用于坐标测量机探头的模块化配置制造技术

一种用于坐标测量机的扫描探头的模块化配置包括：触针悬挂模块；触针位置检测模块；以及信号处理和控制电路模块。触针位置检测模块被配置成与触针悬挂模块分开组装，之后才安装到触针悬挂模块。信号处理和控制电路模块被配置成与触针位置检测模块和触针悬挂模块分开组装，之后才作为组装扫描探头的一部分刚性地耦接到触针位置检测模块。耦接到触针位置检测模块。耦接到触针位置检测模块。

【技术实现步骤摘要】
用于坐标测量机探头的模块化配置

技术介绍


[0001]本公开涉及精密计量，并且更具体地涉及坐标测量机探头。
[0002]相关技术描述
[0003]坐标测量机(CMM)可获得所检查工件的测量结果。在美国专利第8,438,746号中所描述的一种示例性现有技术CMM包含用于测量工件的探头、用于移动探头的移动机构以及用于控制移动的控制器，所述美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。美国专利第7,652,275号中描述了包含表面扫描探头的CMM，所述美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。如所述美国专利中所公开的，机械接触探头或光学探头可以扫描跨过工件表面。
[0004]在美国专利第6,971,183中还描述了采用机械接触探头的CMM，所述美国专利特此以全文引用的方式并入本文中。所述美国专利中所公开的探头包含具有探头尖端(即，表面接触部分)的触针、轴向运动机构和旋转运动机构。轴向运动机构包含允许探头尖端在测量探头的中心轴线方向(也被称为Z方向或轴向方向)上移动的移动构件。旋转运动机构包含允许探头尖端垂直于Z方向移动的旋转构件。轴向运动机构嵌套在旋转运动机构内部。基于旋转构件的位移和轴向运动移动构件的轴向位移确定探头尖端位置和/或工件表面坐标。
[0005]在美国专利公开号2020/0141714和2020/0141717中公开了CMM扫描探头中的用于进行触针位置测量的感应式位置检测器，所述美国专利公开中的每一个特此以全文引用的方式并入本文中。所公开的配置包含旋转感测线圈配置和相应轴向感测线圈配置。触针耦接的传导干扰器在运动体积中沿Z(轴向)和X
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Y(旋转)方向移动。生成线圈生成围绕干扰器和线圈的变化磁通量，并且线圈信号指示干扰器和/或触针位置。
[0006]可改善或以其它方式增强此类CMM扫描探头的配置(例如，关于易组装性和/或改善的操作特性等)将是期望的。

