[发明专利]具有用于平衡竖直移动构件重量的装置的坐标测量机

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置有用于平衡竖直移动构件重量的装置的坐标测量机。 

本发明发现了一种在较大尺寸的龙门式(gantry type)坐标测量机中特别有利的应用，但该应用不是唯一的，为了更加清晰起见，在下文中将通过实例的方式对本发明进行介绍，但是这并不意味着本发明失去任何通用性。 

背景技术

已经知道龙门式测量机包括一对侧支撑结构，每个侧支撑结构均由多个彼此对齐的竖直柱子以及这些柱子所支撑的顶部水平固定梁组成。两个支撑结构的固定梁被布置为彼此平行，并且平行于机器的第一坐标轴线。机器还包括一个横过固定梁布置的且由固定梁支撑的水平移动梁，该移动梁可以沿设置在固定梁上的导轨在第一轴线的方向滑动。移动梁又包括多个沿其纵向轴线的导轨，所述纵向轴线正交于第一轴线并且构成了机器的第二轴线。由移动梁承载的一个托架(carriage)在梁的导轨上沿第二轴线是可移动的。最后，一个柱状测量头(column measuring head)由托架承载并且沿着机器的第三轴线相对于托架可竖直地移动。测量头被设计为在其底端处配备有接触式或遥控式的探测装置。 

在所描述类型的测量机中，尽可能多地包含移动构件，由此移动构件的重量是相当可观的。 

关于竖直移动的测量头，有利地是其重量被平衡，以便不向驱动该测量头的电动机加载；否则所述电动机将必须是超大型的。此外，如果不平衡驱动头的重量，则有必要提供用于操作安全性的替换系统，该系统可以在电动机故障的情况下启动。 

已经知道用于平衡测量头重量的装置基本上由包括衬套(liner)和活塞的单动气压缸构成，活塞可以以流体密封的方式在衬套中滑动。测量头相对于气压缸构件中的一个构件(例如，衬套)被固定，同时另一个构件(例如，杆(stem))刚性地连接至由托架承载的头部支撑结构。通过将压缩空气供应到气压缸内，可以通过压力来平衡测量头的重量。因此，该头部在竖直方向上浮动，并且受到驱动力的作用，基本上好像该测量头是无重量的。 

与已知的平衡装置有关的缺陷表现在活塞与衬套之间的密封处产生的摩擦，所述密封通常由密封件形成，该密封件容纳在活塞的周缘座内并且在衬套内滑动。 

由于摩擦，当驱动该头部并且因此活塞在衬套内滑动时，密封件趋向于粘附至衬套，并且产生被称为“粘滑”类型的运动不稳定现象，对于头部位置控制而言，尤其是在连续表面扫描操作模式下，这种现象是有问题的。 

可以通过使用不具有密封件的高精度气压缸来解决或削弱以上问题。然而，上述类型的气压缸以及用于本应用的足够长的气压缸的价格极其昂贵且难于在市场上找到。 

发明内容

本发明的目的是生产一种没有与现有技术相关的并且在上文中所具体说明的缺陷的测量机。 

通过这样的测量机来实现上述目的，该测量机包括支撑结构、相对于所述支撑结构可竖直移动的移动构件、以及用于平衡移动构件的重量的装置，该装置包括：气压缸，具有固定至移动构件的第一元件和限制于支撑结构的第二元件；以及用于向气压缸供应压缩空气的装置，用于在第一元件与第二元件之间产生压力以平衡至少移动构件的重量，其中，第二元件通过弹性悬挂组件连接至支撑结构。 

附图说明

为更好地理解本发明，在下文中参照附图描述优选实施例，该优选实施例完全是以非限制性实例的方式提供的，在附图中： 

图1是根据本发明的设置有重量平衡装置的测量机的示意性透视图； 

图2是图1中的机器的测量头的放大比例侧视图；以及 

图3是沿图2的线III-III剖开的进一步放大比例的截面图。 

具体实施方式

参照图1，用1所标示的是龙门式测量机，其包括一对侧支撑结构2、3，每个侧支撑结构均由彼此对齐的多个竖直柱子4(在所示的实例中，只有两个)以及这些柱子4所支撑的顶部水平固定梁5组成。两个支撑结构2，3的固定梁5被布置为互相平行并且平行于机器1的坐标轴线X。机器1还包括一个横过固定梁5布置的水平横向构件6，该横向构件由固定梁支撑并且可以在设置于固定梁5上的导轨7上沿第一轴线X的方向滑动。横向构件6又限定了多个平行于其纵轴线、正交于第一轴线并构成机器的第二轴线Y的导轨(在图2中不可见)。