TWI608217B - 用以產生座標量測機的樑元件之製程以及備有該樑元件之量測機 - Google Patents

用以產生座標量測機的樑元件之製程以及備有該樑元件之量測機 Download PDF

Info

Publication number
TWI608217B
TWI608217B TW101150104A TW101150104A TWI608217B TW I608217 B TWI608217 B TW I608217B TW 101150104 A TW101150104 A TW 101150104A TW 101150104 A TW101150104 A TW 101150104A TW I608217 B TWI608217 B TW I608217B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
measuring machine
coating
substrate
machine
spraying
Prior art date
Application number
TW101150104A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201337214A (zh
Inventor
亞伯圖 塔利索
Original Assignee
海克斯康計量公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 海克斯康計量公司 filed Critical 海克斯康計量公司
Publication of TW201337214A publication Critical patent/TW201337214A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI608217B publication Critical patent/TWI608217B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B1/00—Measuring instruments characterised by the selection of material therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G01B5/0004—Supports
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

用以產生座標量測機的樑元件之製程以及備有該樑元件之量測機 發明領域
本發明係有關於一種用以產生座標量測機的樑元件之製程以及備有該樑元件之量測機。
發明背景
已知各種座標量測機：橋型機、水平臂機、柱型機、等等。這些機器的每一者典型地包含一參考表面、可關於該參考表面沿一第一軸線移動的一第一托架、由該第一托架承載並可關於該第一托架沿垂直於該第一之一第二軸線移動的一第二托架、以及由該第二托架承載並可關於該第二托架沿垂直於該第一及第二軸線之一第三軸線移動的一量測心軸。該量測心軸被設計用來承載由於沿著該等三軸的動作之組合而於量測容積中位移的一量測工具。
舉例來說，於橋型量測機中，該第一托架可 沿著一水平軸線移動且包含兩個直立柱以及一個水平橫構架，該水平橫構架界定亦呈水平的該第二軸線。於前述機器中，該心軸亦由有垂直軸線的一樑元件構成，並且安裝以致該心軸能夠沿著其自身的軸線滑動。例如簡述類型之橋型機的心軸及橫構架之各種樑元件必須滿足彼此相對的條件。
從結構上來看，對於一量測機的每一元件都必需盡可能的剛性，如此以便限制由結構的彈性變形而導致的量測錯誤。然而，該機器的可移動部件必須盡可能的輕，如此以便減少動態應力。最後，對於該等元件必需是可機械加工的，如此而能夠必需的機械加工操作，例如以得到對於該等部件的相對運動為必需之具有高表面光度的滑動表面。
習知機器中，樑元件一般是由鋁合金藉由鑄造或壓製來製造。習知的技術以及材料一般能使可被接受的妥協方案從所需的屬性中被取得。然而，認為於該部分需要進一步改善。
發明概要
本發明之目標為提供將滿足前述需求的一種用以產生座標量測機的樑元件之製程。
藉由根據申請專範圍第1項之製程可達到前述目標。
本發明同樣與根據申請專利範圍第17項的一種量測機有關。
1‧‧‧座標量測機
2‧‧‧機床
3‧‧‧參考表面
5‧‧‧第一托架
6‧‧‧直立柱
7‧‧‧直立柱
8‧‧‧橫構架
9‧‧‧滑座
11‧‧‧第二托架
12‧‧‧心軸
13‧‧‧量測感測器
13‧‧‧壁
14‧‧‧樑元件
15‧‧‧頭
16‧‧‧附加物
17‧‧‧結構基板
18‧‧‧金屬塗層
20‧‧‧線材
21‧‧‧噴嘴
X‧‧‧第二軸線
Y‧‧‧第一軸線
