CN219954902U - Z轴及三坐标测量机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种Z轴及三坐标测量机，可以解决现有技术中Z轴调节不便，效率低的问题。所述Z轴，包括立柱、Z轴本体，Z轴本体包括筒状连接部，立柱包括第一竖直平面和两个竖直斜面，筒状连接部的内壁上安装有与第一竖直平面垂直设置的第一气浮轴承以及与竖直斜面分别垂直设置的多个第二气浮轴承。本实用新型只需调节其中一个竖直斜面上对应的第二气浮轴承的预紧力，无需每个气浮轴承都对应调节，提高了气浮调节效率，且斜面处可以节省操作人员调节操作的空间，便于操作。

Description

Z轴及三坐标测量机

技术领域

本实用新型涉及测量设备领域，具体是三坐标测量机Z轴的结构改进。

背景技术

三坐标测量机通常包括工作台、X向运动机构、Y向运动机构、Z向运动机构和Z轴。对于Z轴，其通常包括立柱和Z轴本体，Z轴本体与立柱为滑动配合，在Z向运动机构的驱动下可沿立柱升降。

现有技术中，Z轴本体与立柱通常采用气浮轴承实现滑动配合，立柱呈矩形柱状，Z轴本体具有与立柱配合的矩形筒状连接部，多个气浮轴承沿周向垂直布设在矩形筒状连接部的四个方向内壁上。需要调节气浮轴承的预紧力时，四个方向内壁上的气浮轴承都需要调节，以改变气浮间隙，从而改变气浮轴承预紧力，使得调节繁琐且一致性差，同时测量机各个方向需预留出调节空间，以便工人进行调节，使得设备放置局限性高。

因此，亟待对现有三坐标测量机Z轴做进一步改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种Z轴及三坐标测量机，可以解决现有技术中Z轴调节不便，效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型Z轴采用的技术方案是，一种Z轴，包括：

立柱；

Z轴本体，所述Z轴本体包括筒状连接部，所述筒状连接部套设在所述立柱上且与所述立柱滑动配合；所述立柱的周向侧面中包括第一竖直平面和位于所述第一竖直平面同一侧的两个竖直斜面，两所述竖直斜面对称设置，且均向远离所述第一竖直平面所在侧倾斜；所述筒状连接部的内壁上安装有与所述第一竖直平面垂直设置的第一气浮轴承以及与两所述竖直斜面分别垂直设置的多个第二气浮轴承。

所述筒状连接部的横截面轮廓形状与所述立柱的横截面轮廓形状相适配，包括与所述第一竖直平面相对的竖直平面内壁和两所述竖直斜面一一相对设置的竖直倾斜内壁，所述第一气浮轴承设在所述竖直平面内壁上，所述第二气浮轴承设在所述竖直倾斜内壁上。

所述第一气浮轴承呈矩阵式布设多个，各所述竖直倾斜内壁上上下设置多个第二气浮轴承。

所述竖直斜面的倾斜角度为30-60°。

所述立柱的周向侧面中还包括第二竖直平面，所述第二竖直平面与所述第一竖直平面平行且位于两所述竖直斜面之间。

所述Z轴还包括Z向运动机构，所述Z向运动机构包括驱动电机、丝杠、丝母和连接座，所述丝杠竖直设置，所述连接座安装在所述Z轴本体上；所述丝母上形成有避让槽，所述避让槽的上下两个相对的槽壁上分别安装有一万向球轴承，两所述万向球轴承上下相对设置，所述连接座具有连接部，所述连接部嵌入所述避让槽内且夹设在两所述万向球轴承之间，所述连接部的上下两端面分别与两所述万向球轴承相抵靠。

