[發明專利]用于指示測量裝置探針位置的感應位置檢測配置

有效

• 申請號: 201911058456.2
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111141200B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: C.R.漢納;T.S.庫克;S.A.哈希拉;日高和彥
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B7/008
• 分類號: G01B7/008;G01B7/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳茜

用于掃描探頭中的探針位置測量的感應式位置檢測器(IPD)，其包括沿著中心軸線定位在探頭中的線圈板配置，運動體積在線圈板配置的相對側上延伸。線圈板配置包括N個頂部旋轉感測線圈(RSCs)和頂部軸向感測線圈配置(ASCC)，以及N個底部RSC和底部ASCC。一對探針聯接的導電擾動器在運動體積中沿Z(軸向)和X?Y(旋轉)方向移動。線圈板配置的產生線圈(GC)產生變化的磁通量(例如，包含所有或至少一部分擾動器)，并且線圈信號指示擾動器和/或探針位置。在一些實施方式中，導線擾動器的面積可以大于產生線圈的面積，且導電擾動器可以各自包括多個同心的導電回路、螺旋線等。

相關的交叉引用

本申請是2018年11月1日提交的標題為“INDUCTIVE POSITION DETECTIONCONFIGURATION FOR INDICATING A MEASUREMENT DEVICE STYLUS POSITION”的美國專利申請No.16/178,295的部分繼續，其公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及精確計量，并且更具體地涉及用于與坐標測量機一起使用的探針的感應型感測配置。

背景技術

坐標測量機(CMM)可以獲取被檢查工件的測量值。在美國專利No.8,438,746中描述的一種示例性現有技術的CMM包括用于測量工件的探針、用于檢測工件的探針、用于移動探針的移動機構、以及用于控制運動的控制器，所述美國專利No.8,438,746的全部內容通過引用并入本文。美國專利No.7,652,275描述了包括表面掃描探頭的CMM，所述美國專利No.7,652,275全部內容通過引用并入本文。如其中所公開的，機械接觸探針或光學探針可以跨越工件表面掃描。

美國專利6,971,183還描述了采用機械接觸探針的CMM，所述美國專利6,971,183全部內容通過引用并入本文。其中公開的探針包括具有表面接觸部分的探針、軸向運動機構和旋轉運動機構。軸向運動機構包括移動構件，其允許接觸部分在測量探針的中心垂直方向(也稱為Z方向或軸向方向)上移動。旋轉運動機構包括允許接觸部分垂直于Z方向移動的旋轉構件。軸向運動機構嵌入旋轉運動機構的內部。接觸部分位置和/或工件表面坐標是基于旋轉構件的位移和軸向運動移動構件的軸向位移確定的。

感應式感測技術已知具有環境魯棒性(robust)，并且具有各種理想的感測特性。已知使用精密LVDT等來測量與上述類似的機械接觸探針中的各種內部元件的位移或位置。然而，LVDT和其他已知的足夠精確地用于CMM探頭的感應型傳感器可能太大或難以并入，并且相關的運動機構和/或位移檢測器布置可能相對昂貴和/或易受各種“交叉耦合”誤差影響(例如，由于通常配置和/或機構和/或檢測器缺陷等)。全部內容通過引用并入本文的美國專利No.4,810,966，(‘966專利)公開了一種相對平坦且相對經濟的感應傳感器配置，并且其可以檢測附近的導電目標的三維位置。但是，'966專利中公開的配置在提供成功適應CMM掃描探頭所必需的精度和/或形狀因數方面存在一些設計缺陷。簡而言之，'966專利的配置缺乏在諸如CMM探針的現代計量儀器中提供合理水平的精度所必需的復雜性和特征。與使用已知的感應感測系統相關的其他問題(例如上文在CMM探針中概述的那些問題)可包括系統的位移響應固有的信號/響應非線性、由于裝配和對準不完全而導致的位置誤差、以及由于環境因素對機械和電氣部件造成的信號漂移(例如，由于溫度變化等)。需要用于CMM探針的改進的感應感測配置(例如，其中位移檢測器配置可不易受上述誤差的影響，和/或可相對便宜等)。

發明內容

提供該發明內容是為了以簡化的形式介紹將在以下具體實施方式中進一步描述的一些概念。該發明內容不旨在確定所要求保護的主題的關鍵特征，也不旨在用作幫助確定所要求保護的主題的范圍。