CN107438749A - Cmm探针路径控制器和方法 - Google Patents

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Abstract

用于使用CMM测量对象的方法和设备接收与对象有关的标称几何结构数据，并且基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径。方法还使用CMM探针进行对象的设定测量。CMM探针通过遵循设定路径进行设定测量，并且对象的设定测量产生扫描路径信息。方法使用扫描路径信息生成扫描路径；以及控制所述CMM探针以通过使得CMM探针沿着所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。

Description

CMM探针路径控制器和方法
技术领域
本发明总体涉及坐标测量机，更具体地，本发明涉及协调坐标测量机探针的移动，以有效地获得与物理对象有关的测量信息。
背景技术
坐标测量机(CMM)是用于精确测量多种不同类型的物理对象/工件的黄金标准。例如，CMM可以测量飞机发动机部件(例如，喷射发动机叶片)、手术工具以及枪筒的关键尺寸(critical dimension)。精确且准确的测量帮助保证它们的基础系统(诸如，在飞机部件的情况下为飞机)如所规定的来操作。
CMM通常快速且有效地测量具有相对简单几何结构的对象。例如，CMM探针(即，直接收集测量数据的CMM的部分)通常可以围绕均匀直径枪筒的外表面相对快速地移动，以收集期望的信息。在这种情况下，用于测量枪筒的时间可能远远少于生产枪筒的时间。
然而，具有更复杂几何结构的对象可能呈现问题。例如，喷射发动机叶片经常具有使测量复杂化的异常复杂的几何结构。在这种情况下，为了保证精确测量，CMM探针经常围绕叶片非常缓慢地来回移动。不期望地，在一些情况下，用于测量几何上复杂的对象所需的时间可能过分长；有时远远长于用于制造对象本身的时间。例如，具有复杂几何结构的对象的测量时间可能比制造时间长三倍至五倍。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，用于使用CMM测量对象的方法和设备接收与对象有关的标称几何结构数据，并且基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径(set-uppath)。方法然后使用CMM探针进行对象的设定测量(set-up measurement)。CMM探针通过遵循设定路径进行设定测量，并且对象的设定测量产生扫描路径信息。方法使用扫描路径信息生成扫描路径；以及控制CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着获悉的所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。
除了别的之外，CMM探针可以包括接触探针或另选地具有焦距的非接触探针。如果CMM探针是非接触探针，则设定路径可以沿着对象引导CMM探针，以在所述CMM探针沿着对象移动时移动超出其焦距(降低精确度)至少一次。扫描路径优选地包括围绕对象的至少一周(revolution)。例如，扫描路径可以包括围绕对象的多周，其中，CMM探针在各周期间进行对象的至少一次精细测量。然而，在其他实施方式中，扫描路径包括不到围绕对象的一周。
CMM探针优选地在至少两个相邻扫描路径周之间移动，而CMM探针不进行对象的至少一次精细测量。作为示例，CMM探针可以沿着第一完整周进行精细测量，在它完成第一周时停止进行精细测量，移动至与第一周间隔开的第二周，然后随着它开始并完成第二周而再次开始采取精细测量。
设定路径简单地可以包括沿着对象的四个大致笔直的通路(pass)。例如，设定路径可以包括围绕对象的多周，其中，CMM探针在相邻周之间不进行设定测量。
