校准尺寸测量设备的方法技术

一种尺寸测量设备被进一步校准以便改进该设备的初始误差映射或误差函数。在该设备(10)上测量已校准生产工件(14)，并且将测量值与校准值进行比较(44、90)以产生误差值。从这些误差值中的一些或全部与该初始误差映射或函数的全部或部分的组合中产生(46、92)一个或多个经更新的误差映射或函数。接着确定(48、94)经更新的映射或函数是否会产生更好的校正，且如果是的话，选择该经更新的映射或函数以供将来测量。通过选择基于新误差值和现有误差值的组合并且已确定会给出更好校正的误差映射或函数，在正常生产测量的过程期间智能地习得改进的映射或函数。

Method of calibrating size measuring equipment

A size measurement device is further calibrated to improve the initial error mapping or error function of the device. The calibrated production workpieces (14) are measured on the device (10), and the measured values are compared with the calibrated values (44, 90) to produce an error value. Some or all of these error values are combined with all or part of the initial error mapping or function to produce (46, 92) one or more updated error maps or functions. Then we will determine whether (48, 94) whether the updated mapping or function will produce better correction, and if so, we choose the updated mapping or function for future measurement. By selecting a combination of new error and existing error values and determining the error mapping or function that will give better correction, we can acquire the improved mapping or function intelligently during the process of normal production measurement.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】校准尺寸测量设备的方法
本专利技术涉及校准尺寸测量设备的方法。本专利技术可用于校准坐标测量设备，例如坐标测量仪(CMM)、比较测量仪、机床、手动坐标测量臂和检查机器人。
技术介绍
在工件产生之后，已知会在坐标测量设备(例如CMM或比较测量仪)上检查工件，坐标测量设备具有可移动部件，该可移动部件支撑能在该机器的三维工作容积内驱动的探针。CMM(或其它坐标测量设备)可以是所谓的笛卡尔(Cartesian)仪，其中支撑探针的可移动部件经由三个串联连接的滑座而安装，该三个串联连接的滑座分别可在三个正交方向X、Y、Z上移动。这是“串联运动学”运动系统的实例。或者，测量设备可以是例如具有“并联运动学”运动系统的非笛卡尔仪，该“并联运动学”运动系统包括三个或六个可伸展支柱，每个可伸展支柱并联连接在可移动部件与相对固定的基底部件或框架之间。随后通过协调三个或六个支柱的相应伸展来控制可移动部件(因此以及探针)在X、Y、Z工作容积中的移动。在国际专利申请案WO03/006837和WO2004/063579中示出非笛卡尔仪的实例。已知通过产生与坐标测量设备的X、Y、Z工作容积内的不同位置处经历的测量误差相关的误差映射或误差函数来校准此类坐标测量设备。此误差映射或误差函数接着用于校正对工件进行的测量。我们的国际专利申请案WO2013/140118描述了一种方法，其中在正常生产使用期间，此类误差映射或误差函数随着测量设备测量标称相同工件系列而逐步积累。在WO2013/140118中，第一系列标称相同工件包含一个已校准工件。