CN219996132U - Z轴精密驱动装置及三坐标测量机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种Z轴精密驱动装置，包括安装板、后安装板及驱动组件，驱动组件包括驱动支座及驱动模块，驱动支座包括前连接板、后连接板及左侧板、右侧板，前连接板通过弹性连接片设置在前安装板上，后连接板通过调节组件设置在后安装板上，通过上述设置，使得驱动支座悬浮于气浮支座上，前端通过弹性连接片与前安装板连接，后端通过弹簧弹性连接在调节螺栓上，当气浮支座等部位出现轻微振动时，通过弹性连接片与弹簧进行过滤，从而保证驱动稳定性，同时，驱动组件在运动过程中的轻微振动也由弹性连接片与弹簧进行过滤，防止对其他位置产生影响，从而保证测量的精度，本实用新型同时还提供一种应用上述Z轴精密驱动装置的三坐标测量机。

Description

Z轴精密驱动装置及三坐标测量机

技术领域

本发明涉及一种Z轴精密驱动装置，及应该Z轴精密驱动装置的三坐标测量机。

背景技术

三坐标测量机是广泛应用于机加工、模具、航空、汽车、电子等行业的高精度测量设备，三坐标测量机器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主轴，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，同时，通过设置驱动装置用于沿着那些轴线驱动由主轴保持的检查装置，更具体的来说，至少包括一个Z轴驱动装置用于驱动测头或测针沿轴线Z方向运动，以获得置于三坐标测量空间的被测物体在Z轴上的坐标值，从而计算被测物体的几何尺寸、形状和位置等。

在现有的三坐标测量机中，Z轴驱动装置的安装座通常被直接设置成一矩形块，在一对矩形块之间通过一个弹性元件对一对矩形块施加弹性作用力，并将一对驱动轴设置分别设置在一对矩形块上，在其中一个驱动轴上连接作动件，在这种结构形式中，一方面驱动轴与Z轴主轴之间的压力调节比较困难，特别是难以实现精细调节，以实现更高精度的驱动，二方面，在这种结构中，整个驱动装置实际上为固定设置在气浮支座上或者直接与气浮支座为一体结构，使得气浮支座受到外力作用，比如轻微的震动、运动的惯性、温度或气压变化等影响时，同时会对Z轴驱动装置产生影响，从而对驱动精度造成影响。

发明内容

为此，本发明提供一种Z轴精密驱动装置承以解决上述技术问题。

一种Z轴精密驱动装置，包括用于固定至气浮支座上前安装板、后安装板及设置在前安装板与后安装板之间的驱动组件，所述的驱动组件包括驱动支座及设置在驱动支座上用于驱动Z轴主轴运动的驱动模块，所述的驱动支座包括前连接板、后连接板及连接前连接板与后连接板的左侧板、右侧板，所述的前连接板通过一弹性连接片设置在前安装板上，所述的后连接板通过一调节组件可调的设置在后安装板上，所述的调节组件用于调节后连接板与后安装板之间的距离，所述的前安装板包括朝向前支板方向的第一端面，所述的前支板包括朝向前安装板方向的第二端面，第一端面与第二端面间隔设置，所述的调节组件包括弹簧。

其中，所述的后连接板位于后安装板的上方，所述的调节组件包括设置在后连接板与后安装板之间的调节螺栓，所述的调节螺栓包括头端及与头端向背的螺帽，所述的头端螺纹连接在后安装板上，所述的弹簧设置在螺帽与后连接板之间。

其中，所述的前安装板与前连接板分别设置在弹性连接片的两侧。

其中，若设第一端面与第二端面之间的距离为d，则d≥5mm。

其中，所述的驱动模块包括设置在左侧板与右侧板之间的驱动辊及驱动驱动辊转动的电机、传动组件，所述的传动组件包括传动轮及设置在传动轮与电机、驱动辊之间的皮带，。

其中，所述的Z轴主轴包括支承面，所述的前连接板包括远离支撑面方向的第三表面，所述的驱动辊包括转动轴线，所述的驱动辊转动轴线平行于电机转动轴线，一由电机转动轴线与驱动辊转动轴线限定的的平面垂直于第三表面。

其中，所述的传动轮包括共轴设置的第一轮及第二轮，其中第一轮通过一皮带与电机连接，第二轮通过另一皮带与驱动轴连接，所述的传动轮包括转动轴线，所述的传动轮转动轴线平行于电机转动轴线及驱动辊转动轴线，且，若，传动轮转动轴线与电机转动轴线之间的距离为m，传动轮转动轴线与驱动辊转动轴线之间的距离为n，则有m=n。

