三坐标测量机气浮导轨滑块结构设计与仿真

静压气浮导轨采用气体润滑,具有无摩擦、热变形小、寿命长等优点,且气膜的误差均化作用显著提高了其运动精度,满足三坐标测量机高精度、高平稳运动需求。为探究三坐标测量机中静压气浮导轨滑块的承载性能,建立了矩形气浮滑块结构模型,滑块内置小孔节流型气浮垫,运用COMSOL有限元仿真软件对其气浮静态承载特性进行仿真分析,验证了结构设计的合理性。     

圆盘气足的工程计算方法

气足是气体静压止推轴承的一种,是气浮导轨中最常见的部件。气足根据其形状又分为矩形气足与圆盘气足。圆盘气足广泛应用于三坐标测量机中。本文利用线性气源假设,将气膜中的气体二维流动化为一维流动,使雷诺方程得到简单的解析解,推导出了圆盘气足承载能力的工程计算方法,从而为气浮导轨中圆盘气足的设计找到了一条有效、快捷的途径。     

第六届中国国际机床展览会(CIMT’99)量仪展品概述

1　三坐标测量机在本届展览会中,国内外许多厂家展出了三坐标测量机,各具特色。以下将展出的三坐标测量机分为五类予以介绍。1.1　气浮导轨式三坐标测量机气浮导轨的摩擦系数小,运动平稳轻快,大多数三坐标测量机均采用此类导轨,因此成为三坐标测量机的主流机型。笔者将所...     

空气轴承压力试验台

该空气轴承压力试验台,用于我厂从德国LETTZ公司引进的三坐标测量机中空气轴承的载荷试验及气浮数据的测定。 空气轴承是三坐标测量机的关键零件。其承载能力、气浮精度及平稳性直接影响到三坐标测量机导轨及工作台的运动精度及平稳性。     

三坐标测量机动态误差的建模方法

为了提高三坐标测量机的测量速度,缩短测量周期,分析了影响给定的三坐标测量机动态误差的因素。对三坐标测量机的具体和了分析,用电感测微仪进行了动态偏转角的测量,并推导出由动态偏转误差得到测头处的动态位移误差的方法。同时,对由导轨的直线度造成的误差进行了讨论。指出动态误差主要是由各构件绕气浮导轨连接处的偏转和各运动构件本身的弯曲变形造成挫理论上可以证明,在气浮导轨力矩刚度和横梁弯曲刚度已知的情况下,只要     

三坐标测量机高速测量下的动态综合误差分析

综合众多学者对三坐标测量机各组成部分误差的研究成果,对三坐标测量机的主要动态误差源进行了归纳,并从气浮导轨系统、机体结构、测头系统和测量系统四个方面分析了三坐标测量机高速测量时动态误差的产生原因及对测量结果的影响,为误差修正提供了参考依据。     

评定三坐标测量机的动态误差

对三坐标测量机的动态误差作出整体分析。分析影响坐标测量机动态误差的主要因素。指出由于附加惯性力的影响产生的各部件绕气浮导轨联结处的偏转和各运动部件本身的弯曲变形是造成动态误差的主要原因。提出由动态偏转角误差推导测头动态位移误差的方法。用激光干涉仪和电感测微仪对三坐标测量机的动态偏转角误差进行了测量。理论和实验结果证明,在高速测量过程中,由于附加惯性力的影响,除了各部件绕气浮导轨联结处产生较大偏转外     

整体闭式与开式气浮导轨静态性能对比分析

静压气浮导轨是精密气浮工作台的重要组成部件,其承载能力和刚度直接影响了工作台的平稳性以及所加工零件的精度。针对所设计的精密高刚度二维气浮工作台,提出采用有限差分的数值计算方法,在双边间隙总和与供气压力相同的条件下,对整体闭式及开式气浮导轨的气浮面进行整体求解计算,对比分析其压力分布、承载能力、刚度等静态性能参数。结果表明:由于闭式气浮导轨的下气浮块在垂直方向上起到了辅助支撑的作用,形成了四周封闭的气膜面,因此增强了闭式气浮导轨的紧密性和可靠性,使得整体闭式气浮导轨的刚度和稳定性均优于开式气浮导轨;实验结果与理论分析较吻合,为此类精密定位平台的设计优化提供了理论依据。     

21项系统误差分析与三坐标测量机导轨设计

本文通过对不同型号的三坐标测量机的21项系统误差的分析.建立了系统误差补偿的数学模型,并重点剖析了其中影响导轨精度的15项系统误差.结合精密导轨的设计理论,分析了主导轨、副导轨以及辅助导轨(封闭导轨)之间的关系和设计要点;列出了三坐标测量机导轨设计的各项精度指标。作者根据三坐标测量机系统误差分析理论,提出了精密导轨设计的误差分析的新思路。     

基于气浮导轨的字航员失重飞行模拟训练平台设计

气浮导轨是借助有一定压力的空气使工作台悬浮,并且不与导轨表面接触的一种导轨形式,工作时的摩擦力几乎为零。本文设计了一种能实现二维运动的气浮式平台,利用这种无摩擦约束可随意飘荡的空中悬浮平台,再通过球轴承把转椅及宇航员悬吊起来,可真实地模拟宇航员在太空中的失重飞行。     

