CMM探针路径控制器和方法技术

用于使用CMM测量对象的方法和设备接收与对象有关的标称几何结构数据，并且基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径。方法还使用CMM探针进行对象的设定测量。CMM探针通过遵循设定路径进行设定测量，并且对象的设定测量产生扫描路径信息。方法使用扫描路径信息生成扫描路径；以及控制所述CMM探针以通过使得CMM探针沿着所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。

CMM probe path controller and method

A method and device for measuring objects using CMM receive nominal geometric structure data related to objects, and generate a set path based on the nominal geometric data received. The method also uses the CMM probe to measure the object setting. The CMM probe sets the measurement by following the setting path, and the object's setting measurement produces the scanning path information. The scanning path is generated by scanning path information, and the CMM probe is controlled to make precise measurement of objects by moving the CMM probe along the generated scanning path.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】CMM探针路径控制器和方法
本专利技术总体涉及坐标测量机，更具体地，本专利技术涉及协调坐标测量机探针的移动，以有效地获得与物理对象有关的测量信息。
技术介绍
坐标测量机(CMM)是用于精确测量多种不同类型的物理对象/工件的黄金标准。例如，CMM可以测量飞机发动机部件(例如，喷射发动机叶片)、手术工具以及枪筒的关键尺寸(criticaldimension)。精确且准确的测量帮助保证它们的基础系统(诸如，在飞机部件的情况下为飞机)如所规定的来操作。CMM通常快速且有效地测量具有相对简单几何结构的对象。例如，CMM探针(即，直接收集测量数据的CMM的部分)通常可以围绕均匀直径枪筒的外表面相对快速地移动，以收集期望的信息。在这种情况下，用于测量枪筒的时间可能远远少于生产枪筒的时间。然而，具有更复杂几何结构的对象可能呈现问题。例如，喷射发动机叶片经常具有使测量复杂化的异常复杂的几何结构。在这种情况下，为了保证精确测量，CMM探针经常围绕叶片非常缓慢地来回移动。不期望地，在一些情况下，用于测量几何上复杂的对象所需的时间可能过分长；有时远远长于用于制造对象本身的时间。例如，具有复杂几何结构的对象的测量时间可能比制造时间长三倍至五倍。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方式，用于使用CMM测量对象的方法和设备接收与对象有关的标称几何结构数据，并且基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径(set-uppath)。方法然后使用CMM探针进行对象的设定测量(set-upmeasurement)。CMM探针通过遵循设定路径进行设定测量，并且对象的设定测量产生扫描路径信息。方法使用扫描路径信息生成扫描路径；以及控制CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着获悉的所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。除了别的之外，CMM探针可以包括接触探针或另选地具有焦距的非接触探针。如果CMM探针是非接触探针，则设定路径可以沿着对象引导CMM探针，以在所述CMM探针沿着对象移动时移动超出其焦距(降低精确度)至少一次。扫描路径优选地包括围绕对象的至少一周(revolution)。例如，扫描路径可以包括围绕对象的多周，其中，CMM探针在各周期间进行对象的至少一次精细测量。然而，在其他实施方式中，扫描路径包括不到围绕对象的一周。CMM探针优选地在至少两个相邻扫描路径周之间移动，而CMM探针不进行对象的至少一次精细测量。作为示例，CMM探针可以沿着第一完整周进行精细测量，在它完成第一周时停止进行精细测量，移动至与第一周间隔开的第二周，然后随着它开始并完成第二周而再次开始采取精细测量。设定路径简单地可以包括沿着对象的四个大致笔直的通路(pass)。例如，设定路径可以包括围绕对象的多周，其中，CMM探针在相邻周之间不进行设定测量。在例示性实施方式中，设定测量包括与对象有关的实际几何结构数据。例如，设定测量可以具有第一精确度，并且对象的精细测量具有比第一精确度高的第二精确度。此外，CMM探针可以生成具有纵轴的光束。为了保证精确度，扫描路径可以被产生为使CMM探针定向，使得光束的纵轴在扫描路径的大部分期间大致垂直于对象的表面。精细测量可以具有各种分辨率中的任意一个(通常比在设定测量期间的分辨率更精细)。由此，精细测量应产生更精确的计量结果。除了别的之外，精细测量简单地可以包括沿着对象的至少一部分的一维测量。在其他实施方式中，精细测量包括沿着对象的至少一部分的二维或三维测量。根据其他实施方式，CMM包括：底座，该底座被构造为支撑对象；CMM探针；以及控制系统，该控制系统与CMM探针可操作地连接。控制系统被配置为使得CMM探针进行对象的设定测量，其中，CMM探针通过遵循基于对象的标称几何结构数据的设定路径进行设定测量。对象的设定测量产生扫描路径信息。控制系统还被配置为使用扫描路径信息生成扫描路径，并且控制CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。本专利技术的例示性实施方式被实施为具有计算机可用介质的计算机程序产品，该计算机可用介质上面有计算机可读程序代码。计算机可读代码可以根据常规处理由计算机系统来读取并使用。附图说明本领域技术人员应从参照下面即将概括的附图所讨论的以下“例示性实施方式的描述”来更充分地理解本专利技术的各种实施方式的优点。图1A示意性地示出了根据本专利技术的例示性实施方式配置的坐标测量机(CMM)。图1B示意性地示出了可以与图1A的CMM一起使用的用户界面。图2示出了根据本专利技术的例示性实施方式的、测量物理对象的过程。图3A示意性地示出了根据本专利技术的例示性实施方式的、在样本对象上形成其探针的扫描路径的一部分时CMM采取的路径。该部分形成跨对象的第一侧的扫描路径。图3B示意性地示出了根据本专利技术的例示性实施方式的、在图3A的样本对象上形成其探针的扫描路径的一部分时CMM采取的路径。该部分形成跨对象的第一边缘的扫描路径。图4图片地示出了根据本专利技术的例示性实施方式的、CMM中的路径控制器如何将在第一次设定扫描期间收集的数据组合到最终扫描路径中。具体实施方式在例示性实施方式中，坐标测量机(“CMM”)进行物理对象的初始相对粗略的扫描，以收集随后用于形成更精确扫描路径的数据。更具体地，CMM处理所收集的数据，以形成用于随后扫描/测量对象的更精确扫描路径。因此，在CMM的测量扫描期间，因为CMM不必随着它沿着对象移动而形成正在进行(onthefly)的扫描路径，所以CMM可以以更快的速率沿着规定的扫描路径来回移动(traverse)。这应增大测量产量，这有效地启用更快的对象生产。下面讨论例示性实施方式的细节。图1A示意性示出了可以根据例示性实施方式配置的一种类型的坐标测量机10(即，CMM系统，下面被称为“CMM10”)。但实际上，该CMM10是可以实施各种实施方式的若干不同类型的CMM中的一种。因此，这种CMM不旨在限制所有实施方式。如本领域技术人员已知的，CMM10在其基础(bed)/底座(被称为“底座12”)上测量对象11(或工件)，该对象可以由花岗岩或其他材料形成。通常，底座12限定通常与支撑CMM10的地板的平面平行的X-Y平面。在例示性实施方式中，底座12支撑转台14，该转台14使对象11相对于底座12可控制地旋转(下面讨论)。为了测量对象11，CMM10具有被设置为使与可移动臂20连接的测量装置18(诸如，探针18A(例如，被识别为附图标记18A的一个或更多个接触或非接触探针))移动的可移动结构(movablefeature)16。另选地，一些实施方式使底座12相对于固定测量装置18移动。无论哪种方式，CMM10的可移动结构16操纵测量装置18和对象11的相对位置，以获得期望的测量。CMM10具有控制系统22(在图1A中被示意性示出为“控制器22”)，该控制系统22控制并协调CMM的移动和活动，该控制系统22可以在CMM10之内，在CMM10之外，或具有内部件和外部件这两者。除了别的之外，控制系统22优选地包括硬件(诸如，专用硬件系统和/或计算机处理器硬件)。除了别的之外，计算机处理器可以包括微处理器(诸如，可从英特尔公司购买的集成电路微处理器的英特尔“核2”族的成员)或数字信号处理器(诸如，来自德州仪器公司的数字信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用CMM测量对象的方法，所述方法包括以下步骤：接收与所述对象有关的标称几何结构数据；基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径；使用CMM探针进行所述对象的设定测量，所述CMM探针通过遵循所述设定路径进行所述设定测量，所述对象的所述设定测量产生扫描路径信息；使用所述扫描路径信息生成扫描路径；以及控制所述CMM探针以通过使所述CMM探针相对于所述对象沿着所生成的扫描路径移动来进行所述对象的精细测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.14 US 14/685,7801.一种使用CMM测量对象的方法，所述方法包括以下步骤：接收与所述对象有关的标称几何结构数据；基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径；使用CMM探针进行所述对象的设定测量，所述CMM探针通过遵循所述设定路径进行所述设定测量，所述对象的所述设定测量产生扫描路径信息；使用所述扫描路径信息生成扫描路径；以及控制所述CMM探针以通过使所述CMM探针相对于所述对象沿着所生成的扫描路径移动来进行所述对象的精细测量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述CMM探针包括具有焦距的非接触探针。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述设定路径沿着所述对象引导所述CMM探针，所述CMM探针在它遵循所述设定路径沿着所述对象移动时移动超出其焦距至少一次。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述CMM探针包括接触探针。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的至少一周。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的多周，所述CMM探针在各周期间进行所述对象的至少一次精细测量，所述CMM探针在所述扫描路径的至少两个相邻周之间移动，而所述CMM探针在所述两个相邻周之间不进行所述对象的精细测量。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的多周，所述CMM探针在相邻周之间不进行精细测量。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定测量包括与所述对象有关的实际几何结构数据，所述设定测量具有第一精确度，所述对象的所述精细测量具有比所述第一精确度更精确的第二精确度。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对象具有表面，所述CMM探针生成具有纵轴的光束，所述扫描路径使所述CMM探针定向为使得所述光束的纵轴在所述扫描路径的大部分期间大致垂直于所述对象的所述表面。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精细测量包括沿着所述对象的至少一部分的一维测量。11.一种CMM，该CMM包括：底座，该底座被构造为支撑对象；CMM探针；控制系统，该控制系统与所述CMM探针可操作地连接，所述控制系统被配置为使得所述CMM探针进行所述对象的设定测量，所述CMM探针通过遵循基于所述对象的标称几何结构数据的设定路径进行所述设定测量，所述对象的所述设定测量产生扫描路径信息，所述控制系统还被配置为使用所述扫描路径信息生成扫描路径，并且控制所述CM...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·拉辛，S·卡尔森，
申请(专利权)人：海克斯康测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US