用于坐标测量机及相应工具的工具架制造技术

用于坐标测量机工具的工具架，其中工具架的导轨和保持表面被设置在存在垂直偏移量的两个平面上，由此使得工具被分离时发生倾斜。本发明专利技术的设置允许了分离期间的机械应力能被显著地减小。这种减小归结于工具倾斜以及残余的磁性力，该磁性力被分配到三个保持点，对于连接精度以及工具架的工具定位具有积极效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可连接到坐标测量机上的工具系统，例如探针、视频摄像 头或者其它任意机械的或光学的最好能发送电信号的测量工具，还涉及一种工 具架，该工具架在j柳测量机及相应工具进行观懂操作期间能够允许工具自动 地更换。本专利技术并不局限于度量衡领域或者尺寸测量，还可应用于具有互换工 具的机器Xi:或者其它任意一种包括自动互换工具的系统。
技术介绍
具有自动互换工具的坐标测量机的几个示例己为人所知。它们基本都是测 量系统，该系统中测量机的移动头和工具具有相互接合装置，所述接合装置能 够自动锁定及解锁，并且能够在测量机的测量头与被选中工具之间确立一种非 常精确且稳定的机械连接。已知系统也具有位于测量机工作空间的工具架，所述测量机肖巨够在该工具 架内根据下一步任务的需要将工具置于测量操作的一端以及将工具取回。测量 机这样就肖,根据程序运行的先后顺序或者根据操作者的手动指令来执行一系 列MV的测量。测量头和不同工具之间连接的精度对于测量的准确度来说显然是非常重要 的。这种连接具有高再现性也是非常重要的，这样可以在每次工具更换中避免 校准操作。为此，在测量头和工具之间通常提供具有精确六个连接点的均衡连 接，以使得育的多准确地决定工具相对测量头的定位。专利申请EP1577050描述 一种具有三个销和三个球接合的连接，所 肖的轴线在测量头上间隔120 ° ，所述三个球接合对应地定位在工具上，这样就产生了均衡连接，也就是说 在这种连接下，工具由精确六个线性独立的机械约束保持在其位置。在这种系 统中，工具的位置和约束力被精确地确定。这种类型的连接中，精确度依赖于接触表面的特性。因此，在连接和分离操作期间避免或限制会更改或改变这些表面的震动是重要的。文献US4651405描述一种测量工具，其被设置 过机械连接而被连接在 坐标测量机的臂上，该机械连接使用工具上的附属物与观糧头的凸轮相接合。 所述工具当凸轮转动90。时被锁定到测量机上，该凸轮的转动是由另外提供在 此用于该目的的工具所完成。如果这个操作是自动的，那么工具架必须包含一 个或几个致动器，根据需要将凸轮和开关从锁定位置致动到解锁位置以及根据 需要进行相反操作。对于工具架的各个位置，这些装置都具有致动器用于致动凸轮以及分别地 锁定及解锁所述工具。这些致动器以及关联的控制装置，增加了工具架的复杂 性以及成本并且需要所述的凸轮系统。专利技术申请EP416524描述了探针以及连接在测量头和探针之间具有磁性连 接的工具架，该工具架具有永磁体和电磁体。当工具被切换时，磁力倉詢多被测 量头中的电磁体所抵消，从而允许测量头与工具分离。专利US5028901描述了 一种类似的系统，该系统中电磁体位于测量头外部并且与测量头分离。这些已知系统的一个限制是需要附加的元件，附加的元件增加了测量头的 成本、复杂性和尺寸。专利EP626492描述了一种通过磁体连接到针体上的可互换探针。该针不 具有被设计用来将该针与自动工具切换系统相连接的元件。专利US4604787描述了一种具有互换工具的工业机器人臂，该机器人臂能 够将工具置于工具架的存放装置中以及从同样的工具架上抓取新工具。工具架 具有用于工具的存放装置，工具能够沿着与存放装置轴线横向的方向被滑动并 且被轴向地保持。在轴向分离力超过预定阀值的作用下，机器人臂和工具之间 的机械连接自动地打开。专利EP566719描述了一种工具系统和工具架，工具架中的工具具有永磁 体并且被磁力地保持在对应的测量头上。在轴向分离力ffit磁性吸弓l作用下， 工具架上的工具与测量头之间的分离会发生，这与文献US4604787中描述的方 式相似c在这些系统中，分离工具所需的轴向力是相当大的，这导致了获得高精度 的问题。对于测量系统的精确度来说，使工具架、工具以及测量机的臂不承受 过高的机械应力是重要的，这种过高的应力会导致调整的损失以及测量不精确。