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三坐标测量机结构分析


三坐标测量机简称CMM,是指在三维可测的空间范围内,能够根据测头系统返回的点数据,通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器。三坐标作为20世纪60年代发展起来的一种新型优良的三维尺寸精密测量仪器,以其高精度高柔性以及优异的数字化能力,成为现代制造业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。按照结构形式分类可分为移动桥式结构、固定桥式结构、龙门式结构、悬臂式结构、横臂立柱式结构等。
移动桥式结构:目前应用较广泛的一种结构形式,其结构简单紧凑,刚性好,具有比较开阔的空间。工件安装在固定工作台上,因此工件的重量对测量机的整体动态性能没有太大影响,相对承载力会更强。但这种结构的X向驱动位于桥框一侧,桥框移动时易产生绕Z轴偏摆,而该结构的X向标尺也位于桥框一侧,在Y向存在较大的阿贝臂,这种偏摆会引起较大的阿贝误差,因此精度方面对比固定桥式三坐标会略低一些。
固定桥式结构:固定桥式三坐标与移动结构的取药区别在于,其桥框固定不动,直接与底部基座连接,X向标尺和驱动机构安装在工作台下方中部,工作台沿底座的导轨进行移动。其主要部件的运动稳定性好,运动误差小,适用于高精度测量,但工作台负载能力小,结构敞开性不好,主要用于高精度的中小机型。
龙门式结构:移动部分只是横梁,移动部分质量小,整个结构刚性好,三个坐标测量范围较大时也可保证测量精度,适用于大型三坐标,缺点是立柱限制了工件装卸,单侧驱动时仍会带来较大的阿贝误差,而双侧驱动方式在技术上较为复杂,只有Y向跨距很大、对精度要求较高的大型测量机才采用。
悬臂式结构:结构简单,具有很好的敞开性,但当滑架在悬臂上作Y向运动时,会使悬臂的变形发生变化,故测量精度不高,一般用于测量精度要求不太高的小型三坐标测量机。
横臂立柱式结构:也称为水平臂式三坐标,在汽车工业中有广泛应用。其结构简单、敞开性好,尺寸也可以较大,但因横臂前后伸出时会产生较大变形,故测量精度不高,用于中、大型机型。
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