[發(fā)明專利]用于確定坐標測量裝置中轉(zhuǎn)臺軸線的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380023343.3
• 申請日: 2013-04-30
• 公開（公告）號: CN104272061B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設計）人: M·維默爾
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾蔡司工業(yè)測量技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01B21/04
• 分類號: G01B21/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發(fā)明涉及一種用于確定坐標測量裝置中轉(zhuǎn)臺軸線的位態(tài)的新式方法。

坐標測量裝置(KMG)的參考點是裝置坐標系統(tǒng)的原點。“裝置坐標系統(tǒng)”可理解為KMG的預先給定的坐標系統(tǒng)，該坐標系統(tǒng)平行于KMG的移動軸線(Verfahrachsen)。所有的測量和導出的計算涉及所述參考點。參考點通過所謂的參考點行駛(Referenzpunktfahrt)求取。參考點行駛是用于所有測量的、自動的測量例行程序和前提。參考點行駛至少在KMG投入運行之后實施。在之后的時間點必須重復對參考點的測量，因為參考點由于溫度影響和其他影響而漂移。

假如在KMG中使用轉(zhuǎn)臺，那么必須在每次參考點行駛之后重新確定轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)軸線(也稱為轉(zhuǎn)臺軸線或RT軸線，RT＝轉(zhuǎn)臺)在裝置坐標系統(tǒng)中的位態(tài)。轉(zhuǎn)臺軸線限定轉(zhuǎn)臺相對于參考點(裝置零點)的準確位置以及相對于KMG軸線的傾斜，即在裝置坐標系統(tǒng)中的位態(tài)。所有測量元件、檢驗特征和坐標系統(tǒng)在轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時繞RT軸線在計算上旋轉(zhuǎn)。RT軸線的校量中的誤差則直接影響測量精度。

由于變化的環(huán)境溫度，也需要有規(guī)律地重新確定RT軸線的位態(tài)。一般地，也應該在每次探測器校量(Tastereinmessung)時重新校量轉(zhuǎn)臺軸線。在溫度波動劇烈的情況下，經(jīng)常有意義的是，在每次工件測量之前重新校量轉(zhuǎn)臺軸線。

例如在文獻WO02090879A2中已知并且以不同的變型描述了用于確定轉(zhuǎn)臺軸線在KMG裝置坐標系統(tǒng)中的位態(tài)的方法。該文獻涉及通過探觸一個測試對象來確定坐標測量裝置的特性的方法，其中，該坐標測量裝置除了基座、探頭和傳感器系統(tǒng)之外也包括相對于基座能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的、用于固定待探觸的工件的工件固定裝置。測試對象包括至少兩個測試體，并且每個測試體具有這樣的表面，使得通過以探頭來探觸該表面能夠確定測試體的相對于測試體表面固定布置的至少一個參考點在基座坐標系統(tǒng)中的坐標。所述至少兩個測試體能夠如此固定安裝在工件固定裝置上，使得它們在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上相互具有間距。在該方法中，測試對象安裝在工件固定裝置上并且在多個旋轉(zhuǎn)位置上分別確定測試體的參考點。由確定的參考點確定基座坐標系統(tǒng)中的、裝置坐標系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)軸線。

在用于確定RT軸線的位態(tài)的傳統(tǒng)方法中，如在WO02090879A2中所述，在轉(zhuǎn)臺上固定并且探觸體件例如球或檢驗柱體，最好是在多個轉(zhuǎn)臺位置上。由此計算RT軸線。但是，該方法通常僅當沒有工件處于轉(zhuǎn)臺上時是可用的。即，缺點在于，必須從轉(zhuǎn)臺除去還沒有完成測量的工件，以重新確定RT軸線的位態(tài)。

也有用于直接在工件上校量RT軸線的方法。然而，該方法要求在工件上足夠平滑的面并且對于每個工件需要重新編程。

已知所謂的RT偏移量修正(RT-Offset-Korrektur)作為另外的解決方案，例如由Carl Zeiss公司的Umess-UX軟件已知。在此，使校量球以盡可能處于接近RT軸線但處于轉(zhuǎn)臺盤旁邊的方式固定在KMG的裝置基座上。隨后，在裝置坐標系統(tǒng)中確定RT軸線的坐標和校量球的坐標或者說校量球的中心點的坐標，并且使這些坐標相互參照，由此獲得RT軸線和校量球的中心點之間的間距。在參考點行駛之后，通過校準的探針重新確定校量球的位置并且由校量球和RT軸線之間的、之前所求取的間距重新求取RT軸線的位態(tài)。該方法雖然快速，但是非常不準確，因為校量球和RT軸線之間的間距在溫度變化時改變并且沒有被修正。

本發(fā)明的任務在于，找到針對一個或多個上述問題的解決方案。尤其是應當提出用于確定轉(zhuǎn)臺軸線的位態(tài)的、簡化但是足夠準確的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一般構(gòu)思提出一種方法，該方法適用于通過簡單的方式和方法重復確定轉(zhuǎn)臺軸線在坐標測量裝置的裝置坐標系統(tǒng)中的位態(tài)。使用具有兩個安裝在其上的探觸體的KMG，所述探觸體分別具有能夠通過探觸來確定的參考點，所謂的“探觸體參考點”。借助于探觸體參考點，可以通過對探觸體的探觸來求取轉(zhuǎn)臺軸線的位態(tài)。探觸體參考點例如處于轉(zhuǎn)臺軸線的X坐標上，或者處于X坐標附近。第二探觸體參考點例如處于轉(zhuǎn)臺軸線的Y坐標上，或者處于Y坐標附近。通過該方法可能的是，確定并且優(yōu)選修正轉(zhuǎn)臺軸線的位置的時間漂移，如果期望的話。以下還提出該方法的優(yōu)點。

尤其提出一種根據(jù)權(quán)利要求1方法。有利的構(gòu)型在從屬權(quán)利要求中給出。

尤其是提出一種方法，該方法適用于重復確定轉(zhuǎn)臺軸線在坐標測量裝置的裝置坐標系統(tǒng)中的位態(tài)，該方法包括：

a)在多個轉(zhuǎn)臺位置中通過KMG的測量系統(tǒng)來探觸處于轉(zhuǎn)臺上的檢驗體并且由探觸點確定所述轉(zhuǎn)臺軸線在所述裝置坐標系統(tǒng)中的X坐標和Y坐標，

其中，所述方法還包括：