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是提出一种可互换工具以及一种脱离已知装置限制的对 应的工具架。本专利技术还着眼于提高工具切换操作的精度以及可重复性。这些目标通过一种装置来实现，该装置是独立权利要求的内容，可选择的 特征在从属权利要求及说明书中得以介绍。附图说明本专利技术实施例的示例通过所附附图的解释在说明书得以介绍，其中图1所示为根据本专利技术一个实施例的工具架，该工具架具有用于多个工具 的存放體图2所示为图1中工具架，其存放^S被一个工具占用，本实施例中有一 个用于坐标测量机的探针；图3所示为根据本专利技术一个方面的创新工具架，该工具架处在折叠位置；图4所示为本专利技术的工具架的两个存放装置的详细情况，从立体图的上方 观察；图5所示为本专利技术的工具架的两个存放装置的详细情况，从立体图的下方 观察；图6所示为当工具从测量头上脱离后，工具在工具架上的位置；以及图7用图表显示了根据本专利技术一个方面的装置中工具脱离时的磁力。 专利技术实施例图1所示为工具架20，其设计专门用于容纳坐标测量机(CMM)的可互 换工具200，接下来的描述都指的是这种专门的应用。然而本专利技术并不局限于 这种应用，而是可以理解的是，本专利技术也可应用在适用于自动机械工具、工业 机器人以及其它任意具有可互换工具的工具架上。工具架20具有底座85 ，该底座用于将工具架紧固在CMM的操作空间内。 一般地，底座85被稳定地紧固到机器的基准面(不可见)，该基准面上还布置 有测量元件。其它设置也是可行的。工具架20在测量机的附图标记中的位置 在测量之前以及工具更换时被确定，例如通过标定操作中被标明的一系列预先 确定的参考点的坐标，确定所述标定操作为本领域技术人员所公知。接下来的说明当中，垂直方向指的是与测量机的基准面相垂直的方向，该 基准面通常为一个水平基准面。这些常规方向的基准具有的唯一 目的是提高说 明书的可读性而不是限制本专利技术，也适用于沿着空间内任意方向取向的工具 架。相对这些常规方向，术语"向上"和"向下"，"上部"和"下部"被认 为是说明性而非限制性的词语。工具架20最好具有多个存放装置，用于存储多个工具200。在这种方式下， 可以使用不同工具来执行复杂的测量，在每次需要时，CMM被设置劇各工具 放置在工具架20的可用存放装置中，接着在需要时取回放在存放装置上的另 一个工具。方便地，参考图2，存放装置被上部体650支承，借助臂83相对 底座85升高，从而育的多容纳各种高度的工具而不必担心与基准面相接触。参考图3，臂83最好沿着轴81和82铰接，使得在碰撞情况下能够折叠。 以这种方式，可以减小例如在观糧机上进行错误操作之后产生损坏的风险，测 量丰/Lh的错误操作，会导致在测量头，或者甚至在测量头和工具架之间的震动。 在通常情况下，工具架20被已知类型的精确弹性^g保持在图2中的非折叠 位置，该弹性^S没有表示出来。震动缓冲器，在图中也看不到，在震动情况 下缓冲工具架的折叠。^存放装置最好具有保护罩50，在图4中可以详细地看到，该保护罩能 够沿着水平方向在一个幵放位置和一个关闭位置之间滑动，在开放位置，对应 的存放装置是可以itA的，而在关闭位置，保护存放装置和其中的任一工具。 根据一个实施例，保护罩50还可以锁定在开放位置。#^存放装置都具有导轨60，以允许工具沿着水平方向被插入到存放装置 中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工具架，用于存放坐标测量机的一个或多个工具，每个工具都能以可移动方式连接到坐标测量机的移动臂上，具有至少一个用于存放工具的存放装置，所述的至少一个存放装置包括：导轨，允许工具沿着第一方向插入到存放装置中，并且可以沿着第一方向从存放装置移除，保持表面，用于限制工具在第二方向上的运动，其中所述导轨和所述保持表面被设置为使所述工具倾斜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P乔迪尔，B武伊洛德，
申请(专利权)人：六边形度量衡股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]