一种便携式关节臂坐标测量机（AACMM）可以包括：可人工定位的关节臂部；附接到第一端的测量装置；AACMM的结构部件，其中，该结构部件具有轴向方向；至少三个应变计传感器，其耦接到结构部件，每个应变计传感器均具有灵敏轴，其中每个应变计传感器的灵敏轴近似平行于轴向方向地定向，每个应变计传感器近似与垂直于轴向方向的横向平面相交，每个应变计传感器产生模拟应变计信号，并且应变计传感器被布置成提供足以用于确定存在于结构部件和横向平面两者上的任何点处的弯曲应变的数据；以及电子电路，其接收位置信号并提供与测量装置的位置对应的数据。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】嵌入型臂式应变传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2010年I月20日提交的临时申请第61/296，555号的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
本专利技术涉及一种坐标测量机，更具体地，涉及一种具有应变计传感器的便携式关节臂坐标测量机，该应变计传感器被配置成测量该便携式关节臂坐标测量机的结构部件的应变。已发现便携式关节臂坐标测量机(AACMM)广泛用于制造或生产零 件，其中，在制造或生产(例如，机械加工)零件的各个阶段期间需要快速且精确地检验零件的尺寸。便携式 AACMM代表对已知的、静止或固定的、成本高且相对难以使用的测量装置的巨大改进，特别是在对相对复杂的零件进行尺寸测量所花费的时间量方面的巨大改进。通常，便携式AACMM 的用户沿着待测量的零件或对象的表面仅引导探针。然后，测量数据被记录并提供给用户。 在一些情况下，以可视形式(例如，计算机屏幕上的三维(3-D)形式)将数据提供给用户。在其它情况下，以数字形式将数据提供给用户，例如，当测量孔的直径时，在计算机屏幕上显示文本“直径=1.0034”。在共同转让的美国专利第5，402，582号(‘582)中公开了现有技术的便携式关节臂CMM的示例，其全部内容通过引用合并于此。‘582专利公开了一种3-D测量系统，该3-D 测量系统包括在一端具有支撑基部而在另一端具有测量探针的手动操作的关节臂CMM。共同转让的美国专利第5，611，147号(‘147)(其全部内容通过引用合并于此)公开了一种类似的关节臂CMM。在‘147专利中，关节臂CMM包括若干特征，这些特征包括在探针端的附加旋转轴，由此提供具有二 -二- 二或者二 -二-三轴配置的臂(后一种情况为七轴臂)。需要能够测量与AACMM相关联的应变的设备和方法。
技术实现思路
示例性实施例包括一种便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，其用于测量对象在空间中的坐标，所述便携式关节臂坐标测量机包括可人工定位的关节臂部，其具有相对的第一端和第二端，所述臂部包括多个连接的臂段，多个连接的臂段包括与第一端邻近的臂段， 每个臂段包括至少一个用于产生位置信号的位置变换器；附接到所述第一端的测量装置； AACMM的结构部件，其中，该结构部件具有轴向方向；至少三个应变计传感器，其耦接到结构部件，每个应变计传感器均具有灵敏轴，其中每个应变计传感器的灵敏轴近似平行于轴向方向地定向，每个应变计传感器近似与垂直于轴向方向的横向平面相交，每个应变计传感器产生模拟应变计信号，并且应变计传感器被布置成提供足以用于确定存在于结构部件和横向平面两者上的任何点处的弯曲应变的数据；以及电子电路，其接收位置信号并提供与测量装置的位置相对应的数据。另一示例性实施例包括一种用于测量关节臂坐标测量机(AACMM)中的应变的方法，包括设置如下部分可人工定位的关节臂部，其具有相对的第一端和第二端，所述臂部包括多个连接的臂段，每个臂段均附接到至少一个轴承支架，多个连接的臂段包括与所述第一端邻近的臂段，每个臂段均包括至少一个用于产生位置信号的位置变换器；附接到所述第一端的测量装置；关节臂坐标测量机的结构部件，其中，该结构部件具有轴向方向； 布置在结构部件上的至少第一应变计传感器，每个应变计传感器产生模拟应变计信号；将模拟应变计信号的组合转换成至少一个数字应变计信号；通过所述至少一个轴承支架中的至少一个将至少一个数字应变计信号发送至电子电路，该电子电路接收位置信号和至少一个数字应变计信号；提供并存储与测量装置的 位置相对应的数据；以及存储至少一个数字应变计信号。附图说明现在参照附图示出示例性实施例，这些示例性实施例不应该被解释为对于本公开内容的整个范围的限制，并且其中，在几幅图中以相似的方式对元件标号包括图IA和图IB的图I是其中具有本专利技术的各个方面的实施例的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)的透视图；包括合在一起的图2A-2D的图2是被用作根据实施例的、图I中的AACMM的一部分的电子装置的框图；包括合在一起的图3A和图3B的图3是描述根据实施例的、图2中的电子数据处理系统的详细特征的框图；图4示出了示出AACMM的部件的弯曲的、图I的AACMM的示意图；图5示出布置在AACMM的结构部件上的示例性应变计传感器的视图；以及图6是根据示例性实施例的用于检测应变的方法的流程图。具体实施例方式示例性实施例包括如下系统和方法该系统和方法用于测量便携式关节臂坐标测量机的臂段上的应变以补偿测量结果，从而改进精度，或者警告操作者需要校正操作。图IA和图IB以立体方式示出了根据本专利技术的各个实施例的便携式关节臂坐标测量机(AACMM) 100，关节臂是一种类型的坐标测量机。如图IA和图IB所示，示例性AACMM 100可以包括六轴或七轴的关节测量装置，该测量装置在一端处具有耦接至AACMM 100的臂部104的测量探针壳体102。臂部104包括通过第一组轴承支架110 (例如，两个轴承支架)而耦接至第二臂段108的第一臂段106。第二组轴承支架112 (例如，两个轴承支架) 将第二臂段108耦接至测量探针壳体102。第三组轴承支架114 (例如，三个轴承支架)将第一臂段106耦接至位于AACMM 100的臂部104的另一端的基部116。每组轴承支架110、 112、114都提供了多轴关节移动。此外，测量探针壳体102可以包括AACMM100的第七轴部的轴(例如，AACMM 100的第七轴中包括确定测量装置(例如，探针118)的移动的编码器系统的盒)。在使用AACMM 100时，基部116通常固定到作业表面。各轴承支架组110、112、114内的每个轴承支架典型地包括编码器系统(例如，光学角编码器系统)。编码器系统(即，变换器)提供对各个臂段106、108和对应的轴承支架组 110、112、114的位置的指示，所有这些指示一起提供探针118相对于基部116的位置(以及因而由AACMM100测量的对象在某个参照系中的位置一例如局部参照系或全局参照系)的指示。臂段106和臂段108可以由刚性适当的材料制成，诸如但不限于例如碳复合材料。具有六轴或七轴的关节移动(即，自由度)的便携式AACMM 100提供了下述优点在提供可以由操作员容易地操纵的臂部104的同时允许操作员将探针118放置在基部116周围360° 区域内的期望位置。然而，应该认识到，具有两个臂段106、108的臂部104的图示仅为了示例性目的，而要求保护的本专利技术应该不限于此。AACMM 100可以具有通过轴承支架耦接在一起的任意数量的臂段(以及因而多于或少于六轴或七轴的关节移动或自由度)。探针118可拆卸地安装至测量探针壳体102，测量探针壳体102连接至轴承支架组112。柄126可经由例如快速连接接口而相对于测量探针壳体102移除。可以用其它装置(例如，激光线探针、条形码阅读器)来替换柄126，由此提供允许操作员将不同的测量装置与同一 AACMM 100—起使用的优点。在示例性实施例中，探针壳体102容纳可移除的探针118，可移除的探针118是接触式测量装置并且可以具有与待测量的对象物理接触的不同尖端118，包括但不限于球型探针、触敏型探针、弯曲型探针以及延伸型探针。在其它实施例中，测量例如由诸如激光线探针(L本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.20 US 61/296,5551.一种便携式关节臂坐标测量机(AACMM)，用于测量对象在空间中的坐标，所述便携式关节臂坐标测量机包括 人工可定位的关节臂部，其具有相对的第一端和第二端，所述臂部包括多个连接的臂段，所述多个连接的臂段包括与所述第一端邻近的臂段，每个臂段包括至少一个用于产生位置信号的位置变换器； 附接到所述第一端的测量装置； 所述AACMM的结构部件，其中，所述结构部件具有轴向方向； 至少三个应变计传感器，其耦接到所述结构部件，每个应变计传感器均具有灵敏轴，其中每个应变计传感器的灵敏轴近似平行于所述轴向方向地定向，每个应变计传感器近似与垂直于所述轴向方向的横向平面相交，每个应变计传感器产生模拟应变计信号，并且所述应变计传感器被布置成提供足以用于确定存在于所述结构部件和所述横向平面两者上的任何点处的弯曲应变的数据；以及 电子电路，其接收所述位置信号并提供与所述测量装置的位置相对应的数据。2.根据权利要求I所述的AACMM，还包括模数转换器电路，所述模数转换器电路将所述模拟应变计信号的一些组合转换成多个数字应变计信号，其中，所述电子电路接收所述多个数字应变计信号。3.根据权利要求2所述的AACMM，其中，所述电子电路计算所述结构部件的最大弯曲的幅度和方向。4.根据权利要求3所述的AACMM，其中，所述电子电路使用来自所述至少三个应变计传感器的所述数字应变计信号来修改所提供的与所述测量装置的位置相对应的数据。5.根据权利要求4所述的AACMM，还包括捕获信号，其中，响应于所述捕获信号收集所述位置信号和所述数字应变计信号。6.根据权利要求4所述的AACMM，还包括从补偿过程获得并存储在所述电子电路中的参数，其中，所述参数部分地通过由所述AACMM响应于所述臂段的移动而收集数据来获得。7.根据权利要求6所述的AACMM，其中，所述电子电路使用所述参数和所计算出的最大弯曲的幅度和方向来修改所提供的与所述测量装置的位置相对应的数据。8.根据权利要求3所述的AACMM，其中，所述结构部件具有热膨胀系数，并且所述应变计传感器被选择为匹配所述结构部件的热膨胀系数。9.根据权利要求3所述的AACMM，还包括第四应变计传感器。10.根据权利要求3所述的AACMM，其中，所述电子电路响应于所述应变计信号而产生警告。11.根据权利要求10所述的AACMM，其中，所述警告是视觉警告和听觉警告之一。12.根据权利要求10所述的AACMM，其中，当所述弯曲应变具有超出预定限值的值时产生所述警告。13.一种用于测量关节臂坐标测量机(AACMM)中的应变的方法，所述方法包括以下步骤 设置如下部分可人工定位的关节臂部，其具有相对的第一端和第二端，所述臂部包括多个连接的臂段，每个臂段附接到至少一个轴承支架，所述多个连接的臂段包括与所述第一端邻近的臂段，每个臂段包括至少一个用于产生位置信号的位置变换器；附接到所述第一端的测量装置；所述关节臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳姆·斯托克斯，保罗·C·阿特韦尔，
申请(专利权)人：法罗技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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