旋转探针支撑件的配件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于使探针支撑件(250)旋转的配件(100)，该探针支撑件(250)包括被安装在位置确定设备上的第一构件(260)以及与第一构件(260)以可旋转的方式联接并被配置成支撑探针的第二构件(270)。配件(100)包括：主体(110、111)和第一接收部分(125)，该第一接收部分(125)被配置成接收所述第二构件(270)和/或由所述第二构件(270)支撑的探针(300)的一部分并与其接合。配件(100)还包括机械传动件(120、122、140)，该机械传动件(120、122、140)被配置成将第一接收部分(125)的相对平移运动转换成第一接收部分(125)相对于主体(110、111)的相对旋转。的相对旋转。的相对旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转探针支撑件的配件


[0001]本专利技术涉及用于可旋转地支撑探针的可旋转支撑件，以及用于将探针支撑件旋转所需角度的配件和方法。重要但非排他地，本专利技术由用于将探针安装到坐标测量机(CMM)的非机动化的、可重定向且可转位的支撑件来体现。在本专利技术的上下文中，术语“探针”表示能够读取工件表面上的坐标或者工件的任何特征(比如精加工状态、温度或成分)的任何装置。本专利技术特别适合于表面特征的测量，但是也可以例如通过无创超声或Focault电流分析来应用于内部缺陷或特征的检测。
[0002]探针支撑件被配置成可旋转地支撑表面感测装置，该表面感测装置用于多种设备中，诸如所提及的坐标机、扫描机、机床、检查/测量机器人或任何其它合适的设备。表面感测装置可以用于测量工件表面上的点的坐标或测量表面的其它特征，诸如粗糙度、硬度或材料缺陷。

