專利名稱：制造坐標測量機的梁元件的方法和設置有梁元件的測量機的制作方法
技術領域：
本發明涉及制造坐標測量機的梁元件的方法以及包括所述梁元件的坐標測量機。
背景技術：
各種類型的坐標測量機是公知的:橋式測量機；水平臂測量機；柱式測量機等。這些測量機中的每種通常都包括:基準面；相對于基準面沿第一軸線可動的第一滑架；由第一滑架承載的第二滑架，并且該第二滑架相對于該第一滑架沿與第一軸線垂直的第二軸線可動；以及測量主軸，所述測量主軸由所述第二滑架承載并且相對于所述第二滑架沿與第一軸線和第二軸線都垂直的第三軸線可動。主軸被設計成承載測量工具，該測量工具由于沿著三條軸線的運動的組合而在測量空間中移位。例如，在橋式測量機中，第一滑架沿水平軸線可動，并且包括兩個立柱以及水平橫向構件，該橫向構件限定也是水平的第二軸線。在前述測量機中，主軸也由具有豎直軸線的梁元件構成，所述梁元件安裝成使其能夠沿其自身的軸線滑動。測量機的各種梁元件(例如，簡要描述類型的橋式測量機的主軸和橫向構件)必須滿足相互對立的需求。從結構立場看，測量機的每個元件必須盡可能剛性，以便限制由該結構的彈性變形引起的測量誤差。然而，測量機的可動部件必須盡可能輕質，以便減少動態應力。最后，所述元件必須能夠被機加工以便能夠進行必要的機械加工操作，例如以獲得對于部件的相對運動來說必要的具有高表面光潔度的滑動表面。在已知的測量機中，梁元件通常由鋁合金通過鑄造或擠出成型而制造。公知的技術和材料通常使得在所需性質之間能夠獲得可接受的折衷方案。然而，在本領域中感知到對于進一步改進的需要。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于制造將滿足前述需求的坐標測量機的梁元件的方法。前述目的通過一種用于制造坐標測量機的梁元件的方法來實現，所述方法的特征在于，所述方法包括以下步驟:在由具有較大剛度的材料制成的結構基板上施加可機加工的金屬涂層。本發明同樣地涉及一種坐標測量機，該坐標測量機的特征在于，該坐標測量機包括借助該方法獲得的梁元件。
為了更好地理解本發明，在下文中僅僅通過非限制性示例并且參考附圖來描述優選的實施方式，在附圖中:圖1是坐標測量機的示意圖；圖2是借助根據本發明的方法獲得的圖1的坐標測量機的主軸的縱剖面圖3是圖1的主軸的剖面圖；以及圖4是根據本發明的方法的步驟的示意圖。
具體實施例方式參考圖1，總體上用I表示橋式測量機。測量機I包括床2,該床2設置有平坦水平頂表面或基準表面3。測量機I還包括馬達驅動的第一滑架5，該第一滑架沿測量空間的笛卡爾參考系X、Y、Z的第一水平軸線(Y軸)在床2上滑動。第一滑架5具有橋式結構，并且包括兩個豎直立柱6、7以及頂部水平橫向構件8，該頂部水平橫向構件由在立柱6、7的上端之間延伸的梁元件構成。立柱6在底部處包括馬達驅動滑動件9，該滑動件9在引導件(未示出)上滑動，所述引導件平行于Y軸并且以公知的方式設置在床2的縱向邊緣附近。橫向構件8承載第二滑架11，該第二滑架設計成沿引導件(未示出)在與參考系的第二軸線(X軸)平行的方向上在橫向構件8上滑動。第二滑架11承載主軸12，該主軸12具有豎直軸線并且沿其自身的與參考系的第三軸線(Z軸)平行的軸線可動。主軸12被設計成在底部承載測量傳感器13 (其是已知類型的)。主軸12在圖2和圖3中被更詳細地示出，并且基本上包括具有中空正方形截面的梁元件14以及固定到該梁元件14的兩端上的一對頭部15。根據本發明，通過在由具有較大剛度的材料制成的結構基板上施加可機加工的金屬材料的涂層而獲得梁元件。根據所述的示例，梁元件14由陶瓷材料的基板17以及金屬涂層18構成，該金屬涂層方便地借助金屬噴鍍法而被施加。基板17便利地由選自包括如下的組的陶瓷材料制成的具有正方形截面的組合元件(sectional element)構成:重結晶碳化娃(ReSiC)(例如，由Saint Gobain生產的材料CRYSTAR 2000);碳化硅和氮化硅的復合物(SiC\Si3N4)(例如，由Saint Gobain生產的材料ADVANCER );以及滲有硅的碳化硅(SiSiC)(例如，由Saint Gobain生產的材料SILIT SK 或SiLIT SKD )。優選材料是碳化硅和氮化硅的復合物(SiC\Si3N4)，其具有大約2.8kg/dm3的密度以及大約4.8.10_6m/m.K的線性膨脹系數。構成金屬涂層的材料是招合金,便利地是娃招合金(A16Si),例如由Sulzer-Metco出售的材料SF AluminiumAffo該材料便利地借助金屬噴鍍法而被施加,在金屬噴鍍法中,壓縮空氣流沖擊熔融材料并且使得該熔融材料噴霧到基板上。該材料以絲材的形式被供應并且能夠通過燃燒(“燃燒絲材噴涂”)或通過電弧(“電弧絲材噴涂”)而熔融。在第一情況中，用于熔化該材料的熱功率由可燃氣體與氧氣的燃燒來供應。在第二情況(在圖4中示意性地示出)中，待被施加的兩個材料絲材20被連接到電壓源的相應電極并且被供應以便達到沿噴嘴21的軸線A會聚，所述噴嘴21用于供應壓縮空氣。兩個絲材20之間的電勢差產生電弧，該電弧熔化絲材自身的端部。待被施加的熔融材料由壓縮空氣噴涂到基板17上。
