一种超精密三坐标测试平台制造技术

本实用新型专利技术提供了一种超精密三坐标测试平台，包括：基座和支承件连接件，支承件连接件上安装有方形平板真空预压气浮支承件；支承件连接件由X向直线电机驱动；固定在支承件连接件顶部的第一Z向立柱及安装在一侧的第二Z向立柱，第二Z向立柱的底部安装有圆形平板真空预压气浮支承件；Z向立柱上安装有Z向直线电机，第一真空预压气浮组件与Z向直线电机连接；龙门横梁固定在两个第一真空预压气浮组件之间，Y向直线电机安装在龙门横梁上并与第二真空预压气浮组件连接。本超精密三坐标测试平台采用真空预压气浮技术实现检测平台在X、Y、Z向上的无摩擦快速移动，Z向采用双向真空预压气浮组件并通过直线电机直接驱动，减少了Z向的阿贝误差。

【技术实现步骤摘要】
一种超精密三坐标测试平台
本技术涉及检测设备
，具体涉及一种超精密三坐标测试平台。
技术介绍
三坐标测量机以其精度高、柔性强等特点在现代化的生产制造和航空、航天等国防领域中起着越来越重要的作用。它不仅能够完成各种零件的几何元素、曲线和曲面的测量，而且还可以和其它加工设备，如加工中心、数控机床等设备，联机组成集成系统，实现设计、制造和检测的一体化。随着科学技术的进步和国家对国防科技工业的重视，对三坐标测量机的测量精度的要求也越来越高。提高测量精度不仅包括减小三坐标测量机的机械结构误差、测头的探测误差，还包括减小由环境条件和使用条件带来的测量不确定度等。它广泛引用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、蜗论和叶片、缸体、凸轮、齿轮、形体等空间型面的测量。此外，还可用于画线、定中心孔、光刻集成电路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接，以成为一类大型精密仪器，有“测量中心”之称。随着超精密加工技术的飞速发展，对相应的三维检测设备的测量精度的要求也越来越高。三坐标测量机(coordinatemeasuringmachine，CMM)作为一种传统的通用型高精度三维检测设备，在工件形位误差的检测中具有至关重要的作用。三坐标测量机正朝着尺寸小型化以及纳米级精度的方向发展。对其准确进行形位误差测量与不确定度评定，进而保证其微纳米级的测量精度是对其研究的关键。三维精密测量技术是一种基于精密运动平台的精确检测技术，是超精密机加工行业确保工件质量的重要一环，其具有测量精度高、稳定性好、通用性强(能测长度、角度、形位公差等)、可多维测量、测量效率高等特点。现代精密测量运动平台多采用静压气浮支承导轨形式作为工作平台，能够实现检测对象或超精密加工的精密运动。在结构设计方面，根据适用对象以及测量精度要求的不同，现有三维精密测量气浮平台主要结构形式有龙门式、桥式、悬臂式三种类型，且以移动龙门式结构应用较多，传统龙门式坐标测量机等测量机的垂直方向的移动基本采用的是将驱动装置置于龙门悬臂梁上，对于大型测量机，测量机悬臂梁行程的增加会导致龙门的跨度和高度变大，因此龙门的质量会增加很多，龙门也会因自重的变形量也相应变大，测量机动态性能变差，其在运动精度及存在阿贝误差(阿贝误差是指测量仪器的轴线与待测工件的轴线须在同一直线上，否则即产生误差，此误差称为阿贝误差，通常，假如测量仪器的轴线与待测工件的轴线无法在一起时，则须尽量缩短其距离，以减少其误差值)等方面的缺陷一直是一大难题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提出了一种超精密三坐标测试平台，采用真空预压气浮技术实现检测平台在X、Y、Z向上的无摩擦快速移动，Z向采用双向真空预压气浮组件并通过直线电机直接驱动，减少了Z向的阿贝误差，提高了系统的刚度及承载力，减少了因自重造成的变形量。