Z‧‧‧第三軸線
為了更佳了解本發明，於下文中純粹藉由非限制的範例之方式並參考附屬的圖式來描述一較佳實施例，其中：圖1為一座標量測機之示意圖；圖2為圖1的量測機之以根據本發明之製程而得到的一心軸之縱斷面；圖3為圖1的該心軸之橫斷面圖；及圖4為根據本發明之該製程的一步驟之示意圖。
參閱圖1，整體被標示為1的是一橋型量測機。
該機器1包含配有一平坦水平的頂部表面或參考表面3的一機床2。該機器1更包含一第一馬達驅動托架5，其沿著量測容積中的笛卡爾參考系統X、Y、Z的一第一水平軸線(軸線Y)於該機床上滑動。
該第一托架5具有一橋型結構，並且包含兩個垂直直立柱6、7以及由延伸於該等直立柱6、7的上端之間的一樑元件構成的一上部水平橫構架8。
該直立柱6包含位於底部的一馬達驅動滑座9，其於平行該軸線Y並且以已知的方式裝配於該機床2的縱向邊緣附近之導軌(未例式說明)上滑動。
該橫構架8承載一第二托架11，其被設計用來沿著導軌(未例式說明)於平行該參考系統之一第二軸線(軸線X)的方向於該橫構架8上滑動。
該第二托架11承載句有垂直軸線的一心軸 12，其可沿著平行該參考系統的一第三軸線(軸線Z)之其自身軸向移動。該心軸12被設計用來於底部承載一(已知類型的)量測感測器13。
該心軸12於圖2及圖3中更詳細地例式說明，且基本上包含具有中空方形橫切面的一樑元件14、以及固定於該樑元件14的末端的一對頭15。
根據本發明，係藉由將一可機械加工的金屬材料的塗層施加於由具有較佳剛性的材料製造的一結構基板上而得到該樑元件。
根據例式說明之範例，該樑元件14係由陶瓷材料的一基板17以及由便利地以噴塗金屬化(spray metallizing)製程施加的一金屬塗層18所構成。
該基板17便利地由陶瓷材料製造且具有中空方形截面之截面元件所構成，該陶瓷材料係由包含再結晶碳化矽(ReSiC)(例如，由Saint Gobain所生產的材料CRYSTAR® 2000)、與氮化矽結合的碳化矽(SiC\Si3N4)(例如，由Saint Gobain所生產的材料ADVANCER®)、以及滲入矽之碳化矽(SiSiC)(例如，由Saint Gobain所生產的材料SILIT® SK或是SILIT® SKD)。
該較佳材料為密度約2.8 kg/dm3且線性膨脹係數約4.8×10-6 m/m．K之與氮化矽結合的碳化矽(SiC\Si3N4)。
構成該金屬塗層之材料為鋁合金，便利地為例如Sulzer-Metco所販售之材料SF Aluminium AW之矽化鋁 合金(Al6Si)。該材料係便利地透過噴塗金屬化製程來施加，於噴塗金屬化製程中，壓縮的空氣流撞擊該熔化的材料並且使其霧化覆蓋於該基板上。該材料係以線料的形式饋入，並且可藉由燃燒(燃燒線料噴塗製程)或藉由電弧(電弧噴塗製程)而熔化。
在第一種情況下，用來熔化該材料的熱能是由可燃氣體伴隨氧氣的燃燒所提供。在第二種情況下(如圖4示意說明)，將要施加的材料的兩條線材20連接至一電壓源之各別的電極並且饋入，如此以便沿著用以供應壓縮空氣之一噴嘴21的軸線A聚集。該等線材20之間的電位差產生能熔化該等線材的自身末端的電弧。將要施加的該熔化材料藉由壓縮空氣而噴塗在該基板17上。
便利地，將要施加的該材料係被置於該基板17的外部側表面，厚度在0.5 mm與5 mm之間，較佳為約1.5 mm。
為了要排除因為噴塗金屬化製程造成的表面多孔性，該樑元件14係便利地受浸漬處理。
該處理較佳在真空狀態下依照美國國防部的MIL-STD-276A及MIL-I-17563C標準來執行，並且使用例如例如Loctite® Resinol® RTC之高硬度的浸漬樹脂。
用以生產該心軸12之製程接著包含該等頭15的黏著之步驟。為此目的，該等頭具有四個軸向附加物16，其等係組構以便各自設置於該樑元件14的個別的壁13之中(見圖2之放大詳細圖)。係於該等附加物16中的每一者與 面對其之該各別的壁13之間執行黏著，如I所示。
該製程更包含了下列步驟：進行該樑元件14的側表面之表面拋光的機械加工操作；以及，藉由酸陽極氧化浴進行表面硬化處理。
形成本發明標的之該製程使得能夠得到結合了極輕、高結構硬度、及表面可加工性的樑元件。
根據本發明之該製程亦可使用於例如生產該第一托架5的該橫構架8。
最後，清楚的是，在不偏離本發明的保護範圍下，可做出於此所述的製程之改良以及變化。
舉例來說，該基板可由任何具有高結構硬度、尺寸穩定性、及低密度的材料製造，舉例來說例如金屬基複合材料。將要施加的該材料能以任何技術來施加，舉例來說例如電漿噴塗或是其他的熱浸。
最後，根據本發明的該製程可使用於生產不同類型的座標量測機的樑元件，例如水平臂機的心軸。
12‧‧‧心軸
13‧‧‧量測感測器
13‧‧‧壁
14‧‧‧樑元件
15‧‧‧頭
16‧‧‧附加物
17‧‧‧結構基板
18‧‧‧金屬塗層