在例示性实施方式中，设定测量包括与对象有关的实际几何结构数据。例如，设定测量可以具有第一精确度，并且对象的精细测量具有比第一精确度高的第二精确度。此外，CMM探针可以生成具有纵轴的光束。为了保证精确度，扫描路径可以被产生为使CMM探针定向，使得光束的纵轴在扫描路径的大部分期间大致垂直于对象的表面。
精细测量可以具有各种分辨率中的任意一个(通常比在设定测量期间的分辨率更精细)。由此，精细测量应产生更精确的计量结果。除了别的之外，精细测量简单地可以包括沿着对象的至少一部分的一维测量。在其他实施方式中，精细测量包括沿着对象的至少一部分的二维或三维测量。
根据其他实施方式，CMM包括：底座，该底座被构造为支撑对象；CMM探针；以及控制系统，该控制系统与CMM探针可操作地连接。控制系统被配置为使得CMM探针进行对象的设定测量，其中，CMM探针通过遵循基于对象的标称几何结构数据的设定路径进行设定测量。对象的设定测量产生扫描路径信息。控制系统还被配置为使用扫描路径信息生成扫描路径，并且控制CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。
本发明的例示性实施方式被实施为具有计算机可用介质的计算机程序产品，该计算机可用介质上面有计算机可读程序代码。计算机可读代码可以根据常规处理由计算机系统来读取并使用。
附图说明
本领域技术人员应从参照下面即将概括的附图所讨论的以下“例示性实施方式的描述”来更充分地理解本发明的各种实施方式的优点。
图1A示意性地示出了根据本发明的例示性实施方式配置的坐标测量机(CMM)。
图1B示意性地示出了可以与图1A的CMM一起使用的用户界面。
图2示出了根据本发明的例示性实施方式的、测量物理对象的过程。
图3A示意性地示出了根据本发明的例示性实施方式的、在样本对象上形成其探针的扫描路径的一部分时CMM采取的路径。该部分形成跨对象的第一侧的扫描路径。
图3B示意性地示出了根据本发明的例示性实施方式的、在图3A的样本对象上形成其探针的扫描路径的一部分时CMM采取的路径。该部分形成跨对象的第一边缘的扫描路径。
图4图片地示出了根据本发明的例示性实施方式的、CMM中的路径控制器如何将在第一次设定扫描期间收集的数据组合到最终扫描路径中。
具体实施方式
在例示性实施方式中，坐标测量机(“CMM”)进行物理对象的初始相对粗略的扫描，以收集随后用于形成更精确扫描路径的数据。更具体地，CMM处理所收集的数据，以形成用于随后扫描/测量对象的更精确扫描路径。因此，在CMM的测量扫描期间，因为CMM不必随着它沿着对象移动而形成正在进行(on the fly)的扫描路径，所以CMM可以以更快的速率沿着规定的扫描路径来回移动(traverse)。这应增大测量产量，这有效地启用更快的对象生产。下面讨论例示性实施方式的细节。
图1A示意性示出了可以根据例示性实施方式配置的一种类型的坐标测量机10(即，CMM系统，下面被称为“CMM 10”)。但实际上，该CMM 10是可以实施各种实施方式的若干不同类型的CMM中的一种。因此，这种CMM不旨在限制所有实施方式。
如本领域技术人员已知的，CMM 10在其基础(bed)/底座(被称为“底座12”)上测量对象11(或工件)，该对象可以由花岗岩或其他材料形成。通常，底座12限定通常与支撑CMM10的地板的平面平行的X-Y平面。在例示性实施方式中，底座12支撑转台14，该转台14使对象11相对于底座12可控制地旋转(下面讨论)。
为了测量对象11，CMM 10具有被设置为使与可移动臂20连接的测量装置18(诸如，探针18A(例如，被识别为附图标记18A的一个或更多个接触或非接触探针))移动的可移动结构(movable feature)16。另选地，一些实施方式使底座12相对于固定测量装置18移动。无论哪种方式，CMM 10的可移动结构16操纵测量装置18和对象11的相对位置，以获得期望的测量。
