[發明專利]對準光學測量系統的光學部件

無效

• 申請號: 01802629.X
• 申請日: 2001-07-11
• 公開（公告）號: CN1388891A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 戴維·羅伯茨·姆克莫特瑞;本杰明·羅勒·泰勒;馬克·阿德里安·文森特·查普曼
• 申請（專利權）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 武玉琴,朱登河

本發明涉及用以將準備用于測量操作的光學測量系統部件予以對準的方法和裝置。

一種已知類型的光學測量系統包括兩個以上的殼體，至少其一固定在機器的底座上，而另一個由機器的移動臂或主軸支承。一個殼體包含有一個或多個光源和探測器，以下將稱作“光源殼體”，而另一殼體包含有反射器，以下將稱作“反射器殼體”。通常光源殼體保持在機器底座上的固定位置中，而反射器殼體安裝在機器的移動部件例如機器主軸上。

將光學部件加以對準通常是一個耗時的過程，包括首先對準光源殼體使得其中產生的光束沿著或平行于機器的X、Y和Z軸之一或多個定向。然后，必須將反射器與該光束對準使得反射光束射回探測器上。取決于所用探測器的類型，該對準可能必須精確至幾弧秒的范圍內。

本發明的方法和裝置使得光源、反射器和探測器的對準可以在機器的所有三個軸線上簡單而且迅速地完成。

根據本發明的一個方面，一種用于機器的光學測量系統，包括兩個殼體，固定在機器的兩個相對可移動部件上，每個殼體在其至少一面上設有一個安裝裝置的互補部分，該安裝裝置使得當其兩個部分連接在一起時，殼體互相對準并且與機器部件的已知相對移動方向對準。

在一個優選實施例中，安裝裝置的部件為運動支座，其一起構成一個運動支架，采用磁體將所述運動支架的兩個部件壓在一起。

光學部件預先設置在相應殼體之內，使得當安裝裝置的兩個部分連接在一起時所述兩個殼體中的光學部件互相正確對準。

一個殼體上可以設有可調連接器的一個部分，使其關于三個正交旋轉軸線的取向能夠在有限范圍內變換。該可調連接器的另一部分連接至機器的相對運動部件之一上。

根據本發明的一個獨立方面，設有一個基座，在其至少一個表面上具有用于至少一個運動支座的定位元件，并且可以在其三個正交表面的每一個上具有這種支座。基座上設有可調節裝置，使其能夠與所述三個正交機器軸線對準。當光源殼體通過其運動支座安裝在基座的任一運動支座上時光源殼體則與一個機器軸線自動對準。

然而替代地，運動支架的三個定位元件可以直接設在機器底座上的已知位置中，通過在基板或殼體上分別設置運動支架協調作用的定位元件，使得基板或所述殼體之一能夠直接安裝在機器底座上的已知位置。

在再一個實施例中，替代基板，一個單個球體可以用于安裝殼體。該球體可以剛性安裝在基座結構上使得一旦基座結構定位在機器上之后球體則保持固定，或者球體可以安裝成相對于基座結構可以調節從而在機器上的殼體定位方面提供一定的順應性。基座結構最好通過磁力支承定位在機器上。殼體在其內部設有一個杯帽，位于機器上的所述球體上，使得殼體能夠圍繞通過球體中心的水平和豎直軸線轉動，從而可以與機器軸線對準。一旦對準則優選通過杯帽與球體之間的磁力對其支承定位。可以通過將另一殼體定位在機器主軸上并且向球體上的殼體驅動機器主軸以嚙合所述兩個殼體之間的運動定位元件，然后驅動機器主軸以使機床上的殼體重新定向，以此實現殼體在球體上的轉動。

在本發明的另一個實施例中，所述兩個殼體構成一個球桿的兩個部分。在此情況下所述球桿改型為提供兩個用運動支架連接在一起的可分離部分。所述部分之一相當于所述光源殼體并且含有光源、線性干涉儀的干涉儀光學器件和探測器，而另一部分含有反射器。在該實施例的改型中，所述光源和/或探測器可以相對于球桿是遠程的，并通過光纜與之連接。

為了防止球桿的兩個部分在分離時下垂(即圍繞球體端部轉動)，可以在球體的相對側上設置配重，或者用于支承球體的杯帽可以包含磁體以對該球體支承定位。在這些情況下當球桿的所述部分將要分離時可以通過電磁體來補充磁力。

下面參照附圖僅僅以例示方式對本發明進行更詳細的說明。附圖中：

圖1為根據本發明第一實施例的光學測量系統部件的概略正視圖；

圖2和3表示可調連接器的一個實施例；

圖4表示本發明的另一個實施例；

圖5和6表示本發明的再一個實施例；

圖7表示本發明的光源殼體的固定支架；以及

圖8表示本發明的再一個實施例。

下面參照附圖，圖1中顯示了第一實施例用于安裝在機器上的光學測量系統。

該光學測量系統包括基板10、光源殼體20和反射器殼體22，所有這些部件都需要與一個或多個機器軸線正確對準。基板10通過螺釘12、14連接至機器的底座。