浅谈压缩空气对测量机的影响

    1 引言

    随着一体化设计制造技术的发展和应用，数控三坐标测量机的作用也越来越明显。数控三坐标测量机作为一种精密的测量仪器，它的高效率、高精度、稳定的重复性是同类测量工具无法比拟的。精密的仪器需要精心的保养和维护，使之各项工作性能处于最佳状态，才能充分发挥其效能。测量机的维护保养做得到位，就能使精度得到保障的同时延长机器的使用寿命，并降低故障率。压缩空气是测量机正常运行时除了电能以外的又一必须能源。保证压缩空气的质量是测量机维护保养的重要项目之一。

    2 测量机的气浮导轨结构与结构材料及标尺系统

    2.1 测量机的气浮轴承分布

    气浮导轨是近年来测量机广泛使用的导轨形式。气浮轴承传动，使运动轴的运动无摩擦，其原理是将压缩空气从气浮块的小孔中喷出，在气浮块和导轨之间形成一定厚度的气膜，这个气膜使测量机的各轴运动时无摩擦、工作平稳、运动精度高。因此许多厂家都采用气浮静压导轨。图 1 所示为移动桥式三坐标测量机，其中 x、y、z 三个坐标的运动导轨全部应用空气静压导轨，气浮轴承布局如图 2 所示^[1]。

    x 导轨有六个气浮轴承，y 向导轨有六个气浮轴承，z 向导轨有八个气浮轴承。气浮轴承的设置和分布是符合运动学和力学原理的，它们分别承受整个移动桥的重量，承受滑座与主轴系统的重量，并保持一定间隙。限制在各向的直线度运动误差和绕各轴转动的作用。

    气浮块上的气孔直径约为 0.12～0.15mm。

    2.2 坐标测量机的结构材料

    三坐标测量机的结构材料对其测量精度、性能有很大影响。花岗岩石比铁轻，比铝重，是目前应用较为普遍的一种材料。花岗岩石的主要优点是变形小、稳定性好、不锈蚀，易于作平面加工，易于达到比铁更高的平面度，适合制作高精度的平台与导轨^[2]。

   花岗岩石也有缺点，其中之一是遇水、油会产生微量变形。使用中应注意防油防潮。

    2.3 坐标测量机的光栅尺及安装位置

    国内外生产的测量机所用的标尺系统种类很多，使用最多的是光栅。目前，各种测量机普遍以德国Heidenhain 与英国 Renishaw 公司高精度金属反射光栅尺作为长度基准。金属反射光栅尺的体积，安装比较方便，所得到的光电信号容易细分。金属反射光栅尺的线膨胀系数同于钢尺，所以测量精度会受温度的影响，金属反射光栅尺怕油污和灰尘。因此，它需要清洁恒温的工作环境。

    各型测量机的光栅尺基本安装在导轨旁边。