[發明專利]用于操作坐標測量機的方法

在審

• 申請號: 201710485296.4
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107543519A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: S.E.亨明斯;A.帕茨瓦爾德
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B21/04
• 分類號: G01B21/04;G01B11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 張貴東

技術領域

本公開涉及精密計量學，更具體地，涉及在坐標測量機中使用的探頭中的信號。

背景技術

坐標測量機(CMM)能夠獲取被檢查工件的測量。美國專利第8,438,746號(’746專利)中描述的一個示例的現有技術CMM包括用于測量工件的探頭、用于移動探頭的移動機構以及用于控制移動的控制器，在此通過引用并入其全部內容。美國專利第6,971,183號和第6,487,785號中也描述了使用機械接觸探頭的CMM，在此通過引用并入其全部內容。美國專利第7,652,275號中描述了包括表面掃描探頭的CMM，在此通過引用并入其全部內容。如其中所公開的，諸如機械接觸探頭或非接觸光學探頭的掃描探頭可以跨越工件表面掃描。

在使用掃描探頭的各種CMM中，測量同步觸發信號觸發來自CMM標尺(scale)或編碼器(例如，線性和旋轉標尺或編碼器)的測量，其追蹤掃描探頭在機器坐標系統中的全部位置和方向(例如，其基準位置)，以及觸發來自掃描探頭的局部表面測量。掃描探頭測量是在局部坐標系統中，其參考(或測量相對于)掃描探頭基準。已知在測量同步觸發信號鎖存CMM標尺時的時間和與掃描探頭的定時或信號采樣周期有關的時間之間可能存在延遲或偏離。偏離可能來自于信號采集延遲、信號處理延遲(包括模擬到數字的轉換)以及信號傳輸延遲等。當這樣的定時不符存在時，CMM標尺測量數據和掃描探頭測量數據不能組合為準確的測量。美國專利第8,438,746號(’746專利)是一個現有技術參考，其詳細描述了該問題以及各種現有技術解決方案，在此通過引用并入其全部內容。如’746專利中所描述的，現有技術解決方案包括發送全局觸發信號到所有CMM的子系統，和/或精確地檢測并校準各種子系統中的各種延遲，和/或“添加時間戳”和/或調整來自各種子系統的測量數據。’746專利也指出，當各種子系統包括局部數字電子器件和處理時，典型的CMM系統中可用的有限數目的布線可能阻止提供專用線或通道用于每個所需的定時信號。因此，可能增加解碼和/或信號傳輸的成本和/或復雜性。’746專利指出，即使在處理了所有上述問題以后，在時鐘周期內各個數字子系統中的局部時鐘的相位可能不一致。’746專利公開了除測量觸發信號外提供同步信號。同步信號用于相位同步各種局部時鐘。觸發信號定義觸發各種子系統的測量值獲取的瞬時，各種子系統然后以時間量化的方式獲取它們的測量。然而，’746專利中公開的方法以及其他CMM中測量同步的現有技術方法依然留有關于系統改造兼容性(例如，對于新探頭)、有限的用于掃描探頭的電氣連接(例如，在鉸接的探頭連接接頭處)，以及關于“智能探頭”中的處理選項的短處。希望CMM掃描探頭測量數據同步的進一步的改進和選擇。

發明內容

提供本概要以簡化的形式介紹選擇的概念，下面在具體實施方式中進一步對其描述。這一概要不打算識別要求保護的主題的關鍵特征，也不打算用作確定要求保護的主題的范圍的幫助。

包括局部信號處理的掃描探頭(其可以描述為“智能探頭”)，可以包括在探頭中提供的可調整的噪聲濾波器和/或測量平均等。通過用以控制CMM和/或探頭的程序指令，可以調整相關參數。例如，依賴于要求的測量具體特征的準確度，在工件的檢查例程的執行期間的任何時間可以改變參數(例如，下載到探頭)。當改變這樣的參數時，固有地影響之前概述的延遲或定時偏離。一般而言，希望可以將這樣的智能探頭改造到更老的主機系統上，該主機系統沒有預見到智能探頭特征，并因此缺乏以靈活和易于使用的方式調整這些參數和/或補償這樣頻繁變化的定時偏差的能力。此外，主機系統也可能缺乏信號線和/或數據傳輸協議，其可以支持’746專利等中公開的同步信號類型。因此，根據在這里公開的原理，希望可以在容易添加到主機CMM的探頭測量定時子系統中補償這樣的定時偏差，包括由有意的參數變化導致的那些。在一些實施例中，探頭測量定時子系統操作可以在探頭內部的電路和連接到探頭的外部電路之間劃分。在另一些實施例中，探頭測量定時子系統操作可以完全在探頭內部的電路中實現。下面是這樣的系統和方法的簡要概述。