关节臂三坐标测量机的设备组成及机械结构介绍

关节臂三坐标测量机由三根刚体臂、三个活动关节和一个测头组成。三根臂相互连接，其中一个为固定臂，它安于任意基座上支撑测量机所有部件，另外两个活动臂可运动于空间任意位置，以适应测量需要，其中一个为中间臂，一个为末端臂并在此尾端安装测头。第一根固定臂与第二根中间臂之间、第二根与第三根末端臂之间、第三根与接触测头之间均为关节式连接，可作空间回转，而每个活动关节装有相互垂直的回转角传感器，可测量各个臂和测头在空间的位置。每个关节的回转中心和相应的活动臂构成一个极坐标系统，回转角即极角由圆分度传感器测量，而活动臂两端关节回转中心距离为极坐标的极径长度，可见该测量系统是由三个串连的极坐标系统组成，当测头与被测件接触时，测量系统可给出测头在空间的三维位置信号，测头与被测件在不同部位接触时，根据所建立的测量数学模型，由计算机给出被测参数实际值。

关节臂三坐标

关节臂三坐标测量机的机械结构
关节坐标测量机的结构，关节1、2构成了一个整体的连接件，将固定臂与第二个测量臂连接起来；同样，关节3、4也构成整体连接了第二、第三个测量臂；关节5、6连接第三个测量臂与测头。相邻构成整体的关节采用了双轴承交叉轴、双轴承内嵌轴结构，同时，为了测量机的整体平衡，特设计了一种平衡杆机构，详见下文说明。

关节臂三坐标测量机关节部件在测量机的结构中，主要负责连接相邻两杆件，提供两杆件相对的高精度回转运动，采用角度传感器测量回转角度。对关节部件设计的要求是：结构紧凑，转轴强度好、刚性好、变形小。各关节之间采用垂直连接；回转部分的径向跳动要小，同轴度要好。设计中要将关节回转轴系与角度传感器轴系合二为一。为了使测量机结构紧凑，将用于连接的两相邻关节设计成一个整体，关节轴线互相垂直，并采用了双轴承式交叉及内嵌轴的设计方法，该方法借鉴了机床主轴的设计思想，能够有效提高关节旋转的回转精度。测量机关节内部的具体设计结构。其中图3-3为交叉轴，可绕其轴线旋转，采用了双轴承结构，减少了单一轴承结构旋转时产生的径向跳动误差及偏转误差，提高了回转精度。图3-4所示为内嵌轴，也同样采取了双轴承结构，将内嵌轴安装于交叉轴中，就形成了两个轴线互相垂直的关节，且具有回转精度高，结构紧凑的优点。