[其他]用于多軸線測量設備的實時數據采集裝置

無效

• 申請號: 85105104
• 申請日: 1985-07-04
• 公開（公告）號: CN85105104B
• 公開（公告）日: 1988-08-10
• 發明（設計）人: 珀塞爾
• 申請（專利權）人: 摩爾特殊器械公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G06F15/74
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 蕭掬昌

本發明是關于精密測量裝置，特別是關于從一臺多軸線的自動測量設備上采集數據的實時數據采集裝置。

精密測量設備，如穆爾特殊工具公司（MooreSpecialToolCo，Inc，本發明的受讓人）制造的萬用測量設備是用來檢查工件的各種尺寸的，所檢查的工件包括航空和航天工業部門所用的精密機械零件。上述設備也在標準局和計量試驗室里，用來精確測量小到百萬分之一英寸的微小增量。

近年來，用基于計算機的坐標測量機在市場上迅速增加。隨著價格低廉的微處理機的出現，已使上述系統的采用成為可能。在多數的這種系統中，是在設備的測量元件與數字顯示裝置之間配置一個微處理機式數據處理電路，數字顯示裝置把測量數據送給設備的操作者。這樣做的結果是使坐標測量設備具有價格低廉的數字讀出裝置，并具有內部數據采集和分析的功能。在“美國機械師”（AmericanMachinist），1982年10月第749期特刊第145-160頁上刊登的喬治.夏菲爾（GeorgeSchaffer）的一篇文章，題為“從坐標測量設備上采集數據”（TakingTheMeasureofCMMS），在這篇文章中為這種坐標測量設備（“CMMS”）提供了一個很好的背景。

在一些測量工作中，特別是在要求測量精度非常高的情況下，希望在測量設備上采用模擬探頭，以提供一個與其偏轉成比例的精確的一定范圍的線性輸出信號。在使用這種裝置時，探頭相對于工件移動，直到與工件接觸為止。把設備坐標讀數與探頭讀數相加得出測量結果，這里，探頭數據代表與測得的坐標數據的實際偏移，不過，為了得到精確的結果，測得的坐標數據和探頭數據，必須是同時得到的。以往的坐標測量設備都不是精確的、實時的同時進行數據采集，而這是為這類設備使用者提供所需要的高精密度所必需的。本發明就是要提供一種可以同時從測量設備各條軸線，以及探頭上采集或鎖存數據的系統，以便得到高精度。

當探頭接觸到工件時，從數字式探頭上采集數據的技術在過去已經使用。比如在一本會議錄“（ProceedingsofSoutheastcon'80）（Nashville，Tennesee）（IEEE，1980年4月）”上，約翰安里斯和哈路得（JohnW.AyresandHaroldS.James）發表的一篇題為“用于XYZ坐標測量機的電接觸探頭”“（EelctricalTouchProbeForXYZCoordinateMeasuringMachine）”的論文中介紹了這種技術。從數字式探頭上測得的數據，直接顯示出設備的坐標。因此，不存在模擬探頭數據與各個設備坐標數據的同時讀出問題。另外一項采集探頭數據的技術發表在美國專利No3，551，649上，題為“位置測量系統”（PositionMeasuringSystem）。這里也沒有提到同時讀出各分立設備的坐標傳感器和一個模擬探頭來的數據。而是將數據定時，把各個探頭測得的探頭數據輸入寄存器，每個探頭的數據單獨存儲。在題為“表面探測裝置”“（SurfaceSensingApparatus）”的美國專利No3481，042中公開了類似的裝置，探頭數據僅僅是從探頭與工件接觸時測得。

在美國專利No4，181，958中，發表了一個“多探頭檢測系統”的示意圖，其多個探頭的模擬輸出信號，是依次采樣、數字化和儲存的。然后儲存的信息由微處理機進行處理，所產生的數字信號是被選探頭模擬輸出信號的一個函數。與上述的其他文獻一樣，這項專利也沒有揭示一種可以同時采集坐標測量數據和探頭數據，以便得到高精度測量的系統。

過去已經制造過使用激光干涉測量術的精密測量系統，用來進行多軸線測量。這種裝置的一例是題為“單干涉計多軸線激光測量系統”（SingleInterferometerMultipleAxisLaserMeasuringSystem）所述的美國專利No3，661，463。不過，在這項專利中所說明的測量設備上，也沒有設置探頭用來測量激光系統所測得坐標的微小偏差。

提供一種測量精度能達到百萬分之一英寸的多軸線自動測量設備是很有好處的。在這種設備上將利用一個模擬探頭與其他傳感器（如激光干涉計等）一起來測量每一軸線上的數據，以得到每一軸線上的讀出誤差。為了保證測量精度，從探頭來的數據和從傳感器來的數據，應同時采集，以便由相應的數據處理部分讀出。實際上，這樣一種設備將周期性地從探頭和傳感器取得數據“抽點打印”，以便對所要求的測量數據進行實時采集。

本發明就是關于這樣的一種測量設備。