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2 ~% D9 b3 K% C7 n1 B. ^. k: W三坐标测量机 三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine, CMM)是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量仪或三次元。 三坐标测量仪的结构 三坐标测量仪有不同的操作需求、测量范围和测量精度,这些对选用三坐标测量仪是很重要的。各种类型的三坐标测量仪结构外形叙述如下: 1. 移动桥架型(Moving bridge type) 移动桥架型为最常用的三坐标测量仪的结构,轴为主轴在垂直方向移动,厢形架导引主轴沿水平梁在方向移动,此水平梁垂直轴且被两支柱支撑于两端,梁与支柱形成“桥架”,桥架沿着两个在水平面上垂直和轴的导槽在轴方向移动。因为梁的两端被支柱支撑,所以可得到最小的挠度,且比悬臂型有较高的精度。 2. 床式桥架型(Bridge bed type) 床式桥架型,轴为主轴在垂直方向移动,厢形架导引主轴沿着垂直轴的梁而移动,而梁沿着两水平导轨在轴方向移动,导轨位于支柱的上表面,而支柱固定在机械本体上。此型与移动桥架型一样,梁的两端被支撑,因此梁的挠度为最少。此型比悬臂型的精度好,因为只有梁在轴方向移动,所以惯性比全部桥架移动时为小,手动操作时比移动桥架型较容易。 3. 柱式桥架型 (Gantry type) 柱式桥架型,与床式桥架型式比较时,柱式桥架型其架是直接固定在地板上又称为门型,比床式桥架型有较大且更好的刚性,大部分用在较大型的三坐标测量仪上。各轴都以马达驱动,测量范围很大,操作者可以在桥架内工作。 4. 固定桥架型 (Fixed bridge type) 固定桥架型,轴为主轴在垂直方向移动,厢形架导引主轴沿着垂直 轴的水平横梁上做 方向移动。桥架 ( 支柱 ) 被固定在机器本体上,测量台沿着水平平面的导轨作 轴方向的移动且垂直于和轴。每轴皆由马达来驱动,可确保位置精度,此机型不适合手动操作。 5. L 形桥架型 (L-Shpaed bridge type) L 形桥架型,这个设计乃是为了使桥架在 轴移动时有最小的惯性而作的改变。它与移动桥架型相比较,移动组件的惯性较少,因此操作较容易,但刚性较差。 6. 轴移动悬臂型 (Fixed table cantilever arm type) 轴移动悬臂型, 轴为主轴在垂直方向移动,厢形架导引主轴沿着垂直 轴的水平悬臂梁在轴方向移动,悬臂梁沿着在水平面的导槽在轴方向移动,且垂直于轴和轴。此型为三边开放,容易装拆工件,且工件可以伸出台面即可容纳较大工件,但因悬臂会造成精度不高。此型早期很盛行,现在已不普遍。 7. 单支柱移动型 (Moving table cantilever arm type) 单支柱移动型,轴为主轴在垂直方向移动,支柱整体沿着水平面的导槽在 轴上移动,且垂直轴,而轴连接于支柱上。测量台沿着水平面的导槽在轴上移动,且垂直轴和轴。此型测量台面、支柱等具很好的刚性,因此变形少,且各轴的线性刻度尺与测量轴较接近,以符合阿贝定理。 8. 单支柱测量台移动型(Single column xy table type) 单支柱测量台移动型,轴为主轴在垂直方向移动,支柱上附有 轴导槽,支柱被固定在测量仪本体上。测量时,测量台在水平面上沿着轴和轴方向作移动。 9. 水平臂测量台移动型(Moving table horizontal arm type) 水平臂测量台移动型,厢形架支撑水平臂沿着垂直的支柱在垂直( 轴 )的方向移动。探头装在水平方向的悬臂上,支柱沿着水平面的导槽在 轴方向移动,且垂直 轴,测量台沿着水平面的导槽在 轴方向移动,且垂直于轴和 轴。这是水平悬臂型的改良设计,为了消除水平臂在 轴方向,因伸出或缩回所产生的挠度。 10. 水平臂测量台固定型 (Fixed table horizontal arm type) 水平臂测量台固定型,其构造与测量台移动型相似。此型测量台固定, 、 轴均在导槽内移动,测量时支柱在 轴的导槽移动,而轴滑动台面在垂直轴方向移动。 11. 水平臂移动型 (Moving ram horizotal arm type) 水平臂移动型, 轴悬臂在水平方向移动,支撑水平臂的厢形架沿着支柱在 轴方向移动,而支柱垂直 轴。支柱沿着水平面的导槽在轴方向移动,且垂直 轴和 轴,故不适合高精度的测量。除非水平臂在伸出或回收时,对因重量而造成的误差有所补偿。目前应用在车辆检验工作。 12. 闭环桥架型 (Ring bridge type) 闭环桥架型,由于它的驱动方式在工作台中心,可减少因桥架移动所造成冲击,为所有三坐标测量仪中最稳定的一种。
: `6 t7 @! p" `0 i2 O 经过时代的发展三坐标机已经成为检测的重要工具之一,目前逆向工程技术大多应用结构光学、激光技术进行三维扫描,逐渐取代了三坐标点记录逆向设计的方法。 |