CMM 10具有控制系统22(在图1A中被示意性示出为“控制器22”)，该控制系统22控制并协调CMM的移动和活动，该控制系统22可以在CMM 10之内，在CMM 10之外，或具有内部件和外部件这两者。除了别的之外，控制系统22优选地包括硬件(诸如，专用硬件系统和/或计算机处理器硬件)。除了别的之外，计算机处理器可以包括微处理器(诸如，可从英特尔公司购买的集成电路微处理器的英特尔“核2”族的成员)或数字信号处理器(诸如，来自德州仪器公司的数字信号处理器集成电路的TMS320C66x族的成员)。计算机处理器具有用于存储数据和/或计算机代码(包括用于实施控制系统操作和方法中的一些或所有的指令)的板上数字存储器。另选地或另外，计算机处理器可以可操作地连接到其他数字存储器(诸如，RAM或ROM或用于存储这种计算机代码和/或控制数据的可编程存储电路)。
另选地或另外，一些实施方式将CMM 10与外部计算机系统24(“主机24”)连接。虽然图1A将计算机系统24示出为控制系统的一部分，但本领域技术人员应理解，它可以与控制系统22分离。以与控制系统22类似的方式，主机24具有诸如以上所描述的计算机处理器的计算机处理器、和与CMM 10的处理器通信的计算机存储器。存储器被配置为保持能够由其处理器执行的非暂时性计算机指令，和/或被配置为存储非暂时性数据(诸如，1)用于在测量扫描期间引导测量装置18的扫描路径数据、和/或2)作为底座12上的对象11的测量结果获取的数据)。
除了别的之外，主机系统24可以被实施为台式计算机、塔式计算机或膝上型计算机(诸如，可从戴尔公司购买的计算机)、或甚至平板计算机(诸如，可从苹果公司购买的iPad)中的一个或两个。主机24可以经由硬接线连接(诸如，以太网线缆)或经由无线链路(诸如，蓝牙链路或WiFi链路)连接到CMM 10。作为控制系统22的一部分，主机24例如可以包括在使用或校准期间控制CMM 10的软件，和/或可以包括被配置为处理在校准过程期间获取的数据的软件。另外，主机24可以包括被配置为允许用户手动地或自动地操作CMM 10的用户界面。
因为它们的相对位置通常由可移动结构16的动作来确定，所以CMM 10可以被认为具有关于底座12、转台14、转台上的对象11、以及测量装置18的相对位置的知识。更具体地，控制系统22和/或计算机系统24可以控制并存储关于可移动结构16的移动的信息。另选地或另外，一些实施方式的可移动结构16包括传感器，所述传感器感测底座12和/或测量装置18的位置，并且向控制系统22和/或计算机系统24报告该数据。关于CMM 10的底座12和/或测量装置18的移动和位置的信息可以鉴于参考CMM 10上的一个点的一维、二维(例如，X-Y；X-Z；Y-Z)或三维(X-Y-Z)坐标系来记录。
一些CMM还包括如在图1B中示意性地例示的手动用户界面125。除了别的之外，手动界面125可以使得用户能够改变测量装置18或底座12/转台14(例如，相对于彼此)的位置，并且记录与测量装置18或底座12/转台14的位置有关的数据。为此，手动用户界面125可以具有允许用户手动地操作CMM 10的控制按钮125A和操纵杆或旋钮125B。界面125还可以具有显示窗口125C(例如，液晶显示器)，该显示窗口125C用于示出系统位置，并且对测量装置18或底座12的特定功能和位置进行编程。当然，手动界面125可以具有若干其他部件，并且由此，该附图所示的部件125A-125c仅用于例示性目的。
在移动台CMM 10中，例如，测量装置18也可以是经由控制按钮125A可移动的。由此可见，可移动结构16可以响应于手动控制，或者在内部计算机处理器的控制下，使底座12和/或测量装置18(例如，机械CMM 10中的机械探针或激光探针)相对于彼此移动。因此，该结构允许对象11从各种角度且在各种位置中被测量以被呈现给测量装置18。
