[發明專利]一種自驅動的關節臂坐標測量機

在審

• 申請號: 201811462735.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109373900A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 劉潤澤;楊洪濤;胡毅;楊鵬;余越
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及關節臂坐標測量機技術領域，具體是一種自驅動的關節臂坐標測量機。該測量機由基座，3個自驅動回轉關節、3個自驅動擺動關節和3段關節臂和恒力觸發測頭組成，在3個自驅動回轉關節和3個自驅動擺動關節內部都安裝有圓光柵對關節轉角進行測量。本發明采用帶有伺服電機的自驅動關節驅動測量機對生產線上的工件進行在線自動測量，這種在線自動測量模式相比于傳統關節臂測量機效率高，且測量穩定性好。

所屬技術領域

本發明涉及關節臂坐標測量機技術領域，具體是一種自驅動的關節臂坐標測量機。

背景技術

關節臂坐標測量機目前技術已成熟，形成了一定的應用領域。但是手動測量及帶來的不同測量力、速度和加速度，引起測量結果存在可靠性和復現性差等問題。且離線測量模型的測量效率低，無法應用在生產線或機床上進行在線自動測量。

發明內容

本發明設計了一種自驅動的關節臂坐標測量機，可使坐標測量機應用于機床等生產線上在線自動測量。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

本發明是一種自驅動的關節臂坐標測量機，該測量機由基座，3個自驅動回轉關節、3個自驅動擺動關節、3段關節臂和恒力觸發測頭組成，在3個自驅動回轉關節和3個自驅動擺動關節內部都安裝有高精度圓光柵對關節轉角進行測量。其中，3段關節臂、測頭及基座的軸線在同一平面內，當3個關節臂和基座都互成180度夾角時，所有的軸線都在同一直線上。測頭與第一關節臂相連，第一關節臂通過第一自驅動擺動關節與第二關節臂相連；第二關節臂通過第二自驅動擺動關節與第三關節臂相連；第三關節臂通過第三自驅動擺動關節與基座相連。第二關節臂、第三關節臂和基座內部各有一個自驅動回轉關節。

關節臂采用密度小、剛度大，熱變形非常小的碳纖維材料，關節轉軸選用碳素鋼材的高精密轉軸，關節外殼選用質量較輕的鋁合金。關節臂的各段殼體均采用特殊加工方式加工而成，嚴格保證了設計圖紙中關鍵復雜尺寸，確保最終整機均勻受力。

自驅動回轉和擺動關節的內部都有電機減速器驅動關節內部的傳動軸旋轉。關節轉過的角度通過安裝在關節內部的圓光柵測量，用于對測頭的空間位置的轉換計算。

由于所設計的關節臂坐標測量機負載小，裝置重量輕，故測量機的前幾個驅動關節驅動采用松下伺服電機、減速器選用綠地LCD超扁平系列諧波減速器、光柵選用雷尼紹ATOM系列的小型光柵、采用雷尼紹TP200恒力觸發測頭。

圓光柵的光柵盤安裝在關節轉動部分，讀數頭安裝在關節固定的部分；關節通過高精度的傳動軸和精密軸承將電機轉動角度傳遞至下一級；觸發式的測頭通過自身的螺紋與測量臂剛性連接在一起。

有益效果：

1、本發明的自驅動關節臂坐標測量機的每段關節臂軸線及基座軸線都位于同一平面內，能有效減小裝置的轉動慣量，提高精度。每段關節臂的關節殼體鋁合金、中間部分采用碳纖維，在減輕質量的同時保證了裝置的剛度，提高整個測量系統的精度。2、在旋轉關節中加上伺服電機作為驅動，并安裝高精度的圓光柵實現關節轉角的精確測量使自驅動關節臂坐標測量機能用于各種復雜零件的生產線上的在線自動測量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為自驅動關節臂坐標測量機的整體結構立體示意圖；

圖2為圖1的主視圖；

圖3為自驅動關節臂坐標測量機完全展開的整體結構主視圖；

圖4為自驅動關節臂坐標測量機完全展開的整體結構左視圖；

圖5為自驅動關節臂坐標測量機第一關節臂部分主視圖；

圖6為自驅動關節臂坐標測量機第一關節臂部分爆炸視圖；