專利名稱：坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種坐標(biāo)測量機(jī)的橫梁，特別涉及一種坐標(biāo)測量機(jī)的變 形橫梁。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外坐標(biāo)測量機(jī)橫梁(x軸導(dǎo)軌)的截面基本上為矩形與三角 形兩種，

圖1所示的橫梁10為正三角形橫梁，圖2所示的橫梁10'為標(biāo)準(zhǔn)矩形橫 梁，橫梁10或10，定位于X軸導(dǎo)軌的滑架上，并固定連接于Y軸導(dǎo)軌的滑架 上，三角形橫梁與Z軸導(dǎo)軌呈45。，矩形橫梁與Z軸導(dǎo)軌平行，正三角形己 有專利，采用標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁也很普遍。橫梁選用的依據(jù)主要是看其剛性、抗 彎、抗扭的能力，各個廠家根據(jù)其坐標(biāo)測量機(jī)的具體參數(shù)、功能及精度，設(shè) 計了各種截面形狀及安裝方式的橫梁，然而，現(xiàn)有的矩形和三角形橫梁在抗 扭抗彎性能方面或多或少的存在著一些不理想的地方。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其重心較 低、抗彎、抗扭性能強(qiáng)，且連接可靠、導(dǎo)向平穩(wěn)，可以提高坐標(biāo)測量機(jī)速度 與精度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，包
括呈變形矩形狀，具有六個面，其中，第一面及第三面為安裝面，相互垂 直，第二面、第四面、第五面及第六面為導(dǎo)向面，第二面、第四面、第六面 相互延伸后與第五面呈矩形，另外，還具有設(shè)于其中部的至少一個減重孔。 所述橫梁中部設(shè)置一大兩小相連通的三個減重孔；所述減重孔呈圓柱形。
所述第一面上設(shè)有一連接孔，第三面上設(shè)有兩連接孔，以將橫梁安裝于
Y軸導(dǎo)軌的滑架上。
所述導(dǎo)向面上設(shè)置有數(shù)只氣浮軸承，以將橫梁定位于X軸導(dǎo)軌的滑架上。
所述第四面及第五面上安裝有五只氣浮軸承，該五只氣浮軸承為剛性氣 浮軸承，第二面及第六面上安裝有四只氣浮軸承，該四只氣浮軸承為彈性氣 浮軸承。
Z軸導(dǎo)軌設(shè)于其左側(cè)，其與Z軸導(dǎo)軌呈一定的傾角；所述傾角的范圍為0 ° -90°之間。
本實(shí)用新型的有益效果首先、重心低，在導(dǎo)向跨距相同時，橫梁的重 心降低，使Y軸導(dǎo)軌的滑架在運(yùn)動過程中更加平穩(wěn)，測量精度提高，且在合
理的使用減重孔后，重量進(jìn)一步減小，更有利于運(yùn)動平穩(wěn)。
其次、剛度明顯提高在導(dǎo)向跨距相同，橫梁截面積相等且材料相同 時，經(jīng)過理論計算和實(shí)測，本實(shí)用新型的變形矩形橫梁的剛度明顯提高，抗 彎抗扭性能增強(qiáng)，穩(wěn)定性提高。
再次、安裝方便，并能提高整機(jī)的力學(xué)性能本實(shí)用新型變形矩形橫梁 通過兩個相互垂直的第一和第三面與Y軸導(dǎo)軌的滑架連接，并利用九個空氣 軸承導(dǎo)向，安裝調(diào)試方便合理。
最后、本實(shí)用新型的變形矩形橫梁的重心低且后移，更容易使Y向運(yùn)動 部件達(dá)到力學(xué)平衡，提高運(yùn)動部件的剛性，使運(yùn)動平穩(wěn)，測量速度和精度提 高。
綜上所述，本實(shí)用新型的變形矩形橫梁重心較低、抗彎、抗扭性能強(qiáng)，
且與Y軸導(dǎo)軌的滑架連接可靠、導(dǎo)向平穩(wěn)、對于提高測量機(jī)速度與精度功效
明顯，且其安裝調(diào)試方便合理，能夠較好的滿足各類坐標(biāo)測量機(jī)的使用需 求。
為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān) 本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用 來對本實(shí)用新型加以限制。
以下結(jié)合附圖，通過對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本實(shí) 用新型的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。 附圖中，
