大型测量机的结构设计及在装备制造业中的应用

　　1 引言

　　在航空、航天、船舶、矿山机械、电力机械及其它装备制造业中，有一些大型的零件、部件，如飞机机身和机翼、直升机的旋冀叶片、发动机机匣、燃气轮机、涡轮风扇部件、飞行器部件、舰船螺旋桨、盾构掘进机头、铁路机车、气轮机等，这些大型零件多是关键部件，对整机的性能起决定性的影响。如能对这些大型零件、部件进行直接三坐标测量，就可对其进行精确检测，得知其与理论设计的偏差，保证几何尺寸和形状的准确，由此有助于整个系统设计指标的实现。

　　从测量尺度范围上看，测量机可分为中小型和大型两大类，测量宽度和高度在 2m 以上，精度在 5 ～9μm 的测量机可称为大型测量机，目前，测量长度为6m，测量宽度为 3. 5m，测量高度为 3m 的国产大型测量机已研制完成，进入小批量生产阶段。

　　2 大型测量机机械结构分析

　　2. 1 整体机械结构

　　目前常见的测量机结构形式主要有: 移动桥式、固定桥式和立柱式，这几种结构当中只有立柱式最适合做大行程测量机，但此种结构具有局限性，整体精度水平低。而桥式结构虽然可以做到较高的精度，但对于大型三坐标测量机，由于跨度很大，为保证刚度，横梁与立柱的截面均较大，这将加大移动部件的质量，显然不利于运动速度的提高和精度的保证。因此，根据过去生产型、精密型测量机研制生产方面的经验，经过反复论证，大型测量机采用了开敞式龙门结构( 图1 所示) 。

　　由于大型测量机的三向行程较大，采用这种结构有利于减轻运动件的重量以提高其测量精度和运行速度，同时，其测量空间开阔，操作人员在测量时操作也比较方便。

　　2. 2 立柱与 X 导轨及 X 导轨精密调整支撑机构

　　大型测量机的立柱与 X 导轨均采用优质低碳薄钢板精心焊接并经充分人工时效消除焊接应力而成，立柱的下端通过地脚螺栓与地基可靠连接，立柱的上端面装有精密调整部件与 X 导轨连接。

　　X 导轨精密调整支撑机构是连接立柱与 X 导轨，实现 X 导轨精密调整的重要部件，如图 2 所示，该机构的下端通过左右调整座和升降支承顶与立柱相连，上面通过顶板与 X 导轨相连，这样就能通过左右调整座的左右调整和升降支承顶的上下调整，方便地实现X 导轨在立柱上的调整与连接。同时，当 X 行程 较大，导轨由两段或两段以上组成时，还可通过精密调整座的成对使用实现各段导轨平面度的精密调整，为测量机导轨的精度提供可靠的保证。

　　2. 3 X 滑座、Y 滑架与横梁

　　大型测量机的 X、Y 滑架和横梁都是采用优质低碳薄钢板精心焊接并经充分人工时效消除焊接应力而成，不仅外形美观，而且结构合理、紧凑。