CN110017801B - 用于多轴位置测量的协作测量规系统 - Google Patents

用于多轴位置测量的协作测量规系统 Download PDF

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Abstract

第一位置测量装置(“FPMD”)配置为控制和操作独立装置操作模式和组合装置操作模式两者。在组合装置操作模式期间，FPMD输入经由装置间通信连接通过第二位置测量装置(“SPMD”)提供的第二装置测量采样输出。FPMD和SPMD在工件测量布置中保持固定关系(例如，具有横交测量轴线)。并行测量数据组被确定为包括与并行第一装置采样周期和第二装置采样周期对应的来自FPMD的至少第一装置测量采样输出和来自SPMD的第二装置测量采样输出。每个并行测量数据组与工件上的相应测量采样区域相关联。基于相应的并行测量数据组，提供工件上的当前测量采样区域的组合测量数据输出(例如，由FPMD输出和/或显示)。

Description

用于多轴位置测量的协作测量规系统
技术领域
本公开涉及精密计量，并更具体地涉及包括配置为产生测量值的位置测量装置的系统。
背景技术
诸如铣床或车床的各种制造装置装备有测量规，诸如线性标尺或其他位置测量装置，用于测量机器工具或工件的位置。例如，三丰AT116或AT715型线性标尺可以配置为使用感应感测检测绝对位置，并输出表示绝对位置的信号。这样的线性标尺可配置为通过数字读出(DRO)系统通信位置测量结果。典型的DRO系统可包括数字显示器，以显示被测量的位置。例如，三丰KA计数系统可配置为DRO套装的一部分，以显示与铣床或车床联接的线性标尺的位置。
各种其他类型的测量规也是可用的，诸如手持式或便携式位置测量装置(例如，卡尺、千分尺、数字“刻度盘”指示器等)，其可例如被配置为将测量数据输出至外部计算机。数据可通过诸如RS 232C通信的有线系统、或利用蓝牙或其他无线通信技术的无线系统输出。例如，诸如型号为CD 15CX的三丰ABS数字显示卡尺可使用三丰U-WAVE无线数据通信，以与配置有三丰Measur Link软件的计算机通信。无线连接可通过附接至手持式或便携式位置测量装置的外部发射器单元提供。这样的系统的例子在美国专利No.4,930,096和No.6,502,057中披露。
在各种应用中，可能期望的是具有改进的用于通信和/或显示来自位置测量装置的测量值的能力和/或模式，以便为操作者提供额外的方便性、速度和灵活性来建立测量系统(例如，用于在制造工件时执行尺寸验证)，特别地，当组合现有类型的“独立”测量装置时，提供对于工件更复杂或综合的测量。
发明内容
提供发明内容，以便以简化的形式介绍在以下具体实施方式中进一步详细描述的构思的选择。本发明内容并不意图识别要求权利的主题的关键特征，也不意图用作确定要求权利的主题的范围的辅助。
提供了一种第一位置测量装置(“FPMD”)，其包括容纳在第一装置壳体中的第一位置传感器，以及容纳在第一装置壳体中的第一信号处理和控制部分。第一位置传感器被配置为提供第一装置测量采样输出，其表示在对应的第一装置采样周期期间在工件上的对应的测量采样区域相对于FPMD沿第一测量轴线的工件表面坐标测量结果。第一信号处理和控制部分包括第一测量采样关联部分，其用于实施组合装置操作模式。FPMD被配置为，在独立操作时间段期间以独立操作模式操作，在组合装置操作时间段期间以组合装置操作模式操作。
组合装置操作模式可通过与第二位置测量装置(“SPMD”)建立装置间通信连接而开始。在各实施方式中，SPMD包括第二位置传感器，该第二位置传感器被配置为提供第二装置测量采样输出，其表示在对应的第二装置采样周期期间在工件上的对应相应测量采样区域相对于SPMD沿第二测量轴线的工件表面坐标测量结果。在各实施方式中，当FPMD和SPMD以固定关系保持在工件测量布置中时，其中第一测量轴线和第二测量轴线以固定的轴线关系布置，组合装置操作模式可用。
组合装置操作模式包括输入由第一位置传感器提供的第一装置测量采样输出，并输入由SPMD经由装置间通信连接提供的第二装置测量采样输出。并行测量数据组被确定为包括与并行第一装置和第二装置采样周期相对应的至少第一装置测量采样输出和第二装置测量采样输出。每个并行测量数据组与工件上的相应测量采样区域相关联。基于相应的并行测量数据组，提供工件上的当前测量采样区域的组合测量数据输出。
与组合装置操作模式不同，FPMD的独立操作模式不包括与第二位置测量装置SPMD建立装置间通信连接。在独立操作模式期间，提供独立测量数据输出，其包括在工件上的当前测量采样区域相对于FPMD沿至少第一测量轴线的工件表面坐标测量结果。
在一些实施方式中，FPMD还可以包括具有第一装置控制元件的第一用户界面和第一装置显示器，它们连接，以与第一信号处理和控制部分交换信号。在一些这样的实施方式中，第一装置控制元件和第一装置显示器包含在第一装置壳体中(例如，在数字刻度盘规或数字高度规等中)。在一些实施方式中，第一装置显示器通过第一信号处理和控制部分控制，在独立操作模式期间，仅单个轴线坐标测量结果显示在第一装置显示器上，在组合装置操作模式期间，在第一装置显示器上的组合模式显示格式显示两个轴线坐标测量结果。
在各应用中，以上概述的各个特征可相当程度上减小或简化用户为了将各种独立胜任的装置组装到集成的测量系统中所需的硬件和/或软件部件和/或系统配置工作。即，通过依赖于构建到FPMD中且总是可用的组装装置操作模式，被优化提供工件的“独立”测量结果的前述装置可容易地被结合以形成测量系统，用于对工件提供更复杂或综合的测量结果组合。如果需要，相对不熟练的用户也可组装这样的系统，而不存在与附加计算机或软件系统相关联的不便性、复杂性和花销。
附图说明
图1A-1C是尺寸计量测量系统的第一示例性实施方式的图示。
图2A-2C是尺寸计量测量系统的第二示例性实施方式的图示。
图3A-3C是尺寸计量测量系统的第三示例性实施方式的图示。
图4A-4C是尺寸计量测量系统的第四示例性实施方式的图示。
图5A-5C是尺寸计量测量系统的第五示例性实施方式的图示。
图6是尺寸计量测量系统中的第一和第二位置测量装置的框图。
图7是第一位置测量装置的用户界面、信号处理和控制部分以及通信部分的框图。
图8是示出用于操作第一位置测量装置的例程的示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
图1A-1C是尺寸计量测量系统100的第一示例性实施方式的图示。如图1A所示，尺寸计量测量系统100具有包括第一位置测量装置(“FPMD”)110-1和第二位置测量装置(“SPMD”)110-2的系统构件。在图1A的例子中，FPMD 110-1与SPMD 110-2以组合装置操作模式操作，且在图1B和1C的例子中，FPMD 110-1和SPMD 110-2分别在独立操作模式中操作。
如下文关于图6更详细所述，在各实施方式中，FPMD 110-1和SPMD 110-2每个包括位置传感器。在图1A的例子中，FPMD 110-1(例如，包括刻度盘指示器)包括第一位置传感器和第一信号处理和控制部分115-1，它们每个包含在或容纳在第一装置壳体119-1中。第一位置传感器被配置为提供第一装置测量采样输出，其指示相对于FPMD 110-1沿至少第一测量轴线(例如，沿在图1A的例子中的Z轴)的工件表面坐标测量结果，其针对在对应的第一装置采样周期期间的在工件WP上的对应的测量采样区域MSR。在一个示例实施方式中，FPMD110-1的传感器可以联接至探针，其具有沿工件WP的表面移动的探针尖端PT，如本领域技术人员所理解的。SPMD 110-2(例如，包括平移传感器，诸如图像关联传感器或非接触传感器)包括第二位置传感器，其被配置为提供第二装置测量采样输出，其指示相对于SPMD 110-2沿至少第二测量轴线(例如，沿在图1A的例子中的X轴和Y轴)的工件表面坐标测量结果，其针对在对应的第二装置采样周期期间在工件WP上的对应的测量采样区域MSR。
