一种Z轴驱动装置及三坐标测量机的制作方法

一种z轴驱动装置及三坐标测量机
技术领域
1.本技术涉及一种用于三坐标测量机的z轴驱动装置以及应用该z轴驱动装置的三坐标测量机。


背景技术：

2.三坐标测量机是广泛应用于机加工、模具、航空、汽车、电子等行业的高精度测量设备，三坐标测量机器通常包括底座和框架，底座能支撑待检查制品，框架安装在底座上用于保持主轴，主轴进而适于保持例如用于检查制品的制品检查装置。底座、框架和/或主轴通常被构造成使得诸如测量探头等检查装置和制品能沿着至少一条轴线，或者更典型的沿着三条彼此正交轴线x、y和z，相对于彼此移动，同时，通过设置驱动装置用于沿着那些轴线驱动由主轴保持的检查装置，更具体的来说，至少包括一个z轴驱动装置用于驱动测头或测针沿轴线z方向运动，以获得置于三坐标测量空间的被测物体在z轴上的坐标值，从而计算被测物体的几何尺寸、形状和位置等。
3.在现有的三坐标测量机中，z轴驱动装置的安装座通常被直接设置成一矩形块，在一对矩形块之间通过一个弹性元件对一对矩形块施加弹性作用力，并将一对驱动轴设置分别设置在一对矩形块上，在其中一个驱动轴上连接作动件，在这种结构设计中，存在下面两个问题：
4.一是在现有的结构设计中，弹性元件设置在矩形块的外侧，通常仅布置一个，而作动件与驱动轴的一端连接，使得驱动轴一端受到一个偏转的力矩影响，叠加外侧设置的单根弹性元件，导致驱动轴在驱动z轴运动时可能出现轻微的位置偏移；
5.二是现有的结构设计中，两侧的驱动轴受力存在轻微的不平衡，导致驱动轴存在磨损不一致的现象，最终导致检测精度受到影响。


技术实现要素：

6.鉴于上述现有技术存在的不足，本技术提供了一种三坐标测量机的z轴驱动装置，以解决上述技术问题。
7.一种z轴驱动装置，用于驱动三坐标测量机的z轴立柱运动，所述的z轴驱动装置包括围设在z轴立柱周边的框架部，所述的框架部包括一对主支架及位于主支架之间的驱动辊，所述的主支架包括一对间隔设置的支架板、伸缩装置及一对连接支架板的弹性元件，所述的支架板包括第一侧面、第二侧面及连接第一侧面与第二侧面的第三侧面，所述的第一侧面包括轴孔，所述的第三侧面包括连接孔，一对所述的支架板的第三侧面相对设置，所述的伸缩装置两端分别插设在一对所述的支架板的连接孔内，所述的弹性元件跨接在一对所述的支架板上，且，一对所述的弹性元件分别位于伸缩装置的两侧，所述的驱动辊包括相对的两个端部及位于两个端部之间的中部区，所述的中部区抵接z轴立柱。
8.进一步的，所述的支架板包括一对安装槽，一对支架板上的安装槽对应设置，所述的安装槽自第一侧面向第二侧面方向凹进，所述的安装槽包括开口部，所述的开口部延伸
至第三侧面，所述的弹性元件包括相对的两端，所述弹性元件的两端分别容置于一对支架板上对应设置的安装槽内。
9.进一步的，所述的弹性元件为螺旋弹簧，所述的安装槽内包括定位柱，所述的螺旋弹簧的两端分别固定在一对支架板上的定位柱上。
10.进一步的，所述安装槽的深度与螺旋弹簧的直径大致相当。
11.进一步的，所述的第一支架板还包括一对第四侧面，所述的轴孔的轴线与一对所述的第四侧面的距离相等，同时，连接孔的轴线与一对所述的第四侧面的距离相等。
12.进一步的，一对所述的弹性元件分别包括位于轴孔上侧的第一弹性元件及位于轴孔下侧的第二弹性元件，所述的第一弹性元件与轴孔轴线之间的距离大于等于第二弹性元件与轴孔轴线之间的距离。
13.进一步的，所述的中部区还设置有聚氨酯层。
14.进一步的，在伸缩装置与连接孔之间还设置有隔套，所述的隔套为聚氨酯塑料。
15.本实用新型同时还提供一种三坐标测量机，包括上述的z轴驱动装置。
16.有益效果：本实用新型实施例提供一种z轴驱动装置，用于驱动三坐标测量机的z轴立柱运动，包括框架部，框架部包括一对主支架及驱动辊，主支架包括一对间隔设置的支架板、伸缩装置及一对连接支架板的弹性元件，支架板包括第一侧面、第二侧面及第三侧面，第一侧面包括轴孔，第三侧面包括连接孔，伸缩装置两端分别插设在一对支架板的连接孔内，弹性元件跨接在一对支架板上，且，一对弹性元件分别位于伸缩装置的两侧，驱动辊包括端部及中部区，中部区抵接z轴立柱，如此设置一方面可以降低因单侧驱动引起的偏转力矩，二方面降低驱动辊磨损不一致的现象从而提高驱动精度，本实用新型还提供一种应用上述z轴驱动装置的三坐标测量机。
附图说明
17.图1-图3 是本技术实施例中三坐标测量机的z轴立柱及z轴驱动装置的结构示意图；
18.图示元件说明：
19.z轴立柱10；
20.第一支架板21；
21.第一侧面211；
22.第三侧面213；
23.轴孔214；
24.连接孔215，225；
25.安装槽216，226；
26.定位柱217，227；
27.第二支架板22；
28.伸缩装置23；
29.活塞231；
30.缸体232；
31.弹性元件24,25；
32.驱动辊31，32；
33.第一端部321；
34.卡箍322；
35.驱动轮323。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例，对本技术作进一步的详细描述。
37.请一并参考附图1-附图3，本技术实施例提供一种z轴驱动装置，用于驱动三坐标测量机的z轴立柱10运动，所述的z轴驱动装置包括框架部。
38.所述的框架部包括一对主支架及位于主支架之间的驱动辊（31,32），所述的一对主支架呈左右方向的间隔设置，所述的驱动辊（31,32）包括一对端部及位于端部之间的中间部，所述的一对端部分别与一对主支架转动连接，一对驱动辊（31,32）间隔设置，使得一对主支架与一对驱动辊（31,32）连接呈一矩形框架结构，所述的矩形框架结构围设在z轴立柱10周边，可以理解的，所述的z轴立柱10呈一矩形杆状，具有矩形截面。
39.所述的一对主支架具有基本相同的结构，具体的，每一主支架包括一对间隔设置的支架板、伸缩装置23及一对连接支架板的弹性元件（24,25），在下述中仅对其中一个主支架进行具体描述，所述的主支架包括一对间隔设置在支架板（21,22），为了方便描述，所述的一对支架板分别称为第一支架板21及第二支架板22，所述的第一支架板21与第二支架板22也具有基本相同的结构形态，在下述描述中对第一支架板21进行具体描述，对第二支架板22则不再赘述。
40.所述的第一支架板21大致呈一板状，包括间隔设置的第一侧面211、第二侧面以及连接第一侧面211与第二侧面的第三侧面213，所述的第一支架板21包括一贯通第一支架板21厚度方向的轴孔214，可以理解的，所述的厚度是指第一侧面211与第二侧面之间的距离，同时，第一侧面211与第二侧面平行设置，第三侧面213垂直于第一侧面211、第二侧面，所述的第三侧面213设置有一连接孔215，可以理解的，所述的连接孔215的轴线与轴孔214的轴线垂直，另外，所述的第一侧面211是指当框架部围设在z轴立柱10上时，第一支架板21上远离z轴立柱10一侧的表面。
41.进一步的，所述的第一支架板21还包括一对第四侧面，在图1中该一对第四侧面为位于第三侧面213左侧、以及分别位于第一侧面211上侧、下侧方向的侧面，所述的轴孔214的轴线与一对所述的第四侧面的距离相等，同时，连接孔215的轴线与一对所述的第四侧面的距离相等。
42.所述的第一侧面211还设置有一对安装槽216，在本实施例中，所述的第一支架板21呈矩形板状体，所述的一对安装槽216分别设置在该矩形板状体的右上角与左下角，所述的安装槽216自第一侧面211向第二侧面方向凹进，同时，所述的安装槽216包括开口部，所述的开口部延伸至第三侧面213及第四侧面。
43.同时，所述的安装槽216内还设置有定位柱217，用于固定弹性元件24。
44.所述的第二支架板22与第一支架板21间隔设置，具体的，所述的第二支架板22的第三侧面213与第一支架板21的第三侧面平行间隔设置，所述的伸缩装置23两端分别插设在第一支架板21、第二支架板22的连接孔（215,225）内，所述的伸缩装置23可在外力作用下
调整第一支架板21与第二支架板22之间的间隔距离，在本实施例中，所述的伸缩装置23为一气缸，所述的气缸的活塞231与缸体232分别插设在第一支架板21的连接孔215与第二支架板22的连接孔225内，当需要检修或需要将z轴立柱10从z轴驱动装置内取出时，可以通过伸缩装置23分离一对驱动辊（31,32），从而方便检修或取出z轴立柱10，同时，可以理解的，所述的伸缩装置23也形成导向作用，限定第一支架板21与第二支架板22之间的运动方向。
45.进一步的，在伸缩装置23与连接孔（215,225）之间还设置有隔套，所述的隔套为聚氨酯塑料，通过所述的隔套形成减震效果。
46.所述的弹性元件（24,25）跨接在一对所述的支架板（21,22）上，且，一对所述的弹性元件（24,25）分别位于伸缩装置23的两侧，具体的，所述的弹性元件（24,25）的两端分别连接在第一支架板21、第二支架板22的安装槽（216,226）内，更具体的说，所述弹性元件24的两端分别固定在第一支架板21、第二支架板22的定位柱上。
47.进一步的，所述的弹性元件24为螺旋弹簧。
48.进一步的，所述安装槽（216,226）的深度与螺旋弹簧的直径大致相当。
49.可以理解的，所述的弹性元件24被配置有一使第一支架板21及第二支架板22向相互靠近的方向运动的弹性张力，以使得当框架部围设在z轴立柱10上时，通过弹性元件24的弹性张力，使得驱动辊（31,32）夹持z轴立柱10，并在驱动辊（31,32）转动时，驱动z轴立柱10运动。
50.可以理解的，所述的弹性张力的作用方向平行于连接孔215的轴线。
51.进一步的，一对所述的弹性元件24分别包括位于上侧的第一弹性元件及第二弹性元件，所述的第一弹性元件与轴孔214轴线之间的距离大于等于第二弹性元件与轴孔214轴线之间的距离，在一个具体实施例中，所述的第一弹性元件与轴孔214之间距离和第二弹性元件与轴孔214轴线之间距离的差为0-2mm，以降低驱动辊31由于单侧受力导致的偏转力矩。
