【正文】 ISS 的 DuraMax 三坐標 測量儀 系列 一樣，在全球三坐標行業(yè)中，隸屬最尖端技術。 （含全套圖紙） 值得下載 圖 12 reference測量儀 表 11 reference測量儀 系列 參數(shù) 機型（ ） (100mm) E (181。m) THP (181。該公司生產(chǎn)的三坐標測量儀，主要使用對象大多數(shù)是與汽車產(chǎn)品相關的生產(chǎn)廠家。 三豐公司也是著名的測量儀生產(chǎn)廠家，目前，己累計向世界提供了 33000 臺三坐標 測量儀 ，占世界 測量儀 市場份額的 35%，雄踞三坐標測量儀世界第一供應商的位置。其他世界上較有名的坐標 測量儀 制造廠商有 Brownsharp 公司，英國的 ZX公司、 LK公司等。由于該技術密集度高，特別受我國計算機技術落后的嚴重影響，致使研究和生產(chǎn)總是處于樣機試制階段，第二階段自上世紀 80年代開始至 80 年代末，隨著改革開放的政策實施，我國三坐標 測量儀 的研制工作一改過去封閉狀況，走上了引進國外先進技術，結合自身特點進行開發(fā)生產(chǎn)，加快我國三坐標測量儀生產(chǎn)的步伐，初步形成了國產(chǎn) 測量儀 的生產(chǎn)能力。目前我國已具備了從生產(chǎn)精密型 測量儀 到生產(chǎn)型 測量儀 各種型號的三坐標 測量儀 的能力，開始占領國內(nèi)市場。同年國內(nèi)率先研制出帶氣浮導軌的 CLZ864 型手動三坐標測量儀。如 CIOTA 橋移動式測量儀、 SZC 一 J866 橋固定式高精度測量儀、 XB654 手動懸臂式測量儀、 TS654手動式數(shù)控測量儀、 LZ 立柱式測量儀、 LM 龍門式測量儀、 CENTURY 世紀型測量儀、ORIENT 東方型測量儀、 PEARL 甩珍珠型測量儀、 FUTURE 未來型 測量儀等。目前， 在國內(nèi) 測量儀 廠家中，?？怂箍禍y量技術 (青島 )有限公司擁有產(chǎn)品系列最多，測量精度較高。?？怂箍倒镜那吧硎?青島 前哨精密測量技術有限公司（ Brownshorpe 前哨 )。?？怂箍邓峁┑臏y量儀產(chǎn)品在汽車工業(yè)、航空航天，機床工具、國防軍工、電子和模具等領域得以廣泛應用，產(chǎn)品系列包括 : 活動橋式測量儀、固定橋式測量儀、龍門測量儀、水平臂式測量儀、懸劈式測量儀其中以 1997 年推出的 Z003系列活動橋式測量儀為典范。這種測量儀在生產(chǎn)在線測量應用最為廣泛 。與國外測量儀 廠家的發(fā)展相比，國內(nèi)的發(fā)展就顯得很慢，遠遠不能適應國家重點行業(yè)技術（含全套圖紙） 值得下載 改造和市場發(fā)展的需要，無論從技術實力還是市場開拓方面均大大落后于國外測量儀廠家。雖然它沒有液體靜壓導軌的剛性大，但氣浮導軌優(yōu)點也很明顯，如無需進行油溫控制，對環(huán)境沒有污染。目前空氣導軌的直線度可達（ ～ ）μ m/250mm 的水平，國內(nèi) 303 所也可做到 μ m/200mm[5]。在導軌的結構設計上還有潛力可挖，如采用多根導軌并聯(lián)來加強氣膜的誤差勻化作用，加大氣墊式導軌跨度來縮小直線度誤差等。 傳動系統(tǒng) 傳統(tǒng)的傳動方法為滾珠絲杠傳動，精密儀器一般用 C0級滾珠絲杠，利用閉環(huán)控制目前最高可達到 m 的定位精度。國防科技大學利用微進給系統(tǒng)補償輪廓誤差，在對半徑為 50 mm 的圓進行跟蹤試驗時，跟蹤定位精度可達 m。由于介質(zhì)膜（油、空氣）有勻化作用，可以提高進給精度，在較長行程上，可以達到納米的定位分辨率。但它的剛度比較小，直徑 25mm，導程為 10mm 的空氣靜壓絲杠，剛度可達到 50N/μ m。