坐标定位设备以及操作方法技术

一种对接触式探针进行校准的方法，该接触式探针具有可偏转触针并且被配置用于提供至少一个指示该触针的偏转程度的信号，该接触式探针安装在坐标定位机上，该坐标定位机有助于该接触式探针围绕至少一个轴线重新取向。该方法包括：取得测量数据，该测量数据是利用围绕至少一个轴线定位在多个不同取向上的接触式探针获得的；以及根据测量数据确定至少一个增益变化模型，该增益变化模型对至少一个探针信号的增益的任何表观变化进行建模，该增益的任何表观变化取决于该接触式探针围绕至少一个轴线的取向。

Coordinate positioning equipment and operation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】坐标定位设备以及操作方法本专利技术涉及一种坐标定位设备，具体地涉及一种操作坐标定位设备的方法。已知有多种不同类型的比如坐标测量机、机床、工业机器人等坐标定位设备。坐标定位设备通常包括换能器，换能器在所谓的机器坐标系(例如CX、CY、CZ)中对可移动平台或套管轴的位置进行测量。使用测量探针来对物体表面上的点的位置进行测量，该测量探针附接至可移动平台或套管轴并通过该移动平台或套管轴四处移动。还经常期望通过探针的头部将测量探针安装到坐标定位设备的可移动平台/套管轴上，该探针的头部允许相对于平台/套管轴来调节测量探针的取向。具体地，使用这种探针的头部相对于平台/套管轴对测量探针进行重新取向的能力允许对物体的不同取向的表面进行检查。一种已知类型的与坐标定位设备一起使用的接触式测量探针包括探针壳体和可偏转触针。通常，探针壳体被安装到坐标定位设备的可移动平台或套管轴上，并且移动以便使得触针的尖端与待测量物体接触。在接触物体时，触针偏离其所谓的“未偏转”、“静止”或“中性”位置，并且由适当的传感器对该触针偏转进行感测。这种类型的测量探针可以宽泛地分类为触摸触发式探针或模拟探针(也称为扫描探针)。每当触针偏转超过某个阈值时，触摸触发式探针(也称为数字或切换探针)就会产生触发信号。模拟探针产生了指示触针偏转远离触针的中性/静止位置的幅度/范围(可选地还有方向)的探针信号。例如，扫描/模拟探针可以包括一个或多个换能器，并且可以输出一个或多个指示触针偏转的信号。在一些探针中，探针信号可以是汇总偏转值，并且可以独立于方向/维度。在一些探针中，探针信号依赖于方向/维度。如果触针可以在不只一个维度上偏转，则可以为每个维度提供单独的信号。例如，探针信号可以指示在至少一个维度上、可选地在二维上、例如在三维上的偏转。这些维度可以相互正交。正如所理解的，术语“模拟”用来指探针提供指示触针的偏转程度的信号的事实、而不是描述探针的信号的类型/形式。相应地，正如所理解的，指示偏转程度的信号可以是模拟的或数字的形式。对于扫描/模拟探针，有必要对探针进行校准，以便确定用于将探针信号转化/转换成空间测量值的所谓的转换模型。通常，这包括将探针信号转换成探针的局部坐标系(PX，PY，PZ)中的空间测量值。这还可以包括将探针信号转换成机器的坐标系(CX，CY，CZ)中的空间测量值，例如当探针安装在能够使探针围绕至少一个轴线旋转的定位设备上时。在WO00/25087、WO02/073128、WO2006/114603、WO2012/004555中详细描述了用于对扫描探针进行校准的方法的实例，包括对探针转换矩阵进行计算。如在WO2006/114603中所解释的那样，如果探针安装在铰接式头部上并且在不同的取向上使用，则传统上针对每个取向执行校准过程。这样显著地增加了校准所需的时间。例如，由英国格洛斯特郡(Gloucestershire)沃顿安德埃奇(Wotton-Under-Edge)的雷尼绍公司(Renishawplc)所销售的PH10探针的头部能够被分度成720个可重复的取向，并且针对每个取向收集校准数据显然是一项非常耗时的任务。当探针安装在连续式头部上时，比如由英国格洛斯特郡沃顿安德埃奇的雷尼绍公司所销售的REVO探针的头部，针对所有可能的取向进行校准也是不现实的，因为这种连续式头部提供的不是离散数量的取向，而是仅受系统分辨率的限制的所谓的“接近无限”数量的取向。因此，WO2006/114603提供了一种解决方案，其中在一个取向上确定探针转换矩阵，然后取决于探针的取向进行旋转。本专利技术涉及一种改进的对接触式探针进行校准的方法。根据本专利技术，提供了一种对接触式探针进行校准的方法，该接触式探针具有可偏转触针并且被配置用于提供至少一个指示触针的偏转程度的信号。接触式探针可以被安装在坐标定位机上，该坐标定位机有助于使接触式探针围绕至少一个轴线重新取向。该方法可以包括取得测量数据，该测量数据是利用围绕至少一个轴线定位在多个不同取向上的接触式探针获得的。该方法可以包括根据该测量数据确定增益变化模型，该增益变化模型对该至少一个探针信号的增益的任何表观变化进行建模，该增益的任何表观变化取决于该接触式探针围绕至少一个轴线的取向。正如所理解的，一个或多个探针信号的增益对一个或多个探针信号如何随探针偏转而变化(例如一个或多个探针信号的水平如何随探针偏转而变化)(例如在探针的坐标系中)进行量化。换句话说，该方法可以包括根据测量数据确定模型，该模型基于探针的取向而针对至少一个探针信号与触针尖端的偏转(例如远离其静止/零力位置)之间的关系的变化进行建模/校正。专利技术人已经明确，至少一个探针信号的有效/表观增益可以取决于探针围绕至少一个轴线的取向而变化。例如，他们已经确认，针对探针围绕至少一个轴线的所有取向，给定的探针信号(例如给定的探针信号水平)不一定表示相同量的触针偏转和/或在相同探针方向上的偏转。以下将结合图2更详细地对这种异常进行说明。