图2示出了根据本发明的例示性实施方式的、测量对象11的过程。应当注意，该过程在一些情况下可以从测量对象11的较长过程大幅简化。因此，测量对象11的过程通常具有本领域技术人员可能还将使用的其他步骤。另外，步骤中的一些可以按与所示的顺序不同的顺序或同时执行。因此，本领域技术人员可以酌情修改过程。
还应注意，对执行某些步骤的操作员的参考仅是若干不同选项中的一个。一些实施方式可以使用逻辑装置或自动机器人来执行步骤中的一些。因此，操作员的讨论不旨在限制各种实施方式。
该过程优选地对于被制造为同一规格的多个不同对象11重复多次。例如，该过程可以用于测量标称相同制造的数百个喷射发动机叶片。
图2的过程在步骤200处开始，在该步骤中，操作员校准CMM 10。更具体地，为了精确测量对象11，CMM 10应具有与转台14相对于CMM 10的其他部件的实际方位和位置有关的数据。由此可见，系统收集与转台14旋转所围绕的轴线的向量和位置有关的数据。
为此，操作员首先可以定位在转台14的标称中心处的大致笔直的轴。接着，操作员可以使轴以预指定增量(诸如，90度增量)旋转，并且测量轴在各增量处的方位和位置。使用公知的CMM校准例程，该处理应使得CMM 10能够收集与转台14的实际方位和位置有关的数据。换言之，该初始校准过程向系统提供转台14的参考框架(frame of reference)。
在校准CMM 10之后，操作员将对象11定位在转台14上(步骤202)。在过程的该阶段，刚刚被定位在转台14上的该对象11是要由CMM 10测量的一系列标称相同的对象11中的第一个。当然，一些实施方式可以只测量一个对象11或被制成不同设计规格的多个对象11。
过程然后继续到步骤204，该步骤开始形成/生产用于执行转台14上的对象11的第一次扫描的初始路径。更具体地，如本领域技术人员已知的，对象11优选地基于标识其理想结构的一组标称要求/规格来制造。例如，该组标称要求可以包括几何结构信息(诸如，表面的平坦或波状、对象11的尺寸、对象11的特定结构的尺寸和形状、对象11的特定结构之间的距离、对象11的特定结构相对于其他部件的方位等)。该组标称规格和/或几何结构通常被存储在CMM 10的存储器中(例如，控制系统22中的存储器中)的计算机辅助设计文件(“CAD文件”)中。
喷射发动机叶片是可以受益于例示性实施方式的对象11的良好示例。如本领域技术人员已知的，喷射发动机叶片具有两个大的相对表面以及两个大的相对表面之间的两个非常薄的边缘。如本领域技术人员已知的，两个相对的表面经常具有复杂的轮廓和几何结构，不管现有制造技术如何，这些轮廓和几何结构经常与标称要求大大不同。因此，这种对象11与标称经常具有相对大偏差。因此，现有技术CMM系统经常无法依赖它们内部的CAD文件来精确地制定出在测量扫描期间用于其探针18A遵循的简明且精确的路径。相反，这种现有技术CMM系统非常缓慢地简单移动它们的探针，使得它们在进行中(即，在测量扫描本身期间)可以生成适当的扫描路径。因此，测量复杂对象11(诸如，喷射发动机叶片)的过程与制作喷射发动机叶片的实际过程相比可能持续大量的时间。
发明人认识到该问题，并且与传统思想相反，发明人发现他们可以通过在一些情况下使对象11的扫描数量加倍来大幅提高测量速度(即，他们现在将扫描对象两次，而不是一次)。第一次扫描简单地收集数据，以形成适当的、细微调整的扫描路径，探针18A随后在第二次注释的扫描(“测量扫描”)中使用该扫描路径来测量对象11。虽然在表面上两次扫描可能看起来花费更长时间，但发明人发现，两次扫描可以非常快速地进行，并且一起花费比单次现有技术测量扫描更少的时间。
为此，之前提及的步骤204形成探针18A遵循的、用于对象11的第一次扫描的第一/初始扫描路径(被称为“设定路径”)。更具体地，控制系统22通过使用CAD文件中的标称模型数据以及标识CMM 10的转台14和其他零件的校准信息来形成设定路径。因为它基于标称信息，所以设定路径将可能使对象11在探针行进期间定期移入和移出探针18A的焦平面(即，超出焦距)。尽管如此，设定路径应足够精确，以便探针18A具有对于其预期功能足够的第一精确度。换言之，虽然该第一精确度可能不足以适当地测量对象11，但它应足以收集基本上形成实际扫描路径的数据，该实际扫描路径将用于测量对象11。
