雷頓三坐標(biāo)機是在一個六面體的空間范圍內(nèi),能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器。它通常具有三個可移動的軸(X、Y、Z),這些軸上的探測器可以以接觸或非接觸的方式傳遞信號,并通過位移測量系統(tǒng)(如光柵尺)和數(shù)據(jù)處理器或計算機計算出工件的各點(x,y,z)坐標(biāo)及各項功能測量值。
三坐標(biāo)測量機的主要技術(shù)指標(biāo)包括測量精度、測量范圍、使用環(huán)境等。其中,測量精度是衡量三坐標(biāo)測量機性能的重要指標(biāo)之一,通常能夠達(dá)到亞微米級別。測量范圍則根據(jù)機型和設(shè)計而定,可滿足不同尺寸工件的測量需求。
1、主機結(jié)構(gòu):
框架:是測量機的主體機械結(jié)構(gòu)架子,包括工作臺、立柱、橋框、殼體等機械結(jié)構(gòu)的集合體。其設(shè)計通常采用高剛性的材料和結(jié)構(gòu),以保證在測量過程中的穩(wěn)定性和精度。例如,有些機型會采用四面全環(huán)抱的德式活動橋式結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性和剛性,能夠減少測量過程中的振動和變形。
導(dǎo)軌:是測量機實現(xiàn)三維運動的重要部件。雷頓三坐標(biāo)機多采用氣浮導(dǎo)軌,由導(dǎo)軌體和氣墊組成。氣浮導(dǎo)軌具有精度高、摩擦力小、運動平穩(wěn)等優(yōu)點,能夠提高測量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。同時,氣浮導(dǎo)軌還應(yīng)包括氣源、穩(wěn)壓器、過濾器、氣管、分流器等一套氣體裝置,以確保導(dǎo)軌的正常工作。
驅(qū)動裝置:是測量機的重要運動機構(gòu),可實現(xiàn)機動和程序控制伺服運動的功能。一般采用高性能的直流伺服電機、柔性同步齒形帶傳動裝置等,各軸均有限位和電子控制,傳動更快捷、運動性能更佳。
平衡部件:主要用于Z軸框架結(jié)構(gòu)中,它的功能是平衡Z軸的重量,以使Z軸上下運動時無偏得干擾,使檢測時Z向測力穩(wěn)定。
2、測頭系統(tǒng):
測頭是三坐標(biāo)測量機的關(guān)鍵部件之一,可在三個方向上感受瞄準(zhǔn)信號和微小位移,以實現(xiàn)瞄準(zhǔn)與測微兩種功能。雷頓三坐標(biāo)機的測頭系統(tǒng)通常包括雷尼紹控制器、雷尼紹測頭、雷尼紹測針等。測頭系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)測量對象的特點和精度要求來確定,常見的測頭類型有硬測頭、電氣測頭、光學(xué)測頭等。
3、電氣控制系統(tǒng):
電氣控制系統(tǒng)是測量機的電氣控制部分,具有單軸與多軸聯(lián)動控制、外圍設(shè)備控制、通信控制和保護(hù)與邏輯控制等功能。它負(fù)責(zé)控制測量機的運動、數(shù)據(jù)采集和處理等操作。
4、軟件系統(tǒng):
軟件系統(tǒng)是三坐標(biāo)測量機的核心部分之一,包括控制軟件與數(shù)據(jù)處理軟件。這些軟件可進(jìn)行坐標(biāo)交換與測頭校正,生成探測模式與測量路徑,可用于基本幾何元素及其相互關(guān)系的測量,形狀與位置誤差測量,齒輪、螺紋與凸輪的測量,曲線與曲面的測量等。具有統(tǒng)計分析、誤差補償和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。