一般的摩擦驅(qū)動機構的結構和齒輪齒條相似，可以把電機的回轉(zhuǎn)運動直接轉(zhuǎn)換為直線（含全套圖紙） 值得下載 運動。 m 的定位精度。從原理上說，利用分辨率為六萬分之一轉(zhuǎn)的電機驅(qū)動，系統(tǒng)可達 級水平的進給分辨率。激光干涉儀分辨率高，最高可達 ，一般為 ；測量范圍大，可達幾十米；測量精度高，日本和美國的使用精度都可到 106，但使用困難，特別是高精度測量，激光波長受溫度、濕度、壓力的影響比較大，因此使用過程中對環(huán)境要求很苛刻。從分辨率上看， HEIDENHAIN 的 LIP382 型開啟式直線編碼器可達 1nm，俄羅斯的全息光柵系統(tǒng)達 10nm，北京光電量儀研究中心的光柵系統(tǒng)分辨率可達 ；從測量長度看，LIP382 型光柵尺測量范圍 70mm，分辨率為 5nm 的 LIP401 型測量長度可達 220mm；精度上， HEIDENHAIN 的 LIP401 的準確度為177。 m（ ML≤ 100mm），俄羅斯的全息光柵精度是177。 m[,8]。 （含全套圖紙） 值得下載 2 超精密三坐標 測量儀 整機機構介紹 總體布局 三坐標 測量儀 是近三十年發(fā)展起來的一種高效率的新型精密測量儀器?？梢赃M行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測，例如箱體、導軌、蝸 輪 和葉片、缸體、凸輪、齒輪、形體等空間型面的測量。由于它的通用性強、測量范圍大、精度高、效率高、性能好、能與柔性制造系統(tǒng)相連接，已成為一類大型精密儀器，有“測量中心”之稱。 結構整體為移動橋式 結構， 這種結構簡單、緊湊、剛度好，具有較開闊的空間。 （含全套圖紙） 值得下載 圖 21 三坐標 測量儀 總體布局圖 其 主要 技術指標要求如下： 1） X 軸，最大行程： 800 mm，直線度： 181。m/100 mm，光柵反饋分辨率： ； 3） Z 軸，最大行程： 400mm， 直線度： 181。 材料選用 床身 要支撐整機的重量，它應具有良好的剛度和強度，可以采用不同材料，比如優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵、花崗巖、人造花崗巖等。選用耐磨性好，熱膨脹系數(shù)低，對振動衰減能力強，并經(jīng)時效處理的優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵作精密儀器的 床身 ，可以得到滿意的結果。 2） 花崗巖 花 崗巖現(xiàn)在已是制造精密 測量儀 和精密機床的床身的熱門材料，這是因為花崗巖比鑄鐵長期尺寸穩(wěn)定性好，熱膨脹系數(shù)低，對振動的衰減能力強，硬度高、耐磨并且不會生銹等。但花崗巖加工比較困難，而且吸濕后會產(chǎn)生微量變形，影響精度。為解決這問題國外提出了人造花崗巖。用不同粒度的花崗巖組合可提高人造花崗石的體積比，使人造花崗巖有優(yōu)良的性能，不僅可鑄造成形，吸濕性低，并對振動的衰 減能力加強。其移動部件的選材，需要兼顧密度和剛性；而對于固定部件，則對密度 /剛性比的要求比較寬松，一般通過加大截面尺寸提高剛性，故固定部件的材料可選擇陶瓷或花崗石，所以本次設計的 測量儀 采用花崗巖為 床身 材料。 導軌的設計 在精密加工與測量領域，進行 直線運動的機械元部件的導軌主要有滑動導軌、滾動導軌、液體靜壓導軌和空氣靜壓導軌。 滾動導軌結構簡單，已實現(xiàn)標準化，是目前使用較多的一種導軌，但精度比滑動導軌和靜壓導軌要低。缺點是目前靜壓導軌的大部分設計只是依賴于簡單的工程計算或者實際經(jīng)驗，缺乏一套成熟的理論支持。