具有光学通信总线的便携式关节臂坐标测量机制造技术

一种便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，该便携式关节臂坐标测量机(AACMM)具有相对的第一端和第二端以及多个连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置检测器；被配置成接收位置信号的电子电路；用于与电子电路进行通信的第一总线，其中第一总线的至少一部分是被配置成传送光的光学通信总线；以及具有第一部分和第二部分的旋转耦合器，所述第二部分被配置成相对于所述第一部分旋转，所述第一部分固定至所述第一臂段，所述旋转耦合器被配置成在所述第一部分与所述第二部分之间在所述光学通信总线上传送信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本公开内容涉及坐标测量机，更具体地涉及如下便携式关节臂坐标测量机，该便携式关节臂坐标测量机具有连接至坐标测量机的探头端的一个或更多个高速通信数据总线。便携式关节臂坐标测量机(AACMM)在部件制造或生产中得到了广泛应用，在部件的制造或生产中需要在部件的制造或生产(例如，机械加工)的不同阶段期间快速且准确地验证部件的尺寸。便携式AACMM相对于已知的静止或固定的、高成本的并且较难使用的测量设施表现出重大改进，尤其在对相对复杂的部件进行尺寸测量时所需的时间量方面表现出重大改进。通常，便携式AACMM的用户仅沿着待测部件或对象的表面引导探头。然后，对测量数据进行记录，并且将其提供给用户。在一些情况下，将数据以视觉形式提供给用户，例如，计算机屏上的三维(3D)形式。在其它情况下，将数据以数值形式提供给用户，例如，当测量孔的直径时，在计算机屏上显示文本“直径＝1.0034”。在共同转让的美国专利No.5,402,582(‘582)中公开了现有技术中的便携式关节臂CMM的示例，其全部内容通过引用合并到本文中。‘582专利公开了一种3D测量系统，其包括在一端具有支承基座并且在另一端具有测量探头的手动操作的关节臂CMM。共同转让的美国专利No.5,611,147(‘147)公开了类似的关节臂CMM，其全部内容通过引用合并到本文中。在‘147专利中，关节臂CMM包括多个特征，所述多个特征包括在探头端处的附加的旋转轴线，从而提供具有2-2-2或2-2-3轴线配置(后一种情况为七轴线臂)的臂。在现代的AACMM中，可以以下述三种方式之一收集且传送包括来自附属设备的数据的测量数据：通过沿线传送的模拟电气信号、通过沿线(线的集合通常被称为总线)传送的数字电气数据，或者通过沿线传送的模拟信号和数字信号的组合。这些数据传送方法的限制在于数据以相对慢的速率传送。数据速率限制的部分原因在于在许多现代的AACMM中使用电滑环，这使得数据在旋转的接合上传送。特别地，附件(如果存在)可以从以高速传送相对大量的数据中获益。事实上，使用测量器械的继续趋势是增大的数据传送速率，这是现代AACMM中的数据传送方法和设备不能处理的。尽管现有的AACMM适合其预期目的，但是需要一种具有本专利技术实施方式的某些特征的便携式AACMM以提供增强的电气总线。
技术实现思路
实施方式是一种便携式关节臂坐标测量机(AACMM)。该便携式关节臂坐标测量机(AACMM)包括：具有相对的第一端和第二端的可手动定位的关节臂部，所述臂部包括多个连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置检测器，其中，多个臂段包括第一臂段；耦接至第一端的测量设备；电子电路，被配置成从至少一个位置检测器接收位置信号并且提供与测量设备的位置对应的数据；设置在测量设备与第一端之间的探头端；用于与电子电路进行通信的第一总线，其中第一总线的至少一部分是用于传输光的光学通信总线；以及具有第一部分和第二部分的旋转耦合器，第二部分被配置成相对于第一部分旋转，第一部分固定至第一臂段，该旋转耦合器被配置成在第一部分与第二部分之间在光学通信总线上传送信号。根据另一实施方式，一种旋转耦合器检测器筒包括：包含第一部分和第二部分的机械组件，其中，第一部分被配置成相对于第二部分旋转；具有第一部件和第二部件的第一轴承，第一部件固定至第一部分并且第二部件固定至第二部分；具有第三部件和第四部件的第二轴承，第三部件固定至第一部分并且第四部件固定至第二部分；检测器，被配置成测量第一部分相对于第二部分的旋转角，该检测器包括第一元件和第二元件，第一元件固定至第一部分并且第二元件附接至第二部分；以及具有第一组成部件和第二组成部件的旋转耦合器，第一组成部件附接至第一部分并且第二组成部件附接至第二部分，第一组成部件附接至第一光纤的第一端部并且第二组成部件附接至第二光纤的第二端部，其中，该旋转耦合器被配置成在第一光纤与第二光纤之间传输光。附图说明现在参照附图，示出了不应理解为是限制关于本公开内容的整个范围的示例性实施方式，并且其中在一些附图中相同的元件采用相同的附图标记：图1(包括图1A和图1B)是具有本专利技术各个方面的实施方式的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)的立体图；图2(包括连接在一起的图2A～图2E)是根据实施方式的用作为图1中的AACMM的一部分的电子装置的框图；图3(包括连接在一起的图3A、图3B和图3C)是描述了根据实施方式的图2中的电子数据处理系统的详细特征的框图；图4是图1中的AACMM的立体图；图5是耦接有手柄附件的图1中的AACMM的探头端的立体图；图6是局部附接有手柄附件的图4中的探头端的侧视图；图7是图4中的手柄附件的剖面的局部立体图；图8是图6中的探头端的一部分的放大视图；图9是示出了根据实施方式的组装在两个双套筒联接之间的编码器/轴承套筒对的局部分解图；图10是根据实施方式的具有光学回转节的、图9中的筒的剖视图；图11是根据另一实施方式的具有集成的光纤和电滑环的、图9中的筒的剖视图；图12是根据另一实施方式的探头端的剖视图，该探头端具有图10的光学回转节或图11的滑环；图13是根据另一实施方式的臂段的一部分的剖视图，臂部具有图10的光学回转节或图11的滑环；图14是根据另一实施方式的两个双轴旋转连接的剖视图，该旋转连接具有一个或更多个图10或图11中的光学回转节或滑环；图15是图4中的探头端的另一实施方式的示意图。