CN110500971B - 粗糙度测量探针，具有粗糙度测量探针的装置以及相对应的使用 - Google Patents

Abstract

一种用于扫描表面(F)的粗糙度测量探针(15)，其包括起积分作用的装置(20)和光学扫描装置(30)，其中所述光学扫描装置(30)直接地布置于所述起积分作用的装置(20)上或中，其中所述起积分作用的装置(20)被设计成在扫描所述表面(F)时在所述粗糙度测量探针(15)与所述表面(F)的较大区域之间预先确定平均距离，并且所述光学扫描装置(30)被设计成在扫描所述表面(F)时以非接触方式光学地扫描所述表面(F)的较小区域，其中所述起积分作用的装置(20)包括光学装置，该光学装置被设计成虚拟滑行件，以使得它在所述表面(F)上使光斑(LF)成像。

Description

粗糙度测量探针，具有粗糙度测量探针的装置以及相对应的 使用

技术领域

本发明涉及一种粗糙度测量探针，一种包含这样的粗糙度测量探针的装置以及相对应的应用。

背景技术

在许多技术领域中，构件或材料的表面结构是重要的质量特征。

因此，存在用于测量表面的粗糙度或粗糙度深度的各种各样的粗糙度测量装置。通常，进行机械扫描，其中探针尖端被引导于表面之上。结果是在触觉路径之上记录的高度信号，也被称为表面轮廓。

滑行件式探针1是已知的，如在图1中以示意图形式示出的。滑行件式探针1具有滑行件2，滑行件2根据应用具有大的或小的半径并且充当滑动元件。探针3的探针尖端4与滑行件2一起安放在待测量的表面F上并用探针尖端4相对于滑行件2的路径测量表面轮廓。在测量期间，滑行件2沿循表面F的宏观不均匀性，亦即波纹度和宏观形状。另一方面，探针尖端4用它的小尖端半径记录表面粗糙度，并探测例如由滑行件2桥接的槽，因为该滑行件2具有更大的有效半径。滑行件2因此充当一种机械高通滤波器。

从公开的专利申请WO2010079019A2(还参见EP专利EP2199732B1)已知一种改进的滑行件式探针。在图2A中以相对应的功能视图示出该滑行件式探针。为了能够将图2A的改进的滑行件式探针与图1的解决方案进行比较，在这里使用相同的附图标记。滑动元件2位于触针的最末端。具有探针尖端4的探针集成于所述触针中，其中滑动元件2与探针尖端4之间的距离A是固定的。

在图2B中示出另一个示例性滑行件式探针1。图2B的滑行件式探针1基于图2A的基本原理。然而，与图2A相反，探针尖端4以及滑动元件2的顺序是相反的。在图2B中所示的示例中，探针尖端4处于滑动元件2的前面。在这里，同样地，以固定的方式预先确定滑动元件2与探针尖端4之间的距离A。

滑行件式探针可能提供部分伪造的结果。例如，如果滑行件2的运动在构造上叠加于探针尖端4的运动上并且供应太大的输出信号，或者如果运动被完全地或部分地取消并且因此供应太小的信号，就是这样的情况。

例如，在测量齿侧面的表面特性时，出现其它问题。一方面，现有的滑行件式探针不适合于较远地浸入至小模数齿轮的齿隙中。另一方面，当到达齿侧面的齿顶时，滑动元件2自由地运行。结果，无法测量齿侧面的靠近齿顶的形貌。根据图2A的解决方案是不合适的，因为探针尖端4在到达齿顶时自由地运行。另一方面，在根据图2B的解决方案的情况下，滑行件2将在到达齿顶时自由地运行。

从公开的专利申请EP3228974A1已知一种粗糙度测量探针，其包含侧向滑行件。在图2C和2D中示出相对应的粗糙度测量探针1。图2C示出侧视图并且图2D从下方对角地示出粗糙度测量探针1的前部区域。该粗糙度测量探针1包括侧向滑行件5和探针尖端4。探针尖端4位于探针臂6的最末端的区域中。滑行件5尽可能靠近探针尖端4侧向地定位，亦即滑行件5以及探针尖端4都处于同一平面SE中(参见图2C)。

