专利名称：用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三坐标测量机的制造，具体涉及一种用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置。
背景技术：
在进行模具、手机配件、冲压件、钟表、汽车零配件等行业的机械制造、检测或研发时，对工件的质量与精度的要求愈来愈高，需要对工件表面上点的X、1、Z坐标进行精确测量，以检测工件的尺寸或形位误差。对工件表面点三维坐标进行测量的设备即三坐标测量机(又称三坐标量床)。参见附图1，三坐标测量机具有水平工作台1和该工作台1上垂直设置的支架2， 一测量轴3轴向沿支架2竖直滑动，即测量轴3轴向在ζ方向运动，支架2又带动测量轴3 在χ、y方向运动，测量轴3下端固设一探测头4，待测工件置于工作台1上，测量轴3带动探测头4在x、y、z三个方向移动，当探测头4感测到工件表面点后即传送讯号，测量轴3在 x、y、z三个方向的位移被测量，数据处理器计算出工件表面点的坐标，以判断工件的尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。现有技术中，为实现测量轴3轴向在ζ方向做竖直上升或下降运动，采用在支架2上固设一滑轮14，通过滑轮14的悬绳一端固定连接测量轴 3的一端，另一端固定连接一配重块15，配重块15的重量与测量轴3重量相等，使测量轴3 悬浮在空中，下拉测量轴3使测量轴3下降，下拉配重块15使测量轴3上升。这种通过滑轮使配重块平衡测量轴自重的装置，缺点是增加了测量轴在χ、y方向上的运动惯量，运动阻力大；由于测量轴通常采用大理石制成，重量非常大，因此所需配重块重量也很大，这会使机座承载很大负荷，就需加大机架的承载能力，使机架加工难度提高和原料成本上升；另外，为使测量轴能够在行程内任意点精确定位，必须严格控制配重块重量的精度，如果配重块与测量轴重量有差异，则测量轴不易稳定，将大大影响测量精度。
发明内容本实用新型提供一种定位精度高、稳定性好、运动阻力小的用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置，所述三坐标测量机具有水平设置的工作台和该工作台上垂直设置的支架，一测量轴轴向沿所述支架竖直滑动，所述测量轴下端固设一探测头，其特征在于所述测量轴具有中空腔，一气缸置入所述中空腔内，所述气缸主要包括缸筒、缸筒上端的上缸盖、缸筒下端的下缸盖、在缸筒内滑动的活塞和活塞杆，所述活塞、上缸盖及缸筒形成气腔， 所述上缸盖上设有进气口与排气口，所述测量轴的上端与所述上缸盖固定连接，所述活塞杆一端连接所述活塞，另一端穿过所述上缸盖和所述测量轴的上端后伸出与所述三坐标测量机上的支架固定连接，所述活塞杆与上缸盖保持动密封。上述技术方案中的有关内容解释如下[0008]上述方案中，所述活塞杆为柔性活塞杆。本实用新型工作原理是测量轴内部的气缸缸筒内的气压产生一个向上的推力， 该推力可平衡抵消测量轴与气缸的重力。由于气缸与测量轴自重不变，因此缸筒内的平衡气压为一定值。气缸上缸盖与活塞之间容纳的气体为工作介质，气缸的活塞杆与活塞相对于三坐标测量机的支架是静止的。设有控制系统与气压感测系统，当测量轴向下运动时， 测量轴的上端下移，工作介质被活塞压缩而气压增加，气压感测系统感测到该气压大于平衡气压，控制系统控制排气，直至缸筒内气压值等于平衡气压值时停止；当测量轴向上运动时，测量轴的上端上移，气缸上缸盖与活塞之间的长度增大，工作介质气压减小，气压感测系统感测到该气压小于平衡气压，控制系统控制进气，直至缸筒内气压值等于平衡气压值时停止。测量轴及气缸的重力被气缸缸筒内的气压平衡抵消后，测量轴下端探测头在上升和下降运动时即不受重力影响。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型采用气缸缸筒内的气压来平衡抵消测量轴自重，不会大幅增加设备重量，便于制造。2、由于本实用新型采用气动控制来调整测量轴的高度，精确度高，运行稳定。3、由于本实用新型活塞杆的柔性使活塞杆设在支架上的位置精度不会影响测量轴ζ方向的运动精度。

