CN101310162B - 测量头的调节装置 - Google Patents

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Abstract

一种测量头的调节装置，特别是一种用于简化测量探针(3)的校准的调节装置，该测量探针由坐标测量仪中的测量头支承，其中调节装置包括用于确定探针珠子(7)的被测位置的装置，并且其中设有旋转或移动或旋转且移动探针珠子的装置以确定探针珠子的新被测位置，由此能够确定探针珠子(7)的偏移。

Description

测量头的调节装置
技术领域
本发明涉及一种测量头的调节装置，特别是一种用于简化固定在测量头上的测量探针的校准的调节装置。
背景技术
测量头通常被用于确定测量探针的方向，这样可以获得测量点，也就是说，测量点被确定。通常的测量头能够以测量探针的尖端沿着球形的外部表面移动这样的方式以两个互相垂直的角度旋转。测量程序中通常使用许多不同的定向，并且为了确定探针的直径和偏差量而进行不同位置的校准，这样将可以使用具有高精度的定向。
在目前市场上可以获得不同类型的测量头。其中一种类型是人们所知的“可指示”型(indexable)。在这种类型中，测量头能够以一定的步幅定位在多个离散刻度位置上，例如，在不同步幅之间的5°的步幅。这种类型有两个主要的不同方案，手动和自动。在手动方案中，测量头的角度被手动改变，通常通过放开锁紧螺钉从而使得测量头的位置能够被改变。相同的程序原则上适用于自动方案中，但是在该方案中是借助于安装在测量头里面的电动机实现的。
人们所知的“连续型”(continuous)测量头也是可获得的。在这种类型中，探针的尖端能够在半球上采用自由选择的位置，从而能够借助于角度传感器来测量各个角度。连续型测量头是自动的，亦即，它们使用电动机来改变位置。原则上，其使用方法与上述描述的相同，亦即，测量头在使用前被校准，因此仅是测量头的可再生精度本身决定了测量精度。
上述类型的测量头，特别是具有电动机的自动化设计方案(该电动机被用于转到不同的角度)的一个缺点是其相对较贵。
然而，近来提出一种以自动化的方式使用手动可指示测量头的方法。这种方法应用于用机器松开锁紧螺钉并且完成角度的变化的情形。以这种方式，可以在自动化过程中使用手动可指示测量头。
然而，后一种方法也存在若干缺点，例如手动可指示测量头的成本仍然相对较高。第二缺点是该方法仍然只提供了数量有限的位置和刻度步幅，还有一个缺点是其精度完全依赖于测量头的可再生精度。
发明内容
因此，本发明的一个目的是消除已知的测量头调节装置的上述缺点以及实现一种新的测量头调节装置。
上述发明目的通过一种调节装置得以实现，该调节装置包括用于确定探针珠子的被测位置的装置，并且其中提供了用于旋转或移动或旋转且移动探针珠子的装置以确定探针珠子的新的被测位置，从而能够确定探针珠子的偏移。
上述探针珠子偏移的确定通常恰恰是探针校准过程中的最关键的操作。
附图说明
以下将通过由附图所示的非限制性具体实施例的形式对本发明加以详细说明，在附图中：
图1表示的是坐标测量仪的立体图，本发明所述的调节装置可被用于该测量仪上；
图2表示的是用于坐标测量仪的测量头，本发明所述的调节装置可结合该测量头而使用；
图3示意地表示本发明所述的调节装置中的支座，探针珠子被安装在该支座中；
图4表示的是支座具体装置的侧视图，该具体装置在本发明所述的调节装置中，探针珠子被安装在该具体装置中。
具体实施方式
图1表示上述提及的常规坐标测量仪1，该测量仪包括测量头2，在测量头的底端安装有测量探针3。测量探针3是坐标测量仪1上与被测物体相接触的那一部分，并且测量探针是这样一个部分，通过对测量仪1和测量头2的位移和运动的记录，该测量探针与被测物体的接触被记录下来并且形成被测物体的坐标的计算基础。如图所示的设计中的坐标测量仪是人们所知的“门架式测量仪”，该测量仪包括能够在X方向上移动的门座4，该门座4支承着能够在Y方向上移动的立柱5，而立柱5支承着能够在Z方向上移动的连杆6，测量头2被安装在连杆的底端上。如图2中的旋转角和θ所示，测量头2能够围绕垂直轴线和水平轴线而旋转，使得测量探针3能够旋转并且使得探针的珠子7能够与放置在坐标测量仪1的测量台8上的物体上的每一点相接触。
根据本发明，通过设置能够与测量探针3的珠子7相接触的被测位置，可以以简单的方式和高精度确定测量探针3的偏移，这是对于完成测量探针的校准而言最重要的操作。例如，被测位置可以形成为“校准支座”9，其中三个珠子被布置为三角形的形式，这样当测量探针3的珠子7与校准支座9的珠子10接触的时候，总是获得唯一的精确限定的位置，通过该措施能够确定探针3的偏移。然后通过驱动坐标测量仪1校准使得探针珠子被定位在校准支座9中而进行校准，在该操作之后，测量头2的锁紧被打开，从而使得测量头2的方向可以被改变。例如，测量头2的锁紧能够借助于电磁方式而实现，从而使得该锁紧能够很容易地被仪器打开。然后坐标测量仪被驱动，同时测量头的锁紧保持在被打开状态，从而测量头获得要完成的测量所需的定向。因为校准支座的位置和仪器轴线的位置都是已知的，那么可以不需要在新位置重新校准探针3而很容易地计算探针的偏移。
为了便于使探针珠子7以正确的方式放进校准支座9，如图4所示，支座9可安装在其上装有珠子10的支架11中，并且片簧12也可以被适当地附加在支架11上，并且安装成这样，当探针珠子被引入校准支座9时，片簧12向着由三个珠子10组成的支座压迫探针珠子7。
在调节测量头的方法中以及测量头在上述调节后位置的锁紧过程中，测量头的定向可能仅仅从锁紧过程发生变化，当然，该变化取决于锁紧机构的设计，这意味着错误的探针偏移将被记录下来。然而，通过允许校准支座可移动并且测量其位移，可以解决这个问题。例如，该位移的测量可以通过以下方法实现，在用片簧悬挂的附加装置上安装校准支座，并且借助于差式变压器测量这些片簧的位移。
锁紧探针的第二种可选方式是使用摩擦联接，在该方式中，通过施加一个比摩擦力大的力，可以引起探针的移动。这应能提供一个更节约的解决方案，却也是一个可靠性稍低的解决方案。
可行的是，本发明所述的调节装置被设置成固定在坐标测量仪的测量台8上，从而为测量探针3的校准提供简单的参考。

