141的宽度为n，托置面2142的宽度为m，则有，n：m＝1:2-2:3，以使得形成的包覆结构稳定。

进一步的，所述的导轨21粘附在基座10上，一方面可以实现导轨21与基座10稳定的固定与贴合，另一方面安装导轨21也极为容易，在一些情形下想要拆卸或更换导轨21时也能够容易的进行。

进一步的，导轨21的长度大于基座10在导轨21长度方向上的宽度，从而实现X轴方向上更大范围的移动。

进一步的，在支柱25上还设置有支柱气浮轴承251，以形成更稳定的支呈结构。

本实用新型同时还提供应用该X轴运动平台的三坐标测量机。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种X轴运动平台，包括底座，设置在底座上的导轨及平台支座，其特征在于，所述的底座，包括端面及基面；

所述的导轨，设置在底座上，包括底面及自底面垂直延伸的左支承面、右支承面、连接左支承面与右支承面的上支承面，所述的底面包括与基面贴合的托置面及伸出到端面外侧的伸出面；

所述的平台支座包括与左支承面、右支承面、上支承面及伸出面对应的支板，每一支板设置有至少一个气浮轴承。

2.如权利要求1所述的X轴运动平台，其特征在于，若伸出面的宽度为n，托置面的宽度为m，则有，n：m＝1:2-2:3。

3.如权利要求2所述的X轴运动平台，其特征在于，所述的气浮轴承包括与左支承面对应的第一气浮轴承，与上轴承面对应的第二气浮轴承，与右支承面对应的第三气浮轴承及与伸出面对应的第四气浮轴承，各气浮轴承包括圆形的气浮端面，若第二气浮轴承的气浮端面的直径为D，第四气浮轴承的气浮端面的直径为d，则有2.5d≥D≥1.8d。

4.如权利要求2所述的X轴运动平台，其特征在于，所述的导轨的重心在基面上的投影位于基面的范围内。

5.如权利要求4所述的X轴运动平台，其特征在于，第二气浮轴承的轴线位于重心的内侧。

6.如权利要求5所述的X轴运动平台，其特征在于，第二气浮轴承与重心之间的间距为a，则a≥10mm。

7.如权利要求3所述的X轴运动平台，其特征在于，第一气浮轴承、第二气浮轴承、第三气浮轴承的轴线共面。

8.如权利要求7所述的X轴运动平台，其特征在于，沿平台支座的长度方向，对称的设置有一对第一气浮轴承、一对第二气浮轴承、一对第三气浮轴承及一对第四气浮轴承，一对第四气浮轴承位于一对第一气浮轴承之间。

9.如权利要求1所述的X轴运动平台，其特征在于，所述的底座为大理石或花岗石，所述的导轨也为大理石或花岗石，且导轨与底座材质相同，导轨粘附在底座上。

10.一种三坐标测量机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一权利要求所述的X轴运动平台。