由于在先前已知的探针系统中所使用的探针尖端4的非常小的尖端半径，这些探针尖端是相对敏感的并且因此倾向于磨损，或者在进行不受控制的运动的情况下被破坏。

另外，现有的已知的探针系统不能在所有情况下使用，因为它们由于它们的尺寸不能被引导至角落或边缘中。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种粗糙度测量探针，其使得能够甚至在小模数齿轮以及其它三维结构上执行粗糙度测量，其中将尽可能快地并以高的精确度测量表面。

另外，这是提供一种具有合适的粗糙度测量探针的(测量)装置的问题，所述粗糙度测量探针使得可以例如在齿轮侧面上进行改进的自动的粗糙度测量。此外，涉及这样的粗糙度测量探针的使用。

该目的通过根据本发明的粗糙度测量探针、根据本发明的装置(坐标测量系统)以及通过根据本发明的粗糙度测量探针的使用来解决。

根据本发明的粗糙度测量探针包括起积分作用的装置和光学扫描装置，其中所述光学扫描装置直接地位于所述起积分作用的装置上或中。

所述粗糙度测量探针被专门地设计成用于扫描表面并且包括起积分作用的装置和光学扫描装置。所述光学扫描装置直接地位于所述起积分作用的装置上或中。所述起积分作用的装置被设计成在扫描所述表面时在所述粗糙度测量探针与所述表面的较大区域之间提供平均距离。另一方面，所述光学扫描装置被设计成用于对所述表面的较小区域的非接触式光学扫描。

在所述粗糙度测量探针的至少一部分实施例中，所述起积分作用的装置包括滑行件，其中所述滑行件优选地涉及具有弯曲的滑动表面的滑行件。

在配备有滑行件的粗糙度测量探针的至少某些实施例中，所述滑行件包含孔。另外，所述光学扫描装置相对于所述滑行件被布置成能够沿朝向所述表面的方向通过所述滑行件和孔发射光束。这种构象的一个优点是，它为相对紧凑的并且因此可以快速地且准确地测量小结构。

在配备有滑行件的粗糙度测量探针的至少一部分实施例中，所述滑行件包括光引导件或光通道，其适于沿朝向所述表面的方向通过所述滑行件发射所述光学扫描装置的光束。该构象的优点是，光源(例如激光)可以被布置成位于扫描臂中并且所述光引导件或光通道可以被用来使所述光束沿所述表面的方向偏转。

在所述粗糙度测量探针的至少某些实施例中，所述起积分作用的装置包括光学装置，其被设计成虚拟滑行件，以使得它在所述表面上使至少一个光斑成像。这些实施例的优点是，在所述粗糙度测量探针与所述表面之间不存在接触。因此，这些装置完全无接触地工作。

对于包括虚拟滑行件的粗糙度测量探针的至少一部分实施例，所述光学装置适于在所述表面上使至少两个光斑成像，以使得可等距离地定位所述粗糙度测量探针的参考线或平面。

对于包括具有至少两个光斑的虚拟滑行件的粗糙度测量探针的至少一部分实施例，存在多个NC-控制轴以及控制器，其容许维持所述参考线或平面相对于所述表面的等距离位置。

对于包括虚拟滑行件的粗糙度测量探针的至少一部分实施例，所述光学扫描装置被设计成在等距离定位之后无接触地光学地扫描所述表面的较小区域。

对于包括虚拟滑行件的粗糙度测量探针的至少一部分实施例，设置调节器(控制器)，其在所述粗糙度测量探针相对于所述表面运动时维持等距离位置。

对于至少一部分实施例，所述粗糙度测量探针包括被构造成彩色共焦传感器装置的光学扫描装置，所述彩色共焦传感器装置包括用于发射白光的光源，用于不同地聚焦不同的波长范围的白光的透镜装置，以及用于评估从所述表面反射的至少一个波长的光的光谱仪。这样的粗糙度测量探针特别紧凑。

对于至少一部分实施例，所述粗糙度测量探针包括光学扫描装置，所述光学扫描装置根据三角测量原理设计并且包括用于发射光束的(激光)光源以及用于接收已被从所述表面反射的光束的相间隔的探测器。