如将在以下更详细描述的，组合装置操作模式可包括FPMD 110-1与SPMD 110-2建立装置间的通信连接，其允许FPMD 110-1显示或以其他方式提供组合的测量数据输出(即，包括来自两个装置的测量数据)。在各实施方式中，当FPMD 110-1和SPMD 110-2以固定关系保持在工件测量布置WPMA中时，即FPMD 110-1的至少第一测量轴线(例如，沿Z轴)和SPMD110-2的至少第二测量轴线(例如，沿X轴或Y轴)以固定的轴线关系布置，组合装置操作模式是可用的。在各实施方式中，作为安装布置130的一部分，FPMD 110-1包括第一安装部分131-1，用于机械地联接至安装装置135的第一联接部分136-1，其中，安装装置135还包括第二联接部分136-2，用于机械地联接至SPMD 110-2的第二安装部分131-2。在图1A的例子中，安装装置135还包括第三联接部分136-3，用于机械地联接至FPMD 110-1的第三安装部分131-3。在各实施方式中，安装装置135可相对于SPMD 110-2的取向固定FPMD 110-1的取向，使得根据固定的轴线关系，第一测量轴线(例如，沿Z轴线)横交于第二测量轴线(例如，沿X轴或Y轴)。
在各实施方式中，FPMD 110-1、SPMD 110-2和安装布置130相对于工件WP布置在工件测量布置WPMA中，该工件测量布置WPMA可操作为提供在工件WP上的多个测量采样区域MSR的工件表面坐标测量结果。例如，在一个实施方式中，安装装置135可还包括第四联接部分136-4，用于联接至支撑元件139(例如，作为支撑结构的部分或将安装装置135、FPMD110-1和SPMD 110-2保持在工件WP和/或工件工作台141上方或以其他方式相对于其保持的其他机构的部分，等)。在各实施方式中，工件工作台配置140可包括工件工作台141和工件工作台运动机构148，支撑元件139可固定在特定位置，从而工件WP和安装布置130之间的任何相对移动通过工件工作台运动机构148的操作提供。例如，工件工作台运动机构148(例如，包括滚子或其他运动机构)可允许工件工作台141沿x和y轴移动，所述x和y轴位于与工件WP所位于的工件工作台141的表面大体平行的平面中。在各实施方式中，安装布置130可替换地或还包括测量运动机构138，其允许安装布置130的移动(例如，沿x和y轴移动，所述x和y轴位于与工件WP所位于的工件工作台141的表面大体平行的平面中)。应意识到，安装布置130相对于工件WP的表面的移动允许获得工件WP的表面上的多个测量采样区域MSR的工件表面坐标测量结果。
在各实施方式中，当前的测量采样区域MSR可对应于被FPMD 110-1的传感器感测的位置或位移处的正在被FPMD 110-1测量的区域。更特别地，在图1A的例子中，当前的测量采样区域MSR示出为位于被FPMD 110-1的探针尖端PT之下，且被物理地接触。不同地，在各实施方式中，当前测量采样区域MSR可以不直接位于下方，且可以不被SPMD 110-2的第二位置传感器直接感测，尽管通过SPMD 110-2的沿x和y轴的平移感测与FPMD 110-1的探针尖端PT沿相应的x和y轴的相应平移相关，这是由于将SPMD 110-2的位置相对于FPMD 110-1的位置固定的安装布置130。如在图1A的例子中所示，被SPMD 110-2感测的平移可以沿着工件的表面，或者如参考图2A和3A更详细描述的，在其他示例实施方式中，其可以沿不同的表面(例如，工件工作台141的表面或上面有工件WP或没有工件WP定位的另外的表面，等)。
在各实施方式中，FPMD 110-1和SPMD 110-2至安装装置135的联接可包括接触激活开关，以自动地激活FPMD 110-1的组合装置操作模式的启动和/或装置间通信连接的建立。在各实施方式中，当FPMD 110-1和SPMD 110-2位于彼此的指定接近度内时，FPMD 110-1和SPMD 110-2(和/或其部件)可自动地识别彼此，并启动装置间通信连接。在各实施方式中，当两个或更多位置测量装置建立装置间通信连接或以其他方式存在于测量系统中时，可进行确定哪个位置测量装置将作为FPMD运行。更具体地，因为被指定为FPMD的独立胜任装置将执行组合装置操作模式，可至少部分地基于每个装置的能力确定哪个位置测量装置将作为FPMD运行。例如，如果两个装置每个都能够作为FPMD运行，在一些情况下，可至少部分地基于这两个装置的显示能力进行确定。更具体地，如果其中一个装置具有用于显示组合测量数据输出(即，包括来自两个装置的测量数据)的更强的显示能力(例如，更强的显示控制能力和/或显示复杂度或尺寸和/或其他显示能力)，则该装置可被选择或以其他方式指定为作为该系统的FPMD运行，而另一装置可选择或以其他方式指定为作为该系统的SPMD运行。
在各实施方式中，FPMD 110-1可包括第一用户界面112。在图1所示的一个实施方式中，第一用户界面112包括第一装置控制元件113和包括在第一装置壳体119-1中的第一装置显示器114，其可被连接为与容纳在第一装置壳体119-1中的第一信号处理和控制部分115-1交换信号和被其控制。但是，这样的实施方式仅是示例性的而不是限制性的。应意识到，显示附件(例如，智能电话，或更简单的专用附件)可与电子测量装置紧密相关联，并被连接为与电子测量装置交换信号，以及被其无线地控制(例如，根据已知方法利用蓝牙或WiFi信号以及适当的专用软件例程)。这样的可选实施方式在图1A中示出，其包括无线信号112C，以及包括第一装置控制元件113’和第一装置显示器114’的第一用户界面112’。将意识到，第一用户界面112’和其所包括的元件可被连接，以便与容纳在第一装置壳体119-1中的第一信号处理和控制部分115-1无线地交换信号和被其控制。在使用第一用户界面112’等的实施方式中，第一用户界面112和其相关联的元件可从FPMD 110-1的壳体119-1省略。
应意识到，通过包含并入到FPMD 110-1的壳体119-1中的第一信号处理和控制部分115-1，其中，第一信号处理和控制部分115-1根据在此披露的原理操作，以在独立操作时期期间管理或实施独立操作模式，并在组合装置操作时期期间管理或实施组合装置操作模式，包括管理第一用户界面112(112’)的操作，对FPMD 110-1的用户/拥有者提供重要益处。特别地，这样的装置配置相当地减小或简化了硬件和/或软件部件和/或用户为了将各种装置组装到集成的测量系统中所需的系统配置工作。即，通过依赖于构建到FPMD中且总是可用的组装装置操作模式，被优化以给工件提供“独立”测量的前述装置可容易地被组装以形成测量系统，用于为工件提供更复杂或综合的测量组合。如果需要的话，相对不熟练的用户可组装这样的系统，而不存在与附加计算机或软件系统相关联的不便、复杂和花销。
在各实施方式中，第一装置显示器114(或114’)可包括用户界面显示器122，其可在一些情况下显示来自FPMD 110-1和SPMD 110-2的测量采样输出123(例如，对应于实时测量采样输出)。在图1的例子中，用户界面显示器122被示出为分别在显示区域122-1和122-2中显示来自FPMD 110-1和SPMD 110-2的数字测量采样输出123-1和123-2。每个显示区域122-1和122-2还包括相应的零设定选择元件125-1和125-2，它们被配置为将测量值设定至零。当测量工件时，这样的零设置选择元件125可辅助用户确定相对位置。在各实施方式中，在组合装置操作模式期间，单个零设定选择元件(例如，选择元件125-1)可用于为FPMD110-1和SPMD 110-2二者执行同时的零设定。在各实施方式中，第一装置控制元件113(113’)可包括诸如在装置本体上的手动控制按钮113A和113B(113A’和113B’)元件和/或在触摸屏用户界面显示器122中的虚拟按钮，其可还包括诸如零设定选择元件125-1和125-2的元件，等。在各实施方式中，这样的第一装置控制元件113(113’)可用于执行各种功能(例如，用于在展现于用户界面显示器122上的各种选项之间切换或滚动，和/或对其进行选择，诸如用于在不同测量装置或模式之间进行选择，诸如激活组合装置操作模式和/或激活独立操作模式，等)。
