坐标测量机制造技术

一种坐标定位机或坐标测量机(CMM)，其具有配置为驱动单独轴驱动器和允许TCP/IP接口上的外部装置连接的代理模块的微处理器控制单元。外部装置通过嵌入在微处理器控制单元内的超文本传输协议服务器用于用户交互，或用于包括动态参数调谐和校准的高级任务。

【技术实现步骤摘要】
坐标定位机
本专利技术涉及一种自动坐标测量机(CMM)或一种配备有测量探头的计算机数控(CNC)机器，并且具体地，涉及这样一种机动坐标测量机，该机动坐标测量机设置有专用测量控制器，并且在管理、编程和适应考虑到测量系统中的变化的轴运动和探头提供较大的灵活性。
技术介绍
如何使用设置有移动轴和可定向头的坐标测量机(也称为CMM)是众所周知的，位于可定向头的端部的探头使得可以测量加工零件或任意物体的表面的坐标，且可以从测量点提取信息从而确定点、线、面和简单的几何形状。具体已知以下坐标测量机：具有带三个线性正交轴的移动桥框的坐标测量机；或另外地，具有仅带有旋转轴的关节臂的坐标测量机，其中测量探头紧固到关节臂的末端；或另外地，组合了线性轴和旋转轴的坐标测量机。坐标测量机通常具有编码器，所述编码器用于沿着每个独立轴在给定瞬间确定测量的位置，并且通过适当的校准，用于精确地获得与每个测量点有关的坐标。可定向头用于沿一个方向引导探头，以更靠近地移动待测量件而不会引起任何碰撞。测量探头可以是具有触针的触发探针，所述触针设置有设计成用于接触待测量零件的红宝石球(rubysphere)，或者测量探头还可以是非接触式探头，例如光学探头。还能区分手动测量机和机动测量机，在手动测量机中，探头由操作者手动移动，，所述机动测量机例如能够由操作者通过适当的远程方向控制确定自主运动，或根据基于模型或编程的预定程序来执行连续的接近运动以利用边缘检测系统确定尺寸。机动测量机有利地用于多个类似的或名义上相同的零件的尺寸控制。它们使得可以实现不依靠操作者的可重复的测量，但是另一方面，它们还需要很多时间来开发自动测量条件下的程序。在该情况下，测量程序被预先建立并且接着以对每个零件始终相同的方式执行。通常，坐标测量机由计算机控制，例如专用的工业PC，其中测量程序以包括测量探头必须以给定顺序和预定速度来行进的路径的一序列操作的形式存储。数字控制器适于该机器且以已知的方式连接到位置编码器和各轴的马达，所述位置编码器控制各轴的位移的管理。已知的测量机通由结合有出厂设置的若干个互联元件的系统控制。此外，为了限制动态影响，该系统限于比机器可执行的低很多的工作参数(例如：速度、加速度等)。此外，这些系统常常具有相当大的空间要求并且很难安装、维护以及与机器一起移动，并且它们增加了系统的尺寸。这些缺点对小型和中型系统尤为严重，且不适应这些类型的机器的动力学。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种比已知装置更简单且更紧凑的测量机。与众所周知的坐标测量机相比，本专利技术还能够通过提供对已知装置的调节过程的更好的动态管理来满足坐标测量机的需要。根据本专利技术，这些目的显著地通过主要方面的目的来实现，而从属方面示出了本专利技术有利的变形实施方式。根据主要方面，一种坐标定位机，该坐标定位机具有：测量探头，所述测量探头能够测量工件表面上的点的坐标，所述测量探头连接到能够按照一个或若干个位移轴来平移的移动平台；一个或若干个致动器，所述一个或若干个致动器配置为用于沿着所述位移轴移动所述测量探头；一个或若干个编码器，所述一个或若干个编码编码器对所述位移轴的位置进行编码；控制单元，该控制单元包括适于调节所述致动器中的一个的速度和位置的独立的数字轴操纵单元，其中一个或若干个所述数字轴操纵单元均包括用于存储该数字轴操纵单元的操作参数的存储寄存器，所述控制单元包括微处理器单元，该微处理器单元被编程为用于：从所述编码器读取所述位移轴的位置；计算位移指令，并基于位移程序将所述位移指令传送到一个或若干个所述数字轴操纵单元；通过访问相应的一个或若干个所述存储寄存器来设定一个或若干个所述数字轴操纵单元的操作参数；当所述测量探头到达确定点时，修改所述数字轴操纵单元的操作参数，所述控制单元还包括通信接口和代理模块，所述通信接口能连接到外部装置，所述代理模块配置为响应于由所述通信接口接收的数据来设定一个或若干个所述数字轴操纵单元的操作参数。根据一个从属方面，所述代理模块配置为响应于由所述通信接口接收的数据而向一个或若干个所述数字轴操纵单元传送位移指令，和/或配置为向所述通信接口传送所述位移轴的位置。根据一个从属方面，所述控制单元包括超文本传输协议服务器。根据一个从属方面，将所述代理模块编程到所述微处理器单元中。根据一个从属方面，该坐标定位机结合有调节单元，该调节单元被编程以调谐经由所述通信接口存储在一个或若干个所述数字轴操纵单元的所述存储寄存器中的操作参数。根据一个从属方面，所述调节单元配置为向一个或若干个所述数字轴操纵单元发出位移指令，并且基于所述位移轴的运动来计算存储在一个或若干个所述数字轴操纵单元的所述存储寄存器中的操作参数。根据一个从属方面，每个致动器均连接到转速计，所述转速计向所述数字轴操纵单元供应速度信号，所述数字轴操纵单元适于基于所述速度信号调节所述致动器的速度。根据一个从属方面，所述位移轴包括平移轴和旋转轴。根据一个从属方面，所述外部装置被操作配置为分析所述坐标定位机对实时位移指令的动态响应、计算动态模型并计算用于一个或若干个所述数字轴操纵单元的操作参数、以及将所述操作参数存储在相应的所述存储寄存器中。附图说明本专利技术的实施方式的示例由附图示出，其中：图1概略地示出具有移动桥框的测量机；图2概略地示出图1的测量机的结构；图3概略地示出了根据本专利技术一个方面的控制单元的结构；图4示出了采用本专利技术的测量机的使用的示例；图5示意地示出了根据本专利技术一个方面的控制单元的结构。具体实施方式为了简洁的目的，下面的说明和附图将涉及坐标测量机(CMM)中的专利技术的实施方式。然而，必须理解的是，本专利技术不如此被限制并且可等同地应用于其他类型的定位机器和系统，例如像机床或机器人，其中测量头或测量工具连接到可移动的控制平台。同样，下面的说明关于具有三个线性轴和自由度的机器和相对运动控制器，但这不是限制本专利技术，本专利技术包括具有任意数量的线性轴或旋转轴的定位系统。图1示出了具有移动桥框的传统类型的坐标测量机。待测量零件位于工作台20上。桥框40沿着水平轴Y相对工作台20行进，支架50能够在桥框的横向滑座上沿着水平轴X滑动，而测量头60能够沿着竖直轴Z移动以定位测量头和探头，从而通过在坐标测量机的三维测量空间中位于任意位置的探头来测量零件。测量头可被定向和指引以使得其可以将探针定向在为适于测量的方向。桥框40、支架50的移动以及测量头60沿着轴XYZ的定位借助位置编码器(在该图中不可见)来实现且传送到控制单元，该控制单元能够捕获测量系统在检测工件表面时的瞬时的XYZ坐标。因此测量系统的取向、探头参数以及接近方向使得可以确定包括测量表面的取向的特性，并且可以计算由探针150的末端154测量的零件200获得的接触点的位置。测量头可分别是手动定向类型或机动类型，控制单元根据由可定向头的编码器或由之前测量的探头的给定取向的固定补偿供应的角度信息来计算接触点的位置。在机动机器的情况下，根据记录在控制单元中的位移程序，或跟随操作者的实时控制(操作者例如通过键盘123或其他输入装置独立控制这些轴)，由马达(例如直流马达)执行沿着轴XYZ的位移。在下面的描述中使用图1的坐标测量机，该坐标测量机包括依据桥框结构的三个线性正交轴。然而必须强调的是，该结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐标定位机，该坐标定位机具有：测量头或工具，所述测量头或工具连接到能够按照一个或若干个位移轴来平移的移动平台；一个或若干个致动器，所述一个或若干个致动器配置为用于沿着所述位移轴移动所述测量探头；一个或若干个编码器，所述一个或若干个编码编码器对所述位移轴的位置进行编码；控制单元，该控制单元包括适于调节所述致动器中的一个的速度和/或位置的独立的数字轴操纵单元，其中一个或若干个所述数字轴操纵单元均包括用于存储该数字轴操纵单元的操作参数的存储寄存器，所述控制单元包括微处理器单元，该微处理器单元被编程为用于：从所述编码器读取所述位移轴的位置；计算位移指令，并基于位移程序将所述位移指令传送到一个或若干个所述数字轴操纵单元；通过访问相应的一个或若干个所述存储寄存器来设定一个或若干个所述数字轴操纵单元的操作参数，所述控制单元还包括通信接口和代理模块，所述代理模块配置为响应于由所述通信接口接收的数据来设定一个或若干个所述数字轴操纵单元的操作参数。