便利地，待被施加的材料被沉積在基板17的外部側表面上，其厚度在0.5mm至5mm之間、優選地是大約1.5mm。梁元件14便利地經受浸潰處理，以便消除由金屬噴鍍法引起的表面多孔性。該處理優選地借助使用高硬度的浸潰樹脂(例如，Loclite Resino_RTC)依照美國國防部的標準MIL-STD-276A和MIL-1-17563C在真空條件下被執行。于是，用于制造主軸12的方法包括膠粘頭部15的步驟。為此目的，頭部具有四個軸向附件16，這四個附件構造成使得每個附件都被設置在梁元件14的相應壁13內(參見圖2的放大詳圖)。在每個附件16與面向該附件的相應壁13之間執行膠粘，如用I表示的。該方法還包括以下步驟:執行梁元件14的側表面的表面精加工的機械加工操作；以及由酸陽極氧化浴來執行表面硬化處理。形成本發明的主題的方法使得能夠獲得這樣的梁元件，該梁元件兼備超輕、高結構剛度和表面可加工性。根據本發明的方法還能夠例如用于制造第一滑架5的橫向構件8。最后，清楚的是，能夠對本文所述的方法進行修改和變化，由此而不偏離本發明的保護范圍。例如，基板能夠由具有高結構剛度、尺寸穩定性以及低密度的任何材料(例如，金屬基復合材料)制成。待被施加的材料能夠借助例如等離子噴涂或熱浸鍍之類的任何技術被施加。最后，根據本發明的方法能夠用于制造坐標測量機的不同類型的梁元件，例如用于制造水平臂測量機的主軸。
權利要求
1.一種用于制造坐標測量機(I)的梁元件(14)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:在由具有較大剛度的材料制成的結構基板(17)上施加可機加工的金屬涂層(18)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板(17)由陶瓷材料制成。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷材料選自包括以下的組:重結晶碳化硅(ReSiC);碳化硅和氮化硅的復合物(SiC\Si3N4);以及滲有硅的碳化硅(SiSiC)。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板(17)由金屬基復合材料制成。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂層(18)由鋁合金制成。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述涂層(18)由硅鋁合金制成。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基板(17)上施加所述涂層(18)的步驟通過噴涂來實現。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述噴涂工藝是線材噴涂工藝。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述噴涂工藝是燃燒噴涂工藝。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述噴涂工藝是電弧噴涂工藝。
11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基板(17)上施加所述涂層(18)的步驟通過熱浸鍍來實現。
12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板(17)是組合元件。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:將相應頭部(15)膠粘到所述梁元件(14)的軸向端部上。
14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:將所述涂層(17)浸潰有樹脂。
15.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:通過機械加工來對所述涂層(17)進行表面精加工。
16.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:表面硬化所述涂層(17)。
17.—種坐標測量機，其特征在于，所述坐標測量機包括借助權利要求1的方法獲得的梁元件(14)。
18.根據權利要求17所述的坐標測量機，其特征在于，所述梁元件構成所述坐標測量機的主軸(12)。
19.根據權利要求17所述的坐標測量機，其特征在于，所述坐標測量機是橋式測量機，并且所述梁元件構成所述坐標測量機(I)的的主滑架(5)的橫向構件(8)。
全文摘要
本發明涉及制造坐標測量機的梁元件的方法和設置有梁元件的測量機。用于制造坐標測量機(1)的梁元件(14)的方法包括以下步驟在由陶瓷材料制成的結構基板(17)上施加金屬涂層(18)；將該涂層(17)浸漬有樹脂；以及在所述涂層(17)上執行表面精加工機械加工操作以及表面硬化處理。
文檔編號G01B21/00GK103185559SQ20121058534
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2011年12月30日
發明者阿爾貝托·塔雷佐 申請人:海克斯康測量技術有限公司