通过比较该工件的测量值与其相应校准值来确定误差值。这些误差值不仅仅用于校正相同系列中另外的工件的测量值。这些误差值用于填充测量设备的误差映射或误差函数，该误差映射或误差函数接着可在测量其它不同工件时使用。此外，不同于第一系列的后续的标称相同工件系列也包含已校准的工件。来自后续系列的这些已校准工件的测量值的误差值也用于另外填充测量设备的误差映射或误差函数。WO2013/140118中所描述的方法的一个优点是，不必执行设备的全面校准以产生设备的整个工作容积上的误差映射，该产生过程通常是个耗时的操作，可能花上若干天。实际上，设备在其正常的日复一日用于测量工件期间随着时间推移而“习得”其误差映射。每当测量进一步校准的工件，从其得出的误差值用于进一步填充误差映射或误差函数。这改进了测量设备的校准。尽管如此，更进一步改进校准是存在问题的。
技术实现思路
本专利技术提供一种进一步校准由初始误差映射或误差函数校准的尺寸测量设备的方法，该方法包括：测量该测量设备上的生产工件；比较该生产工件的测量值与从该测量设备外部的源获得的用于该生产工件的校准值，以产生一个或多个误差值；确定一个或多个经更新的误差映射或误差函数，该或该等误差映射或误差函数将误差值中的一些或全部与初始误差映射或函数中的全部或部分组合；其特征在于：确定该等经更新的误差映射或误差函数中的一个是否比初始误差映射或误差函数更好地校正测量误差；以及如果确定误差映射或误差函数会给出更好校正，接着就选择该误差映射或误差函数以用于校正一个或多个另外的工件的测量值。至少在优选实施例中，本专利技术的方法因此选择基于误差值的组合的误差映射或误差函数，而非盲目地将全部误差值并入误差映射或误差函数中。已确定误差值的组合会比可能的其它情况更好地校正误差。生产工件可以是通过生产过程产生的第一系列标称相同工件中的一个。初始误差映射或误差函数可能已以常规方式执行，或可能已通过比较已校准工件的测量值与对应的校准值而产生。或其可能已通过根据本专利技术的方法的早先反复而产生。因此，设备可在其正常的日复一日用于测量工件期间随着时间推移而“习得”其误差映射。可测量一个或多个另外的工件，且可使用选定的误差映射或误差函数来校正该或该等工件的测量值。一个或多个另外的工件可包含来自第一系列标称相同工件的生产工件。且/或该一个或多个另外的工件可包含来自通过生产过程产生的第二系列标称相同工件的生产工件，其不同于第一系列的工件。本专利技术还提供执行上述方法的软件程序、并有此类软件程序的用于尺寸测量设备的控制器，以及编程有此类软件程序的尺寸测量设备。软件程序可记录在例如光盘或存储器装置等机器可读媒体上，或存储在远程服务器上以供下载。如本说明书中论述的“误差映射”可以包含例如用于校正后续测量值的值的查找表。附图说明现将参考附图通过举例描述本专利技术的优选实施例，附图中：图1示出具有使用并联运动学的运动系统的比较测量仪的可操作部分；图2和图3是图1的机器的两个优选的校准方法的流程图；以及图4是给出图2和图3的方法的部分的更多细节的流程图。具体实施方式图1示出坐标测量设备的部分。该设备是本申请人瑞尼斯豪公司(Renishawplc)在商标EQUATOR下出售的比较测量仪10。该比较测量仪包括通过并联运动学运动系统连接到可移动平台32的固定平台30。在本实例中，并联运动学运动系统包括在固定平台与可移动平台之间并联起作用的三个支柱34。三个支柱34穿过三个相应致动器36，该等支柱可以通过该等致动器伸展和回缩。每个支柱34的一端通过全方位可枢转接合件安装到可移动平台32，并且致动器36同样以全方位可枢转方式安装到固定平台30。每个致动器36都包括用于伸展和回缩支柱的电动机，以及测量相应支柱34的伸展的变换器。在每个致动器36中，变换器可以是包括刻度和读头的编码器，其具有用于读头的输出的计数器。每个电动机和变换器形成由控制器或计算机8控制的相应伺服环路的部分。并联运动学运动系统还包括也在固定平台与可移动平台之间并联起作用的三个被动抗旋转装置38、39。每个抗旋转装置包括铰接到固定平台30的刚性板39，和以全方位可枢转方式连接在刚性板39与可移动平台32之间的平行间隔开的一对杆38。抗旋转装置协作以限制可移动平台32在所有三个旋转自由度中的移动。因此，可移动平台32被限制为仅以三个平移自由度X、Y、Z移动。通过要求支柱34的合适伸展，控制器/计算机8可以产生任何所需的X、Y、Z移位或可移动平台的X、Y、Z定位。在我们的第5,813,287号美国专利(麦克默特里(McMurtry)等人)中描述此类并联运动学运动系统的操作原理。