基于小型三坐标测量机的机械研究

　　三坐标测量机是随着数控机床的发展而发展起来的。目前广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、汽车工业、航空和国防工业各部门，用来测量箱体类零件的孔距和面距、模具、精密铸件、电子线路板、汽车外壳、发动机零件、凸轮以及各空间曲面等复杂形面尤为合适。从国内外生产的三坐标测量机的情况分析，精度较高、属计量型类的测量机结构选型大多采用坐标镗床式 、固定龙门式等此类机械结构形式;生产标准型、生产精密型类的测量机则集中在 移动龙门式 、四立柱桥式这类结构形式;精度虽低但开阔性好、而悬臂式结构多用于测量汽车外形及大型模具的测量机上。

　　目前市场上很多中、小企业对三坐标测量机有很大的需求。但由于资金、场地和使用等方面的限制，它们多倾向于小型、廉价的手动型三坐标测量机。此类小型三坐标测量机属于简易、廉价、手动型，适合于中、小企业生产线上的使用;精度等级定在中低档，适合于模具及一般精度零件的测量。我所在充分调研后，进行了珍珠’ 小型三坐标测量机的研制开发工作。

　　1三坐标测量机整体结构分析

　　国内外小型三坐标测量机大部分采用的是运动桥式结构，少量采用的是悬臂式结构。运动桥式结构的特点在于较悬臂式结构运动平稳，受外力干扰小，故测量精度相对容易提高。工作台运动式结构虽然较运动桥式结构精度还要高，但是小型手动测量机几乎都不采用此种结构。在工作台的选择上，型三坐标测量机采用了 类似测量机的底座工作台。图1为三坐标测量机外形图。

　　在国外，小型测量机也称为台式测量机。导轨作为整个三坐标测量机的关键部件，材料选择尤其重要。Perarl型三坐标测量机采用了全花岗石导轨的结构形式。目前在国内外小型测量机上，导轨主要采用花岗石、铝合金、陶瓷以及碳素纤维等材料.

　　目前小型测量机除底座工作台采用花岗石材质外，很多型号测量机的运动构件绝大部分都采用铝合金制作。目的一是追求 “轻”，二是铝的导热系数较大，铝制结构容易达到温度均衡。但铝合金的导轨 (指)导轨和*轴+ 存在两大问题：铝合金型材的订购 (铝合金的牌号和成型模具+;导轨表面的硬质阳极化处理和精密加工 (成本较高、周期较长+。我所生产的立柱式测量机的悬臂导轨()向+采用了这种铝合金的导轨。

　　碳素纤维的导轨在国外大型测量机上已有成功的应用。但其材质的成本极高;而且导轨面的成形工艺有问题，在国外虽有成功的应用，但成本及精度不好控制。花岗石材质的导轨来源充足，加工成本不高。我国有不少专业的花岗石厂具备批量生产中空花岗石*轴的能力。因此，我们选择中空的花岗石材质的)导轨和*轴用于型三坐标测量机是比较实际的，是为了追求方案实现的成功率。陶瓷对设计加工的技术要求比较高，成本也较高。