圖l為現(xiàn)有的坐標(biāo)測量機(jī)的三角形橫梁的截面示意圖； 圖2為現(xiàn)有的坐標(biāo)測量機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁的截面示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁的截面示意圖； 圖4為圖3的使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型所采取的技術(shù)手段及其裝飾效果，以下結(jié)合 本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖3-4所示，本實(shí)用新型的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁(X軸導(dǎo)軌) 1，呈變形矩形狀，具有六個面，其中，第一面11及第三面13為安裝面，相互 垂直，且第一面11上設(shè)有一連接孔172，第三面13上設(shè)有兩連接孔172，以將 橫梁l安裝于Y軸導(dǎo)軌的滑架2上。該第二面12、第四面14、第五面15及第六 面16為導(dǎo)向面，且，第二面12、第四面14、第六面16相互延伸后與第五面15 呈矩形，其上設(shè)置有九只氣浮軸承，其中，第四面14及第五面15上安裝有五 只氣浮軸承175，該五只氣浮軸承175為剛性氣浮軸承，第二面12及第六面16 上安裝有四只氣浮軸承176，該四只氣浮軸承176為彈性氣浮軸承，以將橫梁l 定位于X軸導(dǎo)軌的滑架18上。另外，橫梁l中部還設(shè)置有一大兩小相連通的 減重孔19，在本實(shí)施例中，該等減重孔19呈圓柱形。
參閱圖4，將該橫梁l (X軸導(dǎo)軌)應(yīng)用于坐標(biāo)測量機(jī)100時，通過螺栓 173穿過第一面11及第三面13上的三個連接孔172可將橫梁1安裝于Y軸導(dǎo)軌 的滑架2上，該連接非?？煽浚煌ㄟ^導(dǎo)向面上的九個氣浮軸承，以將橫梁l定 位于X軸導(dǎo)軌的滑架18上，形成X軸封閉氣浮導(dǎo)向面，氣浮軸承的調(diào)節(jié)方 便、抱緊壓力均衡、導(dǎo)向可靠；另外，Z軸導(dǎo)軌3設(shè)于橫梁1的左側(cè)(即坐標(biāo) 測量機(jī)的正面)，橫梁l與Z軸導(dǎo)軌3呈一定的傾角a，該傾角a的范圍在0。-90°之間，在本實(shí)施例中，該傾角a為30。。這種結(jié)構(gòu)使得坐標(biāo)測量機(jī)100的 重心偏離支撐中心很少，自重產(chǎn)生的扭矩小，因此進(jìn)一步改善了坐標(biāo)測量機(jī) IOO的運(yùn)動平穩(wěn)性、測量速度與精度。
為了更清楚的闡述本實(shí)用新型變形矩形橫梁的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型的發(fā)明 人根據(jù)分析軟件計算得出下述結(jié)論-
在導(dǎo)向跨距相同，橫梁截面面積相等、材料相同的前提下，對現(xiàn)有的標(biāo)
準(zhǔn)矩形橫梁(參閱圖2)、正三角形橫梁(參閱圖l)和本實(shí)用新型的變形矩形 橫梁截面的重心位置和剛度做如下對比分析
為了便于計算，取導(dǎo)向面的邊長(標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁的長邊，變形矩形橫梁 的第五面的邊長)為180mm，標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁的寬為96mm，變形矩形橫梁的寬 為108mm。
1、 重心位置
標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁重心位于矩形的中間Hj二90mm
變形矩形橫梁用幾何做圖的方法得到其重心到安裝底面(參閱圖3)的 距離Hbj=80.04mm
由此可見，變形矩形橫梁相對于標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁重心降低了近10mm，且配 合合理的減重孔，重心可以進(jìn)一步降低，質(zhì)量減小，運(yùn)動慣量減小。
正三角形橫梁重心位置與變形矩形橫梁相近。
2、 剛性對比
2.1抗彎性能通過有限元分析，約束橫梁的一端，另一端自由，對橫梁 施加lm/^的加速度，計算其自由端的位移,得到以下數(shù)據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁自由端的位移Sx=17.1um 變形矩形橫梁自由端的位移Sx=12.1um
可見變形矩形橫梁變形量小5 U m,比標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁抗彎性能明顯改善， 但略遜于正三角形橫梁。
2.2、抗扭性能通過有限元分析，約束橫梁的一端，另一端自由，在橫 梁的自由端施加沿梁軸線的力偶矩18Nm，計算其自由端的位移,得到以下數(shù) 據(jù)
正三角形橫梁自由端的位移Smax=2.33wm 變形矩形橫梁自由端的位移Smax=1.62um
可見變形矩形橫梁變形量小0.71 u m，比正三角形橫梁抗扭性能明顯改 善，但略遜于標(biāo)準(zhǔn)矩形橫梁。