这是(具有三个伸展支柱34的)三脚架机构的实例。可以使用例如具有三脚或六脚并联运动学机构的其它运动系统。三个致动器的变换器结合在一起形成位置测量系统。这里通过控制器或计算机8中的合适计算来确定可移动平台32相对于固定平台30的X、Y、Z位置。技术人员已知这些计算。然而，如同所有测量设备，由位置测量系统如此确定的位置会有误差。下文论述用于针对这些误差校准位置测量系统的方法。通常，模拟探针16安装在机器的可移动平台32上，该模拟探针具有带有工件接触尖端22的可偏转触控笔20，但可以使用其它类型的探针(包含接触触发式探针)。机器相对于工作台12上的工件14移动探针16，以便实行对工件特征的测量。通过来自伺服系统中的变换器的计算结合模拟探针16的输出得出工件表面上的点的X、Y、Z位置。这全由控制器/计算机8控制。或者，通过接触触发式探针，指示探针已接触工件表面的信号使根据来自变换器的输出而计算出的X、Y、Z位置值定格，并且计算机对工件表面的坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进一步校准尺寸测量设备的方法，所述尺寸测量设备通过初始误差映射或误差函数被校准，所述方法包括：测量所述测量设备上的生产工件，所述生产工件是通过生产过程产生的第一系列标称相同工件中的一个；比较所述生产工件的测量值与从所述测量设备外部的源获得的用于所述生产工件的校准值，以产生一个或多个误差值；确定一个或多个经更新的误差映射或误差函数，所述经更新的误差映射或误差函数将所述误差值中的一些或全部与所述初始误差映射或所述初始误差函数中的全部或部分组合；其特征在于：确定所述经更新的误差映射或误差函数中的一个或多个是否比所述初始误差映射或误差函数更好地校正测量误差；以及如果确定误差映射或误差函数会给出更好校正，接着就选择所述误差映射或误差函数以用于校正一个或多个另外的工件的测量值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.02 GB 1503490.31.一种进一步校准尺寸测量设备的方法，所述尺寸测量设备通过初始误差映射或误差函数被校准，所述方法包括：测量所述测量设备上的生产工件，所述生产工件是通过生产过程产生的第一系列标称相同工件中的一个；比较所述生产工件的测量值与从所述测量设备外部的源获得的用于所述生产工件的校准值，以产生一个或多个误差值；确定一个或多个经更新的误差映射或误差函数，所述经更新的误差映射或误差函数将所述误差值中的一些或全部与所述初始误差映射或所述初始误差函数中的全部或部分组合；其特征在于：确定所述经更新的误差映射或误差函数中的一个或多个是否比所述初始误差映射或误差函数更好地校正测量误差；以及如果确定误差映射或误差函数会给出更好校正，接着就选择所述误差映射或误差函数以用于校正一个或多个另外的工件的测量值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将所述误差值中的仅一些与所述初始误差映射的全部或部分或与所述初始误差函数组合，或通过将所述误差值与所述初始误差映射的仅一部分组合，来确定一个或多个所述经更新的误差映射或误差函数。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包含测量一个或多个另外的工件，并且使用所述选定的误差映射或误差函数校正所述一个或多个另外的工件的测量值。4.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中，所述一个或多个另外的工件包含来自所述第一系列标称相同工件的生产工件。5.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中，所述一个或多个另外的工件包含来自通过生产过程产生的第二系列标称相同工件的生产工件，其不同于所述第一系列的所述工件。6.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的方法，进一步包含：在所述测量设备上测量来自第二系列标称相同工件的生产工件；比较来自所述第二系列的所述生产工件的测量值与从所述测量设备外部的源获得的用于所述生产工件的校准值，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·巴里·乔纳斯，
申请(专利权)人：瑞尼斯豪公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB