[發明專利]三坐標測量機Z軸平衡保護系統

有效

• 申請號: 202110019026.0
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112595275B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 隋占疆;藺成效;張松;李志濤
• 申請（專利權）人: 天津大學;?？怂箍抵圃熘悄芗夹g（青島）有限公司
• 主分類號: G01B21/04
• 分類號: G01B21/04
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 侯艷艷

本發明提供一種三坐標測量機Z軸平衡保護系統，包括控制器、氣源、平衡氣缸、氣浮塊、主供氣管路、第一供氣支路和第二供氣支路，第一供氣支路上設置有精密調壓閥和第一壓力檢測元件，第二供氣支路上設置有減壓閥、第二壓力檢測元件和電磁閥，僅當第一壓力檢測元件檢測到的氣壓達到第一設定壓力且第二壓力檢測元件檢測到的氣壓達到第二設定壓力時，控制器輸出用于控制電磁閥打開的信號。本發明實現了無論氣源是否穩定，只有在三坐標測量機Z軸處于平衡之后，氣浮塊所在第二供氣支路才能接通或者斷開，從而提高了對Z軸保護的可靠性，有效防止Z軸墜落。

技術領域

本發明涉及三坐標測量機技術領域，具體是一種三坐標測量機Z軸平衡保護系統。

背景技術

三坐標測量機的Z軸由于重力作用會下落，必須有平衡機構加以平衡，使它隨時處于平衡狀態。目前最常用的平衡機構有三種，一種為氣動平衡，另外一種為重錘平衡，還有一種是依靠電機用高減速比的減速器來平衡。其中以氣動平衡最為常見，即通過精密平衡氣缸產生的浮力來平衡Z軸的重量（F=P*S），保證Z軸在豎直方向時刻處于平衡狀態，進而保證機器的測量精度及機器的安全。

影響Z軸平衡的因素有很多，例如氣源氣壓的不穩定性，皮帶漲緊力、機械壓力開關的不穩定性、精密調壓閥的降壓功能、平衡氣缸的直徑、氣路的布置方式等，這些因素都會影響Z軸的平衡，如果氣路控制系統設計不當，會導致測頭被撞壞或者Z軸撞壞或者測量的工件被撞壞，存在嚴重的安全隱患。

Z軸下落一般在兩種過程中發生：

開機過程：打開氣源和控制器，氣體同時進入平衡氣缸和主機，由于平衡氣缸是一個充氣過程，氣缸充氣需要時間，在平衡氣缸充滿氣之前，氣浮塊已經浮起，Z軸的重力大于其受到的浮力，因此Z軸會下落。

氣源氣壓緩慢下降過程：當氣源氣壓緩慢下降時候，由于機械壓力開關的不穩定性等因素的影響，當平衡氣缸的氣壓已經下降并且浮力小于Z軸的重量時，氣浮塊還處于浮起狀態，因此Z軸會下落。

發明內容

本發明提供一種三坐標測量機Z軸平衡保護系統，提高對Z軸的保護作用，有效防止Z軸墜落。

為達到上述技術效果，本發明采用的技術方案是，一種三坐標測量機Z軸平衡保護系統，包括：

控制器、氣源、平衡氣缸、氣浮塊、主供氣管路、第一供氣支路和第二供氣支路，所述主供氣管路的進氣端連接所述氣源，所述第一供氣支路及所述第二供氣支路的進氣端均連接在所述主供氣管路的出氣端上，所述第一供氣支路的出氣端連接在所述平衡氣缸上，所述第二供氣支路的出氣端連接在所述氣浮塊上；

所述主供氣管路上設有氣源開關和過濾器，所述第一供氣支路上沿氣流流向依次設置有精密調壓閥和第一壓力檢測元件，所述第二供氣支路上沿氣流流向依次設置有減壓閥、第二壓力檢測元件和電磁閥；

所述第一壓力檢測元件具有第一設定壓力，所述第二壓力檢測元件具有第二設定壓力和第三設定壓力，所述第二設定壓力大于所述第三設定壓力且所述第三設定壓力大于所述第一設定壓力，所述第一設定壓力和所述精密調壓閥的設定壓力均等于所述平衡氣缸的平衡壓力；

所述第一壓力檢測元件和所述第二壓力檢測元件串聯在所述控制器的電路上，僅當所述第一壓力檢測元件檢測到的氣壓達到所述第一設定壓力且所述第二壓力檢測元件檢測到的氣壓達到所述第二設定壓力時，所述控制器輸出用于控制所述電磁閥打開的信號。

所述三坐標測量機Z軸平衡保護系統還包括延遲控制單元，其設在所述控制器和所述電磁閥之間，用于延遲輸出用于控制所述電磁閥打開的信號。

所述第一供氣支路上還設有單向閥，所述單向閥位于所述精密調壓閥的上游。

所述第一壓力檢測元件和所述第二壓力檢測元件均為常開壓力開關，或者所述第一壓力檢測元件和所述第二壓力檢測元件均為壓力傳感器。