三坐標(biāo)測量機的組成_三坐標(biāo)測量機的機械結(jié)構(gòu)

　　三坐標(biāo)測量機的組成

　　三坐標(biāo)測量機可分為主機、測頭、電氣系統(tǒng)三大部分

　　主機結(jié)構(gòu)分為：

　　1、框架，是指測量機的主體機械結(jié)構(gòu)架子。它是工作臺、立柱、橋框、殼體等機械結(jié)構(gòu)的集合體；

　　2、標(biāo)尺系統(tǒng)，是測量機的重要組成部分，是決定儀器精度的一個重要環(huán)節(jié)。三坐標(biāo)測量機所用的標(biāo)尺有線紋尺、精密絲桿、感應(yīng)同步器、光柵尺、磁尺及光波波長等。該系統(tǒng)還應(yīng)包括數(shù)顯電氣裝置。

　　3、導(dǎo)軌，是測量機實現(xiàn)三維運動的重要部件。測量機多采用滑動導(dǎo)軌、滾動軸承導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，而以氣浮靜壓導(dǎo)軌為主要形式。氣浮導(dǎo)軌由導(dǎo)軌體和氣墊組成，有的導(dǎo)軌體和工作臺合二為一。氣浮導(dǎo)軌還應(yīng)包括氣源、穩(wěn)壓器、過濾器、氣管、分流器等一套氣體裝置。

　　4、驅(qū)動裝置，是測量機的重要運動機構(gòu)，可實現(xiàn)機動和程序控制伺服運動的功能。在測量機上一般采用的驅(qū)動裝置有絲桿絲母、滾動輪、鋼絲、齒形帶、齒輪齒條、光軸滾動輪等傳動，并配以伺服馬達驅(qū)動。直線馬達驅(qū)動正在增多。

　　5、平衡部件，主要用于Z軸框架結(jié)構(gòu)中。它的功能是平衡Z軸的重量，以使Z軸上下運動時無偏得干擾，使檢測時Z向測力穩(wěn)定。如更換Z軸上所裝的測頭時，應(yīng)重新調(diào)節(jié)平衡力的大小，以達到新的平衡。Z軸平衡裝置有重錘、發(fā)條或彈簧、氣缸活塞桿等類型。

　　6、轉(zhuǎn)臺與附件，轉(zhuǎn)臺是測量機的重要元件，它使測量機增加一個轉(zhuǎn)動運動的自由度，便于某些種類零件的測量。轉(zhuǎn)臺包括分度臺、單軸回轉(zhuǎn)臺、萬能轉(zhuǎn)臺（二軸或三軸）和數(shù)控轉(zhuǎn)臺等。用于坐標(biāo)測量機的附件很多，視需要而定。一般指基準(zhǔn)平尺、角尺、步距規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)球體（或立方體）、測微儀及用于自檢的精度檢測樣板等。

　　三維測頭即是三維測量的傳感器，它可在三個方向上感受瞄準(zhǔn)信號和微小位移，以實現(xiàn)瞄準(zhǔn)與測微兩種功能。測量的測頭主要有硬測頭、電氣測頭、光學(xué)測頭等，此外還有測頭回轉(zhuǎn)體等附件。測頭有接觸式和非接觸式之分。按輸出的信號分，有用于發(fā)信號的觸發(fā)式測頭和用于掃描的瞄準(zhǔn)式測頭、測微式測頭。

　　電氣系統(tǒng)分為：

　　1、電氣控制系統(tǒng)是測量機的電氣控制部分。它具有單軸與多軸聯(lián)動控制、外圍設(shè)備控制、通信控制和保護與邏輯控制等。

　　2、計算機硬件部分，三坐標(biāo)測量機可以采用各種計算機，一般有PC機和工作站等。

　　3、測量機軟件，包括控制軟件與數(shù)據(jù)處理軟件。這些軟件可進行坐標(biāo)交換與測頭校正，生成探測模式與測量路徑，可用于基本幾何元素及其相互關(guān)系的測量，形狀與位置誤差測量，齒輪，螺紋與凸輪的測量，曲線與曲面的測量等。具有統(tǒng)計分析、誤差補償和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。

　　4、打印與繪圖裝置，此裝置可根據(jù)測量要求，打印出數(shù)據(jù)、表格，亦可繪制圖形，為測量結(jié)果的輸出設(shè)備。

　　三坐標(biāo)測量機的機械結(jié)構(gòu)

　　一、結(jié)構(gòu)形式

　　三坐標(biāo)測量機是由三個正交的直線運動軸構(gòu)成的，這三個坐標(biāo)軸的相互配置位置（即總體結(jié)構(gòu)形式）對測量機的精度以及對被測工件的適用性影響較大。

　　二、工作臺

　　早期的三坐標(biāo)測量機的工作臺一般是由鑄鐵或鑄鋼制成的，但近年來，各生產(chǎn)廠家已廣泛采用花崗巖來制造工作臺，這是因為花崗巖變形小、穩(wěn)定性好、耐磨損、不生銹，且價格低廉、易于加工。有些測量機裝有可升降的工作臺，以擴大Z軸的測量范圍，還有些測量機備有旋轉(zhuǎn)工作臺，以擴大測量功能。

　　三、導(dǎo)軌

　　導(dǎo)軌是測量機的導(dǎo)向裝置，直接影響測量機的精度，因而要求其具有較高的直線性精度。在三坐標(biāo)測量機上使用的導(dǎo)軌有滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，但常用的為滑動導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌應(yīng)用較少，因為滾動導(dǎo)軌的耐磨性較差，剛度也較滑動導(dǎo)軌低。在早期的三坐標(biāo)測量機中，許多機型采用的是滑動導(dǎo)軌。滑動導(dǎo)軌精度高，承載能力強，但摩擦阻力大，易磨損，低速運行時易產(chǎn)生爬行，也不易在高速下運行，有逐步被氣浮導(dǎo)軌取代的趨勢。目前，多數(shù)三坐標(biāo)測量機已采用空氣靜壓導(dǎo)軌（又稱為氣浮導(dǎo)軌、氣墊導(dǎo)軌），它具有許多優(yōu)點，如制造簡單、精度高、摩擦力極小、工作平穩(wěn)等。

　　氣浮技術(shù)的發(fā)展使三坐標(biāo)測量儀在加工周期和精度方面均有很大的突破。目前不少生產(chǎn)廠在尋找高強度輕型材料作為導(dǎo)軌材料，有些生產(chǎn)廠已選用陶瓷或高膜量型的碳素纖維作為移動橋架和橫梁上運動部件的材料。另外，為了加速熱傳導(dǎo)，減少熱變形，ZEISS公司采用帶涂層的抗時效合金來制造導(dǎo)軌，使其時效變形極小且使其各部分的溫度更加趨于均勻一致，從而使整機的測量精度得到了提高，而對環(huán)境溫度的要求卻又可以放寬些。