[发明专利]三坐标测量机Z轴平衡保护系统

说明书

本发明提供一种三坐标测量机Z轴平衡保护系统，包括控制器、气源、平衡气缸、气浮块、主供气管路、第一供气支路和第二供气支路，第一供气支路上设置有精密调压阀和第一压力检测元件，第二供气支路上设置有减压阀、第二压力检测元件和电磁阀，仅当第一压力检测元件检测到的气压达到第一设定压力且第二压力检测元件检测到的气压达到第二设定压力时，控制器输出用于控制电磁阀打开的信号。本发明实现了无论气源是否稳定，只有在三坐标测量机Z轴处于平衡之后，气浮块所在第二供气支路才能接通或者断开，从而提高了对Z轴保护的可靠性，有效防止Z轴坠落。

技术领域

本发明涉及三坐标测量机技术领域，具体是一种三坐标测量机Z轴平衡保护系统。

背景技术

三坐标测量机的Z轴由于重力作用会下落，必须有平衡机构加以平衡，使它随时处于平衡状态。目前最常用的平衡机构有三种，一种为气动平衡，另外一种为重锤平衡，还有一种是依靠电机用高减速比的减速器来平衡。其中以气动平衡最为常见，即通过精密平衡气缸产生的浮力来平衡Z轴的重量（F=P*S），保证Z轴在竖直方向时刻处于平衡状态，进而保证机器的测量精度及机器的安全。

影响Z轴平衡的因素有很多，例如气源气压的不稳定性，皮带涨紧力、机械压力开关的不稳定性、精密调压阀的降压功能、平衡气缸的直径、气路的布置方式等，这些因素都会影响Z轴的平衡，如果气路控制系统设计不当，会导致测头被撞坏或者Z轴撞坏或者测量的工件被撞坏，存在严重的安全隐患。

Z轴下落一般在两种过程中发生：

开机过程：打开气源和控制器，气体同时进入平衡气缸和主机，由于平衡气缸是一个充气过程，气缸充气需要时间，在平衡气缸充满气之前，气浮块已经浮起，Z轴的重力大于其受到的浮力，因此Z轴会下落。

气源气压缓慢下降过程：当气源气压缓慢下降时候，由于机械压力开关的不稳定性等因素的影响，当平衡气缸的气压已经下降并且浮力小于Z轴的重量时，气浮块还处于浮起状态，因此Z轴会下落。

发明内容

本发明提供一种三坐标测量机Z轴平衡保护系统，提高对Z轴的保护作用，有效防止Z轴坠落。

为达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是，一种三坐标测量机Z轴平衡保护系统，包括：

控制器、气源、平衡气缸、气浮块、主供气管路、第一供气支路和第二供气支路，所述主供气管路的进气端连接所述气源，所述第一供气支路及所述第二供气支路的进气端均连接在所述主供气管路的出气端上，所述第一供气支路的出气端连接在所述平衡气缸上，所述第二供气支路的出气端连接在所述气浮块上；

所述主供气管路上设有气源开关和过滤器，所述第一供气支路上沿气流流向依次设置有精密调压阀和第一压力检测元件，所述第二供气支路上沿气流流向依次设置有减压阀、第二压力检测元件和电磁阀；

所述第一压力检测元件具有第一设定压力，所述第二压力检测元件具有第二设定压力和第三设定压力，所述第二设定压力大于所述第三设定压力且所述第三设定压力大于所述第一设定压力，所述第一设定压力和所述精密调压阀的设定压力均等于所述平衡气缸的平衡压力；

所述第一压力检测元件和所述第二压力检测元件串联在所述控制器的电路上，仅当所述第一压力检测元件检测到的气压达到所述第一设定压力且所述第二压力检测元件检测到的气压达到所述第二设定压力时，所述控制器输出用于控制所述电磁阀打开的信号。

所述三坐标测量机Z轴平衡保护系统还包括延迟控制单元，其设在所述控制器和所述电磁阀之间，用于延迟输出用于控制所述电磁阀打开的信号。

所述第一供气支路上还设有单向阀，所述单向阀位于所述精密调压阀的上游。

所述第一压力检测元件和所述第二压力检测元件均为常开压力开关，或者所述第一压力检测元件和所述第二压力检测元件均为压力传感器。