Claims (16)

  1. 一種用以產生座標量測機的樑元件之製程，其特徵在於包含藉由噴塗或熱浸來將一可機械加工的金屬塗層施加於由具有較佳剛性的材料製造的一結構基板上之步驟，以及藉由機械加工之該塗層的表面加工之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該基板係以陶瓷材料所製造。
  3. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該陶瓷材料係由包含再結晶碳化矽(ReSiC)、與氮化矽結合的碳化矽(SiC\Si3N4)、以及滲入矽之碳化矽(SiSiC)之群組中選出。
  4. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該基板係以金屬基複合材料所製造。
  5. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該塗層係以鋁合金製造。
  6. 如申請專利範圍第5項之製程，其中該塗層係以矽化鋁合金製造。
  7. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該噴塗製程為一種線材噴塗(wire spray)製程。
  8. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該噴塗製程是一種燃燒噴塗(combustion spray)製程。
  9. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該噴塗製程是一種電弧噴塗(electric-arc spray)製程。
  10. 如申請專利範圍第1項之製程，其中該基板是一個截面元件。
  11. 如申請專利範圍第1項之製程，其包含將分別的頭黏著於該樑元件的軸向端之步驟。
  12. 如申請專利範圍第1項之製程，其包含以樹酯浸漬(impregnating)該塗層之步驟。
  13. 如申請專利範圍第1項之製程，其包含該塗層的表面硬化之步驟。
  14. 一種座標量測機，其特徵在於包含以根據申請專利範圍第1至13項中任一項之製程所取得的一樑元件。
  15. 如申請專利範圍第14項之量測機，其中該樑元件構成該機器的一心軸。
  16. 如申請專利範圍第14項之量測機，其中該量測機為一種橋型量測機，且該樑元件構成該機器的主要托架之一橫構架。
TW101150104A 2011-12-30 2012-12-26 用以產生座標量測機的樑元件之製程以及備有該樑元件之量測機 TWI608217B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11425313.1A EP2610577B1 (en) 2011-12-30 2011-12-30 Process for producing a beam element of a co-ordinate measuring machine, and measuring machine provided with said beam element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201337214A TW201337214A (zh) 2013-09-16
TWI608217B true TWI608217B (zh) 2017-12-11

Family

ID=45623091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101150104A TWI608217B (zh) 2011-12-30 2012-12-26 用以產生座標量測機的樑元件之製程以及備有該樑元件之量測機

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9429410B2 (zh)
EP (1) EP2610577B1 (zh)
KR (1) KR101991285B1 (zh)
CN (1) CN103185559B (zh)
BR (1) BR102012033366A2 (zh)
TW (1) TWI608217B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7756379B2 (en) 2007-08-06 2010-07-13 Adc Telecommunications, Inc. Fiber optic enclosure with internal cable spool
WO2012099586A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 Carl Zeiss Industrial Metrology, Llc Modular ceramic guideway member
EP2610577B1 (en) * 2011-12-30 2018-01-24 Hexagon Metrology S.p.A. Process for producing a beam element of a co-ordinate measuring machine, and measuring machine provided with said beam element

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1286394A (zh) * 1999-08-25 2001-03-07 雷尼肖上市股份有限公司 接触探测器的触头末端
US6202316B1 (en) * 1998-04-14 2001-03-20 Timothy J. Swift Coordinate measuring machine guideway composite structure and method of manufacture
CN200967136Y (zh) * 2005-01-17 2007-10-31 Jobs股份公司 多轴机床