其中，所述的右侧板上还设置有一L支座，所述的L支座包括横板及自横板末端竖直延伸的竖板，所述的电机固定在竖板上，所述的电机包括转动轴线，所述电机转动轴线垂直于竖板。

其中，电机与右侧板之间包括一安装空间，一联轴器设置在该安装空间内。

本实用新型同时还提供一种三坐标测量机，包括上述的Z轴精密驱动装置。

有益效果：本实用新型实施例提供一种Z轴精密驱动装置，包括安装板、后安装板及驱动组件，驱动组件包括驱动支座及驱动模块，驱动支座包括前连接板、后连接板及左侧板、右侧板，前连接板通过一弹性连接片设置在前安装板上，后连接板通过一调节组件可调的设置在后安装板上，通过上述设置方式，使得驱动支座实际上悬浮于气浮支座上，其前端通过弹性连接片与前安装板连接，其后端通过弹簧弹性连接在调节螺栓上，当气浮支座等其他部位出现轻微的振动时，通过前端的弹性连接片与后端的弹簧进行过滤，从而保证驱动的稳定性，同时，驱动组件在运动过程中产生的轻微振动也由于前后端的弹性连接片与弹簧进行过滤，防止对其他位置产生影响，从而保证测量的精度。

附图说明

图1本实用新型实施例的Z轴精密驱动装置示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的左下仰视示意图；

图4为Z轴精密驱动装置安装至气浮支座上时的示意图；

图5为图4中A-A剖面结构示意图；

图6为图4中的气浮支座正视图；

Z轴精密驱动装置10；前安装板11；第一端面111；弹性连接片12；后安装板13；驱动支座20；前连接板21；第二端面211；左侧板22；右侧板23；驱动辊24；电机25；传动组件26；L支座27；联轴器28；后连接板29；调节螺栓30；弹簧31；锁止组件41；锁止面 411；气浮支座50；间隔空间500；前支板51；后支板52；左支板53；右支板54；气浮轴承55；Z轴主轴60；支承面601。

具体实施方式

请结合参考图1-图3，本实用新型实施例提供一种Z轴精密驱动装置10，通常设置在气浮支座50上，用于对Z轴主轴60进行驱动，以使得设置在Z轴主轴60末端的测头或探针的位置改变。

所述的Z轴精密驱动装置10，包括前安装板11、后安装板13及设置在前安装板11与后安装板13之间的驱动组件。

其中，所述的前安装板11及后安装板13固定在气浮支座50上，为了方便描述，请一并参考图4-图6，在图4中示出了所述的Z轴精密驱动装置10设置在气浮支座50上的示意图，图6示出了气浮支座50的主视图，所述的气浮支座50包括围设在Z轴主轴60周边的侧板，每一侧板上均设置有气浮轴承55，由气浮轴承55的端面限定出一个容置空间，所述的Z轴主轴60穿设在该容置空间内，在本实施例中示出的气浮支座50的侧板包括分别位于Z轴主轴60左侧的左支板53及位于Z轴主轴60右侧的右支板54，以及连接左支板53、右支板54的前支板51、后支板52，其中，前支板51与后支板52间隔设置，且包括一间隔空间500，所述的Z轴精密驱动装置10设置在该间隔空间500内。

在本实施例中，所述的前安装板11及后安装板13均跨接在左支板53及右支板54上，其中，所述的前安装板11邻近前支板51设置，所述的后安装板13邻近后支板52设置，更具体的，所述的前安装板11与后安装板13均呈矩形板状。

优选的，前安装板11包括远离Z轴主轴60支承面601的第一表面，后安装板13包括远离Z轴主轴60支承面601的第二表面，第一表面与Z轴主轴60支承面601之间的距离为L1,第二表面与Z轴主轴60支承面601之间的距离为L2，则有L1大于L2，同时可以理解的，第一表面及第二表面均平行于Z轴主轴60支承面601。

所述的驱动组件设置在前安装板11与后安装板13之间，包括驱动支座20及设置在驱动支座20上用于驱动Z轴主轴60运动的驱动模块。

所述的驱动支座20包括前连接板21、后连接板29及连接前连接板21与后连接板29的左侧板22、右侧板23，其中，所述的前连接板21邻近前安装板11，所述的后连接板29与前连接板21间隔设置，所述的左侧板22及右侧板23夹设前连接板21与后连接板29，使得前连接板21、后连接板29、左侧板22及右侧板23形成口状的框架结构。

