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3. 大型龙门式测量机、水平臂测量机的固定部分，大部分 采用用钢、铸铁。
三坐标培训教材
测量机运动部分的材料主要有： 1，铝合金 2，陶瓷及其复合材料 3，钢、铸铁 4，花岗石
三坐标培训教材
• 良好的传导性能的铝合金，结合了对称结构和涂 层技术，消除了由于不统一的温度温度分布所产 生的大部分误差；
三坐标培训教材
GLOBAL测量机的主要材料： 1. X横梁、Z轴、滑架等为铝合金 2. Y向工作台与导轨为花岗石
三坐标培训教材
PMM-C测量机的主要材料： 1. X横梁、Y向工作台为花岗石 2. Z轴为陶瓷 3. 滑架等铸铁
三坐标培训教材
TORO测量机的主要材料： 1. X向主导轨、Z轴、水平臂为
• 较钢、花岗石或陶瓷，热平衡能力提高 了5－180 倍；
• 铝合金线性的膨胀和收缩，保证了机器的垂直度。 在高速情况下不产生歪斜
铝合金在温度方面的优势
铝合金较钢、花岗石或陶瓷达到热稳定的时间要快 10到100倍
铝合金的线性膨胀与收缩保证了测量机的直线度和 垂直度
铝合金在温度方面的优势
• 研究数据，铝导轨对受热弯曲有最佳的抵抗力， 比花岗石好10倍，比陶瓷好5倍，比钢好18倍
• 全铝框架：表面硬质处理，具有超强刚性，同时从 铝所固有的质量轻、导热性好、对温度的变化敏感 以及便于加工等特性上，为通用型的测量系统提供 了最佳材料。全铝材料，使得在温度变化情况下整 机的结构一致性更好。
刚 2. 滑架等铸铝
三、光 栅
光栅
光栅是三坐标测量机的长度基准。 光栅由光栅尺及读数头两部分组成，光栅尺上有 着均匀排列的刻线，读数头上有读数光栅以及发 光二极管和硅光电池。 读数头与光栅尺分别装在两个相对运动的载体上 ，利用光栅尺与读数头间的相对运动来得到两个 载体间相对的位移。
光栅的分类
1. 闭式光栅：为了防尘，把光栅及读数头组合并封闭在 铝长盒内；
三坐标培训教材
三坐标培训教材
• Advantage • Performance • Classic • Inspector • Explorer
三坐标培训教材
二、测量机的结构材料
三坐标培训教材
测量机要能够在环境变化的情况下、在运动状态下、在长期工作情况 下保持稳定的精度和性能，这就要求构成测量机各部件的材料具有良 好的性能。由于没有一种材料能全部满足这些要求，就需要进行合理 的结构设计。这些要求主要包括： 1. 导热性好，以免外界有温度变化（随时间及随空间变化）时形成构件 内部的温度梯度，引起变形（主要是扭曲和弯曲）； 2. 热膨胀系数小，以免温度变化引起过大的伸长缩短； 3. 比较大的弹性模量(刚性)，以免受力后有较大的变形； 4. 高的硬度及耐磨性，保证不易划伤、磨损； 5. 较高的强度，不易断裂； 6. 运动部分的材料要求比重小，以减小由于测量机的高速、高加速运动 而产生的测量机惯性力，它对精度的影响日显重要； 7. 材料吸水率小，以免受潮变形（较差的花岗石的吸水性能，足以引起 微米级的变形）； 8. 工艺性好，易于加工； 9. 成本要低。
我们集团光栅的技术特色及优势
我们的方案
光栅装配在钢的导轨 上
光栅一头固定，另外 一端自由膨胀
其他公司的方案
光栅胶在机器本体上 对于温度效应，几乎
无法预测
三坐标培训教材
• 源自美国Brown&Sharp品牌的Inspector测量机 • 优点
• 测头系统、光栅、气动元件、软件、控制器都是依 赖进口
固定桥式
精度最高的测量机往往采用这种结构形 式。 优点：结构稳定，刚性很好。Y向的光 栅尺和驱动机构可以设置在工作台下方 中部，X向阿贝臂小。 缺点：因为被测工件放置在运动工作台 上，降低了机器的运动速度，承载能力 相对小一些。
TORO测量机
水平臂式
1. 优点：结构简单，空间开阔， 在Ｘ方向很长，Ｚ向较高，是 大型薄壁类工件测量的理想工 具, 如白车身百度文库车门等。
光栅的分类
1. 绝对光栅：读数头在光栅的任一位置，其读数均是固 定的；
2. 相对光栅（增量式光栅）：读数头在任一位置的读数 并不一定，和所设的零点位置或预置点的读数有关， 任一位置的读数皆是从所设点（零点或预置数）按增 减脉冲的计数来显示位置。
3. 测量机大多用增量式光栅，所以测量机开机后要 回家，来设置光栅零点（亦就是机器坐标零点）。
