懸臂式三坐標測量機是一種以結(jié)構(gòu)緊湊、空間開敞為核心特征的精密三維測量設(shè)備。其顯著的設(shè)計在于測頭安裝在單側(cè)伸出的懸臂梁上,這種獨特的機械結(jié)構(gòu)打破了傳統(tǒng)測量機的封閉框架,為工件的裝卸與測量提供了極大的便利。該設(shè)備通常采用固定工作臺設(shè)計,其Z軸主軸在垂直方向移動,廂形架導(dǎo)引主軸沿水平懸臂梁做橫向運動,而懸臂梁則沿底座導(dǎo)軌做縱向移動。這種三面開敞的結(jié)構(gòu)設(shè)計,不僅使操作空間極為開闊,還允許工件伸出測量臺面,從而能夠輕松容納并測量體積龐大的工件。
1、主機機械系統(tǒng)
底座工作臺:多為花崗巖材質(zhì),精度高、熱穩(wěn)定性好,作為整機基準平臺,用于放置、裝夾被測工件,帶有T型槽,方便夾具固定。
X軸導(dǎo)軌:布置在底座兩側(cè),驅(qū)動整個懸臂機構(gòu)沿X方向移動。
懸臂橫梁(Y軸):懸臂式核心部件,單側(cè)支撐伸出,實現(xiàn)Y軸方向運動;多采用鋁合金或者花崗巖材質(zhì),兼顧剛性與輕量化,懸臂剛性直接決定整機測量精度。
Z軸滑枕:垂直安裝在懸臂端部,實現(xiàn)Z軸上下運動,搭載測頭組件;滑枕運動平穩(wěn)性直接影響深度方向測量精度。
空氣軸承:X/Y/Z三軸普遍配置空氣軸承,懸浮運動,摩擦極小,運動阻力低,保障運動順滑,降低機械磨損。
2、測頭系統(tǒng)(采集檢測信號核心)
測頭本體:分為觸發(fā)式測頭、掃描測頭。觸發(fā)測頭用于點位測量;掃描測頭可連續(xù)采集曲面海量點云,適合曲面、輪廓檢測。
測桿、測針:接觸工件的執(zhí)行部件,由探針、紅寶石測球組成,可根據(jù)工件更換不同長度、直徑測針。
測頭轉(zhuǎn)接座:連接Z軸滑枕與測頭,部分支持測頭自動旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)多角度測量。
3、驅(qū)動與傳動系統(tǒng)
伺服驅(qū)動電機:X、Y、Z三軸伺服電機,提供各軸運動動力。
傳動機構(gòu):同步帶傳動或者齒輪齒條傳動,將電機動力傳遞至各運動軸。
光柵尺讀數(shù)系統(tǒng):三軸分別配置光柵尺+讀數(shù)頭,實時反饋各軸實際位移,是設(shè)備尺寸測量的計量基準,直接決定整機重復(fù)精度。
4、電氣控制系統(tǒng)
控制柜:集成伺服驅(qū)動器、電源模塊、信號處理模塊,接收計算機指令,控制三軸運動,采集測頭觸發(fā)信號、光柵位置信號。
操作手柄(操縱盒):手動操作部件,操作人員控制三軸移動、測點采集,支持手動/自動模式切換。
氣源處理單元(氣浮機型備):包含過濾器、調(diào)壓閥,為空氣軸承提供潔凈穩(wěn)定壓縮空氣;過濾水汽雜質(zhì),防止損壞空氣軸承。
5、計算機與數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)
工業(yè)計算機:硬件載體,運行測量軟件。
三坐標測量軟件:整機核心,完成程序編輯、坐標系建立、元素測量(點、線、面、圓、圓柱、曲面)、形位公差計算、尺寸評價、數(shù)據(jù)報告輸出、程序存儲調(diào)用;可實現(xiàn)自動批量檢測。
6、輔助配套單元
工件夾具:壓板、工裝夾具,用于固定被測工件,防止測量過程工件偏移。
環(huán)境配件:溫度傳感器(部分機型帶溫度補償),監(jiān)測環(huán)境溫度,補償溫度帶來的尺寸誤差。
報警保護部件:三軸限位開關(guān)、防撞保護裝置,防止超行程碰撞損壞測頭與機械結(jié)構(gòu)。