在各实施方式中，用户界面显示器122可还包括模式选择元件127和测量装置选择元件128。模式选择元件127可用于选择FPMD 110-1将操作的模式(例如，独立操作模式、组合装置操作模式等)，如将在以下参考图7更详细描述的。在图1A的实施方式中，通过响应于向左或右滑动手势以滚动可用模式，用户界面显示器122的部分或整体可用于模式选择元件127。将意识到，该例子仅意图是示例性的，而不是限制性的，且许多替代的选择结构可用于模式选择元件127，诸如下拉菜单或列表框。
在各实施方式中，测量装置选择元件128可用于选择一个或多个测量装置(例如，将用作组合装置操作模式的一部分，等)。在一些实施方式中，测量装置选择元件128可包括标记为“装置”的区域，用户可按住它，以展示出装置选择菜单，其示出可用的测量装置(例如，用于用作组合装置操作模式的一部分，等)。在各实施方式中，可设置选择元件，以允许用户针对显示测量值的格式和/或顺序进行选择。例如，用户可以作出选择，以使用户界面显示器122改变测量值在第一装置显示器114-1上展现的顺序，诸如改变为在一个显示线上与按顺序展现X、Y和Z值相对应的顺序(例如，类似于数据表175D中示出的那些)，而不是在一个线上是Z值(用于FPMD 110-1)且在第二个线上是X和Y值(用于SPMD 110-2)。
如上所述，FPMD 110-1的第一位置传感器被配置为提供第一装置测量采样输出123-1，其表示相对于FPMD 110-1沿至少第一测量轴线(例如，沿Z轴)的工件表面坐标测量，用于在对应的第一装置采样周期期间在工件WP上的对应测量采样区域MSR。在各实施方式中，组合装置操作模式包括第一信号处理和控制部分115-1，FPMD 110-1输入由第一位置传感器提供的第一装置测量采样输出123-1，并输入由SPMD 110-2经由装置间通信连接提供的第二装置测量采样输出123-2。并行测量数据组CMDS被确定为，每个包括与并行的第一装置和第二装置采样周期相对应的至少第一装置测量采样输出123-1和至少第二测量采样输出123-2。每个并行测量数据组CMDS与工件WP上的相应测量采样区域MSR相关联。在各实施方式中，基于对应的并行测量数据组CMDS，针对工件WP上的当前测量采样区域MSR，提供组合测量数据输出。
在图1A的例子中，基于对应的并行测量数据组CMDS1针对工件WP上的当前测量采样区域MSR提供的组合测量数据输出对应于第一装置显示器114-1的用户界面显示器122上显示的值。更特别地，并行测量数据组CMDS1可确定为包括与并行的第一装置和第二装置采样周期相对应的第一装置测量采样输出123-1(例如，对应于被显示的值Z＝9.0000)和第二装置测量采样输出123-2(例如，对应于被显示的值X＝0.1581和Y＝0.5075)。在图1A的例子中，并行的第一装置和第二装置采样周期被确定为在时间上足够接近，以便二者均对应于并大体上被表示为在“采样周期1”期间发生。
在各实施方式中，作为在用户界面显示器122上展示的组合测量数据输出的显示的替代或附加，FPMD 110-1可传输或以其他方式向外部装置(例如，远程计算机180)提供组合测量数据输出。在图1A的例子中，远程装置通信连接175示出为在FPMD 110-1和远程计算机180之间建立。在各实施方式中，装置间通信连接和/或远程装置通信连接175可每个包括有线连接、无线连接、蓝牙连接、WiFi连接等中的至少一个。应意识到，在图1A的配置中，仅单个远程装置通信连接175被要求至远程计算机180(例如，与从FPMD 110-1和SPMD 110-2的每个到远程计算机180要求不同连接的配置不同)。应意识到，仅具有单个远程装置通信连接175的这种配置可提供多种优点(例如，简化连接要求和处理，等)。
数据表175D示出从FPMD 110-1向远程计算机180提供(例如，传输的)的和/或在用户界面显示器122上展示的组合测量数据输出。如在数据表175D中示出的，并行测量数据组CMDS1包括与并行的第一装置和第二装置采样周期(例如，二者表示为对应于“采样周期1”)相对应的第一装置测量采样输出123-1(例如，对应于被显示的值Z＝9.0000)和第二装置测量采样输出123-2(例如，对应于被显示的值X＝0.1581和Y＝0.5075)。类似地，并行测量数据组CMDS2包括与并行的第一装置和第二装置采样周期(例如，二者表示为对应于“采样周期2”)相对应的第一装置测量采样输出123-1(例如，对应于被显示的值Z＝8.0000)和第二装置测量采样输出123-2(例如，对应于被显示的值X＝0.2000和Y＝0.5075)。类似地，显示了并行测量数据组CMDS3(例如，对应于被显示的值X＝0.3000、Y＝0.5075和Z＝8.5000，其与“采样周期3”相对应)，和并行测量数据组CMDS4(例如，对应于被显示的值X＝0.4000、Y＝0.7000和Z＝7.5000，其与“采样周期4”相对应)。
在各实施方式中，并行测量数据组(例如，CMDS1-CMDS4)的确定包括FPMD 110-1经由装置间通信连接在靠近FPMD 110-1的并行第一装置测量采样输出的时间触发SPMD 110-2的并行第二装置测量采样输出。在一个实施方案中，FPMD 110-1可(例如，利用装置间通信连接)同时触发SPMD 110-2的并行第二装置测量采样输出123-2和FPMD 110-1的并行第一装置测量采样输出123-1。在各实施方式中，并行测量数据组的确定可替换地包括经由装置间通信连接输入SPMD 110-2的多个第二装置测量采样输出123-2，选择在时间上与FPMD110-1的第一装置测量采样输出123-1最接近的第二装置测量采样输出123-2作为其并行采样，以便确定相应的并行测量数据组。例如，如果两个第二装置测量采样输出被输入且对应于t1＝1.0001和t2＝2.0001的相应时间，第一装置测量采样输出对应于t＝2.0000的时间，对应于t2＝2.0001的时间(其更接近时间t＝2.0000)的第二装置测量采样输出可被选择作为并行采样。
与组合装置操作模式不同，独立操作模式不包括FPMD 110-1与第二位置测量装置(例如，SPMD 110-2)建立装置间通信连接。如图1B所示，在FPMD 110-1的独立操作模式期间，独立测量数据输出123-1’(例如，对应于8.9000的值)被提供(例如，在第一装置显示器114-1中)，其包括在工件WP上的当前测量采样区域MSR’的相对于FPMD 110-1沿至少第一测量轴线的工件表面坐标测量结果。类似地，如图1C所示，在SPMD 110-2的独立操作模式期间，独立测量数据输出123-2’(例如，对应于1.1581和0.5075的值)被提供(例如，从SPMD110-2传输)，其包括相对于SPMD 110-2沿至少第二测量轴线(例如，在该例子中，对应于两个测量轴线)的工件表面坐标测量结果。应意识到，在图1B和图1C的配置中，测量轴线的相对取向(例如，相对于X、Y或Z轴)可以是未知的。应意识到，不像对应于并行测量数据组(例如，CMDS1-CMDS4)的图1A的数据表175D的组合值，独立测量数据输出123-1’和123-2’可以不是以类似的方式可组合的(例如，由于FPMD 110-1和SPMD 110-2的未知相对取向和位置，和/或相对于定位获得测量数据输出123-1’和123-2’的未知的相对时间，等)。