对于至少一部分实施例，所述粗糙度测量探针包括光学扫描装置，该光学扫描装置被设计成沿相对于所述粗糙度测量探针的纵向轴线垂直地或倾斜地延伸的方向发射光束。这样的实施例与上述粗糙度测量探针兼容，所述粗糙度测量探针被平坦地或以微小的角度拉动或推动于所述表面之上。

对于至少一部分实施例，所述粗糙度测量探针包括光学扫描装置，其适于沿平行于所述粗糙度测量探针的纵向轴线的方向发射光束。这样的实施例具有的优点是，它可以像触针一样被引导于表面之上。

本发明的坐标测量系统包括本发明的用于至少一部分实施例的粗糙度测量探针。所述坐标测量系统还包含用于使所述粗糙度测量探针相对于构件的表面运动的至少一个NC-控制轴。

对于至少某些实施例，本发明的粗糙度测量探针被用来测量齿轮的齿侧面的表面粗糙度，其中所述光学扫描装置的光束被沿所述齿侧面中的一个的方向传输并且在那里被沿所述光学扫描装置的方向反射返回。

以下指出根据本发明所述的粗糙度测量探针、装置以及应用的另外的有利实施例。

本发明可以与1D、2D以及3D测量装置结合使用。

附图说明

在下面参考附图更详细地描述本发明的实施例示例。

图1示出已知的滑行件式测量装置的示意图；

图2A示出已知的改进的滑行件式测量装置的示意图；

图2B示出基于图2A的方法的另一个滑行件式测量装置的示意图；

图2C示出具有侧向滑行件的已知的粗糙度测量探针的示意图；

图2D示出图2C的粗糙度测量探针的前部部分的立体图；

图3从下方对角地示出第一实施例的粗糙度测量探针的前部部分的实施例的立体示意图。

图4示出所述粗糙度测量探针的另一个实施例的前部部分的放大剖视示意图，其中所述粗糙度测量探针包括彩色共焦传感器装置；

图5示出根据三角测量原理工作的另一个粗糙度测量探针的功能原理的示意图；

图6示出根据三角测量原理工作的另一个粗糙度测量探针的前部部分的剖视示意图；

图7A示出包括有彩色共焦传感器装置以及虚拟滑行件的另一个粗糙度测量探针的操作原理的示意图；

图7B示出图7A的在不同位置中的粗糙度测量探针的示意图；

图8示出包括有探针臂的另一个粗糙度测量探针的前部部分的示意图，虚拟滑行件和光学扫描装置集成于所述探针臂的端部部分中；

图9示出包括有探针臂的另一个粗糙度测量探针的前部部分的示意图，虚拟滑行件和光学扫描装置集成于所述探针臂的端部部分中；

图10示出装置(在这里呈坐标测量系统的形式)的立体图，所述装置配备有本发明的粗糙度测量探针。

具体实施方式

结合本说明书，使用也被用于相关出版物和专利中的术语。然而，应当注意的是，这些术语的使用仅仅是为了方便。发明思想以及专利权利要求的保护范围在解释方面不应受对术语的具体的选择限制。本发明可以被容易地转移至其它概念系统和/或领域。这些术语将在其它专业领域中被类似地使用。

在这里使用术语“粗糙度”来描述表面F的表面质量。粗糙度在选择性声明或局部声明的意义上更确切地被限于微观的。通常，关于粗糙度，涉及表面F的结构、元件以及特征，其具有在nm至大约500μm的范围中的尺寸。特别地，这涉及测量齿轮11以及类似构件的齿侧面的表面。

图3示出被专门地设计成用于扫描表面F的粗糙度测量探针15的第一实施例的细节。粗糙度测量探针15包括起积分作用的装置20和光学扫描装置30。然而，光学扫描装置30在图3中未被示出，因为它位于起积分作用的装置20内部。待扫描的表面F在这里被从下方对角地显示为透明平面。