具体实施方式本专利技术的实施方式提供了一种增强型AACMM，包括用于在AACMM内传输数据的彼此独立操作的多个总线。图1A和图1B立体地示出了根据本专利技术的各种实施方式的AACMM 100，关节臂是一种类型的坐标测量机。如图1A和图1B所示，示例性AACMM 100可以包括六轴或七轴枢转的测量设备，该测量设备具有探头端401，探头端401包括在一端处耦接至AACMM 100的臂部104的测量探头壳体102。臂部104包括通过具有第一轴承套筒组110(例如，两个轴承套筒)的旋转连接耦接至第二臂段108的第一臂段106。第二轴承套筒组112(例如，两个轴承套筒)将第二臂段108耦接至测量探头壳体102。第三轴承套筒组114(例如，三个轴承套筒)将第一臂段106耦接至位于AACMM 100的臂部104的另一端的基座116。每个轴承套筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，包括：具有相对的第一端和第二端的能够手动定位的关节臂部，所述臂部包括多个连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置检测器，其中，所述多个连接的臂段包括第一臂段；耦接至所述第一端的测量设备；电子电路，被配置成接收来自所述至少一个位置检测器的位置信号并且提供与所述测量设备的位置对应的数据；设置在所述测量设备与所述第一端之间的探头端；用于与所述电子电路进行通信的第一总线，其中所述第一总线的至少一部分是被配置成传送光的光学通信总线；以及具有第一部分和第二部分的旋转耦合器，所述第二部分被配置成相对于所述第一部分旋转，所述第一部分固定至所述第一臂段，所述旋转耦合器被配置成在所述第一部分与所述第二部分之间在所述光学通信总线上传送信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.17 US 61/672,365;2012.08.15 US 61/683,424;1.一种便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，包括：
具有相对的第一端和第二端的能够手动定位的关节臂部，所述臂部包
括多个连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置检测
器，其中，所述多个连接的臂段包括第一臂段；
耦接至所述第一端的测量设备；
电子电路，被配置成接收来自所述至少一个位置检测器的位置信号并
且提供与所述测量设备的位置对应的数据；
设置在所述测量设备与所述第一端之间的探头端；
用于与所述电子电路进行通信的第一总线，其中所述第一总线的至少
一部分是被配置成传送光的光学通信总线；以及
具有第一部分和第二部分的旋转耦合器，所述第二部分被配置成相对
于所述第一部分旋转，所述第一部分固定至所述第一臂段，所述旋转耦合
器被配置成在所述第一部分与所述第二部分之间在所述光学通信总线上
传送信号。
2.根据权利要求1所述的便携式AACMM，其中，所述第一臂段能
够绕第一轴线旋转至少360°，所述第一轴线基本上平行于所述第一臂
段，所述第一臂段包括第一位置检测器，所述第一位置检测器固定至所述
第一臂段并且被配置成测量所述第一臂段绕所述第一轴线的第一旋转角。
3.根据权利要求1所述的便携式AACMM，还包括第二总线，所述
第二总线被耦接用于所述探头端与所述电子电路之间的电通信，其中，所
述第二总线和所述光学通信总线被配置成同时工作。
4.根据权利要求3所述的便携式AACMM，其中，所述旋转耦合器
是混合耦合器，所述混合耦合器被配置成在所述第一臂段与第二臂段之间
在所述第二总线上传送电信号。
5.根据权利要求1所述的便携式AACMM，其中，所述旋转耦合器
包括其间具有间隙的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜固定至所述第一
部分并且所述第二透镜固定至所述第二部分，所述第一透镜和所述第二透
镜耦接至所述光学通信总线，所述第一透镜和所述第二透镜被配置成在所
述第一透镜与所述第二透镜之间传送光。
6.根据权利要求1所述的便携式AACMM，还包括耦接至所述光学
通信总线的附件设备。
7.根据权利要求6所述的便携式AACMM，还包括收发器，所述收
发器被耦接用于所述附件设备与所述光学通信总线之间的通信，所述收发
器被配置成将来自所述附件设备的电信号转换成光学信号并且将所述光
学信号置于所述光学通信总线上。
8.根据权利要求6所述的便携式AACMM，还包括收发器，所述收
发器被耦接用于所述附件设备与所述光学通信总线之间的通信，所述收发
器被配置成将所述光学通信总线上的光学信号转换成电信号并且将所述
电信号发送给所述附件设备。
9.根据权利要求6所述的便携式AACMM，其中，所述附件设备还
耦接至第二总线，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：克拉克·H·布里格斯，弗雷德里克·约克，
申请(专利权)人：法罗技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US