[發(fā)明專利]用于坐標測量系統(tǒng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980143127.6
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN102197274A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 瓊·路易斯·格熱西亞克
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: G01B5/008
• 分類號: G01B5/008;G01B5/20;G01B21/04
• 代理公司: 北京金思港知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于測量物體的方法，尤其涉及用于測量物體的一部分的面的方法，所述部分由多個面組成。

背景技術(shù)

在工件被制造完成之后將它們放在具有主軸的坐標測量機器(CMM)上進行檢查是公知的做法，所述主軸可以在機器的工作空間中沿三個正交方向X、Y、Z被驅(qū)動。所述主軸可以支撐一測量探針，所述探針在例如通過它的觸針與被檢查工件的表面接觸而檢測所述表面時產(chǎn)生信號。

通常，CMM包括計算機，所述計算機被編程以便讀取在工件不同位置的一系列坐標數(shù)據(jù)，以便執(zhí)行對工件期望尺度(dimensions)的完整檢查。然后確定工件是否具有可接受的質(zhì)量或者是否應(yīng)當(dāng)拋棄該工件。

模擬(或掃描)接觸探針通常包括具有可偏轉(zhuǎn)觸針的外殼(即，探針本體)。所述觸針具有一表面接觸尖端，并且通過傳感器測量所述觸針從其安置位置的偏轉(zhuǎn)。觸針偏轉(zhuǎn)與CMM位置的組合被用來確定觸針尖端的位置(因此確定與它接觸的表面上點的坐標)。在GB1551218中描述了這種模擬探針。

已知通常圍繞兩個或多個軸線在鉸接探針頭上安裝測量探針，所述鉸接探針頭使得測量探針的方位改變。在歐洲專利EP0402440中描述了這種鉸接探針頭。所述鉸接探針頭使得能夠圍繞第一和第二正交軸線旋轉(zhuǎn)。在鉸接探針頭中設(shè)置電動機和傳感器以便使得圍繞所述鉸接探針頭的旋轉(zhuǎn)軸線連續(xù)地定位所述測量探針，其中所述位置被反饋至計算機。

已經(jīng)被證實應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)難以精確地測量的結(jié)構(gòu)是閥，特別是閥座、閥導(dǎo)向器和閥芯。由于閥在內(nèi)燃機中的使用，它們對于汽車工業(yè)是特別重要的。不良配合的閥影響發(fā)動機的效率。這可能是由于閥芯與閥座之間的差的密封或者由于閥座的位置防止閥完全打開。閥座、閥導(dǎo)向器或閥芯的形狀也是特別重要的。例如，如果它們不是均勻的圓形，就會阻止良好的配合并因此造成泄露。閥座的寬度也是特別重要的，該寬度是沿著閥芯所處區(qū)域的傾斜而獲得的尺度。

采取傳統(tǒng)技術(shù)測量閥座是困難的且耗時的。通常，通過從閥座的頂部到底部沿著四條線進行測量而測量閥，每條線圍繞閥座的圓周間隔90°；這些測量使得能夠確定閥座的輪廓。通過遵循特定高度的圓形測量路徑而測量閥座的圓周以便確定形狀以及與閥導(dǎo)向器的共中心性。通常通過安裝在CMM主軸上的模擬接觸探針進行這些測量，其具有測量速度低的缺點。使用所述測量來確定閥座的直徑是否位于公差內(nèi)。然而，僅僅獲得四條測量線(即，不在它們之間)的數(shù)據(jù)。而且，由于測量點分布，難以確定閥座的圓度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了用于測量物體的結(jié)構(gòu)(尤其用于測量閥的結(jié)構(gòu))的改善的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于測量物體的結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：借助對物體上至少所述結(jié)構(gòu)的表面測量獲得多個數(shù)據(jù)點，從而獲得至少所述結(jié)構(gòu)的圖像；使大致復(fù)制物體的至少所述結(jié)構(gòu)的模型與所述圖像相擬合，所述模型包括限定至少兩個可改變部分的參數(shù)，所述兩個部分在一公共點相連，所述擬合包括通過改變所述至少兩個可改變部分的至少一個而改變所述模型的形式。所述方法可以進一步包括從所擬合模型獲得關(guān)于至少所述結(jié)構(gòu)的信息。

應(yīng)用本發(fā)明的方法，可以獲取關(guān)于所述物體的結(jié)構(gòu)的精確信息(例如，包括大小信息和/或位置信息的尺度信息)。一旦控制所述模型的形式，使得它擬合至少所述結(jié)構(gòu)的圖像，則可以從所述模型獲得精確的測量信息。對于在公共點相連的至少兩個可改變部分的整體模型的使用，使得模型的所述至少兩個部分與所述圖像同時擬合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相比較例如分別與模型的不同部分(沒有以任何方式連接的模型的多個完全獨立的部分)擬合，這能提供模型與圖像的更實際的擬合。當(dāng)模型的每個部分之間沒有連接地被單獨處理并且每個部分分別擬合時，必須假設(shè)各相鄰部分相交的點，這就導(dǎo)致被用來獲得重要測量信息的模型方面的不精確性。本發(fā)明通過將具有至少兩個在公共點相連的可改變部分的模型與圖像擬合而避免了這個問題。

所述可改變部分可以獨立地變化，因為每個部分可以彼此獨立地(即，單獨地或分別地)改變。因此，一個部分的改變不是必然地對其它部分具有敲擊效果(knock-on?effect)。例如，其中一個部分的尺寸可以獨立于其它部分的尺寸改變。然而，正如將要理解的，因為各部分以某種方式相連(例如，系在一起)，所以其中一個部分的改變能對與其相連的其它部分產(chǎn)生敲擊效果，這取決于所述部分如何被改變以及所述模型如何被控制。例如，如果其中一個部分的位置和/或方位被改變，則這會對與其相連的其它部分具有影響。

正如將要理解的，所述形式可以包括模型的形狀。所述形式可以包括模型的尺寸。擬合可以進一步包括操縱模型與圖像的相對位置。