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介光栅和电机在三坐标测量仪体系的作用

我们知道，一台完整的三坐标测量仪是由软件和硬件组成的。其中，硬件又由许许多多的零部件组成，我们今天要介绍的是三坐标测量机硬件中的光栅和电机。

在整个三坐标影像仪体系中，光栅和电机非常重要。所以要求我们在组装生产三坐标测量仪时，需要对它们进行严格的筛选，这样才能为三坐标测量机的测量提供帮助和保证。

三坐标测量机的长度基准有多种：光栅、感应同步器以及激光干涉仪等。现在三坐标测量机上应用***广泛的是光栅。

光栅尺主要有金属的和玻璃的向种，它在1mm的间距内刻有高达10-100条刻线，每条刻线间的距离（即栅距）为10-100μm。（根据所选用的光栅尺的型号不同而定）

绝大多数的三坐标测量机采用的是直流电机/测速机伺服机组，也有少数采用直线电机、步进电机等。由于三坐标测量机精度高，在测量时又经常高速地正反向切换，若每分钟采集100个点，则电机就必须每分钟正反向切换共200次，且要求运行平稳。因此，三坐标测量机所选用的电机性能要求很高，它要求起动扭矩大，起动电压低，时间响应快。

可以毫不夸张地说，电机和光栅是三坐标测量机的基础，因此选择什么样的电机和光栅，对三坐标测量机来说非常重要。

教你解决三坐标测量仪受温度的影响

在前面的文章中，我们介绍过三坐标测量仪的测量结果会受到温度、湿度、空气等环境因素的影响。三坐标测量仪是检测三维数据的高精密检测仪器，正常的工作温度一般保持在20℃±2℃，当温度偏差过大，会让测量结果受到影响。下面，仪器给大家介绍三坐标测量仪对温度影响的解决方法。

一、 内部热源的解决：

为了解决测量机内部热源对三坐标测量机的影响，常常动用红外线的热探测仪，来发现测量机的内部热源，研究发电机及其他传动装置是测量机的主要热源。

因此，三坐标测量机重要改进之一就是把固定的柔性齿型带改为回转的齿型带，目的是把电机从主腿上移到底座之外，因而改善了导轨受热状况，减小了导轨变形。

二、如何解决测量机外部的热源：

减少外部热源的影响是首要考虑的因素，应避免日光直接照射，不要用白炽灯而用冷光灯，不要过多的人聚集，因为人群形成的温度场对精度的影响也很大。

对热源的隔离，具有较好的恒温间是首1选，但亦是较贵的解决方案，另外一种方法就是测量机自带的恒温隔离间或在外罩内有恒温气流流动。

关于温度场的变化，这里特别要指出，影响***坏的不一定是高频变化的温度场，而是一日2个周期的温度变化，这相当于白天开空调，晚上关空调的情况。

三、结构上减小热变形的方法：

结构弯曲及扭转的变形对精度的影响要大于伸长缩短的影响因为线性的伸长缩短较容易用软件补偿。因此尽量减少温度梯度的影响，采用导热系数高的材料，便携式三坐标检测，不要形成大的温度梯度，便携式三坐标检测***，而截面形状尽量对称以减少弯曲的影响，加筋的三角形梁有很大的抗扭矩，能够较好地减少在温度变化条件下的变形。

四、有限元分析预测受力变形及温度变形：

进行有限元分析，因而在设计时就避免了可能的变形。

五、软件温度补偿：

为了适合于车间温度环境，克服温度变化所引起的变形，在大多数测量机上装有温度传感器，进行线性实时温度补偿，较好的测量机上已应用了实时结构温度补偿技术。

六、自由膨胀的光栅尺安装：

工业上大部分被测零件为钢制零件，为了减小由于膨胀系数不同而造成在不同温度情况下的不同示值误差（在没有足够的温度补偿情况下）光栅尺应选用与钢相近的材料。同时，采用了与基体只有一点的固定的光栅尺固定新方法，可保证光栅尺能够随温度变化自由膨胀，一方面避免了由于固定胶的温度膨胀系数不一致而造成的影响，另一方面能够更好地实现补偿。

三坐标测量机对温度影响的解决方法，虽然只是三坐标测量机受环境影响的解决方法之一，却是***为常用的解决方法，操作人员需要去了解和掌握，这样才能在测量过程确保精度。

常用的三坐标测量仪导轨

导轨是三坐标测量仪主机结构的重要组成部分，是三坐标测量仪实现三维运动必要的组成部件，也是保证三坐标平稳、高精度运动的关键部件。三坐标测量机多采用滑动导轨、直线滚珠导轨和气浮导轨，其中使用***多的是直线滚珠导轨和气浮导轨。现在，我们就来了解下这两种较为常用导轨。

一． 直线滚珠导轨

采用直线滚珠导轨的优点是省去***压缩空气设备及气动控制组件，成本较低，适于无气源的环境。它刚性较好，承载能力强，比简单的滚珠轴承，受个别滚珠疵瑕的影响要小，有一定的匀差效应。但由于钢球及导轨原因，该结构的测量机精度稍低，摩擦力较大，因而控制性能亦与气浮导轨特性不同。它的安装、调整找正对整机的性能的影响亦较大。

二、气浮导轨

气浮导轨的核心是气浮轴承（空气轴承），利用气浮轴承小孔节流形成气腔内的高压，在导轨和气浮轴承间形成具有一定承载能力和刚性的薄膜。气浮导轨具有无摩擦及无磨损的特性，由于匀差效应，运动的局部直线度及角度摆动较小。精度较高的三坐标测量仪一般采用气浮导轨。

气浮轴承的性能有4个要求：抗气振能力、、耗气量、即承载能力，承载刚性（气浮间隙每变化一微米承载能力的变化）。其他的要求还包括防锈性能、安装的工艺性，便携式三坐标检测推荐，支承等的载荷设计亦不能忽略。对超高精度测量机，气浮间隙及气腔压力的稳定至关重要，超高精度测量机往往设置气浮轴承压力检查引出孔。

三坐标测量机导轨质地较脆，便携式三坐标检测供应，***要用酒精和脱脂棉擦拭，一定要注意不要在导轨上放置零件和工具，以免造成碰伤。相对来说，三坐标测量机导轨非常脆弱，需要我们细心呵护。