52.所述的驱动辊31包括相对的两个端部及位于两个端部之间的中部区，所述的中部区抵接z轴立柱10，在本实施例中，所述的中部区还设置有聚氨酯层，一方面增加摩擦力，二方面降低噪音，三方面提高驱动精度。
53.进一步的，一对所述的驱动辊（31,32）中的至少一个驱动辊32包括第一端部321及第二端部，其中，第一端部321穿设在一个支架板的轴孔214内，且在第一端部321还设置有卡箍322，以防止第二端部从轴孔214内脱出，所述的第二端部还设置有驱动轮323，所述的驱动轮323被配置成与作动装置，如电机连接，以在作动装置的作用下驱动驱动轮323以及驱动辊31转动，从而使得z轴立柱10运动。
54.本实用新型还提供一种三坐标测量机，包括上述的z轴驱动装置。
55.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种z轴驱动装置，用于驱动三坐标测量机的z轴立柱运动，其特征在于，所述的z轴驱动装置包括围设在z轴立柱周边的框架部，所述的框架部包括一对主支架及位于主支架之间的驱动辊，所述的主支架包括一对间隔设置的支架板、伸缩装置及一对连接支架板的弹性元件，所述的支架板包括第一侧面、第二侧面及连接第一侧面与第二侧面的第三侧面，所述的第一侧面包括轴孔，所述的第三侧面包括连接孔，一对所述的支架板的第三侧面相对设置，所述的伸缩装置两端分别插设在一对所述的支架板的连接孔内，所述的弹性元件跨接在一对所述的支架板上，且，一对所述的弹性元件分别位于伸缩装置的两侧，所述的驱动辊包括相对的两个端部及位于两个端部之间的中部区，所述的中部区抵接z轴立柱。2.如权利要求1所述的z轴驱动装置，其特征在于，所述的支架板包括一对安装槽，一对支架板上的安装槽对应设置，所述的安装槽自第一侧面向第二侧面方向凹进，所述的安装槽包括开口部，所述的开口部延伸至第三侧面，所述的弹性元件包括相对的两端，所述弹性元件的两端分别容置于一对支架板上对应设置的安装槽内。3.如权利要求2所述的z轴驱动装置，其特征在于，所述的弹性元件为螺旋弹簧，所述的安装槽内包括定位柱，所述的螺旋弹簧的两端分别固定在一对支架板上的定位柱上。4.如权利要求3所述的z轴驱动装置，其特征在于，所述安装槽的深度与螺旋弹簧的直径大致相当。5.如权利要求2所述的z轴驱动装置，其特征在于，所述的一对支架板包括第一支架板，所述的第一支架板还包括一对第四侧面，所述的轴孔的轴线与一对所述的第四侧面的距离相等，同时，连接孔的轴线与一对所述的第四侧面的距离相等。6.如权利要求5所述的z轴驱动装置，其特征在于，一对所述的弹性元件分别包括位于轴孔上侧的第一弹性元件及位于轴孔下侧的第二弹性元件，所述的第一弹性元件与轴孔轴线之间的距离大于等于第二弹性元件与轴孔轴线之间的距离。7.如权利要求5所述的z轴驱动装置，其特征在于，所述的中部区还设置有聚氨酯层。8.如权利要求7所述的z轴驱动装置，其特征在于，在伸缩装置与连接孔之间还设置有隔套，所述的隔套为聚氨酯塑料。9.一种三坐标测量机，包括如权利要求1-8中任一权利要求所述的z轴驱动装置。

技术总结
本实用新型实施例提供一种Z轴驱动装置，用于驱动三坐标测量机的Z轴立柱运动，包括框架部，框架部包括一对主支架及驱动辊，主支架包括一对间隔设置的支架板、伸缩装置及一对连接支架板的弹性元件，支架板包括第一侧面、第二侧面及第三侧面，第一侧面包括轴孔，第三侧面包括连接孔，伸缩装置两端分别插设在一对支架板的连接孔内，弹性元件跨接在一对支架板上，且，一对弹性元件分别位于伸缩装置的两侧，驱动辊包括端部及中部区，中部区抵接Z轴立柱，如此设置一方面可以降低因单侧驱动引起的偏转力矩，二方面降低驱动辊磨损不一致的现象从而提高驱动精度，本实用新型还提供一种应用上述Z轴驱动装置的三坐标测量机。述Z轴驱动装置的三坐标测量机。述Z轴驱动装置的三坐标测量机。


技术研发人员：贺海东 郝建伟
受保护的技术使用者：徕司仪器科技（江苏）有限公司
技术研发日：2022.07.31
技术公布日：2023/1/6