CN102607500A - 一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，包括前板和后板；前板和后板之间通过若干块对称排布的加强筋板焊接固定在一起；前板和后板的下侧边沿呈半椭圆弧状。半个椭圆弧能够保证椭圆弧切入点处不存在应力集中，椭圆弧形状更适合于测量机龙门架结构，节省材料和空间；椭圆弧龙门结构受力较为均匀，延长龙门架的使用寿命与精度；焊接件的设计机构的灵活性，可以根据不同的需要焊接成必要的形状；立柱和横梁设计成一体，减少误差的传递；焊接完成后经过充分时效，释放焊接应力，以保证其长期稳定性；采用加强筋以保证龙门的强度，减轻龙门架的质量即减小机床移动部件的重量，对电机的功率要求减小。

Description

一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构

【技术领域】

本发明属于精密测量技术领域，特别涉及一种测量机的龙门结构。

【背景技术】

激光核聚变装置、高能激光、红外热成像、卫星用光学***、大型天文望远镜、空间遥感相机、医疗影像设备等国家重大工程及国防尖端技术对高精度大口径光学非球面元件(Φ400mm以上)有极大的需求。

针对大口径非球面光学元件的检测设备目前还没有实现专业化，对于大尺寸的元件国外采用高精度三坐标测量机进行检测或者采用子口径拼接仪进行检测，这种检测手段存在一定的弊端，三坐标测量机具有21项误差，将对测量带来21项误差来源，即便采取一些误差补偿技术，但是并不能完全补偿掉每一项误差。子口径拼接检测采用增加第三环节进行测量，再对测量数据进行分析处理，这样得到的测量结果精确度不高。

在这迫切需要的情况之下，针对大口径超精密零件和高端光学***、风力发电用高精度轴承等应用领域的高精度形状测量问题，就需要大口径的超精密测量机。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，包括前板和后板；前板和后板之间通过若干块对称排布的加强筋板焊接固定在一起；前板和后板的下侧边沿包括半椭圆弧段。

加强筋板中部设有通孔。

前板和后板的两端底部，分别通过第一底板和第二底板焊接固定在一起。

前板和后板两端的两侧部，均焊接有外形焊接加强板。

前板和后板的上侧和下侧分别通过螺钉固定有第一外形防护板和第二外形防护板。

前板和后板的顶部与两块加强筋板之间围绕形成一个方孔，该方孔中设有焊接于后板上的第一连接板和第二连接板。

前板和后板的厚度为10mm，材料采用45钢；用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构焊接完之后进行时效处理。

前板和后板的形状相同，其跨度大于900mm。

第一底板和第二底板的平面度要求达到5μm。

前板和后板的下侧边沿还包括与半椭圆弧长轴顶点相切的两个直线段，该两个直线段处分别焊接有一个连接前板和后板的加强板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：半个椭圆弧能够保证椭圆弧切入点处不存在应力集中，椭圆弧形状更适合于测量机龙门架结构，节省材料和空间；椭圆弧龙门结构受力较为均匀，延长龙门架的使用寿命与精度；焊接件的设计机构的灵活性，可以根据不同的需要焊接成必要的形状；立柱和横梁设计成一体，减少误差的传递；焊接完成后经过充分时效，释放焊接应力，以保证其长期稳定性；采用加强筋以保证龙门的强度，减轻龙门架的质量即减小机床移动部件的重量，对电机的功率要求减小。

【附图说明】

图1为本发明一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构俯视示意图。

图2为本发明一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构主视图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

请参阅图1和图2所示，本发明一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，包括椭圆弧龙门焊接架底板1、3，加强筋板7、9、12、14，主体结构前板2，外形焊接加强板4、5、15、16，主体结构后板6，连接板10、11，外形防护板8、13。

主体结构前板2和主体结构后板6对应的两端，分别通过底板1、底板3焊接在一起；主体结构前板2和主体结构后板6中间对称焊接有加强筋板7、9、12、14；主体结构前板2和主体结构后板6对应的两端，还分别焊接有外形焊接加强板4、5和外形焊接加强板15、16；主体结构前板2和主体结构后板6的上侧和下侧分别通过螺钉固定有外形防护板8、13。加强筋板9、12、主体结构前板2和主体结构后板6之间形成一个安装测量机的方孔，该方孔中设有焊接于后板6上用于固定测量机的连接板10、11。主体结构前板2和主体结构后板6的下边沿包括半椭圆弧段和与该半椭圆弧长轴顶点相切的两个直线段，该两个直线段处分别焊接加强板15、16。

本发明一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，可用于大口径零件(零件直径小于Φ900mm)的形状精度的测量。其结构通过椭圆弧龙门焊接架底板1、3与测量机的直线运动导轨相连，带动龙门结构移动。测量机的垂直轴安装在该椭圆弧龙门结构的连接板10、11上，并可以实现水平方向的微小调节。