所述的驱动模块包括设置在左侧板22与右侧板23之间的驱动辊24及驱动驱动辊24转动的电机25、传动组件26。

所述的左侧板22及右侧板23均包括一朝向Z轴主轴60方向的突出部，在所述的突出部开设有通孔，所述的驱动辊24的轴端穿设在通孔内，所述的驱动辊24还包括位于该一对轴端之间的中间段，所述的中间段用于与Z轴主轴60的支承面601抵接，当驱动辊24转动时，驱动Z轴主轴60运动。可以理解的，所述的中间段还包覆有垫层，所述的垫层可以使用弹性材料制备，一方面增加与支承面601的摩擦力，另一方面可以降低对支承面601表面的损伤，优选的，所述的垫层可以为橡胶层。

进一步的，所述的垫层的宽度大于支承面601的宽度。

在本实施例中，所述的电机25及传动组件26均设置在右侧板23上，所述的传动组件26包括设置在右侧板23外侧的多个皮带轮及设置在皮带轮之间的传动皮带。

进一步的，所述的右侧板23上还设置有一L支座27，所述的电机25固定在L支座27上，所述的L支座27包括横板及自横板末端竖直延伸的竖板，所述的电机25固定在竖板上，可以理解的，通过将电机25固定在竖板上，使得电机25与右侧板23之间形成间隔，或者说将电机25的安装位置向远离右侧板23的方向进行了移动，实际上可以起到下列作用：

一、由于传动组件26均位于右侧板23外侧，使得驱动支座20重心偏右，而此种安装方式实际上将电机25安装位置实际上向驱动支座20左侧方向进行了移动，从而调整了电机25的安装重心，进而调整整个驱动支座20的重心，实现驱动支座20左侧与右侧的平衡，提高驱动精度。

二、电机25与右侧板23之间形成间隔，实际上空出了一个安装空间，可以将联轴器28设置在该空间内，从而实际上节约了安装空间。

可以理解的，所述的电机25及传动组件也可以设置在左侧板上。

可以理解的，所述的电机25包括转动轴线，所述电机25转动轴线垂直于竖板。

进一步的，所述的电机25位于驱动辊24的正上方，所述的正上方的含义是，所述的前连接板21包括远离Z轴主轴60支撑面方向的第三表面，所述的驱动辊24包括转动轴线，所述的驱动辊24转动轴线平行于电机25转动轴线，一由电机25转动轴线与驱动辊24转动轴线限定的的平面垂直于第三表面。

进一步的，所述的传动组件26包括一传动轮，所述的传动轮包括共轴设置的第一轮及第二轮，其中第一轮通过一皮带与电机25连接，第二轮通过另一皮带与驱动轴连接，所述的传动轮包括转动轴线，可以理解的，所述的传动轮转动轴线平行于电机25转动轴线及驱动辊24转动轴线，且，若，传动轮转动轴线与电机25转动轴线之间的距离为m，传动轮转动轴线与驱动辊24转动轴线之间的距离为n，则有m=n。

进一步的，电机25包括第三轮，驱动辊24包括第四轮，第二轮的外径与第三轮的外径相等，第一轮与第四轮外径相等，通过上述设置，以平衡电机25、传动轮及驱动辊24转动过程中的转动惯量，降低转动惯量不平衡引起的震动。

所述的前连接板21通过一弹性连接片12设置在前安装板11上，所述的后支板52通过一调节组件可调的设置在后安装板13上，所述的调节组件用于调节后支板52与后安装板13之间的距离。

在本实施例中，所述的前连接板21与前安装板11分别位于弹性连接片12的两侧，具体的，所述的弹性连接片12包括朝向Z轴主轴60方向的下表面及与下表面向背的上表面，所述的下表面贴合在第一表面上，前连接板21则连接在上表面上，以能够使得弹性连接片12能够发生形变。

可以理解的，所述的弹性连接片12的宽度与前安装板11的宽度相同，以及，弹性连接片12的宽度与驱动支座20的宽度相等。

另外，所述的前安装板11包括朝向前连接板21方向的第一端面111，所述的前连接板21包括朝向前安装板11方向的第二端面211，第一端面111与第二端面211间隔设置，以使得弹性连接片12具有一个能够发生形变的区域，更具体的，若设第一端面111与第二端面211之间的距离为d，则d≥5mm。