设定路径可以采取各种形式中的任意一个，该形式取决于对象11的感兴趣结构。例如，图3A和图3B示意性地示出了用于立方体的设定路径的示例，该立方体具有各具有大面积的第一侧和第二侧(在附图中为侧1和侧2)和各具有较小面积的第一边缘和第二边缘(附图中为边缘1和边缘2)。图3A示出了侧1的设定路径，其中，探针18A沿着侧1的表面沿从边缘1到边缘2的X方向移动。实线指示探针18A应测量对象11的位置，而虚线指示探针18A将不测量对象11的位置。换言之，设定路径遵循从侧1的底部直到侧1的顶部的蜿蜒轨迹。图3B示意性地示出了沿着边缘1的设定路径的蜿蜒形状。在该示例中，设定路径沿着侧2和边缘2将具有类似蜿蜒形状的方位。当然，应重申的是，蜿蜒路径或其他讨论的路径仅是示例性的，并且不旨在限制本发明的所有实施方式。由此，本领域技术人员可以形成具有极大不同的轨迹的设定路径。
因此，在形成设定路径之后，过程继续到步骤206，该步骤发起并完成被称为“设定扫描”或“设定测量”的上面注释的第一次扫描。为此，探针18A沿着设定路径移动，收集与对象11有关的实际数据。除了别的之外，该数据可以包括与对象11有关的实际几何结构数据、长度数据以及类似信息。
一些实施方式使用各具有不同聚焦长度和/或方向的多个探针18A。因此，基于标称数据，一些实施方式根据对象11的细节在探针18A之间交替测量。此外，例示性实施方式还努力使探针18A定向为使得相应光束大致垂直于对象11的表面。这在对象11的表面具有复杂几何结构和卷曲时可能特别具有挑战性。然而，如以上所注释的，在该第一次扫描期间，探针18A可能移动超出各自的焦平面。由此可见，该信息可能具有在过程的容差内的一些不准确性。
以图3A和图3B的示例继续，为了执行设定测量，探针18A完成以下顺序步骤：
●沿着侧1扫描，
●使转台14旋转，以扫描边缘1，
●使转台14旋转，以扫描侧2，以及
●使转台14旋转，以扫描边缘2。
如上所示和所注释的，CMM 10仅在面向对象11时扫描。CMM优选地在它行进超出对象11的边缘时不扫描。还应注意的是，图3A和图3B的设定路径被示出为跨对象11的各个表面大致连续。然而，一些对象11可能具有可以改变设定路径的连续性的不连续部(诸如，孔或深凹部)。因此，在这种情况下，探针18A可以遵循设定路径，但在它到达对象11的那些不连续部或其他类似部分时停止收集数据。然而，例示性实施方式可以在不连续部处继续收集数据，而不管该位置处的潜在不准确性。
过程继续到步骤208，该步骤基于由第一次扫描收集的信息生成用于第二次扫描(即，测量对象11的扫描)的扫描路径。为了例示这一点，图4图片地示出了根据本发明的例示性实施方式的、CMM 10中的控制系统22如何将在第一次设定扫描期间收集的数据组合到最终扫描路径。具体地，如所注释的，控制系统22基于在第一次扫描期间检索的扫描路径信息规划扫描路径。该信息可以在完全完成第一次扫描之后或随着第一次扫描生成数据而生成。
如图4所示，该示例中的探针18A沿着它测量的四个表面中的每一个进行九个大体笔直的通路。基于在各通路期间收集的数据，控制系统22生成在前四列中示出的实际路径数据。具体地，具有标题“侧1”的列示出了基于第一次扫描/设定测量的扫描路径信息生成的九个未连接的测量的路径。
这些未连接路径中的每一个中的数据用作到产生最终扫描路径的过程中的输入(具有标题“扫描路径”的右侧上的列)。为此，在一些实施方式中，该过程可以从这四个段收集数据并借助表示实际叶片几何结构的它们计算平滑连续的扫描路径。这除了别的之外可以包括：将这些所测量段整理并拼接在一起，以形成叶片段的粗略表示；借助该表示计算平滑曲线；然后进一步使向量平滑。基于这些向量计算转台角。