本技术采用以下方案实现本技术，一种超精密三坐标测试平台，包括：基座，所述基座设置成“L”形，“L”形基座的竖直端面上平行间隔设置有两限位块，两限位块之间形成滑道；支承件连接件，所述支承件连接件设置成“7”形，所述支承件连接件的左端边上和底部均安装有方形平板真空预压气浮支承件，所述安装在支承件连接件的左端边上的方形平板真空预压气浮支承件放置于基座上两限位块之间形成的滑道内，安装在支承件连接件底部上的方形平板真空预压气浮支承件放置在基座底板的平面上；安装在支承件连接件下方的X向直线电机，所述X向直线电机包括通过螺栓固定在基座底板上的直线定子和设置在直线定子上的动子，动子与支承件连接件的底部固定连接，直线定子驱动动子带动支承件连接件沿X向直线移动；安装在支承件连接件下方且与X向直线电机平行设置的光栅尺基座，X向光栅尺安装在光栅尺基座顶部；固定在支承件连接件顶部的第一Z向立柱，并行安装在第一Z向立柱一侧的第二Z向立柱，所述第二Z向立柱的底部安装有圆形平板真空预压气浮支承件，所述圆形平板真空预压气浮支承件放置在基座底板的平面上；所述第一Z向立柱和第二Z向立柱的侧壁上均开设有安装槽，所述安装槽内壁上安装有Z向光栅尺，Z向直线电机安装在所述安装槽内并与Z向光栅尺正对设置，第一真空预压气浮组件与Z向直线电机的动子固定连接，Z向直线电机驱动第一真空预压气浮组件沿Z向直线移动；龙门横梁，所述龙门横梁的左端固定在第一Z向立柱的第一真空预压气浮组件上，龙门横梁的右端固定在第二Z向立柱的第一真空预压气浮组件上，所述龙门横梁的顶部设置有安装槽，安装槽的内壁上安装有Y向光栅尺，Y向直线电机安装在所述安装槽内并与Y向光栅尺正对设置，Y向直线电机的动子与第二真空预压气浮组件连接，Y向直线电机驱动第二真空预压气浮组件沿Y向直线移动；固定在第二真空预压气浮组件底部的检测头，所述检测头与工业电脑连接。优选的，所述第一真空预压气浮组件和第二真空预压气浮组件的结构相同，均包括侧边气浮支承件和连接部气浮支承件，所述侧边气浮支承件由三个独立的方形平板真空预压气浮支承件通过螺钉连接或者焊接成“U”形，连接部气浮支承件通过螺钉固定在“U”形侧边气浮支承件的顶部，所述连接部气浮支承件的内壁与直线电机的动子固定连接。优选的，所述方形平板真空预压气浮支承件包括轴套壳和第一气浮微孔盖板，所述轴套壳内部设置有一个密闭的第一真空吸附腔，第一真空吸附腔的中心开设有第一抽气孔，轴套壳的侧壁上设置有第一泄气孔，所述第一抽气孔与第一泄气孔之间通过管道连接，第一真空吸附腔的周侧设置有多个呈“回”字形分布且向外渐扩的第一气膜腔，轴套壳的侧壁上设置有第一进气孔，所述第一进气孔与每个第一气膜腔连通，第一气浮微孔盖板盖覆在第一气膜腔上，第一气浮微孔盖板与第一真空吸附腔和轴套壳接触处均以密封胶密封连接。优选的，所述连接部气浮支承件包括壳体，壳体内侧盖覆有盖板，壳体上设置有两个并行间隔分布的气浮腔体，气浮腔体内开设有第二气膜腔，第二气膜腔表面盖覆有第二气浮微孔盖板，壳体端边上还设置有与气浮腔体对应的第二进气孔，所述第二进气孔与第二气膜腔通过管道连通，每个气浮腔体的左右两端均设置有一个第二真空吸附腔，每个第二真空吸附腔的中心均设置有第二抽气孔，壳体端边上对应设置有第二泄气孔，第二抽气孔与第二泄气孔之间通过抽真空管连接。优选的，所述基座上安装有两个对称设置的限位器，两个限位器正对支承件连接件设置，支承件连接件在两个限位器之间移动。优选的，所述光栅尺基座的前后两端安装有X向光电限位开关。优选的，所述第一Z向立柱和第二Z向立柱的安装槽内壁上均安装有Z向光电限位开关。优选的，所述龙门横梁的安装槽内壁上安装有Y向光电限位开关。本技术提供的一种超精密三坐标测试平台的有益效果在于：(1)本超精密三坐标测试平台Z向通过双向真空预压气浮组件，并通过直线电机直接驱动，减少了Z向的阿贝误差，提高了系统的刚度及承载力，同时避免的传统将Z向运动装置置于龙门悬臂梁上的结构，减少了因其自重造成的变形量，悬臂龙门横梁采用真空预压气浮组件的机械结构，实现高刚度、高承载力，并可以通过真空预压气浮组件的负压调节，实现实时制动；(2)本超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超精密三坐标测试平台，其特征在于包括：基座，所述基座设置成“L”形，“L”形基座的竖直端面上平行间隔设置有两限位块