技术实现思路

[0007]提供本
技术实现思路
是为了以简化形式引入下文在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护主题的关键特征，也并非旨在用于帮助确定所要求保护主题的范围。
[0008]根据一个方面，提供了一种用于坐标测量机的扫描探头的模块化配置。用于该扫描探头的该模块化配置包括触针悬挂模块，该触针悬挂模块包括：触针耦接部分，该触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端的触针；以及触针运动机构，该触针运动机构使得该触针耦接部分能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得该触针耦接部分能够绕旋转中心进行旋转运动。
[0009]用于该扫描探头的该模块化配置还包括触针位置检测模块，该触针位置检测模块被配置成与该触针悬挂模块分开组装，之后才作为组装该扫描探头的一部分安装到该触针悬挂模块。当已安装时，该触针位置检测模块被配置成沿平行于该轴向方向并且名义上与
该旋转中心对准的中心轴线布置。该触针位置检测模块包括传感器配置，该传感器配置包括：场生成线圈配置，该场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈；顶部轴向感测线圈配置，所述顶部轴向感测线圈配置包括至少一个顶部轴向感测线圈；底部轴向感测线圈配置，该底部轴向感测线圈配置包括至少一个底部轴向感测线圈；以及多个顶部旋转感测线圈和多个底部旋转感测线圈。
[0010]该扫描探头的干扰器配置被配置成耦接到该触针悬挂模块。该干扰器配置包括提供干扰器区域的传导干扰器元件，其中该干扰器元件被配置成沿该中心轴线定位于干扰器运动体积中并且通过干扰器耦接配置耦接到该触针悬挂模块，并且响应于该触针悬挂模块的偏转而相对于未偏转位置在该干扰器运动体积中移动，其中该干扰器元件响应于该轴向运动而沿该轴向方向在操作运动范围+/
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Rz内移动并且响应于该旋转运动而沿正交于该轴向方向的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/
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Rx和+/
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Ry内移动。该场生成线圈配置被配置成响应于线圈驱动信号而在该干扰器运动体积中生成总体上沿该轴向方向的变化磁通量。
[0011]用于该扫描探头的该模块化配置还包括信号处理和控制电路模块，该信号处理和控制电路模块被配置成与该触针位置检测模块和该触针悬挂模块分开组装，之后才作为组装该扫描探头的一部分刚性地耦接到该触针位置检测模块。该信号处理和控制电路模块被配置成可操作地连接到该触针位置检测模块的(例如，该场生成线圈配置、轴向感测线圈配置和旋转感测线圈的)这些线圈以提供该线圈驱动信号，并且输入包括由相应的这些旋转感测线圈和这些轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示该干扰器元件、该触针耦接部分或该探头尖端中的一者或多者的轴向位置和旋转位置的信号(例如，在各个具体实施中，所输出的这些信号可指示该干扰器元件、该触针耦接部分和该探头尖端中的每一者的轴向位置和旋转位置)。
[0012]根据另一个方面，提供了一种用于坐标测量机的扫描探头。该扫描探头包括触针悬挂模块，该触针悬挂模块包括：触针耦接部分，该触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端的触针；以及触针运动机构，该触针运动机构使得该触针耦接部分能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得该触针耦接部分能够绕旋转中心进行旋转运动。
[0013]该扫描探头还包括触针位置检测模块，该触针位置检测模块沿平行于该轴向方向并且名义上与该旋转中心对准的中心轴线布置。该触针位置检测模块包括：
[0014]传感器配置，该传感器配置包括：
[0015]场生成线圈配置，所述场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈；
[0016]顶部轴向感测线圈配置，所述顶部轴向感测线圈配置包括至少一个顶部轴向感测线圈；
[0017]底部轴向感测线圈配置，该底部轴向感测线圈配置包括至少一个底部轴向感测线圈；以及
[0018]多个顶部旋转感测线圈和多个底部旋转感测线圈；以及
[0019]屏蔽配置，该屏蔽配置围绕该传感器配置定位并且包括用于屏蔽该传感器配置的导电材料。
[0020]该扫描探头还包括干扰器配置，该干扰器配置包括提供干扰器区域的传导干扰器元件。该干扰器元件沿该中心轴线定位于干扰器运动体积中，并且该干扰器元件通过干扰
器耦接配置耦接到该触针悬挂模块。该干扰器元件响应于该触针悬挂模块的偏转而相对于未偏转位置在该干扰器运动体积中移动，该干扰器元件响应于该轴向运动而沿该轴向方向在操作运动范围+/
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Rz内移动并且响应于该旋转运动而沿正交于该轴向方向的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/