所述避让槽数量为两个，且以所述丝杠为对称轴左右对称设置，所述连接部对应设置两处。

所述连接部包括连接部本体和安装在连接部本体上的耐磨块，所述耐磨块的上下两端面分别与两所述万向球轴承相抵靠。

所述避让槽的上下两个相对的槽壁上分别形成有安装槽，所述万向球轴承与所述安装槽间隙配合，且至少其中一所述万向球轴承上下位置可调。

本实用新型还提出了一种三坐标测量机，包括Z轴，所述Z轴为上述的Z轴。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：本实用新型Z轴包括立柱和Z轴本体，Z轴本体具有筒状连接部，筒状连接部套设在立柱上且与立柱滑动配合；立柱的周向侧面中包括第一竖直平面和位于第一竖直平面同一侧的两个竖直斜面，两竖直斜面对称设置，且均向远离第一竖直平面所在侧倾斜；筒状连接部的内壁上安装有与第一竖直平面垂直设置的第一气浮轴承以及与两竖直斜面分别垂直设置的多个第二气浮轴承，第二气浮轴承垂直作用在竖直斜面的气浮夹持力具有X向和Y向的分力，则需要调节Z轴筒状连接部与立柱之间气浮夹持力时，只需调节其中一个竖直斜面上对应的第二气浮轴承的预紧力，就可以自动调节其他气浮轴承的气浮间隙，则无需每个气浮轴承都对应调节，提高了气浮调节效率，且斜面处可以节省操作人员调节操作的空间，便于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中三坐标测量机的立体图；

图2为图1的A部放大图；

图3为本实用新型实施例中立柱立体图；

图4为本实用新型实施例中Z轴本体立体图；

图5为本实用新型实施例中Z向运动机构的丝母和连接座配合结构示意图；

图6为图5的B-B向剖视图。

附图标记：100-工作台；200-横梁；300-滑架；400- X向运动机构；410-第一驱动电机；420-第一丝杠；430-第一丝母；500-Y向运动机构；600- Z向运动机构；610-第二驱动电机；620-第二丝杠；630-第二丝母；631-避让槽；632-安装槽；640-连接座；641-连接部本体；642-耐磨块；650-万向球轴承；660-碟簧；670-第一调节块；680-第二调节块；690-调节螺栓；6100-限位螺栓；700-Z轴；710-立柱；711-第一竖直平面；712-竖直斜面；713-第二竖直平面；720- Z轴本体；730-筒状连接部；731-竖直平面内壁；732-竖直倾斜内壁；740-第一气浮轴承；750-第二气浮轴承；800-竖梁。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1至图4，本实施例一种三坐标测量机，包括工作台100、横梁200、滑架300、X向运动机构400、Y向运动机构500、Z向运动机构600、Z轴700和控制系统。

其中，横梁200横跨设在工作台100的上方。具体地，横梁200沿工作台100的X向延伸，具体由工作台100左右两侧的两根竖梁800支撑。

滑架300设在横梁200上且可沿横梁200滑动，即滑架300可沿X向滑动。

X向运动机构400用于驱动滑架300沿横梁200滑动，即为滑架300的滑动提供动力。具体地，X向运动机构400包括第一驱动电机410、第一丝杠420和第一丝母430，第一驱动电机410设在竖梁800上，第一丝杠420通过联轴器连接第一驱动电机410，第一丝母430与第一丝杠420螺纹配合，第一丝母430固连于滑架300，第一驱动电机410通过第一丝杠420与第一丝母430传动驱动滑架300滑动。

Z轴700设在滑架300上并可随滑架300沿X向滑动，同时Z轴700还可在Z向运动机构600的驱动下沿Z向进行升降运动，进而带动安装在Z轴700末端上的成像系统沿X向、Z向运动。

Y向运动机构500设在工作台100上，用于驱动待测物体沿Y向运动。

控制系统用于控制各运动部件的运动。

本实施例中Z轴700包括立柱710和Z轴本体720，Z轴本体720的顶端设有筒状连接部730，筒状连接部730套设在立柱710上且与立柱710滑动配合；立柱710的周向侧面中包括第一竖直平面711和位于第一竖直平面711同一侧的两个竖直斜面712，两竖直斜面712对称设置，且均向远离第一竖直平面711所在侧倾斜；筒状连接部730的内壁上安装有与第一竖直平面711垂直设置的第一气浮轴承740以及与两个竖直斜面712分别垂直设置的多个第二气浮轴承750。

