[其他]測量和定位裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100768
• 申請日: 1987-02-17
• 公開（公告）號: CN87100768A
• 公開（公告）日: 1987-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 烏爾里克·瓦根薩默
• 申請（專利權）人: 美因堡電子設備公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;B23Q17/22;H01R31/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 董江雄

本發(fā)明系關于一種用于測量特定工件的裝置，它包括一個檢測工件的傳感頭，一個傳感頭之驅(qū)動器和一個確定傳感頭走向距離（△X）的測量工具。本發(fā)明也同一種用于定位特定刀具的裝置有關，它包括一個刀架，刀架驅(qū)動器和確定刀架行程的測量工具。

已知的用來測量工件的測量裝置都有一個對工件感應的機械傳感頭，該傳感頭由一個結構復雜，高度精密的導向器控制。要達到高的測量精密度，必須使用十分精密的導向器和剛性導向軸承。顯而易見，這些已知測量裝置的顯著缺點在于那些高度精密的導向器極為昂貴。結構復雜的導向器還意味著要移動相對較大的質(zhì)量，因此只能以很低的傳感速度進行工作。

本發(fā)明基于進一步研制一種測量特定工件的裝置和一種定位特定工具的裝置的問題。上述的測量裝置具有對工件感應的傳感頭，用于傳感頭的驅(qū)動裝置，及用于確定傳感頭行程（△X）的測量裝置，而所述的定位裝置包括刀架，用于刀架的驅(qū)動裝置，及用于確定刀架行程的測量裝置，從而可大大省去高度精密的機械導向器，而且可以提高傳感速度。

依照本發(fā)明的測量特定工件裝置是這樣解決這個問題的，在傳感頭上裝有一鏡面，一束電磁波，例如一束激光，對準鏡面，傳感頭運動時至少有一個光電轉換器檢測反射波束的變化。

依照本發(fā)明的定位特定刀具裝置是這樣解決這個問題，也即在刀架上裝一鏡面，一束電磁波，例如一束激光，對準鏡面，刀架移動時，至少有一個光電轉換器檢測反射波束的變化。

因此，根據(jù)本發(fā)明，傳感頭或掃描頭和刀架同實際的測量工具之間無任何機械連接。這種耦合是由一束電磁波來實現(xiàn)的，最好是一束激光，而與導向器無關。

本發(fā)明的較佳實施例中，一個或數(shù)個轉換器配置于一滑架上，滑架裝有一驅(qū)動器，根據(jù)反射波束的變化控制滑架位置，并且測得滑架的行程。

也可以不將光電轉換器固定安裝于運動的滑架上，而將光電轉換器裝成靜止不動，在滑架上裝一鏡面而且使傳感頭的反射波束對準上述的靜止光電轉換器或若干轉換器。

可以如下方式使得滑架跟蹤傳感頭或者掃描頭或刀架的反射光束運動：即將光電轉換器或數(shù)個轉換器的輸出信號保持不變。同時，滑架的移動響應掃描頭或傳感頭的運動，從而足以達到高精度地測量滑架的行程。

傳感頭或刀架的運動方向和滑架的運動方向最好相互平行。在本發(fā)明較佳的實施例中，一束激光對準一個五角棱鏡，以致其90°的折射與滑架位置無關。

如果傳感頭或刀架的運動方向和滑架的運動方向相互并不完全平行，滑架測得的只是位移的平行分量。若已知傳感頭或者刀架和滑架運動之間的夾角，就可以從位移的平行分量確定傳感頭或刀架的實際位移。

要減少對傳感頭或刀架的機械導向器的要求，可使兩束平行激光沿一個測量方向?qū)蕚鞲蓄^或刀架上的鏡面，傳感頭或刀架相互間可有垂直偏移，結果，借助于垂直地配置于彼此上方的光電轉換器的輸出信號，就可以確定傳感頭或刀架相對于滑架的傾斜度，并予以校正。

在定位一種刀具時，可將所需的位置值預置于一個和滑架相聯(lián)的測量刻度標上，并且同時使刀架跟蹤以使刀架處于此預置位置。

如果傳感頭或者刀具鏡面的反射光束和其入射激光束平行，就能使數(shù)個光電轉換器和滑架得到一種特別簡單的配置。

作為光電轉換器最好配備一個二象限檢測器，通過處理二象限檢測器的輸出信號實現(xiàn)滑架的跟蹤。例如，當二象限檢測器的輸出信號之差為零時，就會出現(xiàn)傳感頭或刀架相對于滑架的調(diào)整。

運用已知的手段，可以十分精確測得滑架對于測量刻度標的相對位移。

依照本發(fā)明的測量和定位裝置也適用于二維或三維的測量和定位。為此，二維或三維測量滑架互相之間呈正交地移動。

本發(fā)明還提供一種特別適用于上述裝置的傳感頭，這種傳感頭能以很高速度移至被測刀具。

借助于附圖，在下文中將詳細闡述本發(fā)明的一些實施例。

圖1表示一維測量裝置的示意圖;

圖2表示二維測量裝置;

圖3表示另一個一維測量裝置的實施例;

圖4至10表示各種測量設備的示意圖;

圖11和圖12表示一種傳感頭的示意圖。

在以下關于附圖的說明中，將參照一種用于測量特定工件的測量裝置來描述本發(fā)明。所測得的傳感頭位移精確度高于1μm。但是也可以在刀架上裝置刀具來代替?zhèn)鞲蓄^。以下說明有關傳感頭的情況也可類似地應用于刀架。