[实用新型]一种超精密三坐标测试平台

说明书

本实用新型提供了一种超精密三坐标测试平台，包括：基座和支承件连接件，支承件连接件上安装有方形平板真空预压气浮支承件；支承件连接件由X向直线电机驱动；固定在支承件连接件顶部的第一Z向立柱及安装在一侧的第二Z向立柱，第二Z向立柱的底部安装有圆形平板真空预压气浮支承件；Z向立柱上安装有Z向直线电机，第一真空预压气浮组件与Z向直线电机连接；龙门横梁固定在两个第一真空预压气浮组件之间，Y向直线电机安装在龙门横梁上并与第二真空预压气浮组件连接。本超精密三坐标测试平台采用真空预压气浮技术实现检测平台在X、Y、Z向上的无摩擦快速移动，Z向采用双向真空预压气浮组件并通过直线电机直接驱动，减少了Z向的阿贝误差。

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体涉及一种超精密三坐标测试平台。

背景技术

三坐标测量机以其精度高、柔性强等特点在现代化的生产制造和航空、航天等国防领域中起着越来越重要的作用。它不仅能够完成各种零件的几何元素、曲线和曲面的测量，而且还可以和其它加工设备，如加工中心、数控机床等设备，联机组成集成系统，实现设计、制造和检测的一体化。随着科学技术的进步和国家对国防科技工业的重视，对三坐标测量机的测量精度的要求也越来越高。提高测量精度不仅包括减小三坐标测量机的机械结构误差、测头的探测误差，还包括减小由环境条件和使用条件带来的测量不确定度等。它广泛引用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、蜗论和叶片、缸体、凸轮、齿轮、形体等空间型面的测量。此外，还可用于画线、定中心孔、光刻集成电路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接，以成为一类大型精密仪器，有“测量中心”之称。

随着超精密加工技术的飞速发展，对相应的三维检测设备的测量精度的要求也越来越高。三坐标测量机(coordinate measuring machine，CMM)作为一种传统的通用型高精度三维检测设备，在工件形位误差的检测中具有至关重要的作用。三坐标测量机正朝着尺寸小型化以及纳米级精度的方向发展。对其准确进行形位误差测量与不确定度评定，进而保证其微纳米级的测量精度是对其研究的关键。

三维精密测量技术是一种基于精密运动平台的精确检测技术，是超精密机加工行业确保工件质量的重要一环，其具有测量精度高、稳定性好、通用性强(能测长度、角度、形位公差等)、可多维测量、测量效率高等特点。现代精密测量运动平台多采用静压气浮支承导轨形式作为工作平台，能够实现检测对象或超精密加工的精密运动。在结构设计方面，根据适用对象以及测量精度要求的不同，现有三维精密测量气浮平台主要结构形式有龙门式、桥式、悬臂式三种类型，且以移动龙门式结构应用较多，传统龙门式坐标测量机等测量机的垂直方向的移动基本采用的是将驱动装置置于龙门悬臂梁上，对于大型测量机，测量机悬臂梁行程的增加会导致龙门的跨度和高度变大，因此龙门的质量会增加很多，龙门也会因自重的变形量也相应变大，测量机动态性能变差，其在运动精度及存在阿贝误差(阿贝误差是指测量仪器的轴线与待测工件的轴线须在同一直线上，否则即产生误差，此误差称为阿贝误差，通常，假如测量仪器的轴线与待测工件的轴线无法在一起时，则须尽量缩短其距离，以减少其误差值)等方面的缺陷一直是一大难题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种超精密三坐标测试平台，采用真空预压气浮技术实现检测平台在X、Y、Z向上的无摩擦快速移动，Z向采用双向真空预压气浮组件并通过直线电机直接驱动，减少了Z向的阿贝误差，提高了系统的刚度及承载力，减少了因自重造成的变形量。