第二气浮轴承750垂直作用在第一竖直斜面712的气浮夹持力具有X向和Y向的分力，则需要调节筒状连接部730与立柱710之间的气浮夹持力时，只需调节其中一个第一竖直斜面712上对应的第二气浮轴承750的预紧力，就可以自动调节其他气浮轴承的气浮间隙，则无需每个气浮轴承都对应调节，提高了气浮调节效率，且斜面处可以节省操作人员调节操作的空间，便于操作。

相应地，筒状连接部730的横截面轮廓形状与立柱710的横截面轮廓形状相适配，以便于第一气浮轴承740和第二气浮轴承750的垂直安装。具体地，筒状连接部730包括与第一竖直平面711相对的竖直平面内壁731和与两竖直斜面712一一相对设置的竖直倾斜内壁732，第一气浮轴承740设在竖直平面内壁731上，第二气浮轴承750设在竖直倾斜内壁732上。

为提高筒状连接部730与立柱710之间气浮夹持力的均匀性，当筒状连接部730的轴向尺寸较大时，第一气浮轴承740呈矩阵式布设多个，相应地，各竖直倾斜内壁732上沿上下方向间隔设置多个第二气浮轴承750。本实施例中，第一气浮轴承740数量为四个，分为上下两层，各竖直倾斜内壁732上的第二气浮轴承750数量为两个，则在筒状连接部730的内壁上形成上下两层气浮轴承，各层气浮轴承数量为4个，包括两个第一气浮轴承740和两个第二气浮轴承750，位于同一高度上。

进一步地，第一竖直斜面712的倾斜角度以30-60°为宜，本实施例中其倾斜角度为45°。

立柱710的周向侧面中还包括第二竖直平面713，第二竖直平面713与第一竖直平面711平行且位于两个竖直斜面712之间。第二竖直平面713可避免立柱710产生尖锐部位，保证立柱710的使用安全性。

参照图5和图6，同时结合图1和图2，对于Z向运动机构600，其包括驱动电机、丝杠、丝母和连接座640，为便于区分，此处分别称之为第二驱动电机610、第二丝杠620和第二丝母630，第二丝杠620竖直设置，第二驱动电机610和第二丝杠620均设置在滑架300上，第二丝母630与第二丝杠620螺纹配合，连接座640安装在Z轴本体720上；第二丝母630上形成有避让槽631，避让槽631的上下两个相对的槽壁上分别安装有一个万向球轴承650，两个万向球轴承650上下相对设置，连接座640具有连接部，连接部嵌入避让槽631内且夹设在两个万向球轴承650之间，连接部的上下两端面分别与两万向球轴承650相抵靠。

第二驱动电机610转动，带动第二丝杠620转动，带动第二丝母630上下运动，进而通过连接座640带动Z轴本体720沿Z向运动。

连接座640通过其连接部与第二丝母630的上下两个万向球轴承650相抵靠，通过万向球轴承650的万向转动，可以实现连接座640与第二丝母630的柔性连接，进而实现Z轴本体720与第二丝母630的柔性连接，抵消第二丝杠620由于自重和外部载荷作用产生的挠度变形对Z轴本体720的影响，保证了丝杠传动过程的稳定性，进而可提高测量机测量精度。

为进一步提高丝杠传动稳定性，本实施例中避让槽631数量为两个，且以第二丝杠620为对称轴左右对称设置，连接部对应设置两处。

进一步地，连接部包括连接部本体641和安装在连接部本体641上的耐磨块642，耐磨块642的上下两端面分别与两个万向球轴承650相抵靠。耐磨块642采用耐磨材料制作，提高其耐磨性，进而提高连接座640的使用寿命。