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Rx和+/
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Ry内移动。所述场生成线圈配置响应于线圈驱动信号而在所述干扰器运动体积中生成总体上沿所述轴向方向的变化磁通量。
[0021]该扫描探头还包括信号处理和控制电路模块，该信号处理和控制电路模块被配置成可操作地连接到该触针位置检测模块的这些线圈以提供该线圈驱动信号，并且输入包括由相应的这些旋转感测线圈和这些轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示该干扰器元件、该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于坐标测量机的扫描探头的模块化配置，用于所述扫描探头的所述模块化配置包括：触针悬挂模块，所述触针悬挂模块包括：触针耦接部分，所述触针耦接部分被配置成刚性地耦接到具有探头尖端的触针；和触针运动机构，所述触针运动机构使得所述触针耦接部分能够沿轴向方向进行轴向运动并且使得所述触针耦接部分能够绕旋转中心进行旋转运动；触针位置检测模块，所述触针位置检测模块被配置成与所述触针悬挂模块分开组装，之后才作为组装所述扫描探头的一部分安装到所述触针悬挂模块，其中当已安装时，所述触针位置检测模块被配置成沿平行于所述轴向方向并且名义上与所述旋转中心对准的中心轴线布置，所述触针位置检测模块包括：传感器配置，所述传感器配置包括：场生成线圈配置，所述场生成线圈配置包括至少一个场生成线圈；顶部轴向感测线圈配置，所述顶部轴向感测线圈配置包括至少一个顶部轴向感测线圈；底部轴向感测线圈配置，所述底部轴向感测线圈配置包括至少一个底部轴向感测线圈；和多个顶部旋转感测线圈和多个底部旋转感测线圈；其中所述扫描探头的干扰器配置被配置成耦接到所述触针悬挂模块，所述干扰器配置包括提供干扰器区域的传导干扰器元件，其中所述干扰器元件被配置成沿所述中心轴线定位于干扰器运动体积中并且通过干扰器耦接配置耦接到所述触针悬挂模块，并且响应于所述触针悬挂模块的偏转而相对于未偏转位置在所述干扰器运动体积中移动，其中所述干扰器元件响应于所述轴向运动而沿所述轴向方向在操作运动范围+/
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Rz内移动并且响应于所述旋转运动而沿正交于所述轴向方向的正交的X方向和Y方向在相应操作运动范围+/
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Rx和+/
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Ry内移动，并且所述场生成线圈配置被配置成响应于线圈驱动信号而在所述干扰器运动体积中生成总体上沿所述轴向方向的变化磁通量；和信号处理和控制电路模块，所述信号处理和控制电路模块被配置成与所述触针位置检测模块和所述触针悬挂模块分开组装，之后才作为组装所述扫描探头的一部分刚性地耦接到所述触针位置检测模块，其中所述信号处理和控制电路模块被配置成可操作地连接到所述触针位置检测模块的所述线圈以提供所述线圈驱动信号，并且输入包括由相应的所述旋转感测线圈和所述轴向感测线圈提供的相应信号分量的信号，并且输出指示所述干扰器元件、所述触针耦接部分或所述探头尖端中的一者或多者的轴向位置和旋转位置的信号。2.根据权利要求1所述的模块化配置，还包括：探头盖。3.根据权利要求2所述的模块化配置，其中所述探头盖被配置成在所述扫描探头已组装时围绕所述触针位置检测模块。4.根据权利要求3所述的模块化配置，其中所述探头盖不被配置成在所述扫描探头已组装时直接刚性地附接到所述触针位置检测模块。5.根据权利要求3所述的模块化配置，还包括：所述探头盖与所述触针位置检测模块之间的至少最小间距，所述最小间距在所述扫描探头已组装时将所述探头盖与所述触针位置检测模块机械地隔离，并且其中所述间距被配置成减少原本由于对所述探头盖的外表面的
冲击而可能对所述触针位置检测模块造成的任何损坏。6.根据权利要求2所述的模块化配置，其中所述探头盖被配置成在所述扫描探头已组装时围绕所述信号处理和控制电路模块。7.根据权利要求6所述的模块化配置，其中所述探头盖不被配置成在所述扫描探头已组装时直接刚性地附接到所述信号处理和控制电路模块。8.根据权利要求6所述的模块化配置，其中所述经组装扫描探头被配置成在所述探头盖与所述信号处理和控制电路模块之间具有至少最小间距，所述最小间距在所述扫描探头已组装时将所述探头盖与所述信号处理和控制电路模块机械地隔离，并且其中所述间距被配置成减少原本由于对所述探头盖的外表面的冲击而可能对所述信号处理和控制电路模块造成的任何损坏。9.根据权利要求2所述的模块化配置，其中所述探头盖被配置成刚性地附接到所述触针悬挂模块。10.根据权利要求9所述的模块化配置，其中所述探头盖被配置成在所述扫描探头已组装时围绕所述信号处理和控制电路模块以及所述触针位置检测模块，但不被配置成在所述扫描探头已组装时直接刚性地附接到所述信号处理和控制电路模块或所述触针位置检测模块。11.根据权利要求1所述的模块化配置，其中：所述触针位置检测模块还包括第一安装部分，并且所述触针悬挂模块还包括第二安装部分，所述第一安装部分和所述第二安装部...

【专利技术属性】
技术研发人员：DA基内尔，CR哈姆纳，SE亨明斯，SA哈西拉，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：