如以下关于图7更详细所述，在各实施方式中，一些校准和/或对准功能可相对于FPMD 110-1和SPMD 110-2的取向执行。例如，校准功能(例如，利用校准对象或其他校准技术)可被执行，以矫正/校准相应的测量数据输出，以便更加准确，等。作为另外的例子，对准功能可相对于安装布置130执行(例如，包括可能的对准调整，等)，以确保FPMD 110-1和SPMD 110-2相对于彼此的取向(例如，横交取向)如期望那样。
在各实施方式中，独立操作模式是FPMD 110-1的(例如，和SPMD 110-2的)的默认操作模式，第一用户界面112的第一装置控制元件113可包括组合装置操作模式激活元件113A，和/或模式选择元件127可被用于(例如，用于在容纳在FPMD 110-1的壳体119-1中的信号处理和控制部分115-1中激活组合装置操作模式)选择模式，等。在各实施方式中，FPMD110-1和SPMD 110-2可每个为独立测量装置，它们可操作以独立于彼此提供工件测量结果，而不存在远程计算机(例如，远程计算机180)的控制，并且，组合装置操作模式可被激活而无需通过远程计算机的控制。应意识到，在各实施方式中，测量系统100可以不包括远程计算机180(例如，其中，组合测量数据输出可仅在用户界面显示器122上展现，等)。
应意识到，在图1A-1C的例子中，在独立操作模式期间，FPMD 110-1可在第一装置显示器114-1上仅显示单个轴线坐标，且在组合装置操作模式期间，FPMD 110-1可提供组合模式输出格式，其包括在固定的轴线关系对应横交轴线(transverse axes)时可用的多轴线组合测量数据输出格式(例如，包括X、Y和Z轴的值)。在这样的配置中，多轴线组合测量输出格式可操作为，将不同测量轴线(例如，对应于X、Y和Z轴)的多个并行坐标测量作为单一的输出串(例如，发送至远程计算机180)。在这样的配置中，多轴线组合测量输出格式可对应于三维表面轮廓数据，其与工件WP的表面相对应。如上所述，通过将工件WP相对于FPMD110-1和SPMD 110-2平移(例如，利用测量运动机构138或工件工作台运动机构148)，并获得与工件WP的表面上的多个不同测量采样区域MSR相对应的并行测量数据组(例如，CMDS1-CMDS4)，可以获得数据。
图2A-2C是尺寸计量测量系统200的第二示例性实施方式的图示。测量系统200包括FPMD 110-1和SPMD 110-2，且在图2A的例子中，FPMD 110-1与SPMD 110-2在组合装置操作模式中操作，且在图2B和2C的例子中，FPMD 110-1和SPMD 110-2分别在独立操作模式中操作。测量系统200具有与图1的测量系统100的一定相似性，且相同或相似标号的部件将被理解为相似地操作，除了以下另外描述的。总体上，在此处的各视图中，除非另外通过说明书或文字指出，具有相似后缀的附图标记(例如，具有后缀XX的附图标记1XX和2XX)可一般地指代类似的元件，从而本领域的技术人员基于与类似元件1XX的前述描述类比而通过有限的描述大体理解元件2XX的操作，以此类推。
关于与测量系统100的一些区别，测量系统200包括安装布置230，其中，FPMD 110-1被联接至第一支撑元件部分239A，SPMD 110-2被联接至第二支撑元件部分239B。安装布置230可与测量系统100的安装布置130相比，后者中，FPMD 110-1和SPMD 110-2更加直接地联接至彼此。作为安装布置230的一部分，FPMD 110-1包括第一安装部分131-1，用于机械地联接至安装装置部分235A的第一联接部分236-1。另外，安装装置部分235B包括第二联接部分236-2，用于机械地联接至SPMD 110-2的第二安装部分131-2。
安装装置部分235A还包括第三联接部分236-3，用于联接至支撑元件部分239A(例如，作为支撑结构或将安装装置部分235A和FPMD 110-1保持在工件WP和工件工作台配置140上方或以其他方式相对于其保持的其他机构的一部分，等)。安装装置235B还包括第四联接部分236-4，用于联接至支撑元件239B(例如，作为支撑结构或将安装装置235B和SPMD110-2保持在工件WP和/或工件工作台配置140上方或以其他方式相对于其保持的其他机构的一部分，等)。在各实施方式中，安装布置230相对于SPMD 110-2的取向固定FPMD 110-1的取向，从而根据固定的轴线关系，第一测量轴线(例如，沿z轴线)横交于第二测量轴线(例如，沿x轴或y轴)。
在各实施方式中，类似于图1A的例子，支撑元件部分239A和239B可固定在特定位置处(例如，作为共用支撑框架的一部分)，从而工件WP和安装布置230之间的任何相对移动可通过工件工作台运动机构148的操作提供。在各实施方式中，安装布置230可替换地或还包括一个或多个测量运动机构(例如，类似于图1A的测量运动机构138)，其允许支撑元件部分239A和239B的移动，用于使安装布置230相对于工件WP移动(例如，沿x和y轴，所述x和y轴位于与工件WP所位于的工件工作台141的表面大体平行的平面中)。应意识到，安装布置230相对于工件WP的表面的移动允许获得在工件WP的表面上的多个测量采样区域MSR工件表面坐标测量结果。
图3A-3C是尺寸计量测量系统300的第三示例性实施方式的图示。测量系统300包括FPMD 110-1和SPMD 110-2，且在图3A的例子中，FPMD 110-1与SPMD 110-2在组合装置操作模式中操作，且在图3B和3C的例子中，FPMD 110-1和SPMD 110-2分别在独立操作模式中操作。测量系统300具有与测量系统100和200的一定相似性，且相似标号的部件将被理解为相似地操作，除了以下另外描述的。
关于与测量系统100的一些区别，测量系统300包括安装布置330，其中，SPMD 110-2大体定位在表面SRF上方(即，与测量系统100的安装布置130相比，后者中，SPMD 110-2定位在工件WP的表面的部分上方)。在各实施方式中，表面SRF可代表工作台的表面(例如，图1A的工作台141)，或另外的表面(例如，工件WP可位于或不位于其上的表面)。在各实施方式中，表面SRF可以是相对平的，和/或可具有允许通过SPMD 110-2做出相对准确的位置确定的其他特性。例如，在SPMD 110-2利用图像相关来确定位置的实施方式中，表面SRF可包括允许在利用图像相关技术时进行准确的位置确定的特征(例如，纹路、平坦度等)。在一定的实施方式中，这可与测量系统100的配置不同，对此工件WP的表面可以不是可处理的，来使SPMD 110-2的位置确定准确。在各实施方式中，安装布置330可以大于安装布置130，这是由于系统构件的被要求的分开，从而在测量操作期间，SPMD 110-2保持在表面SRF上，而FPMD110-1保持在工件WP的表面上。
在各实施方式中，作为安装布置330的一部分，FPMD 110-1包括第一安装部分131-1，用于机械地联接至安装装置355的安装装置部分335A的第一联接部分136-1。在各实施方式中，安装装置335还包括安装装置部分335B，其具有第二联接部分336-2，用于机械地联接至SPMD 110-2的第二安装部分131-2。在图3A的例子中，安装装置335还包括第三安装装置部分335C，其具有第三联接部分336-3，用于机械地联接至FPMD 110-1的第三安装部分131-3。在各实施方式中，安装装置部分335C可还包括第四联接部分336-4，用于联接至支撑元件139(例如，作为支撑结构或将安装装置335、FPMD 110-1和SPMD 110-2保持在工件WP和表面SRF上方或以其他方式相对于其保持的其他机构的一部分，等)。在各实施方式中，安装装置335可相对于SPMD 110-2的取向固定FPMD 110-1的取向，从而根据固定的轴线关系，第一测量轴线(例如，沿z轴线)横交于第二测量轴线(例如，沿x轴或y轴)。
在各实施方式中，类似于图1A的例子，表面SRF可通过运动机构(例如，图1A的工件工作台运动机构148)沿x和y轴移动，所述x和y轴大体平行于工件WP所位于的表面SRF。在各实施方式中，安装布置330可替换地或还包括测量运动机构(例如，图1A的测量运动机构138)，其允许安装布置330的移动(例如，沿x和y轴移动，所述x和y轴位于与工件WP所位于的表面SRF大体平行的平面中)。应意识到，安装布置330相对于工件WP的表面的移动允许获得在工件WP的表面上的多个测量采样区域MSR的工件表面坐标测量结果。
图4A-4C是尺寸计量测量系统400的第四示例性实施方式的图示。如将在以下更详细描述的，测量系统400包括FPMD 110-1和SPMD 410-2(例如，电子卡尺)，且在图4A的例子中，FPMD 110-1与SPMD 410-2在组合装置操作模式中操作，且在图4B和4C的例子中，FPMD110-1和SPMD 410-2分别在独立操作模式中操作。测量系统400具有与测量系统100、200和300的一定相似性，且相似标号的部件将被理解为相似地操作，除了以下另外描述的。
对于与测量系统100的一定区别，测量系统400包括FPMD 110-1联接至其上的SPMD410-2(例如，电子卡尺)。如图4A和4C所示，SPMD 410-2包括第二装置显示器414-2作为读取头RH的一部分。作为测量操作的一部分，读取头RH沿标尺SC滑动，对此，在读取头RH内的传感器(例如，利用线性换能器)确定相应的位置测量值(即，代表读取头RH沿标尺SC的位置)。被确定的位置测量值可显示在第二装置显示器414-2上。关于图4C，作为独立操作模式操作的例子，工件(未示出)可位于测量爪491(即，附连至读取头RH)和测量爪492(即，附连至标尺SC的端部)之间，对此，所得到的测量值可表示位于爪491和492之间的工件的外尺寸。
如图4A所示，测量系统400包括安装布置430，其中，FPMD 110-1联接至SPMD 410-2。作为安装布置430的一部分，FPMD 110-1包括第一安装部分131-1，用于机械地联接至SPMD 410-2的第二安装部分431-1。在各实施方式中，第二安装部分431-1可位于或以其他方式联接至读取头RH和/或相关联的测量爪491，从而FPMD 110-1与读取头RH一起移动。在这样的配置中，应意识到，读取头RH沿第二测量轴线(即，SPMD 410-2的测量轴线)的位置表示FPMD 110-1(即，和相应的探针尖端PT)沿第二测量轴线的位置。在各实施方式中，安装装置(未示出)可用于辅助FPMD 110-1至SPMD 410-2的联接，且可位于安装部分131-1和431-1之间，并联接至它们。FPMD 110-1还包括第三安装部分131-3，用于联接至支撑元件139。在各实施方式中，安装装置(未示出)可用于辅助FPMD 110-1至支撑元件139的联接，且可位于安装部分131-3和139之间，并联接至它们。
在各实施方式中，支撑元件139是支撑结构或将FPMD 110-1和SPMD 410-2保持在工件WP和/或工件工作台141上方或以其他方式相对于其保持的其他机构的一部分，等。在各实施方式中，支撑元件139可固定在特定位置处，其中，工件WP和安装布置130之间的一些相对移动可通过工件工作台运动机构148的操作提供。在各实施方式中，FPMD 110-1相对于工件WP的其他或替换移动可通过读取头RH的操作提供，该读取头沿SPMD 410-2的标尺SC滑动。应意识到，FPMD 110-1相对于工件WP的表面的移动允许获得在工件WP的表面上的多个测量采样区域MSR的工件表面坐标测量结果。
应意识到，在图4A的例子中，基于对应的并行测量数据组CMDS1-CMDS4提供的组合测量数据输出(例如，在数据表475D中展示)包括在固定的轴线关系对应于横交轴线时可用(即，FPMD 110-1沿Z轴的第一测量轴线横交于SPMD 410-2沿X轴的第二测量轴线)的两个轴线组合测量数据输出。在这样的配置中，与工件表面相对应的二维表面轮廓数据通过对应工件上的多个不同测量采样区域的多例的组合测量数据输出而提供。不同地，在相应的独立操作模式期间(例如，如图4B和4C所示)，FPMD 110-1和SPMD 110-2每个仅分别显示第一装置显示器114-1和第二装置显示器414-2上的单个轴线坐标测量。如图4A所示，在组合装置操作模式期间，FPMD 110-1传输至远程计算机180，和/或将组合模式显示格式/或提供在第一装置显示器114-1上，其显示/包括两个轴线坐标测量结果(例如，对应于X和Z轴值)。
图5A-5C是尺寸计量测量系统500的第五示例性实施方式的图示。如将在以下更详细描述的，测量系统500包括FPMD 510-1(例如，轮廓追踪器)和SPMD 110-2。在图5A的例子中，FPMD 510-1与SPMD 110-2在组合装置操作模式中操作，且在图5B和5C的例子中，FPMD510-1和SPMD 110-2分别在独立操作模式中操作。测量系统500具有与测量系统100、200、300和400的一定相似性，且相似标号的部件将被理解为相似地操作，除了以下另外描述的。
对于与测量系统100的一定区别，测量系统500包括FPMD 510-1(例如，轮廓跟踪器)，SPMD 110-2联接至FPMD 510-1。FPMD 510-1包括接触和/或以其他方式沿工件WP表面移动的探针和相应的探针尖端PT’，以及显示所得到的测量采样输出523-1的第一装置显示器514-1。在图5A的实施方式中，除了在其接触工件WP的表面时根据探针尖端PT’的竖直位置提供Z轴测量采样输出，FPMD 510-1还能够在有限范围内提供一定的X轴线测量采样输出。更具体地，FPMD 510-1包括内部移动机构IMM，其能够提供在有限范围(例如，通过内部移动机构IMM在FPMD 510-1内的最大移动范围)内沿X轴线的探针和探针尖端PT的移动。
在各实施方式中，期望提供一种测量系统，其具有比单独FPMD 510-1提供的更大的X轴线测量范围(例如，用于较大的工件或其他测量表面，等)。应意识到，通过将SPMD110-2联接到FPMD 510-1且利用组合装置操作模式，来自FPMD 510-1和SPMD 110-2二者的X轴线测量采样输出可被组合，或以其他方式用于获得比单独FPMD 510-1提供的更大的X轴线测量范围。在图5A的例子中，并行测量数据组CMDS1可被确定为包括与并行的第一装置和第二装置采样周期(例如，二者表示为对应于数据表575D中的“采样周期1”)相对应的第一装置测量采样输出523-1(例如，对应于被显示的值X2＝0.0020和Z＝9.0000)和第二装置测量采样输出123-2(例如，对应于被显示的值X1＝0.1581和Y＝0.5075)。类似示出的是并行测量数据组CMDS2(例如，与对应于“采样周期2”的X1＝0.3000、Y＝0.5075、Z＝8.0000、X2＝0.0020、X1+X2＝0.2030的值相对应)，并行测量数据组CMDS3(例如，与对应于“采样周期3”的X1＝0.3000、Y＝0.5075、Z＝8.5000、X2＝0.0040、X1+X2＝0.3040的值相对应)，以及并行测量数据组CMDS4(例如，与对应于“采样周期4”的X1＝0.4000、Y＝0.7000、Z＝7.5000、X2＝0.050、X1+X2＝0.4050的值相对应)。
在各实施方式中，第一装置显示器514-1和/或数据表575D可显示/包括与X1和X2二者对应的值，且可还或替代地包括与X1+X2对应的值。例如，在一个替代的实施方式中，在组合装置操作模式期间，可使得第一装置显示器514-1仅显示X1+X2值(即，并行测量数据组CMDS1的0.1601，其与总X轴位置相对应)，而不是显示每个单独的X1和X2值。类似地，在各实施方式中，可使得与由FPMD 510-1传输至远程计算机180的并行测量数据组CMDS1相对应的数据包括X1+X2值(即，0.1601)，其可作为包括每个单独的X1和X2值的附加或替代。
如图5A所示，测量系统500包括安装布置530，其中，FPMD 510-1联接至SPMD 110-2。作为安装布置530的一部分，FPMD 510-1包括第一安装部分531-1，用于机械地联接至SPMD 110-2的第二安装部分131-2。在各实施方式中，安装装置(未示出)可用于辅助FPMD510-1至SPMD 110-2的联接，且可位于安装部分531-1和131-2之间，并联接至它们。SPMD110-2还包括第三安装部分131-3，用于联接至支撑元件139。在各实施方式中，安装装置(未示出)可用于辅助SPMD 110-2至支撑元件139的联接，且可位于安装部分131-3和139之间，并联接至它们。
在各实施方式中，支撑元件139是支撑结构或将FPMD 510-1和SPMD 110-2保持在工件WP和/或工件WP所位于的表面SRF’上方或以其他方式相对于其保持的其他机构的一部分，等。在各实施方式中，支撑元件139可固定在特定位置处，其中，工件WP和安装布置530之间的一些相对移动可通过运动机构(例如，图1A的工件工作台运动机构148)的操作提供。在各实施方式中，安装布置530可替换地或还包括测量运动机构(例如，图1A的测量运动机构138)，其允许安装布置530相对于工件WP的移动。应意识到，安装布置530相对于工件WP的表面的移动允许获得在工件WP的表面上的多个测量采样区域MSR的工件表面坐标测量结果。
应意识到，在图5A的例子中，基于相应的并行测量数据组CMDS1-CMDS4提供的组合测量数据输出(例如，在数据表475D中展示)包括当固定的轴线关系对应于平行轴线(parallel axes)时(即，对应FPMD 510-1的测量轴线的X2值以及SPMD 110-2的测量轴线的X1)可用的平行组合测量数据输出。在这样的配置中，组合测量数据输出可包括坐标测量值，其基于第一装置测量采样输出和第二装置测量采样输出的加和(即，将X1和X2值加和，如在数据表575D中示出)。在各实施方式中，FPMD 510-1的第一用户界面的第一装置控制元件可包括平行轴线选择元件激活元件，当FPMD 510-1在组合装置操作模式中操作时，激活平行组合测量数据输出的使用。
图6是尺寸计量测量系统600中的FPMD 110-1和SPMD 110-2的框图。应意识到，在各种实施方式中，FPMD 610-1和SPMD 610-2的各个部件可表示如上所述的图1-5的相应FPMD和SPMD的各个部件。如在图1-5的一些例子中部分示出的，在各实施方式中，FPMD 610-1可以是诸如刻度盘指示器、高度规、轮廓追踪器等的测量装置，SPMD 610-2可以是诸如平移传感器(例如，图像相关传感器)、卡尺等的测量装置。
如图6所示，FPMD 610-1包括第一位置传感器611-1、第一用户界面612-1、第一信号处理和控制部分615-1和第一通信部分618-1。第一位置传感器611-1被配置为提供第一装置测量采样输出，其表示在相应第一装置采样周期期间在工件上的相应测量采样区域相对于FPMD 610-1沿至少第一测量轴线的工件表面坐标测量结果。第一用户界面612-1包括第一装置控制元件613-1和第一装置显示器614-1。第一信号处理和控制部分615-1包括第一测量采样关联部分616-1，其用于实施组合装置操作模式。在各实施方式中，包括第一测量采样关联部分616的第一信号处理和控制部分615可并入在FPMD 610-1的壳体内。FPMD610-1被配置为，在独立操作时间段期间以独立操作模式操作，在组合装置操作时间段期间以组合装置操作模式操作。
FPMD 610-1的组合装置操作模式可通过与SPMD 610-1建立装置间通信连接620而开始。在各实施方式中，装置间通信连接和/或远程装置通信连接620可包括有线连接、无线连接、蓝牙连接、WiFi连接中的至少一个。在各实施方式中，SPMD 610-2包括第二位置传感器611-2，其被配置为提供第二装置测量采样输出，其表示在相应第二装置采样周期期间在工件上的相应测量采样区域相对于SPMD沿至少第二测量轴线的工件表面坐标测量结果。在各实施方式中，第二位置传感器611-2可包括非接触传感器、或图像相关传感器等。在各实施方式中，SPMD 610-2包括第二用户界面612-2、第二信号处理和控制部分615-2和第二通信部分618-2。第二用户界面612-2可包括第二装置控制元件613-2和第二装置显示器614-2。第二信号处理和控制部分615-2可包括第二测量采样关联部分616-2，其可用于与FPMD610-1的第一测量采样关联部分616-1通信，或以其他方式实施SPMD 610-2的组合装置操作模式。
在各实施方式中，当FPMD 610-1和SPMD 610-2在工件测量布置中保持在固定关系时，其中，第一测量轴线和第二测量轴线布置在固定轴线关系(例如，第一测量轴线横交于第二测量轴线等)中，组合装置操作模式可用。在各实施方式中，组合装置操作模式包括第一信号处理和控制部分615-1输入通过第一位置传感器611-1提供的第一装置测量采样输出，以及输入SPMD 110-2经由装置间通信连接620(例如，作为第一和第二通信部分618-1和618-2之间的通信)提供的第二装置测量采样输出。如以上关于图1-5所述，并行测量数据组被确定为，包括与并行第一装置和第二装置采样周期相对应的至少第一装置测量采样输出和第二装置测量采样输出。每个并行测量数据组与正在被测量的工件上的相应测量采样区域相关联。基于相应的并行测量数据组，提供工件上的相应测量采样区域的组合测量数据输出。
在各实施方式中，在组合装置操作模式期间并行测量数据组的确定可包括FPMD610-1经由装置间通信连接620在靠近FPMD 610-1的并行第一装置测量采样输出的时间触发SPMD 610-2的并行第二装置测量采样输出。在各实施方式中，FPMD 610-1可同时触发SPMD 610-2的并行第二装置测量采样输出和FPMD 610-1的并行第一装置测量采样输出。在各替换实施方式中，并行测量数据组的确定可包括经由装置间通信连接输入SPMD 610-2的多个第二装置测量采样输出，选择在时间上与FPMD 610-1的第一装置测量采样输出最接近的第二装置测量采样输出作为其并行采样，以便确定并行测量数据组。
与组合装置操作模式不同，独立操作模式不包括FPMD 610-1与第二位置测量装置(例如，SPMD 610-2)建立装置间通信连接。在独立操作模式期间，独立测量数据输出被提供，其包括在工件WP上的对应测量采样区域MSR相对于FPMD 610-1沿至少第一测量轴线的工件表面坐标测量结果。在各实施方式中，独立操作模式是FPMD 610-1的默认操作模式，第一用户界面612-1的第一装置控制元件613-1包括组合装置操作模式激活元件。在各实施方式中，FPMD 610-1和SPMD 610-2是独立测量装置，其可操作为独立于彼此提供工件测量而无需通过远程计算机控制，并且，包括第一测量采样关联部分616-1的第一信号处理和控制部分615-1被配置为激活和实施组合装置操作模式，而无需来自远程计算机的控制或连接至该远程计算机。
图7是FPMD 710-1的用户界面712、信号处理和控制部分715和通信部分718的框图。应意识到，在各种实施方式中，FPMD 710-1的所示部件可代表上述图1-6的相应FPMD的用户界面、信号处理和控制部分以及通信部分的相应部分。如图7所示，信号处理和控制部分715包括独立操作模式730、组合装置操作模式740、设定控制模式750、存储器770和处理器780。独立操作模式730包括独立操作模式处理731。组合装置操作模式740包括组合装置操作模式处理741。设定控制模式750包括设定控制模式处理部分751。
用户输入界面部分712包括独立操作模式显示器732、组合装置操作模式显示器742和设定控制模式显示器752。独立操作模式显示器732包括独立操作模式显示和选择元件733。组合装置操作模式显示器742包括组合装置操作模式显示和选择元件743。设定控制模式显示器752包括设定控制模式显示和选择元件753。
在各实施方式中，独立操作模式部分730-733可用于实施独立操作模式(例如，如上关于图1B、2B、3B、4B和5B所示和所述)。在各实施方式中，组合装置操作模式部分740-743可用于实施组合装置操作模式(例如，如上关于图1A、2A、3A、4A和5A所示和所述)。例如，独立操作模式处理731可用于处理来自测量采样输出并与之相关的输入，该测量采样输出来自FPMD的第一位置传感器。与此不同，组合装置操作模式处理741可用于处理来自测量采样输出并与之相关的输入，该测量采样输出来自FPMD的第一位置传感器以及经由装置间通信连接从SPMD接收的测量采样输出两者。在各实施方式中，组合装置操作模式处理741可执行诸如确定并行测量数据组、组合测量采样输出(例如，在图5A中的例子中确定X1+X2)等的操作。
在各实施方式中，作为组合装置操作模式处理741的一部分或与之独立地，一些校准和/或对准功能可关于FPMD和SPMD相对于彼此的取向而被执行。例如，对准功能可相对于安装布置执行(例如，包括可能的对准调整，等)，以确保FPMD和SPMD相对于彼此的取向(例如，横交的测量轴线取向)。作为另外的例子，校准功能可被执行以矫正/校准相应的测量数据输出(例如，以便更紧密地对应于横交测量轴线取向等)。在一个示例实施方式中，具有已知尺寸(例如，已知的台阶高度和尺寸)的校准对象可用作校准过程的一部分。更具体地，在FPMD和SPMD在安装布置中联接在一起之后，校准对象可作为组合装置操作模式的一部分通过FPMD和SPMD测量，所得的被测量值/尺寸可与校准对象的已知值/尺寸比较。被测量和已知的值/尺寸之间的差可以确定和存储和/或以其他方式用于执行校准操作(例如，用于调整安装布置和/或调整未来的被测量值，以便更加准确)。
独立操作模式显示器732可用于格式化和显示与来自FPMD的第一位置传感器的测量采样输出相关的值(例如，如在图1B、2B、3B、4B和5B的第一装置显示器114中示出)。与此不同，组合装置操作模式显示器742可用于格式化和显示关于测量采样输出的值，该测量采样输出为来自FPMD的第一位置传感器的测量采样输出以及经由装置间通信连接从SPMD接收的测量采样输出(例如，如在图1A、1B和1C的第一装置显示器114-1中示出的)。在各实施方式中，通过组合装置操作模式显示器742的这样的处理/显示可包括格式化显示器，用于显示与来自FPMD和SPMD二者的测量采样输出相关的值，基于新的值更新显示器，等等。
独立操作模式显示和选择元件733可用于在独立操作模式中提供与FPMD的操作以及来自FPMD的第一位置传感器的测量采样输出有关的显示和选择元件(例如，如图1B、2B、3B、4B和5B所示)。在各实施方式中，这样的显示和选择元件可包括用于执行作为测量操作一部分的调零功能、切换显示模式(例如，将测量值显示在英寸和毫米之间切换，等)的元件。与此不同，组合装置操作模式显示和选择元件743可用于提供显示和选择元件，其与FPMD的操作和测量采样输出相关，所述测量采样输出为在组合装置操作模式期间来自FPMD的第一位置传感器的测量采样输出以及经由装置间通信连接从SPMD接收的测量采样输出(例如，如在图1A、1B和1C的用户界面显示器122中示出的)。在各实施方式中，这样的显示和选择元件可包括第一装置控制元件113，诸如装置本体上的手动控制按钮和/或用户界面显示器122中的虚拟按钮，其可还包括诸如零设定选择元件125-1和125-2、测量装置选择元件128等这样的元件。在各实施方式中，这样的显示和选择元件可用于执行各种功能(例如，用于在呈现于用户界面显示器122上的各种选项之间切换或滚动和/或对其进行选择，等)。在各实施方式中，用户可关于组合装置操作模式显示以及关于被显示测量值的顺序和/或格式的选择元件743进行选择。例如，用户可作出选择，使用户界面显示器122改变测量值在第一装置显示器114-1上展现的顺序，诸如改变为在一条显示线上与按顺序展现X、Y和Z值相对应的顺序(例如，类似于数据表175D中示出的那些)，这与在一条线上是Z值(用于FPMD)且在第二条线上是X和Y值(用于SPMD)不同。
在各实施方式中，设定控制模式部分750-753可用于在可用模式(例如，单独操作模式730、组合装置操作模式740，等)之间进行选择。例如，设定控制模式显示和选择元件753可用于提供与操作模式选择相关的显示和选择元件。在各实施方式中，如以上参考图1A的实施方式所述，通过响应向左或右的滑动手势滚动可用模式，用户界面显示器122的部分或整体可用于模式选择元件127。将意识到，该例子仅意图是示例性的，而不是限制性的，且许多替代的选择结构可用于模式选择元件127，诸如下拉菜单或列表框，等。
在各实施方式中，设定控制模式部分750-753可被配置为使得，各种动作和/或事件可导致组合装置操作模式被自动启动，或可自动导致向用户呈现选项，用于选择激活组合装置操作模式或保持独立操作模式。例如，在各实施方式中，联接FPMD和SPMD至安装装置接、建立装置间通信连接、或放置FPMD和SPMD在彼此的指定接近度内可以导致组合装置操作模式被自动启动，或将相应的模式选择选项自动地呈现给用户。
通信部分718可被配置为与多个类型的测量装置和其他类型的装置通过各种无线通信方式通信，例如蓝牙、WiFi、基于云的数据基础结构等。如上所述，在组合装置操作模式期间，通信部分718可用于与SPMD建立装置间通信连接。通信部分718可用于与远程计算机建立通信连接。
图8是示出用于操作FPMD的例程800的示例性实施方式的流程图。在决定块810处，关于是否要启动组合装置操作模式做出决定。如果不要启动组合装置操作模式，例程继续到块850，在那里，FPMD以独立操作模式操作，如将在以下更详细描述。如果要启动组合装置操作模式，例程继续到块820，在那里，与SPMD建立装置间通信连接。在各实施方式中，装置间通信连接的建立可在决定是否要启动组合装置操作模式之前发生，且在一些实施方式中，可使得组合装置操作模式自动启动。在各实施方式中，当FPMD和SPMD以固定关系保持在工件测量布置中——其中FPMD的至少第一测量轴线和SPMD的至少第二测量轴线布置为固定的轴线关系——时，组合装置操作模式可用。
在块825处，由FPMD的第一位置传感器提供的第一装置测量采样输出被输入。例如，当工件的表面被测量时，FPMD的信号处理和控制部分可输入来自FPMD的第一位置传感器的测量采样输出。在块830处，由SPMD提供的第二装置测量采样输出经由装置间通信连接而输入。在块835处，并行测量数据组被确定，其中，每个并行测量数据组包括与并行的第一装置采样周期和第二装置采样周期相对应的至少第一装置测量采样输出和至少第二装置测量采样输出，每个并行测量数据组与工件上的相应测量采样区域相关联。在块840，基于对应的并行测量数据组，提供工件上的当前测量采样区域的组合测量数据输出。
如果在决定块810处决定不要启动组合装置操作模式，例程继续到块850，在那里，例程以独立操作模式继续，在此期间，不与SPMD建立装置间通信连接。在块855处，提供独立测量数据输出，其包括在工件上的当前测量采样区域相对于FPMD沿至少第一测量轴线的工件表面坐标测量结果。
上述各实施例可组合以提供进一步的实施例。在本说明中所参考的任何美国专利和美国专利申请在此通过引用全部并入与此。如果必要的话，实施例的各方面可以改变，以施用各专利和申请的构思提供另外的实施例。
根据上述说明书，可对实施例作出这些和其他变化。总体上，在随附权利要求中，所使用的术语不应被理解为将权利要求限制于在说明书和权利要求书中披露的特定实施例，但应理解为包含符合与这些权利要求所要求的全部等同范围的所有可能实施例。

Claims (14)

1.第一位置测量装置FPMD，包括：
第一位置传感器，其容纳在第一装置壳体中，且被配置为提供第一装置测量采样输出，该第一装置测量采样输出表示在对应的第一装置采样周期期间在工件上的对应测量采样区域相对于FPMD沿第一测量轴线的工件表面坐标测量结果；和
第一信号处理和控制部分，其容纳在第一装置壳体中，且包括用于实施组合装置操作模式的第一测量采样关联部分，其中，FPMD被配置为在独立操作时间段期间以独立操作模式操作，且在组合装置操作时间段期间以组合装置操作模式操作；
其中：
组合装置操作模式包括：
与第二位置测量装置SPMD建立装置间通信连接，第二位置测量装置包括第二位置传感器，该第二位置传感器被配置为提供第二装置测量采样输出，第二装置测量采样输出表示在对应的第二装置采样周期期间在工件上的对应测量采样区域相对于SPMD沿第二测量轴线的工件表面坐标测量结果，其中，当FPMD和SPMD以固定关系保持在工件测量布置中时，其中第一测量轴线和第二测量轴线以固定轴线关系布置，组合装置操作模式是可用的；
输入由第一位置传感器提供的第一装置测量采样输出；
输入经由装置间通信连接由SPMD提供的第二装置测量采样输出；
确定并行测量数据组，其包括与并行的第一装置采样周期和第二装置采样周期对应的至少第一装置测量采样输出和第二装置测量采样输出，每个并行测量数据组与工件上的对应测量采样区域相关联；以及
基于对应的并行测量数据组，提供工件上的当前测量采样区域的组合测量数据输出；以及
独立操作模式包括：
不与SPMD建立装置间通信连接；以及
提供独立测量数据输出，其包括在工件上的当前测量采样区域相对于FPMD沿第一测量轴线的工件表面坐标测量结果。
2.如权利要求1所述的FPMD，其中，独立操作模式是FPMD的默认操作模式，并且FPMD还包括第一用户界面，第一用户界面包括具有组合装置操作模式激活元件的第一装置控制元件。
3.如权利要求2所述的FPMD，其中：
FPMD还包括第一装置显示器，第一用户界面和第一装置显示器连接以与第一信号处理和控制部分交换信号；
第一装置控制元件和第一装置显示器被包括在第一装置壳体中；以及
FPMD包括刻度盘指示器或高度规中的一个。
4.如权利要求3所述的FPMD，其中，第一装置显示器由第一信号处理和控制部分控制，且在独立操作模式期间，仅单个轴线坐标测量结果显示在第一装置显示器上，且在组合装置操作模式期间，在第一装置显示器上的组合模式显示格式显示两个轴线坐标测量结果。
5.如权利要求1所述的FPMD，其中，组合测量数据输出包括平行组合测量数据输出，当固定轴线关系对应于平行轴线时，平行组合测量数据输出是可用的，且组合测量数据输出包括一坐标测量值，该坐标测量值基于第一装置测量采样输出和第二装置测量采样输出的加和，并且，FPMD还包括第一用户界面，该第一用户界面包括第一装置控制元件，所述第一装置控制元件包括平行轴线选择元件激活元件，当FPMD以组合装置操作模式操作时，该平行轴线选择元件激活元件激活所述平行组合测量数据的使用。
6.如权利要求1所述的FPMD，其中，组合测量数据输出包括两个轴线组合测量数据输出，当所述固定轴线关系对应于横交轴线时，所述两个轴线组合测量数据输出是可用的，且所述组合测量数据输出包括与不同坐标轴对应的两个坐标测量值，并且，当所述固定轴线关系对应于横交轴线时，通过与工件上的多个不同测量采样区域对应的多例组合测量数据输出提供对应工件表面的二维表面轮廓数据。
7.如权利要求1所述的FPMD，其中，装置间通信连接包括有线连接、无线连接、蓝牙连接或WiFi连接中的一个，并且，确定并行测量数据组包括在靠近FPMD的并行第一装置测量采样输出的时间，FPMD经由装置间通信连接触发SPMD的并行第二装置测量采样输出。
8.如权利要求7所述的FPMD，其中，FPMD同时触发SPMD的并行第二装置测量采样输出和FPMD的并行第一装置测量采样输出。
9.如权利要求1所述的FPMD，其中，并行测量数据组的确定包括经由装置间通信连接输入SPMD的多个第二装置测量采样输出，以及选择在时间上与FPMD的第一装置测量采样输出最接近的第二装置测量采样输出作为其并行采样，以便确定并行测量数据组。
10.如权利要求1所述的FPMD，其中，FPMD和SPMD是独立测量装置，其能够操作为独立于彼此提供工件测量结果，而无需远程计算机的控制，并且，包括第一测量采样关联部分的第一信号处理和控制部分配置为激活所述组合装置操作模式，而无需远程计算机的控制。
11.如权利要求10所述的FPMD，其中，在独立操作模式期间，第一信号处理和控制部分提供包括单轴线测量数据输出格式的独立模式输出格式，所述单轴线测量数据输出格式能够操作为将单轴线坐标测量结果作为发送至远程计算机的单输出串输出，并且，在组合装置操作模式期间，第一信号处理和控制部分提供包括两个轴线测量数据输出格式的组合模式输出格式，当所述固定轴线关系对应于横交轴线时，所述两个轴线测量数据输出格式是可用的，并且，所述两个轴线测量数据输出格式能够操作为将不同测量轴线的两个并行坐标测量结果作为发送至远程计算机的单输出串输出。
12.一种用于操作包括系统构件的尺寸计量测量系统的方法，所述系统包括：
第一位置测量装置FPMD，包括：
第一位置传感器，其容纳在第一装置壳体中，且被配置为提供第一装置测量采样输出，该第一装置测量采样输出表示在对应的第一装置采样周期期间在工件上的对应测量采样区域相对于FPMD沿第一测量轴线的工件表面坐标测量结果；
第一信号处理和控制部分，其容纳在第一装置壳体中，且包括用于实施组合装置操作模式的第一测量采样关联部分，其中FPMD被配置为在独立操作时间段期间以独立操作模式操作，且在组合装置操作时间段期间以组合装置操作模式操作；
其中：
组合装置操作模式包括：
a)与第二位置测量装置SPMD建立装置间通信连接，第二位置测量装置包括第二位置传感器，第二位置传感器被配置为提供第二装置测量采样输出，第二装置测量采样输出表示在对应的第二装置采样周期期间在工件上的对应测量采样区域相对于SPMD沿第二测量轴线的工件表面坐标测量结果，其中，当FPMD和SPMD以固定关系保持在工件测量布置中时，其中第一测量轴线和第二测量轴线以固定轴线关系布置，所述组合装置操作模式是可用的；
b)输入由第一位置传感器提供的第一装置测量采样输出；
c)输入经由装置间通信连接由SPMD提供的第二装置测量采样输出；
d)确定并行测量数据组，其包括与并行第一装置采样周期和第二装置采样周期相对应的第一装置测量采样输出和第二装置测量采样输出，每个并行测量数据组与工件上的对应测量采样区域相关联；以及
e)基于对应的并行测量数据组，提供工件上的当前测量采样区域的组合测量数据输出；以及
独立操作模式包括：
f)不与SPMD建立装置间通信连接；以及
g)提供独立测量数据输出，其包括在工件上的当前测量采样区域相对于FPMD沿第一测量轴线的工件表面坐标测量结果，以及
所述方法包括：
使用安装布置安装FPMD和SPMD，将FPMD相对于SPMD保持在固定关系中，其中第一测量轴线和第二测量轴线布置以固定轴线关系布置；
将FPMD、SPMD和安装布置相对于工件布置在工件测量布置中，该工件测量布置能够操作为提供在工件上的多个测量采样区域的工件表面坐标测量结果；
操作包括第一测量采样关联部分的第一信号处理和控制部分以激活组合装置操作模式；和
操作包括第一测量采样关联部分的第一信号处理和控制部分以执行组合装置操作模式的操作a)至e)。
13.如权利要求12所述的方法，其中，操作包括第一测量采样关联部分的第一信号处理和控制部分以激活组合装置操作模式的步骤不包括使用远程计算机激活组合装置操作模式。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述固定轴线关系是横交轴线关系，且所述方法还包括通过将工件相对于FPMD和SPMD平移而提供对应工件表面的二维表面轮廓数据，以及，操作包括第一测量采样关联部分的第一信号处理和控制部分以对应于工件上的多个不同测量采样区域多次地执行组合装置操作模式的操作b)至e)。
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