具体地，如图6所示，避让槽631的上下两个相对的槽壁上分别形成有安装槽632，万向球轴承650与安装槽632间隙配合，且至少其中一万向球轴承650上下位置可调，以适用于不同的连接座640。本实施例中以下部的万向球轴承650上下位置可调进行说明。下部的万向球轴承650所在的安装槽632为一上下贯通的通槽，其内由上向下依次设置万向球轴承650、碟簧660、第一调节块670和第二调节块680，第二调节块680上连接有调节螺栓690，调节螺栓690与第二调节块680螺纹配合，第二调节块680与第一调节块670相抵靠，第一调节块670与碟簧660相抵触，碟簧660与万向球轴承650相抵靠，通过旋转调节螺栓690带动第二调节块680升降，进而调节万向球轴承650的上下位置。碟簧660为万向球轴承650提供弹性力，有利于提高万向球轴承650的柔性。

第二调节块680的周边还设有多个（本实施例中为3个）限位螺栓6100，限位螺栓6100的头部抵靠在第二调节块680的底面上，限位螺栓6100的杆部抵靠在第二调节块680的周面上，以对第二调节块680的轴向和周向进行限位，防止其向下脱离安装槽632，同时防止其周向晃动。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种Z轴，其特征在于，包括：

立柱；

Z轴本体，所述Z轴本体包括筒状连接部，所述筒状连接部套设在所述立柱上且与所述立柱滑动配合；所述立柱的周向侧面中包括第一竖直平面和位于所述第一竖直平面同一侧的两个竖直斜面，两所述竖直斜面对称设置，且均向远离所述第一竖直平面所在侧倾斜；所述筒状连接部的内壁上安装有与所述第一竖直平面垂直设置的第一气浮轴承以及与两所述竖直斜面分别垂直设置的多个第二气浮轴承。

2.根据权利要求1所述的Z轴，其特征在于，

所述筒状连接部的横截面轮廓形状与所述立柱的横截面轮廓形状相适配，包括与所述第一竖直平面相对的竖直平面内壁和两所述竖直斜面一一相对设置的竖直倾斜内壁，所述第一气浮轴承设在所述竖直平面内壁上，所述第二气浮轴承设在所述竖直倾斜内壁上。

3.根据权利要求2所述的Z轴，其特征在于，

所述第一气浮轴承呈矩阵式布设多个，各所述竖直倾斜内壁上上下设置多个第二气浮轴承。

4.根据权利要求1所述的Z轴，其特征在于，

所述竖直斜面的倾斜角度为30-60°。

5.根据权利要求2所述的Z轴，其特征在于，

所述立柱的周向侧面中还包括第二竖直平面，所述第二竖直平面与所述第一竖直平面平行且位于两所述竖直斜面之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的Z轴，其特征在于，

所述Z轴还包括Z向运动机构，所述Z向运动机构包括驱动电机、丝杠、丝母和连接座，所述丝杠竖直设置，所述连接座安装在所述Z轴本体上；所述丝母上形成有避让槽，所述避让槽的上下两个相对的槽壁上分别安装有一万向球轴承，两所述万向球轴承上下相对设置，所述连接座具有连接部，所述连接部嵌入所述避让槽内且夹设在两所述万向球轴承之间，所述连接部的上下两端面分别与两所述万向球轴承相抵靠。

7.根据权利要求6所述的Z轴，其特征在于，

所述避让槽数量为两个，且以所述丝杠为对称轴左右对称设置，所述连接部对应设置两处。

8.根据权利要求6所述的Z轴，其特征在于，

所述连接部包括连接部本体和安装在连接部本体上的耐磨块，所述耐磨块的上下两端面分别与两所述万向球轴承相抵靠。

9.根据权利要求6所述的Z轴，其特征在于，

所述避让槽的上下两个相对的槽壁上分别形成有安装槽，所述万向球轴承与所述安装槽间隙配合，且至少其中一所述万向球轴承上下位置可调。

10.一种三坐标测量机，包括Z轴，其特征在于，

所述Z轴为权利要求1至9中任一项所述的Z轴。