进一步的，d优先的小于等于50mm，以避免过大的距离在对驱动支座20进行调节之后部分位置发生塑性形变。

可以理解的，所述的弹性连接片12可以为钢片。

优选的，所述的弹性连接片12的厚度小于等于10mm，优选的为1-5mm。

所述的调节组件包括设置在后连接板29与后安装板13之间的调节螺栓30，同时，所述的后连接板29位于后安装板13的上方，所述的调节螺栓30包括头端及与头端向背的螺帽，所述的头端螺纹连接在后安装板13上，在螺帽与后连接板29之间还设置有一弹簧31，通过弹簧31对后连接板29施力，从而调节驱动辊24与支承面601之间的压力，从而调节驱动辊24与支承面601之间的摩擦力。

在本实施例中，所述的弹簧31为螺旋弹簧31，所述的调节螺栓30包括杆体，所述的螺旋弹簧31套设在杆体上。

可以看到，通过上述设置方式，驱动支座20实际上悬浮于气浮支座50上，其前端通过弹性连接片12与前安装板11连接，其后端通过弹簧31弹性连接在调节螺栓30上，当气浮支座50等其他部位出现轻微的振动时，通过前端的弹性连接片12与后端的弹簧31进行过滤，从而保证驱动的稳定性，同样，驱动组件在运动过程中产生的轻微振动也由于前后端的弹性连接片12与弹簧31进行过滤，防止对其他位置比如光栅产生影响，从而保证测量的精度。

进一步的，所述的后连接板29包括凸出部，所述的凸出部包括通孔，所述的调节螺栓30穿设在通孔内，所述的凸出部位于后安装板13的正上方。

进一步的，所述的后安装板13上还设置有锁止组件41，所述的锁止组件41包括一锁止面411，所述的锁止面411可活动的抵触支承面601或与支承面601分离，当锁止面411抵触支承面601时，限定Z轴主轴60的运动，可以理解的，当锁止面411与支承面601分离时，所述的Z轴主轴60可被驱动组件驱动。

本实用新型还提供一种应用上述Z轴精密驱动装置10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Z轴精密驱动装置，其特征在于，包括用于固定至气浮支座上前安装板、后安装板及设置在前安装板与后安装板之间的驱动组件，所述的驱动组件包括驱动支座及设置在驱动支座上用于驱动Z轴主轴运动的驱动模块，所述的驱动支座包括前连接板、后连接板及连接前连接板与后连接板的左侧板、右侧板，所述的前连接板通过一弹性连接片设置在前安装板上，所述的后连接板通过一调节组件可调的设置在后安装板上，所述的调节组件用于调节后连接板与后安装板之间的距离，所述的前安装板包括朝向前支板方向的第一端面，所述的前支板包括朝向前安装板方向的第二端面，第一端面与第二端面间隔设置，所述的调节组件包括弹簧。

2.如权利要求1所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，所述的后连接板位于后安装板的上方，所述的调节组件包括设置在后连接板与后安装板之间的调节螺栓，所述的调节螺栓包括头端及与头端向背的螺帽，所述的头端螺纹连接在后安装板上，所述的弹簧设置在螺帽与后连接板之间。

3.如权利要求2所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，所述的前安装板与前连接板分别设置在弹性连接片的两侧。

4.如权利要求3所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，若设第一端面与第二端面之间的距离为d，则d≥5mm。

5.如权利要求3所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，所述的驱动模块包括设置在左侧板与右侧板之间的驱动辊及驱动驱动辊转动的电机、传动组件，所述的传动组件包括传动轮及设置在传动轮与电机、驱动辊之间的皮带。

6.如权利要求5所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，所述的Z轴主轴包括支承面，所述的前连接板包括远离支撑面方向的第三表面，所述的驱动辊包括转动轴线，所述的驱动辊转动轴线平行于电机转动轴线，一由电机转动轴线与驱动辊转动轴线限定的平面垂直于第三表面。

7.如权利要求6所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，所述的传动轮包括共轴设置的第一轮及第二轮，其中第一轮通过一皮带与电机连接，第二轮通过另一皮带与驱动轴连接，所述的传动轮包括转动轴线，所述的传动轮转动轴线平行于电机转动轴线及驱动辊转动轴线，且，若，传动轮转动轴线与电机转动轴线之间的距离为m，传动轮转动轴线与驱动辊转动轴线之间的距离为n，则有m＝n。

8.如权利要求5所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，所述的右侧板上还设置有一L支座，所述的L支座包括横板及自横板末端竖直延伸的竖板，所述的电机固定在竖板上，所述的电机包括转动轴线，所述电机转动轴线垂直于竖板。

9.如权利要求8所述的Z轴精密驱动装置，其特征在于，电机与右侧板之间包括一安装空间，一联轴器设置在该安装空间内。

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Z轴精密驱动装置。