Claims (4)

1.一种用测量头的调节装置校准测量探针方法，该测量头的调节装置是一种用于简化测量探针(3)的校准的调节装置，该测量探针由坐标测量仪(1)中的测量头(2)支承，其中调节装置包括用于确定探针珠子(7)的被测位置的装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将探针珠子定位在校准支座(9)中，
将测量头(2)的锁紧打开，
通过旋转或移动或通过旋转和移动而驱动坐标测量仪，从而测量头获得要完成的测量所需的定向，
在该所需的定向上锁紧测量头，并确定探针珠子(7)的偏移。
2.如权利要求1所述的用测量头的调节装置校准测量探针方法，其特征在于，将探针珠子定位在校准支座(9)中的步骤，是通过将探针珠子(7)与校准支座(9)上设置成三角形的三个珠子(10)进行接触来实现的。
3.如权利要求2所述的用测量头的调节装置校准测量探针方法，其特征在于，将所述校准支座(9)设置在支架(11)上，将三个珠子(10)安装在支架上。
4.如权利要求3所述的用测量头的调节装置校准测量探针方法，其特征在于还包括如下步骤：将探针珠子引入校准支座(9)，使片簧(12)向着由三个珠子(10)构成的校准支座压迫探针珠子(7)，所述片簧(12)附加在支架(11)上。
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