因此，如下面所讨论的，CMM 10可以被编程为在其扫描路径中的一些或所有点处扫描。在该示例中，各扫描路径是连续的，由此提供围绕对象11的完全周。在一些情况下，可以不提供完全周。尽管如此，各扫描路径与其他扫描路径有效地断开或不连续。具体地，“扫描路径”列示出了CMM 10在该示例中将使用的九个扫描路径。第一个扫描路径和最后一个扫描路径各仅具有一个相邻未连接扫描路径，而所有其他扫描路径各具有两个相邻未连接扫描路径。
在生成扫描路径之后，控制系统22测量对象(步骤210)。为此，控制系统22沿着所计算的扫描路径引导探针18A，以确定对象11的规定部分的实际测量。如所注释的，不管对象11是否具有不连续部，CMM 10都可以测量各扫描路径的一些或全部。该测量具有优选地优于第一次扫描的精确度(上面被称为“第一精确度”)的第二精确度。换言之，第二次扫描所获取的对象数据优选地比由第一次扫描产生的对象数据更正确或更佳。由此可见，该测量可以被称为对象11的“精细测量”。
使用图4的示例，控制系统22由此使得对象11进行相对于探针18A的九个单独周。测量中的一些或全部可以沿着给定周中的一维(诸如，两个点之间的距离)简单地测量。在完成一周之后，探针18A以规定方式(诸如，沿着z轴)移动到另一个扫描路径，以进行围绕对象11的另一周。当移动至下一扫描路径时，探针18A优选地不进行测量。然而，一些实施方式可以在周之间测量。
各扫描周可以被认为形成与z轴垂直的平面。然而，其他实施方式可以以不同方式沿着围绕z轴的扫描路径(诸如，形成不垂直于z轴的平面的扫描路径)移动。作为另一个示例，一些实施方式可以简单地形成不规则成形的扫描路径。
当沿着扫描路径测量对象11时，探针18A优选地被定位为使得它的光束大致垂直于对象11的表面，该对象可能具有波状或以其他方式卷绕表面(convoluted surface)。在这种情况下，臂20和/或探针18A可以具有腕部、反光镜、波导、转台14或适当调节探针18A相对于对象11的方位的其他机构。该方位信息还可以从第一次扫描的测量信息得到。
因此，步骤210产生与标称测量及其许可的容差进行比较的多个测量值。例如，对象11的侧1上的两个规定结构之间的距离可以标称为15毫米，容差为0.5毫米。因此，步骤212确定对象11的测量是否在由CAD文件指定的容差内。紧接之前的示例继续，如果两个注释结构之间的距离为15.6毫米，则对象11在所许可的容差外。在该情况下，步骤214随着超出指定容差而丢弃对象11或以其他方式标识它。相反，如果对象11在指定容差内(例如，两个注释结构之间的15.18毫米)，则过程将对象11识别为在指定容差内(步骤216)。
接着，如果未被丢弃，则过程从转台14移除对象11(过程可以将对象放置于适当标记的盒中，步骤218)，然后确定所移除的对象11是否是要测量的最后一个对象11。如上面注释的，优选地对于多个标称相同的工件重复该过程。例如，该过程可以在标称相同的喷射发动机叶片的生产线的末端处执行。如果存在另外的对象11要测量，则过程环路回到步骤202，以将新对象11定位在转台14上。该环路由此推断过程何时已经测量所有工件。
因此，不是进行单次扫描，例示性实施方式而是向整个制造过程添加许多本领域技术人员可能认为是冗余的另一次扫描。尽管表面上冗余，但发明人惊奇地发现，进行两次扫描所需的总时间通常显著少于用于现有技术单次扫描的总时间，并且两次扫描通常返回相当可靠的测量值。所讨论过程和设备的例示性实施方式由此有利地提高复杂对象11(和不那么复杂的对象11)的制造产量，允许在给定时间内测量更多对象11。
应当注意，一些实施方式应用于不使用一个或更多个非接触探针(例如，使用光束或激光束来测量对象11)的CMM 10。例如，CMM 10可以以对应方式使用一个或更多个接触探针或相机。实际上，不是扫描实际对象11，一些实施方式而是可以首先形成对象11的点云，并且在虚拟环境中(例如，在计算机环境中)执行所注释步骤中的一些或所有。
