[發明專利]用于標記或處理表面的裝置、工具以及關節臂

有效

• 申請號: 200980134608.0
• 申請日: 2009-10-06
• 公開（公告）號: CN102143827A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 波·佩特爾松
• 申請（專利權）人: 萊卡地球系統公開股份有限公司
• 主分類號: B25H1/00
• 分類號: B25H1/00;B25H7/04;B25J19/00;G01B5/008;G01C15/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王小東

技術領域

本發明涉及一種用于在可預定的位置處標記或處理表面的裝置，以及這種裝置所用的工具和關節臂。

背景技術

在表面處理中，始終存在對精確標記和處理表面的需要。例如，當鉆孔時，采用測量工具找到應該鉆孔的位置。在今天的解決方案中，使用不同種類的測量工具以找到這種位置并且在實際鉆孔之前對孔進行標記。采用的測量工具通常是卷尺或激光儀。因此，在鉆孔可以進行之前存在需要的許多手工作業。

而且當用手鋸或豎鋸鋸切時，通常需要遵循一些線或標記，以便在正確的位置鋸切。正如以上所述，存在在鋸切之前在對象的表面上形成適當的標記或線所必需的若干個步驟。

在另一個實例中，表面被研磨、磨砂或刨平。在某些間隔處測量表面，并且根據測量結果，繼續或結束研磨、砂磨或者刨平。這些重復測量也耗費大量時間。

這同樣適用于刳刨機。為了建立軌跡，必須執行若干個測量步驟以便產生正確的路徑。

因此，在表面可以被標記或處理之前必需完成若干個測量步驟。這需要使用附加的工具并且耗費大量的時間。而且有時測量不夠精確。

發明內容

因此本發明的目的在于提供一種用于標記或處理表面的裝置，該裝置能夠更精確、更迅速地完成任務并且不需要另外的測量儀表和測量步驟，并提供用于這種裝置的工具和關節臂。

本發明在其各個方面是如所附權利要所述。

用于在可預定位置處標記或處理表面的所述裝置包括可用手操作的標記或處理工具；可手動操作的、無支撐的關節臂，所述關節臂具有由關節可樞轉地連接的至少兩個臂部、位于所述臂的遠端用于可釋放地安裝所述工具的裝配部、和用于測量所述關節的定位的傳感器，其中至少在第一操作模式中，所述關節提供基本上無阻力并且無支撐力的旋轉可動性；以及位置指示單元，所述位置指示單元用于利用所述傳感器的輸出信號計算并指示用于所述工具的位置。

所述裝置是坐標測量機和用于標記或處理表面的工具的特別有利的結合?，F有技術中眾所周知具有關節臂的坐標測量機。其通常包括附接于關節臂的一端的測頭，其中所述測頭在其遠側的自由端裝備有紅寶石球。為了測量對象的坐標，使紅寶石球接觸對象并且也可以使紅寶石球沿對象的表面移動。因此對象的坐標由紅寶石球從已知的基準點的位移計算。測量出的坐標優選地可以與模型或圖樣比較。通過標準坐標測量機，對象的表面不會以任何方式改變。

本發明的思想在于將用于標記或處理表面的工具附接于坐標測量機的關節臂。所述裝置連續確定所述工具的位置并且通知用戶與預定位置的任何偏離。因此，用戶能夠立即實施其標記或表面處理任務而不必預先測量表面并且在預定位置將標記施加至對象。

在優選實施方式中，所述裝配部包括解耦元件。設置所述解耦元件以保護所述關節臂的傳感器。所述傳感器優選地是光學傳感器，例如角度編碼器，所述光學傳感器對運動敏感，因而可容易被所述工具產生的強烈振動或扭轉破壞。

所述解耦元件可以是阻尼元件。所述阻尼元件大大地減小可能由所述工具引起的任何振動或突然運動。所述阻尼元件可以是優選地由橡膠或硅膠制成的彈性元件。所述彈性元件可以是環形的。

在另一個優選實施方式中，所述解耦元件是連接元件，所述連接元件能局部鎖定，以使所述工具的運動僅具有一個自由度。一旦所述工具已經到達預定位置這種解耦元件就可以被接合，以便執行某一任務，例如鉆孔。假如所述關節臂和附接于所述臂的傳感器不會遭受沿鉆孔方向推動鉆孔機所需的力，則是非常有利的，否則位置讀取精度將被削弱并且所述臂的傳感器將不受保護。

根據另一個優選實施方式，所述臂包括若干個關節，其中，至少在所述第一操作模式中，所有的關節都提供基本上無阻力并且無支撐力的旋轉可動性。具體地，例如在第二操作模式中，所述關節中的至少一個關節的剛度也可以被調整。為所述臂提供若干個關節使所述臂能在更大范圍內以更大的自由度運動。優選地，所述工具能以六個自由度運動。所述關節的剛度可以在能自由運動至根本不能動的界限內調整。根據選擇的剛度，所述臂也能在希望的位置處支撐工具，即所述臂將起工具保持件的作用。然而，在為關節選擇剛性調整的情況下，例如因為粘滑效應，不能保證關節定位的精確測量。因此，根據發明，如從一般類型的關節臂CMM已知，至少在一個操作模式中，所述臂的關節提供臂部相對于彼此基本上無阻力并且無支撐力的旋轉可動性。

根據更具體的實施方式，例如在第三操作模式中，所述臂的所述關節也可以有選擇地鎖定以便將所述遠端和在所述遠端處安裝于裝配部的工具的可動性限制到一個或一些特定的希望的自由度，特別是限制至一平面。這使用戶能夠距墻壁預定距離或在地面上方的預定距離處移動所述工具。