焊接底板1、3板厚10mm，材料采用45钢，对其平面度要求达到5μm，焊接完成经过一定时间时效后要对其底面进行打磨，以保证接触面的面形精度。

加强筋板7、9、12、14板厚10mm，材料采用45钢，钣金中间有空心圆，一方面减轻质量，另一方面便于在钣金中间布置测量机电气线路等。加强筋板采用焊接工艺将其与椭圆弧龙门的主体结构焊接为一体，其主要作用是加强椭圆弧龙门的强度和刚性，以提高椭圆弧龙门结构的精度保持性和稳定性。

主体结构前板2和主体结构后板6是椭圆弧龙门结构的主体，龙门结构的强度和刚度主要由这两个板的材料、尺寸、焊接工艺等来保证。前板2和后板6板厚10mm，材料采用45钢，焊接完之后进行时效处理。由于测量垂直轴安装在椭圆弧龙门结构上，对龙门结构的整体性能要求很高，就需要较高的尺寸精度和焊接工艺来保证主体结构的强度和刚度。

外形焊接加强板4、5、15、16将主体结构的前板2和主体结构的后板6通过焊接工艺连接在一起，起到支承固定的作用。对外形焊接加强板4、5、15、16在完成切割成形以后要对其进行热处理。

连接板10、11焊接在主体结构后板6上，用于安装固定垂直轴。两个板(10、11)在垂直方向的平面度为5μm，要保证两个板与垂直轴的接触面在同一平面上，即可保证垂直轴与工作台面的垂直度。

外形防护板8、13在整个椭圆龙门结构中起到防护作用，保护椭圆龙门结构内部的结构以及管路、电气线路。外形防护板8、13通过小螺钉固定于椭圆弧龙门的主体结构上。

本发明一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，通过其半椭圆弧结构，很好地减小了圆弧切入点处的应力集中，提高了龙门结构的稳定性。与相同跨度的花岗岩立柱龙门结构、半圆形结构相比，椭圆弧龙门结构具有占用空间小，质量轻等优点，更适合于高精度测量机的龙门结构。由于椭圆弧龙门结构受力较为均匀，龙门架的具有更长的使用寿命与精度保持性。椭圆弧龙门结构采用焊接技术，使得焊接件的设计更加灵活，可以根据不同的需要焊接成较为复杂的结构，同时还满足人机工程学的要求。

本发明一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，立柱和横梁设计成一体，减少误差的传递，有利于提高测量机的测量精度。该龙门结构具有受力均匀，应力集中小，强度和刚度高，结构稳定性好，运动质量轻，惯量小以及电机低能耗的特点，具有较好的精度保持性。

本发明提供一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其创新点在于采用焊接龙门结构代替传统的铸铁或者花岗岩立柱和横梁，与此同时在传统焊接结构的基础上采用适合测量机结构的椭圆弧龙门结构，半个椭圆弧形状与半圆弧形状相比更为适合于测量机结构，且在椭圆弧切入点不存在应力集中，很好的保证了龙门结构的寿命和精度。对传统测量机的外观也是一个很好的创新，将测量机的功能与人机工程学很好的结合在一起，使测量机在实现功能的同时满足人的视觉效果与操作的合理性。

测量机采用椭圆弧龙门结构，根据测量机的尺寸确定椭圆的长轴与短轴，形成半椭圆弧，将钢板用激光切割机完成成形切割，通过焊接工艺将龙门架的主体组成件以及必要的加强筋焊接成形；经过时效处理，释放焊接应力，再对龙门架进行修整，达到测量机所需要的精度，完成龙门架的加工工艺。

Claims (10)

1.一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，包括前板(2)和后板(6)；前板(2)和后板(6)之间通过若干块对称排布的加强筋板焊接固定在一起；前板(2)和后板(6)的下侧边沿包括半椭圆弧段。

2.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，加强筋板中部设有通孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，前板(2)和后板(6)的两端底部，分别通过第一底板(1)和第二底板(3)焊接固定在一起。

4.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，前板(2)和后板(6)两端的两侧部，均焊接有外形焊接加强板。

5.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，前板(2)和后板(6)的上侧和下侧分别通过螺钉固定有第一外形防护板(8)和第二外形防护板(13)。

6.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，前板(2)和后板(6)的顶部与两块加强筋板之间围绕形成一个方孔，该方孔中设有焊接于后板(6)上的第一连接板(10)和第二连接板(11)。

7.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，前板(2)和后板(6)的厚度为10mm，材料采用45钢；用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构焊接完之后进行时效处理。

8.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，前板(2)和后板(6)的形状相同，其跨度大于900mm。

9.根据权利要求3所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，第一底板(1)和第二底板(3)的平面度要求达到5μm。

10.根据权利要求1所述的一种用于大口径零件测量机的椭圆弧龙门结构，其特征在于，前板(2)和后板(6)的下侧边沿还包括与半椭圆弧长轴顶点相切的两个直线段，该两个直线段处分别焊接有一个连接前板(2)和后板(6)的加强板(15、16)。

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