本发明的各种实施方式(例如，控制系统22)可以至少部分以任意传统计算机编程语言来实施。例如，一些实施方式可以以程序化编程语言(例如，“C”)或以面向对象的编程语言(例如，“C++”)来实施。本发明的其他实施方式可以被实施为预配置的独立硬件元件和/或预编程硬件元件(例如，专用集成电路、FPGA以及数字信号处理器)或其他相关部件。
在另选实施方式中，所公开的设备和方法(例如，参见以上所描述的各种流程图)可以被实施为用于与计算机系统一起使用的计算机程序产品。这种实施方案可以包括一系列计算机指令，该一系列计算机指令固定在有形非暂时性介质上，诸如，计算机可读介质(例如，磁盘、CD-ROM、ROM、或硬盘)。该系列计算机指令可以具体实施本文先前关于系统描述的功能的全部或一部分。
本领域技术人员应理解，这种计算机指令可以以用于与许多计算机架构或操作系统一起使用的多种编程语言来编写。此外，这种指令可以存储在任意存储装置(诸如，半导体、磁、光、电或其他存储装置)中，并且可以使用任意通信技术(诸如，光、红外、微波或其他传输技术)来传输。
在其他的方式中，这种计算机程序产品可以作为可移除介质来分发(distribute)，所述可移除介质附有已打印的文档或电子文档(例如，压缩打包软件(shrink wrapped software))、(例如，在系统ROM或固定盘上)预加载有计算机系统、或在网络(例如，因特网或万维网)上从服务器或电子公告栏分发。实际上，一些实施方式可以在软件即服务模型(“SAAS”)或云计算模型中实施。当然，本发明的一些实施方式可以被实施为软件(例如，计算机程序产品)和硬件这两者的组合。本发明的又一些实施方式被完全实施为硬件或完全实施为软件。
虽然上述讨论公开了本发明的各种示例性实施方式，但应明显的是，本领域技术人员可以在不偏离本发明的真正范围的情况下进行将实现本发明的一些优点的各种修改。

Claims (22)

1.一种使用CMM测量对象的方法，所述方法包括以下步骤：
接收与所述对象有关的标称几何结构数据；
基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径；
使用CMM探针进行所述对象的设定测量，所述CMM探针通过遵循所述设定路径进行所述设定测量，所述对象的所述设定测量产生扫描路径信息；
使用所述扫描路径信息生成扫描路径；以及
控制所述CMM探针以通过使所述CMM探针相对于所述对象沿着所生成的扫描路径移动来进行所述对象的精细测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述CMM探针包括具有焦距的非接触探针。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述设定路径沿着所述对象引导所述CMM探针，所述CMM探针在它遵循所述设定路径沿着所述对象移动时移动超出其焦距至少一次。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述CMM探针包括接触探针。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的至少一周。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的多周，所述CMM探针在各周期间进行所述对象的至少一次精细测量，所述CMM探针在所述扫描路径的至少两个相邻周之间移动，而所述CMM探针在所述两个相邻周之间不进行所述对象的精细测量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的多周，所述CMM探针在相邻周之间不进行精细测量。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定测量包括与所述对象有关的实际几何结构数据，所述设定测量具有第一精确度，所述对象的所述精细测量具有比所述第一精确度更精确的第二精确度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对象具有表面，所述CMM探针生成具有纵轴的光束，所述扫描路径使所述CMM探针定向为使得所述光束的纵轴在所述扫描路径的大部分期间大致垂直于所述对象的所述表面。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精细测量包括沿着所述对象的至少一部分的一维测量。