技术介绍

[0003]坐标测量机(为简便起见称为CMM)是已知的，并且在尺寸计量领域中使用。在许多情况下，CMM包括：参考表面，例如经校正的花岗岩平面，待测量的工件可以被放置在该经校正的花岗岩平面上；以及可移动支撑件，该可移动支撑件可以通过合适的执行器和编码器的组件来精确地定位在三个坐标XYZ上。安装在可移动支撑件上的表面感测探针提供相对于工件表面的位置或其它信息。
[0004]已知借助两轴探针头将探针安装在CMM的可移动支撑件上，该两轴探针可以绕两个相互垂直的轴相对于固定结构旋转，此外，如在EP2889573A1中所述。探针头将探针相对于待测量的表面以适当的角度取向定位。/>[0005]例如在EP1610087中所述，安装在CMM上的坐标探针可以是简单的接触触发式探针，其确定接触的时刻，该探针又允许从CMM的XYZ坐标和探针取向确定接触点的位置。一些接触探针是响应于3D偏转的多维探针，其可以在多个方向上感测工件；然而，其它接触探针是单向的，或者经过优化以响应于沿着优选方向的偏转。
[0006]非接触探针(诸如干涉式、共聚焦或任何其它类型的光学探针)和超声传感器通常是单向探针：它们可以沿着一个方向感测表面，该方向通常由发射光束的轴确定。扫描表面以通过三角测量确定坐标点的扫描激光探针也具有优选的测量方向。
[0007]如上所述，两轴探针头没有足够的自由度以合适的方式来定向探针以测量工件的复杂特征，特别是当探针不能提供多维测量时(例如单向探针)。例如，测量钻孔的直径需要将探针插入孔中，并且随后围绕探针的纵向轴线旋转以感测孔的侧面。单向探针通常需要旋转元件来提供第三旋转轴线，以在测量工件时具有更大的通用性。
[0008]具有用于测量探针的旋转适配器的坐标测量系统在本领域中是已知的：EP2384851公开了一种CMM，该CMM包括可移动支撑件和模块化旋转附件，该模块化旋转附件包括致动器，该致动器被布置成在该可移动支撑件与探针连接器之间进行中间操作。该模块化旋转附件包括多个电信号连接件和光信号连接件以及致动器，以将旋转附件旋转至预
定角度。这种机动化的旋转附件昂贵、笨重并且构造和操作复杂。另外，它们消耗电能并且对加热探针做贡献。
[0009]非机动化的旋转适配器在本领域中也是已知的：DE10260670B4描述了一种通过将传感器保持在固定件中并且以把旋转适配器的轴作为中心的圆周运动使CMM臂移动直到到达所需角度取向来使安装在具有旋转适配器的两轴探针头上的光学线传感器旋转的方法。WO2008/029094描述了一种无源旋转适配器，该无源旋转适配器允许在将探针保持在固定位置的同时借助探针头的两个致动器中的一个致动器来旋转该无源旋转适配器所附接的表面感测探针。然而，这些旋转方法不适用于分度旋转附件，该分度旋转附件具有离散且可重复的角位置，该角位置由诸如齿轮或球和凹槽的闩锁机构确定。
[0010]WO2009/109764中描述的方法包括将表面感测装置从其支撑件断开(优选地，分离到支架中)，使支撑构件旋转，然后以新的取向重新连接装置。然而，在测量过程期间反复断开和重新连接装置非常耗时，并且如果需要精确定位，则需要重新校准。
[0011]WO2015/155209描述了一种集成到探针中的分度旋转适配器，其必须手动进行旋转。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是消除或至少减轻一些现有技术的上述缺点。
[0013]根据本专利技术，该目的借助权利要求1的配件、权利要求12的计量套件和权利要求16的方法来实现。
[0014]该解决方案提供了安装在位置确定设备上并借助外部附件(即，不是探针或探针支撑件的一部分的配件，该附件在表面感测期间与探针或探针支撑件断开连接)以半自动或全自动方式支撑探针的探针支撑件的旋转，而无需将探针与探针支撑件断开连接。如果需要，还可以手动旋转探针支撑件。
[0015]而且，该解决方案准许利用无源的、可转位的探针支撑件来替换机动化的探针支撑件。这种替换不仅在制造和操作探针支撑件方面是有利的，而且由于减少了由马达引起的热膨胀和由于支撑件的重量引起的偏转还提供了探针的更精确的角度定位。
[0016]尤其是，该解决方案为机动化的双轴探针头提供了经济高效、体积较小的第三旋转轴线，特别是用于支撑用于在工件上进行通孔测量的单向探针。
附图说明
[0017]借助于通过示例的方式给出并通过附图例示的实施方式的描述，将更好地理解本专利技术，其中：
[0018]图1示出了具有可旋转地支撑光学线传感器的探针支撑件以及呈用于使探针支撑件旋转的台形式的配件的位置确定设备。
[0019]图2至图5示出了图1的探针支撑件的细节和剖面图。
[0020]图6至图9示出了用于使图1的探针支撑件旋转的配件的细节和剖面图。
[0021]图10示出了探针连接器与用于提供探针支撑件的旋转的台的对准。
具体实施方式
[0022]本专利技术涉及用于使探针支撑件旋转的配件、套件和方法，该探针支撑件被布置成在位置确定设备与探针之间进行中间操作以相对于该设备向探针提供可旋转支撑。有利地，探针支撑件可以布置成在位置确定设备的可移动支撑件与探针的探针连接器之间进行中间操作，其中，可移动支撑件通过合适的致动器和编码器的组件精确地定位在三坐标系中。
[0023]根据本专利技术，“探针支撑件”表示被配置成安装在位置确定设备上(特别是在其移动平台上)并被配置成向探针提供可旋转支撑的任何结构。位置确定设备可以是诸如上述坐标机的尺寸计量机，也可以是扫描机、机床、检查/测量机器人或任何其它合适的(尺寸计量、检查和/或测量)设备。
[0024]探针支撑件借助以下构件来为探针提供可旋转支撑：
[0025]-第一构件(固定构件)，该第一构件最终借助(模块化或可拆卸的)旋转接头被安装或能够安装在位置确定设备(特别是其移动平台)上，以及
[0026]-第二构件(旋转构件)，该第二构件与第一构件可旋转地联接，第二构件最终借助(模块化或可拆卸的)连接元件来支撑或被配置成支撑探针，以将探针可操作地连接至位置确定设备。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使探针支撑件(250)旋转的配件(100)，所述探针支撑件(250)包括安装在位置确定设备(1)上的第一构件(260)以及与所述第一构件(260)以可旋转的方式联接并被配置成支撑探针的第二构件(270)，所述配件(100)包括：主体(110、111)；第一接收部分(125)，所述第一接收部分(125)被配置成接收并接合所述第二构件(270)的一部分和/或由所述第二构件(270)支撑的探针(300)；机械传动件(120、122、140)，所述机械传动件(120、122、140)被配置成将所述第一接收部分(125)的相对平移运动转换成所述第一接收部分(125)相对于所述主体(111)的相对旋转；其中，所述机械传动件(120、122、140)被配置成将所述第一接收部分(125)沿着第一轴线(121)的平移运动转换成所述第一接收部分(120)围绕相同的第一轴线(121)或围绕平行于所述第一轴线(121)的另一轴线的旋转。2.根据权利要求1所述的配件，所述配件包括施加保持力的机构(130)，以用于：将所述第一接收部分(125)相对于所述主体(111)保持在静止位置，和/或使所述第一接收部分移回到所述静止位置；优选地，所述机构包括弹簧，特别是螺旋弹簧(130)，用于在所述第一接收部分(125)与所述主体(111)之间提供所述保持力。3.根据权利要求2所述的配件，其中，所述机械传动件被配置成响应于所述第一接收部分(125)相对于所述主体(111)从所述静止位置到阈值位置的平移而使所述第一接收部分(125)旋转恒定角度，优选地，所述恒定角度在5
°
至30
°
的范围内。4.根据权利要求2所述的配件，其中，所述机械传动件(120、122、140)被配置成使所述第一接收部分(125)旋转可变角度，所述可变角度与所述第一接收部分(125)从所述静止位置的相对位移成比例和/或是所述相对位移的函数。5.根据权利要求4所述的配件，所述第一接收部分包括螺旋形螺纹部分(122)，所述螺旋形螺纹部分(122)与静态地连接至所述主体(111)的至少一个突起协作。6.根据权利要求1至5中任一项所述的配件，所述配件还包括保持机构(150)，所述保持机构(150)允许所述第一接收部分(125)仅在一个旋转方向上的旋转运动。7.根据权利要求1至6中任一项所述的配件，所述配件还包括第二接收部分(165)，所述第二接收部分(165)被配置成接收所述探针支撑件的所述第二构件的一部分和/或所述探针(300)并与所述探针支撑件的所述第二构件的所述一部分和/或所述探针(300)接合；其中，所述机械传动件(120、122、140、170、160、171、172)被配置成将所述第二接收部分(165)的平移运动转换成所述第二接收部分(165)在相对于由所述第一接收部分(125)提供的旋转的相反旋转方向上的旋转。8.根据权利要求7所述的配件，其中，所述机械传动件被配置成将所述接收部分沿着第二轴线(161)的平移运动转换成所述接收部分围绕相同的第二轴线(161)的旋转；优选地，所述第二轴线(161)平行于所述第一轴线(121...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：特莎有限责任公司，
类型：发明
国别省市：