【技术特征摘要】
2011.06.01 EP 11168477.51.一种坐标定位机，该坐标定位机具有：测量探头，所述测量探头能够测量工件表面上的点的坐标，所述测量探头连接到能够按照一个或若干个位移轴来平移的移动平台；一个或若干个致动器，所述一个或若干个致动器配置为用于沿着所述位移轴移动所述测量探头；一个或若干个编码器，所述一个或若干个编码编码器对所述位移轴的位置进行编码；控制单元，该控制单元包括适于根据数字控制算法调节所述致动器中的一个的速度和位置的独立的数字轴操纵单元，其中一个或若干个所述数字轴操纵单元均包括用于存储该数字轴操纵单元的所述数字控制算法的操作参数的存储寄存器，所述控制单元包括微处理器单元，该微处理器单元被编程为用于：从所述编码器读取所述位移轴的位置；计算位移指令，并基于位移程序将所述位移指令传送到一个或若干个所述数字轴操纵单元；通过访问相应的一个或若干个所述存储寄存器来设定一个或若干个所述数字轴操纵单元的所述数字控制算法的操作参数；当所述测量探头到达确定点时，修改所述数字轴操纵单元的所述数字控制算法的操作参数，所述控制单元还包括通信接口和代理模块，所述通信接口能连接到外部装置，所述代理模块配置为响应于由所述通信接口接收的数据来设定一个或若干个所述数字轴操纵单元的所述数字控制算法的操作参数。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡尔·乔迪尔，本杰明·乌里奥德，
申请(专利权)人：特莎有限公司，
类型：发明
国别省市：