11.一种CMM，该CMM包括：
底座，该底座被构造为支撑对象；
CMM探针；
控制系统，该控制系统与所述CMM探针可操作地连接，所述控制系统被配置为使得所述CMM探针进行所述对象的设定测量，所述CMM探针通过遵循基于所述对象的标称几何结构数据的设定路径进行所述设定测量，所述对象的所述设定测量产生扫描路径信息，所述控制系统还被配置为使用所述扫描路径信息生成扫描路径，并且控制所述CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着所生成的扫描路径移动来进行所述对象的精细测量。
12.根据权利要求11所述的CMM，所述CMM还包括转台，该转台用于支撑所述对象并使所述对象定向。
13.根据权利要求11所述的CMM，其中，所述CMM探针包括具有焦距的非接触探针。
14.根据权利要求11所述的CMM，其中，所述设定路径沿着所述对象引导所述CMM探针，所述CMM探针被配置为在它遵循所述设定路径沿着所述对象移动时移动超出其焦距至少一次。
15.根据权利要求11所述的CMM，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的至少一周。
16.根据权利要求15所述的CMM，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的多周，所述控制系统被配置为使得所述CMM探针在各周期间进行所述对象的至少一次精细测量，所述控制系统被配置为使所述CMM探针在所述扫描路径的至少两个相邻周之间移动，而所述CMM探针不进行所述对象的至少一次精细测量。
17.根据权利要求11所述的CMM，其中，所述扫描路径包括不到围绕所述对象的一周。
18.根据权利要求11所述的CMM，所述CMM还包括存储器，该存储器存储所述对象的CAD模型，所述CAD模型包括所述对象的所述标称几何结构数据。
19.一种在计算机系统上使用的计算机程序产品，该计算机程序产品用于使用CMM测量对象，所述计算机程序产品包括：
用于接收与所述对象有关的标称几何结构数据的程序代码；
用于基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径的程序代码；
用于通过遵循所述设定路径使用CMM探针进行所述对象的设定测量的程序代码，所述对象的所述设定测量产生扫描路径信息；
用于使用所述扫描路径信息生成扫描路径的程序代码；以及
用于控制所述CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着所生成的扫描路径移动来进行所述对象的精细测量的程序代码。
20.根据权利要求19所述的计算机程序产品，其中，所述CMM探针包括具有焦距的非接触探针。
21.根据权利要求20所述的计算机程序产品，其中，所述设定路径沿着所述对象引导所述CMM探针，所述CMM探针具有焦距，所述CMM探针在它沿着所述设定路径移动时移动超出其焦距至少一次。
22.根据权利要求19所述的计算机程序产品，其中，所述扫描路径包括围绕所述对象的多周，用于控制的程序代码具有用于使得所述CMM探针在各周期间进行所述对象的至少一次精细测量、并且使得所述CMM探针在所述扫描路径的至少两个相邻周之间移动而所述CMM探针不进行所述对象的至少一次精细测量的程序代码。
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