• 优点：可以整体安装，不需要进行读数头和光栅尺 身相对位置的调整；
• 缺点：密封条及轴承的摩擦影响光栅精度及寿命， 不适于在高速状态下运行,很少测量机应用此类光 栅。
2. 开式光栅：光栅及读数头均暴露在空气中。
• 优点：光栅尺及读数头互不接触，因而也没有摩擦 。测量机上主要应用此类光栅尺。
• 缺点：光栅尺及读数头分别安装于相对运动的不同 物体上，需要安装调整相对位置。
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• 主机
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• 控制柜
• 测头测座系统
• 计算机 (软件)
一、坐标测量机的结构 形式
Global测量机
活动桥式
移动桥式坐标测量机是目前中小型测 量机的主要机型。 优点：结构简单、紧凑，刚度好，开 敞性好，承载能力较强，工件质量对 测量机的动态性能没有影响。 缺点：桥架单边驱动，Y向光栅尺在 工作台一侧，在Y方向有较大的阿贝 臂，会引起较大的阿贝误差。
2. 缺点：水平臂变形较大，精度 较底。
龙门式（高架桥式）
LAMBDA测量机
龙门式坐标测量机一般为中 大型测量机。
优点：减少了移动部分质量 ，有利于精度及动态性能的 提高。龙门式测量机最长可 到数十米，由于其刚性要比 水平臂式好，因而对大尺寸 而言可具有足够的精度。
缺点：结构复杂，要求较好 的地基；立柱影响操作的开 阔性；单边驱动，Y向光栅尺 在立柱一侧，在Y方向有较大 的阿贝臂，会引起较大的阿 贝误差，所以大型龙门式坐 标测量机采用双光栅/双驱动 模式。
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1. 对测量机的固定部分要求：刚性好、受温度影响的变形 小（希望结构的变形只是线性，以易于软件补偿）、结 构简单、成本低。
2. 中小型桥式测量机的固定部分，特别是工作台大部件 一般采用花岗石，较小的部件采用铝合金材料(电机支 架，传动支架)；有时为了增加刚性采用整体结构（例 如花岗石台面与导轨）
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测量机运动部分的材料主要有： 1，铝合金 2，陶瓷及其复合材料 3，钢、铸铁 4，花岗石
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• 良好的传导性能的铝合金，结合了对称结构和涂 层技术，消除了由于不统一的温度温度分布所产 生的大部分误差；
三坐标培训教材
GLOBAL测量机的主要材料： 1. X横梁、Z轴、滑架等为铝合金 2. Y向工作台与导轨为花岗石
三坐标培训教材
PMM-C测量机的主要材料： 1. X横梁、Y向工作台为花岗石 2. Z轴为陶瓷 3. 滑架等铸铁
三坐标培训教材
TORO测量机的主要材料： 1. X向主导轨、Z轴、水平臂为
• 较钢、花岗石或陶瓷，热平衡能力提高 了5－180 倍；
• 铝合金线性的膨胀和收缩，保证了机器的垂直度。 在高速情况下不产生歪斜
铝合金在温度方面的优势
铝合金较钢、花岗石或陶瓷达到热稳定的时间要快 10到100倍
铝合金的线性膨胀与收缩保证了测量机的直线度和 垂直度
铝合金在温度方面的优势
• 研究数据，铝导轨对受热弯曲有最佳的抵抗力， 比花岗石好10倍，比陶瓷好5倍，比钢好18倍
• 全铝框架：表面硬质处理，具有超强刚性，同时从 铝所固有的质量轻、导热性好、对温度的变化敏感 以及便于加工等特性上，为通用型的测量系统提供 了最佳材料。全铝材料，使得在温度变化情况下整 机的结构一致性更好。
刚 2. 滑架等铸铝
三、光 栅
光栅
光栅是三坐标测量机的长度基准。 光栅由光栅尺及读数头两部分组成，光栅尺上有 着均匀排列的刻线，读数头上有读数光栅以及发 光二极管和硅光电池。 读数头与光栅尺分别装在两个相对运动的载体上 ，利用光栅尺与读数头间的相对运动来得到两个 载体间相对的位移。
光栅的分类
1. 闭式光栅：为了防尘，把光栅及读数头组合并封闭在 铝长盒内；
三坐标培训教材
三坐标培训教材
• Advantage • Performance • Classic • Inspector • Explorer