在本文件的上下文中，起积分作用的装置20为这样的装置，该装置被设计成在扫描表面F时在粗糙度测量探针15与表面F的较大区域之间提供平均距离。在图4中，从放大示意图可以看出，表面F包括具有宏观和微观细节或制造物的粗糙度。图7A和7B示出起积分作用的装置20如何可以限定等距离位置。

起积分作用的装置20(如果它被设计成机械地作用的滑行件21，如图3和4中所示，通过半球形滑动元件并且如图6中所示，通过具有弯曲的滑动表面的滑动元件21)由于它的三维延伸部而位于表面F的宏观细节或制造物上(参见图4和图6)。

至少一部分实施例包括机械地作用的滑行件21，以提供关于粗糙度测量探针15与表面F之间的相对距离的积分效果。滑行件21的功能原则上从上述公开案获知并且在这里没有详细地解释说明。如果信号发射器被分配至滑行件21，则本领域技术人员知道信号的功能和评估。

至少一部分实施例包含虚拟滑行件21，如稍后将参考实施例示例描述的。

起积分作用的装置20针对所有实施例被设计成使得它在粗糙度测量探针15与表面F的较大区域之间指定平均距离。该平均距离类似地起因于表面F的宏观细节或制造物。代替平均距离，还提及等距离位置。

每个实施例包括直接地设置于起积分作用的装置20上或中的光学扫描装置30。图3和4示出其中光学扫描装置30(至少部分地)布置于装置20中的实施例。图6示出其中光学扫描装置30的一部分(在这里探测器26)布置于滑行件21中的实施例。

光学扫描装置30被专门地设计成无接触地光学地扫描表面F的较小区域。当在本文中参考“较大区域”和“较小区域”时，这主要指相对细节。较小区域小于较大区域。用光学扫描装置30对较小区域进行非接触式光学扫描使得能够相对于起积分作用的装置20的瞬时位置进行选择性声明或局部声明。

用光学扫描装置30对较小区域进行非接触式光学扫描使得能够获得具有在nm至大约500μm的范围内的尺寸的细节或制造物。

另一方面，起积分作用的装置20在μm和更大的范围内工作。

在至少一部分实施例中，粗糙度测量探针15包括作为起积分作用的装置20的部分的滑行件21。优选地，该滑行件21具有弯曲的滑动表面，如图3和4中所示，通过球形滑动表面并且如图6中所示，通过三维的弯曲的滑动表面。

在至少某些实施例中，滑行件21在横截面平面中具有弯曲的横向轮廓。这样的解决方案显示出有效的积分效果和良好的滑动行为。

对于至少某些实施例，滑行件21在纵向平面中具有弯曲的纵向进程。这样的解决方案显示出有效的积分效果和良好的滑动行为。

对于至少某些实施例，滑行件21包含孔22，如图3和4中所示。在这种情况下，光学扫描装置30被相对于滑行件21布置成使得它能够沿表面F的方向通过滑行件21和孔22发射光束LS。

图3仅仅示出中间的光束LS，其在表面F上形成光点LP。未单独地示出反射光束。

图4示出包括有用于发射白光的光源23的彩色共焦传感器装置的基本原理。此外，传感器装置包括透镜装置24(例如，具有准直透镜和第二透镜，其将不同波长的白光聚焦至不同的焦点中)。传感器装置还包含用于评估从表面F反射的至少一个波长的光的光谱仪25。

这样的彩色共焦传感器装置沿准直透镜方向发射白光。在那里，光射线被转换成平行射线。第二透镜产生不同的波长的白光的空间分离，其中每个波长范围具有它自己的焦点FP。蓝光组分的焦距比绿光组分的焦距短，绿光组分的焦距继而又比红光组分的焦距短。

原则上，在表面F处反射的波长主要是这样的波长：该波长的焦距对应于滑行件21的最低点与表面F的局部点之间的距离。在特别小的相对距离ΔA处，例如，光的蓝色部分主要被反射。

反射光组分被沿耦合器33的方向通过透镜装置24发送返回。在那里，反射光部分经由光纤34被引导至光谱仪25。光谱仪25被设计成确定在哪个波长范围中最大光强度被反射返回。可以基于最大光强度确定相对距离ΔA。ΔA表示粗糙度测量探针15的参考线或参考平面B之间的相对距离。对于机械滑行件21，由滑行件21相对于表面F的瞬时位置确定参考线或参考平面B。对于虚拟滑行件21，通过控制器相对于表面F将参考线或参考平面B保持于等距离位置中。

