[发明专利]基于静压气浮轴承的AACMM高精度关节的支承方法

说明书

本发明公开了基于静压气浮轴承的AACMM高精度关节及其支承方法。关节误差影响关节式坐标测量机的测量精度。本发明的止推轴承一有两处间距排布的径向通气孔组对关节臂机芯主轴进行径向支承，且止推轴承一的止推孔一和止推轴承二的止推孔二相对设置，对关节臂机芯主轴两端进行轴向支承；圆光栅盘随关节臂机芯主轴转动，读数头读取圆光栅盘的读数。本发明利用气浮轴承可以减小运动过程中产生的径向和轴向误差、减小摩擦力的特性，将气浮轴承用到关节式坐标测量机关节上，通过合理的结构设计来减小关节式坐标测量机测量过程中的关节误差，提高关节式坐标测量机的测量精度。

技术领域

本发明涉及关节式坐标测量机领域，具体涉及一种基于静压气浮轴承的AACMM(articulated arm coordinate measuring machines，关节式坐标测量机)高精度关节设计。

背景技术

关节式坐标测量机是一种非正交系坐标测量机，它仿照人体关节结构，将多个杆件和一个测头通过旋转关节和俯仰关节串联，以角度测量基准取代长度测量基准，从而具有结构简单、体积小、量程大、便于现场使用等优点，广泛应用于汽车整车及零部件、模具、航空航天、造船以及其它机械加工行业。精度是关节式坐标测量机最重要的性能指标之一，但与正交式三坐标测量机相比，关节式坐标测量机是多级开链式结构。在误差源较多的时候，测量误差会逐级增大，进而影响其测量精度。所以，分析并控制测量机误差从而提高关节式坐标测量机测量精度是非常有意义的。

由国内外学者对关节式坐标测量机的研究中，目前关节式坐标测量机的误差主要有以下几种：(1)角度编码器测量误差；(2)测量环境温度及操作人员使用产生的结构热变形误差；(3)运动学参数误差；(4)关节运动误差等。其中误差项(1)～(3)中系统误差占比较大，可以通过关节式坐标测量机成熟的标定和误差补偿的方法来减小或消除这些误差源的影响，但误差项(4)关节运动误差主要由回转轴的轴承旋转跳动引起，是一种随机误差因素占主要地位的误差，这也就意味着无法通过标定消除该误差，关节运动误差的存在使得关节旋转轴产生晃动影响关节式坐标测量机的测量精度提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种静压气浮轴承的AACMM高精度关节及其支承方法，通过关节结构设计减小由于轴承径向跳动和轴向窜动以及轴承摩擦造成的关节运动误差，提高关节式坐标测量机的测量精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：