，两限位块之间形成滑道；支承件连接件，所述支承件连接件设置成“7”形，所述支承件连接件的左端边上和底部均安装有方形平板真空预压气浮支承件，所述安装在支承件连接件的左端边上的方形平板真空预压气浮支承件放置于基座上两限位块之间形成的滑道内，安装在支承件连接件底部上的方形平板真空预压气浮支承件放置在基座底板的平面上；安装在支承件连接件下方的X向直线电机，所述X向直线电机包括通过螺栓固定在基座底板上的直线定子和设置在直线定子上的动子，动子与支承件连接件的底部固定连接，直线定子驱动动子带动支承件连接件沿X向直线移动；安装在支承件连接件下方且与X向直线电机平行设置的光栅尺基座，X向光栅尺安装在光栅尺基座顶部；固定在支承件连接件顶部的第一Z向立柱，并行安装在第一Z向立柱一侧的第二Z向立柱，所述第二Z向立柱的底部安装有圆形平板真空预压气浮支承件，所述圆形平板真空预压气浮支承件放置在基座底板的平面上；所述第一Z向立柱和第二Z向立柱的侧壁上均开设有安装槽，所述安装槽内壁上安装有Z向光栅尺，Z向直线电机安装在所述安装槽内并与Z向光栅尺正对设置，第一真空预压气浮组件与Z向直线电机的动子固定连接，Z向直线电机驱动第一真空预压气浮组件沿Z向直线移动；龙门横梁，所述龙门横梁的左端固定在第一Z向立柱的第一真空预压气浮组件上，龙门横梁的右端固定在第二Z向立柱的第一真空预压气浮组件上，所述龙门横梁的顶部设置有安装槽，安装槽的内壁上安装有Y向光栅尺，Y向直线电机安装在所述安装槽内并与Y向光栅尺正对设置，Y向直线电机的动子与第二真空预压气浮组件连接，Y向直线电机驱动第二真空预压气浮组件沿Y向直线移动；固定在第二真空预压气浮组件底部的检测头，所述检测头与工业电脑连接。...

【技术特征摘要】
1.一种超精密三坐标测试平台，其特征在于包括：基座，所述基座设置成“L”形，“L”形基座的竖直端面上平行间隔设置有两限位块，两限位块之间形成滑道；支承件连接件，所述支承件连接件设置成“7”形，所述支承件连接件的左端边上和底部均安装有方形平板真空预压气浮支承件，所述安装在支承件连接件的左端边上的方形平板真空预压气浮支承件放置于基座上两限位块之间形成的滑道内，安装在支承件连接件底部上的方形平板真空预压气浮支承件放置在基座底板的平面上；安装在支承件连接件下方的X向直线电机，所述X向直线电机包括通过螺栓固定在基座底板上的直线定子和设置在直线定子上的动子，动子与支承件连接件的底部固定连接，直线定子驱动动子带动支承件连接件沿X向直线移动；安装在支承件连接件下方且与X向直线电机平行设置的光栅尺基座，X向光栅尺安装在光栅尺基座顶部；固定在支承件连接件顶部的第一Z向立柱，并行安装在第一Z向立柱一侧的第二Z向立柱，所述第二Z向立柱的底部安装有圆形平板真空预压气浮支承件，所述圆形平板真空预压气浮支承件放置在基座底板的平面上；所述第一Z向立柱和第二Z向立柱的侧壁上均开设有安装槽，所述安装槽内壁上安装有Z向光栅尺，Z向直线电机安装在所述安装槽内并与Z向光栅尺正对设置，第一真空预压气浮组件与Z向直线电机的动子固定连接，Z向直线电机驱动第一真空预压气浮组件沿Z向直线移动；龙门横梁，所述龙门横梁的左端固定在第一Z向立柱的第一真空预压气浮组件上，龙门横梁的右端固定在第二Z向立柱的第一真空预压气浮组件上，所述龙门横梁的顶部设置有安装槽，安装槽的内壁上安装有Y向光栅尺，Y向直线电机安装在所述安装槽内并与Y向光栅尺正对设置，Y向直线电机的动子与第二真空预压气浮组件连接，Y向直线电机驱动第二真空预压气浮组件沿Y向直线移动；固定在第二真空预压气浮组件底部的检测头，所述检测头与工业电脑连接。2.如权利要求1所述的超精密三坐标测试平台，其特征在于：所述第一真空预压气浮组件和第二真空预压气浮组件的结构相同，均包括侧边气浮支承...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵休金，刘震，
申请(专利权)人：深圳市金园智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44