附图1为现有技术中三坐标测量机测量轴自重平衡装置的结构示意图；附图2为本实用新型的结构示意图；附图3为附图2中测量轴的剖面示意图。以上附图中1、工作台；2、支架；3、测量轴；4、探测头；5、中空腔；6、气缸；7、缸筒；8、上缸盖；9、下缸盖；10、活塞；11、活塞杆；12、进气口 ；13、排气口 ；14、滑轮；15、配重块。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例，参见附图2-3所示，一种用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置，三坐标测量机具有水平设置的工作台1和该工作台1上垂直设置的支架2，一测量轴3轴向沿支架2竖直滑动，测量轴3下端固设一探测头4，测量轴3具有中空腔5，一气缸6置入中空腔 5内，气缸6主要包括缸筒7、缸筒7上端的上缸盖8、缸筒7下端的下缸盖9、在缸筒7内滑动的活塞10和活塞杆11，活塞10、上缸盖8及缸筒7形成气腔，上缸盖8上设有进气口 12 与排气口 13 ；测量轴3的上端与上缸盖8固定连接，活塞杆11 一端连接活塞10，另一端穿过上缸盖8和测量轴3的上端后伸出与三坐标测量机上的支架2固定连接，活塞杆11与上缸盖8之间动密封。测量轴3内部的气缸缸筒7内的气压产生一个向上的推力，该推力可平衡抵消测量轴3与气缸6的重力。由于气缸6与测量轴3自重不变，因此缸筒7内的平衡气压为一定值。气缸上缸盖8与活塞10之间容纳的气体为工作介质，气缸的活塞杆11与活塞10相对于三坐标测量机的支架2是静止的。设有控制系统与气压感测系统，当测量轴3向下运动时，测量轴3的上端下移，工作介质被活塞10压缩而气压增加，气压感测系统感测到该气压大于平衡气压，控制系统控制排气，直至缸筒7内气压值等于平衡气压值时停止；当测量轴 3向上运动时，测量轴3的上端上移，气缸上缸盖8与活塞10之间的长度增大，工作介质气压减小，气压感测系统感测到该气压小于平衡气压，控制系统控制进气，直至缸筒7内气压值等于平衡气压值时停止。测量轴3及气缸6的重力被气缸缸筒7内的气压平衡抵消后， 测量轴3下端探测头4在上升和下降运动时即不受重力影响。活塞杆11为柔性活塞杆，可为钢丝绳，柔性活塞杆设在支架2上的位置精度不会影响测量轴3在ζ方向的运动精度。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置，所述三坐标测量机具有水平设置的工作台(1)和该工作台(1)上垂直设置的支架(2)，一测量轴(3)轴向沿所述支架(2)竖直滑动，所述测量轴(3)下端固设一探测头(4)，其特征在于所述测量轴(3)具有中空腔(5)， 一气缸(6)置入所述中空腔(5)内，所述气缸(6)主要包括缸筒(7)、缸筒(7)上端的上缸盖(8)、缸筒(7)下端的下缸盖(9)、在缸筒(7)内滑动的活塞(10)和活塞杆(11)，所述活塞 (10)、上缸盖(8)及缸筒(7)形成气腔，所述上缸盖(8)上设有进气口(12)与排气口(13);所述测量轴(3 )的上端与所述上缸盖(8 )固定连接，所述活塞杆(11) 一端连接所述活塞(10 )， 另一端穿过所述上缸盖(8)和所述测量轴(3)的上端后伸出与所述三坐标测量机上的支架 (2 )固定连接，所述活塞杆(11)与上缸盖(8 )保持动密封。
2.根据权利要求1所述的用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置，其特征在于所述活塞杆(11)为柔性活塞杆。
专利摘要本实用新型的一种用于三坐标测量机测量轴的自重平衡装置，三坐标测量机具有水平设置的工作台和该工作台上垂直设置的支架，一测量轴轴向沿支架竖直滑动，所述测量轴下端固设一探测头，其特征在于所述测量轴具有中空腔，一气缸置入所述中空腔内，所述气缸主要包括缸筒、缸筒上端的上缸盖、缸筒下端的下缸盖、在缸筒内滑动的活塞和活塞杆，所述活塞、上缸盖及缸筒形成气腔，所述上缸盖上设有进气口与排气口，所述测量轴的上端与所述上缸盖固定连接，所述活塞杆一端连接所述活塞，另一端穿过所述上缸盖和所述测量轴的上端后伸出与所述三坐标测量机上的支架固定连接，所述活塞杆与上缸盖保持动密封。本实用新型定位精度高、稳定性好、运动阻力小。
文档编号G01B21/00GK202109894SQ20112018276
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者董峰, 陆庆年 申请人:苏州市仁信精密量仪有限公司