二维运动平台气浮静压导轨承载性能计算与研究

为了进一步探索和研究气浮静压润滑支承机理及气浮静压导轨承载性能,提出并研制了一种具有气浮静压润滑支承的精密二维运动平台。结合气浮静压导轨的物理模型建立了其笛卡儿坐标系下的控制方程,采用有限差分方法和流量平衡原理对其控制方程进行了离散差分推导,运用超松弛迭代以及二分快速寻找收敛区间法对其承载性能进行数值计算并开展了实验研究。结果表明：气浮静压导轨承载性能受节流器类型的影响比较显著,多节流孔节流器的承载性能明显优于单节流孔节流器;供气压力对气浮静压导轨承载性能影响显著,供气压力越高其承载性能越强;同等条件下气浮静压导轨组合形式承载性能均优于单独形式承载性能;气浮静压导轨的承载性能实验测试结果和数值计算结果具有较好的一致性,验证了数值计算的有效性。相关研究对推动和促进气浮静压轴承和导轨在精密运动机构和测量设备的研究和工程应用具有较好的借鉴和指导意义。     

空气静压导轨静态性能的解析计算及分析

空气静压导轨是空气静压止推轴承的一种，在直线气浮导轨中被广泛采用。本文利用线性气源假设，将气膜中气体的二维流动化为一维流动，使雷诺方程得到简单的解析解，推导出空气静压导轨的解析计算公式，并利用该计算公式分析导轨参数对其静态性能的影响，从而为空气静压导轨找到了一种快捷方便的设计方法。     

三坐标测量机立柱移动不均匀故障的检修

针对三坐标测量机在X方向出现的立柱移动不均匀的故障,进行过故障分析并检修。通过对机床原理分析,发现故障是由于机床所用的压缩空气不干净造成气浮垫与导轨间的气隙不够,从而导致三坐标测量机在X方向出现的电动机转速不均匀故障的。通过单独接入独立的油水分离器和空气过滤器、将压缩空气进行三级过滤、除掉空气中的水分、油分和粉尘等杂质以及不锈钢管路将空气送至机床等方法,排除了三坐标测量机电动机转速不均匀故障。     

精密空气静压导轨组件的气动平衡设计

通过对现有三坐标测量机的各种平衡系统的优缺点分析之后,该文论述了精密空气静压导轨组件的气动平衡系统以及平衡系统的结构和原理;对气动平衡系统中选用的气缸的静态分析和动态分析进行了推理论证,并对该次设计的精密空气静压导轨组件的工作台进行了实验。根据得出的实验数据来验证推理论证的正确性,并得出该气缸的气动压力与其摩擦力的关系。     

最新发明专利信息

水平臂式三坐标测量机 G01B11/02 CN1067502 A 青岛前哨机械厂 1992.5.3 该测量机X向导轨为“T”形,滑座为分体式,主向、侧向、底部静压式空气止推轴承构成封闭式导轨支承。辅助立柱位于主立柱X向的后方。     

零阿贝误差的纳米三坐标测量机工作台及误差分析

为避免常规三坐标测量机(CMM)中的阿贝误差,同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响,研制了一种在三维测量方向上同时符合阿贝原则的纳米CMM工作台.该工作台做三维运动,x导轨和y导轨采用共平面结构;工作台三维测量系统的测量线正交于一点且正交点与测头中心点重合,x向和y向测量系统的测量线与xy导轨面共面.针对本工作台的特点,在参考常规三坐标测量机误差分析的基础上,详细分析了该工作台中各项误差的影响,给出了影响测量机不确定度的主要误差源,并对这些误差提出了修正方法.在研制的工作台上对一等量块进行了实验测试.结果显示,一等量块工作面的平面度测量标准差为11 nm,台阶高度标准差为21 nm,其中台阶高度测量平均值与检定值相差1 nm.理论分析和实验结果表明,所研制的工作台从结构上避免了CMM中多项误差源的影响,尤其是避免了阿贝误差的影响,可用于高精度的三维测量.     

工字钢结晶器内腔专用三坐标测量机的设计

介绍了测量工字钢结晶器内腔尺寸专用测量机的结构和功能,坐标系的转化与建立,分析了影响测量机精度的各种因素。与传统三坐标测量机相比,该测量机以滚珠丝杠副和滚动导轨副为主体,具有结构简单、操作和维护方便、价格低廉并便于在车间现场使用等优点。     

基于免形状测量模式的复杂形状测量机设计

为了高精度高效率地测量数学模型未知的复杂几何形状,介绍了"免形状测量模式",分析了该测量模式对仪器的基本要求,基于该模式设计了一台移动工作台式测量机。测量机以直线电机为驱动元件,以高精度长光栅为测量元件。为减小被测件重量对测量机的影响,设计了封闭式真空负压的空气静压气浮导轨和共平面的H形二维结构。设计了具有制动功能的Z轴和气浮隔振等关键部件。仪器量程为300 mm×300 mm×300 mm,测量不确定度为1.8μm,能测量数学模型未知的复杂几何形状。     

矩形空气静压导轨气浮垫性能的数值分析

采用有限差分法对一种新结构气浮垫的压力场进行了数值仿真分析.通过理论分析对气浮垫气膜压力分布和承载能力进行了研究,采用网格重叠和网格拼接技术划分网格,并对气体润滑状态控制方程和弹性薄板变形的控制方程进行了耦合计算,得到气浮垫的承载力和刚度.理论计算结果表明:在气体压力的作用下,环形弹性薄板产生弹性变形,引起节流面积和均...     

采用二维润滑模型的缸套-活塞环润滑分析

以发动机缸套-活塞环摩擦副为研究对象,基于二维瞬态平均Reynolds方程与微凸体接触模型,建立缸套-活塞环二维瞬态流体动压润滑模型.考虑缸套-活塞表面粗糙度、润滑油的变黏度效应以及汽缸套圆周方向形变等的影响,计算得到二维流体动压润滑下的最小油膜厚度、摩擦力等,并与采用一维模型计算得到的结果进行比较.结果表明,2种模型的最小油膜厚度、摩擦力的计算结果几乎是相等的,但采用二维润滑模型能够有效地对活塞环表面压力分布情况进行分析,并得到采用一维模型无法求解的环面压力分布特征.