液體靜壓導軌由于油的粘（含全套圖紙） 值得下載 性剪切阻力，發(fā)熱問題不可忽視，因此對液壓油必須采取徹底的冷卻對策。而且在運行過程中，需要一個壓力 (或流量 )穩(wěn)定、過濾嚴格的靜壓供油系統(tǒng)，才能保證導軌運動的高精度。 2） 采用空氣靜壓潤滑支承，在運動過程中導軌不與支承體直接接觸，基準面摩損小，因此精度高而且使用壽命長。 4） 爬行少，機械摩損小，噪聲低。 6） 無環(huán)境污染。在適應參數(shù)控制模式 (MRAC)下采用氣體靜壓花崗巖導 軌得到好于土 15nm 的位置控制精度。 所以根據(jù)以上的分析 ， 測量儀 的導軌采用空氣靜壓導軌。空氣靜壓導軌是典型的氣體靜壓組合裝置。 （含全套圖紙） 值得下載 (a) 平面封閉性 （ b） 圓柱封閉性 2） 圓柱封閉型導軌 這種結構的導軌結構簡單，導桿的圓度、圓柱度和導向孔的間距等精度完全由機械加工決定，全部負載由導柱承受，容易產(chǎn)生撓度，故除了用于立式外，常用于輕載、短導軌。但是軸承剛度低，適用于 負載變化小的場合。根據(jù)本次 測量儀 的設計要求氣靜壓導軌型式采用平面封閉式，圖 23 為 橫梁 的氣浮分布。常用的進給絲杠形式有梯形絲杠、滾珠絲杠、空氣靜壓絲杠或液體靜壓絲杠和滾柱絲杠等。滾珠絲杠因具有高速、節(jié)省能源、易于潤滑、跟隨靈敏、對周邊環(huán)境適應性強等特點，應用最廣泛。滾珠絲杠的配合直接影響了滾珠絲杠的精度，很明顯，滾珠與螺母之間為點接觸，其性能劣于采用面接觸的傳動螺桿。滾珠絲杠之間若為間隙配合，絲杠產(chǎn)生回程誤差，但是通過雙頻激光檢測系統(tǒng)對進給量的檢測和反饋可以進行補償，問題并不嚴重 。最近一些學者的研究表明，滾珠絲杠在數(shù) 微 米的行程范圍內(nèi)呈非線性彈性現(xiàn)象。最主要序 號 直徑 Φ mm 厚度 D mm 球徑 SΦ mm 承載 Kg f 剛度 Kg f/μ m 接頭 螺紋 1 Φ 30 15 10 16 1 M5 2 Φ 40 15 10 27 2 M5 3 Φ 50 15 10 44 3 M5 4 Φ 60 15 16 63 5 M5 5 Φ 70 20 16 87 9 M5 6 Φ 80 20 16 113 13 M5 7 Φ 90 25 16 156 19 M5 8 Φ 100 25 16 196 25 M5 9 Φ 120 25 25 282 40 M5 10 Φ 150 30 25 440 70 M5 11 Φ 200 50 25 780 120 M5 12 Φ 250 60 50 1220 180 M5 13 Φ 300 60 50 1766 270 M5 （含全套圖紙） 值得下載 的是，在進給全行程中，絲杠和螺母配合的松緊程度有變化，滾珠螺母之間產(chǎn)生非線性的接觸變形，影響進給運動的平穩(wěn)性和精度，而且不同滾珠所承受載荷的不一致性也影響了它的使用壽命。這種傳動方式的優(yōu)點是無反向間隙，但是由于鋼絲等具有伸縮性 ，進給方向的剛性較弱，隨著工作臺行程的增大，其力矩和輸出位移之間存在明顯的非線性遲滯現(xiàn)象。圖 24 出的是摩擦驅(qū)動示意圖，摩擦傳動具有定位精度高和結構簡單的優(yōu)點，但是在高速進給中電動機軸和摩擦桿之間容易產(chǎn)生滑動，進給方向的剛性較低。驅(qū)動軸亦稱滾輪，斷面為圓形，由軸承（滾動軸承、液壓軸承、空氣軸承）支撐著，在伺服電機帶動下，通過減速器做旋轉(zhuǎn)運動。 測量儀 整體結構設計 各主要部分確定以后， 按照各部分的尺寸進行 測量儀 的總體設計 ， 圖 25 為 測量儀 的三維模型圖， 圖 26 為 測量儀 的總裝配圖。 測量時，工件固定在工作臺上， X、 Y、 Z 三軸均做直線運動，對工件做三維測