三坐标培训教材
二、测量机的结构材料
三坐标培训教材
测量机要能够在环境变化的情况下、在运动状态下、在长期工作情况 下保持稳定的精度和性能，这就要求构成测量机各部件的材料具有良 好的性能。由于没有一种材料能全部满足这些要求，就需要进行合理 的结构设计。这些要求主要包括： 1. 导热性好，以免外界有温度变化（随时间及随空间变化）时形成构件 内部的温度梯度，引起变形（主要是扭曲和弯曲）； 2. 热膨胀系数小，以免温度变化引起过大的伸长缩短； 3. 比较大的弹性模量(刚性)，以免受力后有较大的变形； 4. 高的硬度及耐磨性，保证不易划伤、磨损； 5. 较高的强度，不易断裂； 6. 运动部分的材料要求比重小，以减小由于测量机的高速、高加速运动 而产生的测量机惯性力，它对精度的影响日显重要； 7. 材料吸水率小，以免受潮变形（较差的花岗石的吸水性能，足以引起 微米级的变形）； 8. 工艺性好，易于加工； 9. 成本要低。
我们集团光栅的技术特色及优势
我们的方案
光栅装配在钢的导轨 上
光栅一头固定，另外 一端自由膨胀
其他公司的方案
光栅胶在机器本体上 对于温度效应，几乎
无法预测
三坐标培训教材
• 源自美国Brown&Sharp品牌的Inspector测量机 • 优点
• 测头系统、光栅、气动元件、软件、控制器都是依 赖进口
固定桥式
精度最高的测量机往往采用这种结构形 式。 优点：结构稳定，刚性很好。Y向的光 栅尺和驱动机构可以设置在工作台下方 中部，X向阿贝臂小。 缺点：因为被测工件放置在运动工作台 上，降低了机器的运动速度，承载能力 相对小一些。
TORO测量机
水平臂式
1. 优点：结构简单，空间开阔， 在Ｘ方向很长，Ｚ向较高，是 大型薄壁类工件测量的理想工 具, 如白车身百度文库车门等。
光栅的分类
1. 绝对光栅：读数头在光栅的任一位置，其读数均是固 定的；
2. 相对光栅（增量式光栅）：读数头在任一位置的读数 并不一定，和所设的零点位置或预置点的读数有关， 任一位置的读数皆是从所设点（零点或预置数）按增 减脉冲的计数来显示位置。
3. 测量机大多用增量式光栅，所以测量机开机后要 回家，来设置光栅零点（亦就是机器坐标零点）。
• 优点：可以整体安装，不需要进行读数头和光栅尺 身相对位置的调整；
• 缺点：密封条及轴承的摩擦影响光栅精度及寿命， 不适于在高速状态下运行,很少测量机应用此类光 栅。
2. 开式光栅：光栅及读数头均暴露在空气中。
• 优点：光栅尺及读数头互不接触，因而也没有摩擦 。测量机上主要应用此类光栅尺。
• 缺点：光栅尺及读数头分别安装于相对运动的不同 物体上，需要安装调整相对位置。
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• 主机
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• 控制柜
• 测头测座系统
• 计算机 (软件)
一、坐标测量机的结构 形式
Global测量机
活动桥式
移动桥式坐标测量机是目前中小型测 量机的主要机型。 优点：结构简单、紧凑，刚度好，开 敞性好，承载能力较强，工件质量对 测量机的动态性能没有影响。 缺点：桥架单边驱动，Y向光栅尺在 工作台一侧，在Y方向有较大的阿贝 臂，会引起较大的阿贝误差。
2. 缺点：水平臂变形较大，精度 较底。
龙门式（高架桥式）
LAMBDA测量机
龙门式坐标测量机一般为中 大型测量机。
优点：减少了移动部分质量 ，有利于精度及动态性能的 提高。龙门式测量机最长可 到数十米，由于其刚性要比 水平臂式好，因而对大尺寸 而言可具有足够的精度。
缺点：结构复杂，要求较好 的地基；立柱影响操作的开 阔性；单边驱动，Y向光栅尺 在立柱一侧，在Y方向有较大 的阿贝臂，会引起较大的阿 贝误差，所以大型龙门式坐 标测量机采用双光栅/双驱动 模式。
三坐标培训教材
1. 对测量机的固定部分要求：刚性好、受温度影响的变形 小（希望结构的变形只是线性，以易于软件补偿）、结 构简单、成本低。
2. 中小型桥式测量机的固定部分，特别是工作台大部件 一般采用花岗石，较小的部件采用铝合金材料(电机支 架，传动支架)；有时为了增加刚性采用整体结构（例 如花岗石台面与导轨）