[發明專利]用于測量物體的各種性質的系統和方法

在審

• 申請號: 201880063323.1
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN111164378A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: D·迪米特
• 申請（專利權）人: 海克斯康測量技術有限公司
• 主分類號: G01B21/04
• 分類號: G01B21/04;G01B11/00;G01B7/008;G01B5/008;G01N29/265
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

一種適于執行用于測量物體的各種性質的方法的設備，所述方法包括：將第一測量裝置安裝到關節臂坐標測量機的端部，使用所述第一測量裝置測量物體的表面的三維坐標，將第二測量裝置安裝到所述關節臂坐標測量機的所述端部，以及在測量了所述三維坐標之后，使用所述第二測量裝置測量所述物體的第二性質。

技術領域

本發明涉及坐標測量機，并且更具體地涉及具有各種類型的掃描儀的坐標測量機。

背景技術

直線測量系統，也稱為坐標測量機(CMM)和關節臂坐標測量機，用于生成高度精確的幾何信息。通常，這些儀器捕獲物體的結構特性以用于質量控制、電子渲染和/或復制。用于坐標數據獲取的常規設備的一個實施例是便攜式坐標測量機(PCMM)，便攜式坐標測量機是能夠在裝置的測量范圍內進行高度精確測量的便攜式裝置。這種裝置通常包括安裝在臂的端部上的探針，該臂包括通過可轉動接頭連接在一起的多個臂構件。臂的與探針相對的端部通常聯接到可移動基部。通常，接頭被分解成單個旋轉自由度，使用專用旋轉換能器來測量每個旋轉自由度。在測量期間，臂的探針通常由操作者手動地移動到測量范圍中的不同點。在每個測量點處，必須在給定的瞬間時刻確定每個接頭的位置。因此，每個換能器輸出根據接頭在該自由度上的移動而變化的電信號。通常，探針還生成信號。這些位置信號和探針信號通過臂被傳送到記錄器/分析器。然后，使用位置信號來確定探針在測量范圍內的位置，并且因此還確定被測量的物體上的位置(例如，當被探針接觸或以其它方式感測時)。參見例如美國專利號5,829,148和7,174,651，其通過引用整體結合于此。

PCMM越來越多地與光學或激光掃描儀結合使用。在這樣的應用中，光學或激光掃描儀通常包括光學系統、激光器或其它光源、傳感器和電子器件，它們都容納在一個盒子中。然后，掃描儀盒子繼而聯接到PCMM的探針端部(例如，探針的一側)。以這種方式，可以用激光掃描儀收集2維和/或3維數據，并將2維和/或3維數據與PCMM生成的位置信號組合。參見例如美國專利號7,246,030。

而這種PCMM和激光掃描儀組合是有用的。如上所述，PCMM的目的是進行高度精確的測量。因此，存在對改進此類裝置的精確性和能力的持續需要。

發明內容

本發明的一個方面是認識到這種現有技術系統遭受許多低效率問題。例如，可能期望使用PCMM來測量物體的表面處的不只是幾何坐標，諸如表面下方的性質(例如，使用超聲)、表面的組成的數據(例如，使用光譜成像或高光譜成像)、表面粗糙度、表面硬度或其它數據。此外，可能希望能夠將該數據與對應的坐標數據相關聯。然后，例如，可以生成被測量物體的更完整的描述，包括物體的超出表面的幾何形狀的各種性質。

在一個實施例中，提供了一種測量物體的各種性質的方法。第一測量裝置可以安裝到關節臂坐標測量機的端部，并且可以使用第一測量裝置來測量物體的表面的三維坐標。然后，第二測量裝置可以安裝到關節臂坐標測量機的端部，并且在已經測量了三維坐標之后，可以使用第二測量裝置測量物體的第二性質。

在另一個實施例中，可以提供一種測量物體的各種性質的方法。可以使用坐標測量裝置來測量物體的表面的三維坐標。第二測量裝置可以安裝到坐標測量裝置，并且在已經測量了三維坐標之后，可以使用第二測量裝置測量物體的第二性質。

在另一個實施例中，一種被構造成測量物體的表面幾何形狀及所述物體的至少一個其它性質的裝置可包括坐標測量裝置、第二測量裝置及一個或多個處理器。坐標測量裝置可以被構造成通過至少測量坐標測量裝置的一部分的位置和定向來測量物體的表面的三維坐標數據。該坐標測量裝置還可以包括安裝部分，該安裝部分被構造成接收第二測量裝置，使得該坐標測量裝置可以測量第二測量裝置的位置和定向。第二測量裝置可以安裝到安裝部分并且被構造成在多個位置處測量不同于物體的表面的三維坐標數據的物體的性質。一個或多個處理器可以被構造成使用物體的表面的三維坐標數據以及第二測量裝置的所測量的位置和定向來將由第二測量裝置收集的數據與適當的三維坐標相關聯。