本實(shí)用新型的有益效果首先、重心低在導(dǎo)向跨距相同時，橫梁的重 心降低，使Y軸導(dǎo)軌的滑架在運(yùn)動過程中更加平穩(wěn)，測量精度提高，且在合 理的使用減重孔后，重量進(jìn)一步減小，更有利于運(yùn)動平穩(wěn)。
其次、剛性明顯改善在導(dǎo)向跨距相同，橫梁截面面積相等且材料相同 時，經(jīng)過理論計算和實(shí)測，本實(shí)用新型的變形矩形橫梁的剛性明顯改善，穩(wěn) 定性提高。
再次、安裝調(diào)試方便合理，并能提高整機(jī)的力學(xué)性能本實(shí)用新型變形 矩形橫梁通過兩個相互垂直的第一和第三面與Y軸導(dǎo)軌的滑架連接，并利用 九個空氣軸承導(dǎo)向，形成封閉的X軸導(dǎo)向面，導(dǎo)向穩(wěn)定可靠。
最后、本實(shí)用新型的變形矩形橫梁的重心低且后移，更容易使Y向運(yùn)動 部件達(dá)到力學(xué)平衡，使運(yùn)動平穩(wěn)，測量速度和精度提高。
本實(shí)用新型的變形矩形橫梁重心較低、抗彎、抗扭性能強(qiáng)，且與Y軸導(dǎo) 軌的滑架連接可靠、導(dǎo)向平穩(wěn)、對于提高測量機(jī)速度與精度功效明顯，且其 安裝調(diào)試方便合理，能夠較好的滿足各類坐標(biāo)測量機(jī)的使用需求。
以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技 術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形 都應(yīng)屬于本實(shí)用新型后附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，包括呈變形矩形狀，具有六個面，其中，第一面及第三面為安裝面，相互垂直，第二面、第四面、第五面及第六面為導(dǎo)向面，第二面、第四面、第六面相互延伸后與第五面呈矩形，另外，還具有設(shè)于其中部的至少一個減重孔。
2、 如權(quán)利要求l所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，所述 橫梁中部設(shè)置一大兩小相連通的三個減重孔。
3、 如權(quán)利要求l所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，所述 減重孔呈圓柱形。
4、 如權(quán)利要求l所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，所述 第一面上設(shè)有一連接孔，第三面上設(shè)有兩連接孔，以將橫梁安裝于Y軸導(dǎo)軌 的滑架上。
5、 如權(quán)利要求l所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，所述 導(dǎo)向面上設(shè)置有數(shù)只氣浮軸承，以將橫梁定位于X軸導(dǎo)軌的滑架上，形成X 軸封閉氣浮導(dǎo)向面。
6、 如權(quán)利要求5所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，所述 第四面及第五面上安裝有五只氣浮軸承，該五只氣浮軸承為剛性氣浮軸承， 第二面及第六面上安裝有四只氣浮軸承，該四只氣浮軸承為彈性氣浮軸承。
7、 如權(quán)利要求l所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，Z軸 導(dǎo)軌設(shè)于其左側(cè)，其與Z軸導(dǎo)軌呈一定的傾角。
8、 如權(quán)利要求7所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，所述 傾角的范圍為0。 -90°之間。
9、 如權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，其特征在于，所述 傾角為30° 。
專利摘要一種坐標(biāo)測量機(jī)的變形矩形橫梁，包括呈變形矩形狀，具有六個面，其中，第一面及第三面為安裝面，相互垂直，第二面、第四面、第五面及第六面為導(dǎo)向面，第二面、第四面、第六面相互延伸后與第五面呈矩形，另外，還具有設(shè)于其中部的至少一個減重孔。本實(shí)用新型的變形矩形橫梁重心較低、抗彎、抗扭性能強(qiáng)，且與Y軸導(dǎo)軌的滑架連接可靠、導(dǎo)向平穩(wěn)、對于提高測量機(jī)速度與精度功效明顯，且其安裝調(diào)試方便合理，能夠較好的滿足各類坐標(biāo)測量機(jī)的使用需求。
文檔編號G01B21/04GK201203410SQ20082009449
公開日2009年3月4日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者黃漢章 申請人:東莞市萬濠精密儀器股份有限公司