在彩色共焦传感器装置中，当前聚焦的光组分的波长实际上编码相对距离ΔA。

基于彩色共焦原理的这样的光学扫描装置30可以实现在0.01至0.1μm的范围中的分辨率。基于彩色共焦原理，光学扫描装置30可以测量介于0.01与1μm之间的相对距离ΔA。在这个分辨率范围内，可以实现介于0.03至1μm之间的精确度。

当根据彩色共焦原理测量时，重要的是，光束LS不太平坦地碰到待测量的表面F。在图4中所示的构象中，光束LS以非常陡峭的角度撞击(如果表面F为完全地平坦的且垂直于光束LS)。

在基于彩色共焦原理的至少某些实施例中，起积分作用的装置20被引导(拉动或推动)于表面F之上或者朝向表面F被定位成使得表面F与光束LS之间的角度为至少30度。

将基于三角测量原理的光学扫描装置30用于至少某些实施例。图5以示意图形式示出实施例的示例，其中在该表示图中未示出起积分作用的装置20。

基于三角测量原理的光学扫描装置30包括光源23(优选地激光源)以及透镜装置24(在这里通过单个透镜实现)，其将光束LS聚焦至表面F上。图5示出齿轮或构件11的一部分，所述齿轮或构件11的一个侧面被称为表面F。光束LS的一部分在表面F处被沿探测器26的方向反射。在这里，也可以使用透镜或透镜装置27来沿探测器26的方向捆束反射的光射线(其路线在这里被显示为虚线)。可以根据到达探测器26的光束的位置以及根据探测器26的相对于光源23的已知的位置确定相对距离ΔA。

图6示出包括作为起积分作用的装置20的部分的侧向滑行件21的粗糙度测量探针15。此外，该粗糙度测量探针15包括基于三角测量原理的光学扫描装置30。光学扫描装置30的光源23在这里通过中空的扫描臂6内部的矩形块示出。光源23优选地沿中空的扫描臂6的纵向方向(通过纵向轴线LA限定)布置，并且可以使用镜子或棱镜来偏转光束LS，以使得它通过孔31离开扫描臂6并撞击表面F。在图6中所示的扫描装置30中，光源23对角地位于中空的扫描臂6内部。光源23将光束LS引导至表面F上。在表面F处，光束LS被反射并且沿探测器26的方向偏转，探测器26在这里被集成至侧向地布置的滑行件21中。

滑行件21包括棱镜光学元件28，其形状和反射行为被设计成使得光束被通过多次内部反射沿探测器26的方向反射。

在图6中所示的表示图中，粗糙度测量探针15的纵向轴线(在这里由中空的扫描臂6的纵向轴线LA限定)垂直于绘图平面。粗糙度测量探针15运动至绘图平面(拉动运动)中或运动离开绘图平面(推动运动)以扫描表面F。

图6中所示的实施例可以被例如集成至图2D的粗糙度测量探针15中，其中在这种情况下，为光束LS设置孔31而不是探针尖端。

粗糙度测量探针15可以包括起积分作用的装置20，其包括光学阵列。这种光学装置在这里被称为虚拟滑行件。这种光学装置被设计成使得在表面F上使至少一个光斑LF成像。

对于至少某些实施例，光斑LF明显大于光学扫描装置30所产生的光点LP。

对于至少某些实施例，在表面F的相同区域上生成光斑LF和光点LP，其中光点LP位于光斑LF内并且覆盖比光斑LF小的区域。在光点LP位于光斑LF内的情况下，为了能够光学地分离两个光束，可以使用例如可以被干净利落地分离的不同的波长。

对于至少某些实施例，生成两个或三个光斑LF，如图7A中所示。在这种情况下，由光学扫描装置30所生成的光点LP位于两个或三个光斑LF之间。

对于使用两个或三个光斑LF的至少某些实施例，相对于表面F调整(通过移动至少一个NC-控制轴)粗糙度测量探针15的位置，以使得光斑LF至参考线或平面B具有相等距离。图7A示出在宏观范围内不具有制造物或物体的表面F。通过移动至少一个NC-控制轴，粗糙度测量探针15被定位成使得参考线或参考平面B平行于表面F延伸。一旦到达该位置(在这里被称为等距离位置)，就可以使用光学扫描装置30来扫描表面F的较小区域。

在图6的实施例示例中，将彩色共焦传感器装置用作光学扫描装置30，其包括用于发射白光的光源23，用于不同地聚焦不同的波长范围的白光的透镜装置24，以及光谱仪25，其被设计成用于评估从表面F反射的至少一个波长的光。光学扫描装置30为彩色共焦传感器装置。

图7B示出不同的快照。现在，图7A的粗糙度测量探针15位于这样的表面F之上：该表面F在宏观范围内具有清晰可见的制造物或物体。在这里，控制器也通过相应地移动至少一个NC-控制轴来设定等距离位置。图7B清楚地示出起积分作用的装置20的积分功能。起积分作用的装置20试图调节宏观制造物或物体之间的平均距离。在所示示例中，参考线或参考平面B稍微地倾斜，以使得相同的距离适用于两个光斑LF。一旦到达该位置(在这里被称为等距离位置)，就可以再次使用光学扫描装置30来扫描表面F的较小区域。

原则上，虚拟滑行件代替上述实施例的机械滑行件21的中间功能或积分功能，其中在虚拟滑行件的情况下，控制器接管用于与至少一个NC-控制轴相互作用的部分功能。

在至少一部分实施例中生成三个光斑LF。图8示出相对应的实施例的前部部分的视图。图8的粗糙度测量探针15包括探针臂29(其内部可以是中空的，例如像图6中的臂6)。在它的最末端处，在这里设置球体21。该球体21在它的最低点(图8从下方示出球体)处具有孔22，其用来发射和接收光学扫描装置30的光束LS。在120度的相互角度距离中，与孔22同心地布置三个另外的孔32。这三个孔32用来分别生成一个光斑LF，如结合图7A和7B所描述的。三个光斑LF容许参考平面B的相对于表面F的等距离定位。

如果需要，球体21可以被用作机械滑行件21，如上所述。通过使用控制器以及至少一个NC-控制轴，以及通过发射和评估三个LF光斑，也可以将球体21保持于表面F之上的等距离位置中。

对于至少一部分实施例，生成三个光斑LF。图9示出另一个相对应的实施例的前部部分的视图。图9的粗糙度测量探针15包括探针臂29(其内部可以是中空的，例如像图6中的臂6)。在它的最末端处，在这里设置球体21。该球体21在它的最前点处具有孔22(图9从上方对角地示出球体)，其用来发射和接收光学扫描装置30的光束LS。光束LS在这里优选地平行于纵向轴线LA延伸。

在120度的相互角度距离中，与孔22同心地布置三个另外的孔32。这三个孔32分别用来生成一个光斑LF，如结合图7A和7B所描述的。所述三个光斑LF容许参考平面B的相对于表面F的等距离定位。同样在这种情况下，由光学扫描装置30所生成的光点LP位于三个光斑LF之间。

图9的粗糙度测量探针15更像触针一样被引导于表面F之上。另一方面，图8的粗糙度测量探针15相反被平坦地或者以微小的角度拉动或推动于表面F之上。

对于至少某些实施例，粗糙度测量探针15布置于全自动CNC-控制测量装置10上。测量装置10(在这里也被称为坐标测量系统10)例如适合于测试正齿轮边齿以及切割和剃齿齿轮、蜗杆和蜗轮、滚刀、锥齿轮的表面粗糙度、形状或几何形状，以及旋转对称构件11上的一般的尺寸、形状以及位置偏差，用于凸轮和凸轮轴测量或者此外用于转子测量，这仅列举几个可能的应用。

坐标测量系统10包括驱动器13，驱动器13可以经由控制器(不可见)驱动，用于拾取/保持待测量的构件11，如在图10中通过程式化的圆柱形轮11所示出的。

如图10中所示，坐标测量系统10包括至少一个粗糙度测量探针15，用于对夹持于坐标测量系统10中的构件11的一维、二维或三维测量。优选地，设置具有(弹簧)平行四边形构造的探针系统12，其可以在高度方向上(平行于z轴)移动。另外，粗糙度测量探针15可以进行进一步的进给运动(在这里使用坐标测量系统10的优选地控制器、优选地4-轴路径控制器)。如果需要，可以进行围绕坐标测量系统10的A1轴线的旋转运动ω1。

如果使用粗糙度测量探针15，则在具有滑行件21的实施例的情况下，可以使滑行件21连接至探针系统12的平行四边形结构，以便生成使得能够做出关于表面F的宏观细节的声明的信号。同时，光学扫描装置30可以生成提供关于表面F的微观细节的信息的信号。

当使用具有虚拟滑行件的粗糙度测量探针15时，可以使用坐标测量系统10的NC-控制轴中的一个或多个来限定等距离位置。一旦到达等距离位置，光学扫描装置30就可以生成使得能够做出关于表面F的微观细节的声明的信号。

可以在公开的专利申请EP2199732A1中找到关于坐标测量系统10的精确的功能的进一步的细节。

附图标记

Claims (11)

1.一种用于扫描表面(F)的粗糙度测量探针(15)，其包括起积分作用的装置(20)和光学扫描装置(30)，所述光学扫描装置(30)直接地布置于所述起积分作用的装置(20)上或中，所述起积分作用的装置(20)被设计成在扫描所述表面(F)时在所述粗糙度测量探针(15)与所述表面(F)的较大区域之间预先确定平均距离，并且所述光学扫描装置(30)被设计成以非接触方式光学地扫描所述表面(F)的较小区域，所述起积分作用的装置(20)包括光学装置，该光学装置被设计成虚拟滑行件，以使得所述虚拟滑行件在所述表面(F)上使光斑(LF)成像。

2.根据权利要求1所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述光学装置被设计成在所述表面(F)上使至少两个光斑(LF)成像，以使得能等距离地定位所述粗糙度测量探针(15)的参考线或参考平面(B)。

3.根据权利要求1所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述光学扫描装置(30)被设计成在等距离定位之后以非接触方式光学地扫描所述表面(F)的较小区域。

4.根据权利要求1所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述粗糙度测量探针(15)包括控制器，所述控制器在所述粗糙度测量探针相对于所述表面(F)运动时将所述粗糙度测量探针(15)保持于等距离位置中。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述光学扫描装置(30)被设计成彩色共焦传感器装置，其包括用于发射白光的光源(23)，用于不同地聚焦不同的波长范围的白光的透镜装置(24)，以及用于评估从所述表面(F)反射的至少一个波长的光的光谱仪(25)。

6.根据权利要求1至3中的一项所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述光学扫描装置(30)根据三角测量原理设计并且包括用于发射光束(LS)的光源(23)以及布置于一定距离处的用于接收已被所述表面(F)反射的光束(LS)的探测器(26)。

7.根据权利要求6所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述光源是激光光源。

8.根据权利要求6所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述光学扫描装置(30)包括透镜和/或镜子(27)和/或棱镜光学元件(28)。

9.根据权利要求1所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述光学扫描装置(30)适于沿相对于纵向轴线(LA)垂直地或倾斜地或平行地延伸的方向发射光束(LS)。

10.一种坐标测量系统(10)，其具有根据权利要求1至9中的一项所述的粗糙度测量探针(15)，其特征在于，所述坐标测量系统(10)包括用于使所述粗糙度测量探针(15)相对于构件(11)的表面(F)运动的至少一个NC-控制轴。

11.用于使用根据权利要求1至9中的一项所述的粗糙度测量探针(15)的方法，所述粗糙度测量探针被用于测量齿轮(11)的齿侧面的表面粗糙度，以使得所述光学扫描装置(30)的光束(LS)被朝向所述齿侧面中的一个齿侧面的方向传输并且在那里被朝向所述光学扫描装置(30)的方向反射返回。

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