本专利技术通过确定一个或多个探测信号的增益的变化并生成用于对该变化进行建模的模型来补偿专利技术人确认的这种异常。然后，这样的模型可以用于对这种表观变化进行校正/补偿。正如所理解的，由于探针提供了指示触针的偏转程度的信号(例如水平)，则它通常被称为模拟探针或扫描探针。正如所理解的，这与通常所称的“触摸触发”、“数字”或“切换型”探针形成对比，这些探针仅提供指示触针已经发生偏转(例如超过阈值)的信号。正如所理解的，如上所述，“模拟探针”中的术语“模拟”指的是探针提供指示触针偏转幅度/程度的信号的事实，并不限于仅仅提供数字“偏转/非偏转”信号。相应地，正如所理解的，术语“模拟”不是描述从探针发出的信号的形式。例如，从探针发出的用于指示偏转程度的信号可以是模拟的或数字的形式。可选地，测量数据是在围绕至少一个轴线的至少一个取向的多个不同的触针偏转下获得的。可选地，对于围绕至少一个轴线的多个不同取向，测量数据是在多个不同的触针偏转下获得的。接触式探针可以被配置用于至少提供第一探针信号和第二探针信号。可选地，该至少一个增益变化模型对至少第一和第二探针信号的增益的任何表观变化进行建模，该增益的任何表观变化取决于接触式探针围绕至少一个轴线的取向。取决于接触式探针的取向的第一探针信号的增益的表观变化可以不同于第二探针信号的变化。可选地，定位机有助于接触式探针围绕至少两个轴线重新取向。可选地，至少两个轴线相互正交。该方法可以包括取得测量数据，该测量数据是利用围绕至少两个轴线定位在多个不同取向上的接触式探针获得的。该方法还可以包括根据所述测量数据确定至少一个增益变化模型，该增益变化模型对所述至少一个探针信号的增益的任何表观变化进行建模，该增益的任何表观变化取决于该接触式探针围绕至少两个轴线的取向。可选地，至少一个轴线(接触式探针可以围绕其旋转)竖直地延伸。当存在至少两个轴线(接触式探针可以围绕其旋转)时，一个轴线可以竖直地延伸，而另一个可以水平地延伸。可选地，测量数据包括在围绕至少一个轴线的第一取向上获得的第一组测量数据、以及在围绕至少一个轴线的第二取向上获得的至少一个第二组测量数据。可选地，至少一个第二组测量数据不如第一组测量数据全面。可选地，至少一个第二组测量数据是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对接触式探针进行校准的方法，所述接触式探针具有可偏转触针并且被配置用于提供至少一个指示所述触针的偏转程度的信号，所述接触式探针安装在坐标定位机上，所述坐标定位机有助于所述接触式探针围绕至少一个轴线重新取向，所述方法包括：取得测量数据，所述测量数据是利用围绕至少一个轴线定位在多个不同取向上的接触式探针获得的；以及根据所述测量数据确定至少一个增益变化模型，所述增益变化模型对所述至少一个探针信号的增益的任何表观变化进行建模，所述增益的任何表观变化取决于所述接触式探针围绕所述至少一个轴线的取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 EP 16275164.81.一种对接触式探针进行校准的方法，所述接触式探针具有可偏转触针并且被配置用于提供至少一个指示所述触针的偏转程度的信号，所述接触式探针安装在坐标定位机上，所述坐标定位机有助于所述接触式探针围绕至少一个轴线重新取向，所述方法包括：取得测量数据，所述测量数据是利用围绕至少一个轴线定位在多个不同取向上的接触式探针获得的；以及根据所述测量数据确定至少一个增益变化模型，所述增益变化模型对所述至少一个探针信号的增益的任何表观变化进行建模，所述增益的任何表观变化取决于所述接触式探针围绕所述至少一个轴线的取向。2.如权利要求1所述的方法，其中所述测量数据是在围绕所述至少一个轴线的至少一个取向的多个不同的触针偏转下获得的。3.如权利要求2所述的方法，其中对于多个所述不同取向，测量数据是在多个不同的触针偏转下获得的。4.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述接触式探针被配置用于提供至少第一探针信号和第二探针信号，并且其中所述至少一个增益变化模型对所述至少第一探针信号和第二探针信号的增益的任何表观变化进行建模，所述增益的任何表观变化取决于所述接触式探针围绕所述至少一个轴线的取向。5.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述坐标定位机有助于所述接触式探针围绕至少两个轴线重新取向，并且其中所述方法包括：取得测量数据，所述测量数据是利用围绕所述至少两个轴线定位在多个不同取向的所述接触式探针获得的；以及根据所述测量数据确定至少一个增益变化模型，所述增益变化模型对所述至少一个探针信号的增益的任何表观变化进行建模，所述增益的任何表观变化取决于所述接触式探针围绕所述至少两个轴线的取向。6.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述测量数据包括在围绕所述至少一个轴线的第一取向上获得的第一组测量数据、以及在围绕所述至少一个轴线的第二取向上获得的至少一个第二组测量数据，其中所述至少一个第二组测量数据不如所述第一组测量数据全面。7.如权利要求6所述的方法，包括至少使用至少一个所述第二组测量数据来确定所述一个或多个探针信号的增益如何取决于所述接触式探针围绕所述至少一个轴线的取向而...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·西蒙·里斯，托比·约翰·迈因，詹姆斯·阿尔希·沙巴尼，
申请(专利权)人：瑞尼斯豪公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB