具有带弹簧的支撑梁的坐标测量机制造技术

一种坐标测量机具有：1)具有顶端和底端的锚梁；2)具有顶端和底端的至少一个支撑梁；以及3)横梁，该横梁支撑在所述锚梁的顶端和至少一个支撑梁的顶端上。另外，所述坐标测量机还具有4)基座，该基座支撑所述锚梁的底端和至少一个支撑梁的底端。至少一个支撑梁中的至少一个支撑梁具有第一弹簧和第二弹簧。在优选实施方式中，所述第一弹簧适于允许移动并且在大致平行于所述横梁的纵向轴线的方向上与所述第二弹簧间隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种坐标测量机具有：1)具有顶端和底端的锚梁；2)具有顶端和底端的至少一个支撑梁；以及3)横梁，该横梁支撑在所述锚梁的顶端和至少一个支撑梁的顶端上。另外，所述坐标测量机还具有4)基座，该基座支撑所述锚梁的底端和至少一个支撑梁的底端。至少一个支撑梁中的至少一个支撑梁具有第一弹簧和第二弹簧。在优选实施方式中，所述第一弹簧适于允许移动并且在大致平行于所述横梁的纵向轴线的方向上与所述第二弹簧间隔开。【专利说明】具有带弹簧的支撑梁的坐标测量机 优先权 本申请要求于2012年3月2日提交的标题为"具有带弹簧的支撑梁的坐标测量 机"且申请号为61/605,831的临时申请的优先权，以及于2012年3月2日提交的标题为 "具有约束配重的坐标测量机"且申请号为61/605,829的临时申请的优先权。这些申请整 个引入此处作为参考。
本专利技术总体涉及坐标测量机，并且更具体地，本专利技术涉及改善坐标测量机的精度。
技术介绍
尤其，坐标测量机（"CMM"，还被称为表面扫描测量机）测量几何形状和表面轮廓， 或者核验已知表面的形貌。例如，CMM可以测量推进器的拓扑轮廓以确保其表面适当地定 尺寸和定形状为用于其特定任务（例如，以预定的速度穿过盐水移动24英尺的船）。 为此，常规CMM典型地具有基座，该基座与具有探针的可移动组件直接连接并且 支撑该可移动组件，所述探针直接接触被测量的目标并且沿着该被测量的目标的表面移 动。基座还支撑被测量的目标。通常，基座由热膨胀系数不同于可移动组件的其可直接接 触的部分的热膨胀系统的材料形成。这种不同会导致基座相对于所述组件移动几微米或者 甚至移动几毫米。随站周围热环境的改变，尤其当测量微米级时，该不匹配会显著扭曲机器 的几何形状并且使测量的结果偏移。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方式，一种坐标测量机具有1)具有顶端和底端的锚梁；2) 具有顶端和底端的至少一个支撑梁；以及3)横梁，该横梁支撑在所述锚梁的顶端和至少一 个支撑梁的顶端上。另外，所述坐标测量机还具有4)基座，该基座支撑所述锚梁的底端和 至少一个支撑梁的的底端。所述至少一个支撑梁中的至少一个支撑梁具有第一弹簧和第二 弹簧。在优选实施方式中，所述第一弹簧在大致平行于所述横梁的纵向轴线的方向上与所 述第二弹簧间隔开。在优选实施方式中，所述弹簧适于允许在大致平行于所述横梁的纵向 轴线的方向上移动。 许多不同类型的弹簧应该足以补偿热膨胀问题。尤其，所述弹簧可以与所述至少 一个支撑梁是一体的。例如，所述弹簧可以形成舒缓的S形形状。作为另一例子，两个弹簧 可以协作形成动臂装置（pantograph)。所述横梁因而可以在大致平行于所述基座的平面的 方向上移动。在一些实施方式中，所述横梁可以以这种方式移动达至大约15微米。如果所 述横梁超过该极限，则其可以以大致发散的方式移动（相对于所述基座的所述平面），即， 朝向或者远离所述横梁移动。在可选实施方式中，所述支撑梁中的至少一个支撑梁可以具 有第二对对置弹簧，该第二对对置弹簧取向并且构造为允许在大致正交于所述横梁的纵向 轴线的方向上移动。 正如所指出的，所述坐标测量机可以具有多于一个的支撑梁。具体地，其可以具有 多个支撑梁，其中所述多个支撑梁中的每个梁均具有第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧 和第二弹簧在大致平行于所述横梁的纵向轴线的方向上间隔开。而且，所述至少一个支撑 梁可以至少部分地由金属形成，所述金属具有的梁热膨胀系数不同于所述基座的热膨胀系 数。例如，所述基座可以包括花岗岩，而所述支撑梁（即，接触所述基座的部分）包括钢。而 且，像许多其他这种设备一样，所述坐标测量机还可以具有与所述横梁以可移动的方式联 接的探针臂。 根据本专利技术另一实施方式，一种坐标测量机具有1)具有顶端和底端的至少一个 支撑梁；2)横梁，该横梁支撑在所述至少一个支撑梁的顶端上；以及3)基座，该基座支撑所 述至少一个梁的底端。所述坐标测量机还具有固定至所述横梁的轨道，所述轨道的纵向轴 线大致平行于所述横梁的纵向轴线。所述横梁被认为具有：主体；多个固定区域，这多个固 定区域用于将所述轨道固定至所述横梁；以及至少一对弹簧。所述至少一对弹簧将所述固 定区域中的一个固定区域连接至所述主体。 所述弹簧、主体以及固定区域可以形成所述横梁中的切口。因而，所述弹簧可以与 所述横梁成一体。而且，所述横梁可以具有多个弹簧对，其中每个弹簧对均将其固定区域连 接至所述主体。为了将所述轨道固定至所述横梁，所述坐标测量机还可以具有多个紧固件， 每个紧固件均从所述轨道延伸至所述固定区域中的一个固定区域中。在一些实施方式中， 所述固定区域中的一个固定区域与所述主体成一体并且与所述主体直接连接以形成锚固 件。 根据本专利技术的另一实施方式，坐标测量机具有：1)至少两个支撑梁，每个支撑梁 均具有位于一端处的刚性构件和位于另一端处的偏置立升件；2)横梁，该横梁被所述支撑 梁支撑在第一端处；以及3)基座，该基座支撑在所述支撑梁的另一（第二）端处。所述刚 性构件和所述偏置立升件彼此物理接触，并且所述偏置立升件适于在平行于对应于所述横 梁的纵向轴线的方向上弹性弯折。这样，立升件的表面相对于其接触的表面静止，所述表面 包括例如平台、支撑梁以及横梁。因而，当在热应力下时立升件可以弹性弯折并且仅在单个 方向上偏移。第二立升件可以布置在第二支撑梁上以提供另一方向上的移动。所述第二立 升件可以平行于移动方向的纵向轴线取向。所述立升件可以是具有第一弹簧和第二弹簧的 支撑结构。每个弹簧均可以以允许沿单个方向移动的方式与另一弹簧间隔开。 根据本专利技术的另一实施方式，坐标测量机具有支撑结构，该支撑结构具有顶部和 底部。所述顶部和底部可以相对于彼此布置并且适于在该顶部和底部之间进行摩擦滑动。 所述支撑结构具有第一弹簧和第二弹簧。每个弹簧均与另一弹簧间隔开并且以允许在单个 方向上移动的方式加接于所述顶部和所述底部。因而，在热应力下时支撑结构可以在一方 向上弹性弯折。 根据本专利技术的另一实施方式，提供了校准坐标测量机的方法。所述方法包括提供 根据本专利技术的各个实施方式所述的坐标测量机。在优选实施方式中，所述坐标测量机具有 1)具有顶端和底端的锚梁；2)具有顶端和底端的至少一个支撑梁；以及3)横梁，该横梁支 撑在所述锚梁的顶端和至少一个支撑梁的顶端上。另外，坐标测量机还具有4)基座，该基 座支撑所述锚梁的底端和至少一个支撑梁的底端。所述支撑梁中的至少一个支撑梁具有第 一弹簧和第二弹簧，优选地，所述第一弹簧在大致平行于所述横梁的纵向轴线的方向上与 所述第二弹簧间隔开。所述测量方法包括：当所述坐标测量机静止时，由线性编码器测量空 间偏移，所述线性编码器沿着大致平行于所述横梁的纵向轴线的方向取向。所述方法包括： 确定所述平台和所述横梁之间的膨胀差或者收缩差。所述方法包括：将所述膨胀差的数据 或收缩差的数据以及编码器数据存储于参数映射中，通过所述坐标测量机，该参数映射可 以被检索并且应用于被测量对象的测量。 【专利附图】【附图说明】 通过参考附图讨论的以下"【具体实施方式】"，本领域技术人员应该更充分地理解本 专利技术的不同实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐标测量机，该坐标测量机包括：具有顶端和底端的锚梁；具有顶端和底端的至少一个支撑梁；横梁，该横梁支撑在所述锚梁的顶端和所述至少一个支撑梁的顶端上，所述横梁具有纵向轴线；以及基座，该基座支撑所述锚梁的底端和所述至少一个支撑梁的底端，所述至少一个支撑梁中的至少一个支撑梁具有第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧在大致平行于所述横梁的纵向轴线的方向上与所述第二弹簧间隔开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·辛格，J·朗格莱斯，J·张，
申请(专利权)人：海克斯康测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US