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4596719A (en) * 1981-02-24 1986-06-24 Wedtech Corp. Multilayer coating method and apparatus
EP0375601A1 (de) 1988-07-01 1990-06-27 Hans Rudolf Weber Stabförmiges Konstruktionselement mit hoher Biegesteifigkeit und Verwendung desselben
CH679334A5 (zh) * 1989-09-11 1992-01-31 Weber Hans R
GB9203394D0 (en) * 1992-02-18 1992-04-01 Johnson Matthey Plc Coated article
US5412880A (en) * 1993-02-23 1995-05-09 Faro Technologies Inc. Method of constructing a 3-dimensional map of a measurable quantity using three dimensional coordinate measuring apparatus
US6286226B1 (en) * 1999-09-24 2001-09-11 Agere Systems Guardian Corp. Tactile sensor comprising nanowires and method for making the same
US20020128790A1 (en) * 2001-03-09 2002-09-12 Donald Woodmansee System and method of automated part evaluation including inspection, disposition recommendation and refurbishment process determination
US6829838B1 (en) * 2003-09-09 2004-12-14 Hexagon Metrology Ab Temperature compensation system for a coordinate measuring machine
DE102006022501A1 (de) * 2006-05-08 2007-11-15 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Maschine zum Vermessen oder Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere Koordinatenmessgerät
US8826719B2 (en) * 2010-12-16 2014-09-09 Hexagon Metrology, Inc. Machine calibration artifact
WO2012099586A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 Carl Zeiss Industrial Metrology, Llc Modular ceramic guideway member
EP2610577B1 (en) * 2011-12-30 2018-01-24 Hexagon Metrology S.p.A. Process for producing a beam element of a co-ordinate measuring machine, and measuring machine provided with said beam element
EP2972077B1 (en) * 2013-03-15 2019-11-27 United Technologies Corporation Datum transfer apparatus and method for inspecting coated components

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6202316B1 (en) * 1998-04-14 2001-03-20 Timothy J. Swift Coordinate measuring machine guideway composite structure and method of manufacture
CN1286394A (zh) * 1999-08-25 2001-03-07 雷尼肖上市股份有限公司 接触探测器的触头末端
CN200967136Y (zh) * 2005-01-17 2007-10-31 Jobs股份公司 多轴机床

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130079278A (ko) 2013-07-10
KR101991285B1 (ko) 2019-06-21
US9429410B2 (en) 2016-08-30
CN103185559A (zh) 2013-07-03
EP2610577A1 (en) 2013-07-03
US20130167390A1 (en) 2013-07-04
EP2610577B1 (en) 2018-01-24
TW201337214A (zh) 2013-09-16
CN103185559B (zh) 2017-04-12
BR102012033366A2 (pt) 2015-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200398457A1 (en) Additive manufacturing method and device for ceramic and composite thereof
TWI608217B (zh) 用以產生座標量測機的樑元件之製程以及備有該樑元件之量測機
CN106735967B (zh) 一种超声振动辅助电弧增材制造控形控性的方法
CN106825859B (zh) 一种铝合金结构件多层双道电弧增材制造方法
JP2020108960A (ja) 付加製造過程で部品の変形及び精度を並行制御する方法
CN110434336A (zh) 激光实时去除金属构件增材制造过程中表面氧化皮的装置和方法
CN107419260B (zh) 一种用于生产钛承重结构的方法
CN106312574A (zh) 一种大幅面零部件的增减材复合制造设备
CN102179517A (zh) 一种激光感应复合熔化直接成形方法及装置
CN109530851B (zh) 一种铝合金悬空结构件电弧增材制造方法
RU2657884C2 (ru) Двухслойное керамическое покрытие с различными микроструктурами
US20210154732A1 (en) Distortion mitigation in directed energy deposition
CN108161000A (zh) 一种大型复杂金属构件增材及机加工联合制备工艺
CN114101712A (zh) 一体式电弧3d打印增减材制造系统与增减材加工方法
CN101643833B (zh) 冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱制造方法
CN216227906U (zh) 电弧3d打印-铣削-毫克能复合增减材制造系统
CN111962006B (zh) 一种铜合金表面高能微弧沉积层制备与激光后处理强化工艺
CN211218678U (zh) 一种多尺度梯级增材制造装置
KR100574083B1 (ko) 3차원 마이크로 방전 가공 장치
JP4371741B2 (ja) 複数トーチを備えた溶接ヘッド及び溶接方法
CN112317942A (zh) 一种电子束连续焊接不规则回转体工件的方法
CN110238395A (zh) 通过预制砂型增材制造打印金属零件的方法
Kathirvel et al. 1 A Manufacturing Review on Additive in Industrial Environment
JP6003839B2 (ja) 引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置
Kathirvel et al. A Review on Additive Manufacturing in Industrial Environment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees