CN100464156C

CN100464156C - 坐标测量仪中的误差补偿方法

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Publication number: CN100464156C
Application number: CNB2004800273395A
Authority: CN
Inventors: 戴维·罗伯特·麦克默特里; 若弗雷·麦克法兰; 赖清河; 斯蒂芬·詹姆斯·特鲁尔; 尼古拉斯·约翰·韦斯顿
Original assignee: Renishaw PLC
Current assignee: Renishaw PLC
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: CN101469966B; US20060266100A1; CN101469966A; US20100005852A1; EP2559965B1; EP1668317A1; JP5715995B2; EP3333537A1; WO2005028996A1; US20110277534A1; JP2011022158A; CN1856690A; EP2559965A1; US8001859B2; US7568373B2; US8939008B2; EP1668317B1; JP5676186B2; JP2007506113A; JP5095211B2

Abstract

一种校准铰接式探头的方法，包括利用安装在所述铰接式探头上的工件检测探针对已知尺寸的样品进行测量的步骤，其中，所述铰接式探头处于非锁定。生成对应于所述样品测量的值和其已知尺寸之间差值的误差函数对应关系。利用非锁定的所述铰接式探头和相应所使用的修正值对后续工件进行测量。利用安装在铰接式探头上的探针对所述样品进行测量，从而确定其真实尺寸，其中，所述铰接式探头的轴处于锁定。提供一种机械锁，以锁定所述铰接式探头的轴。

Description

坐标测量仪中的误差补偿方法

技术领域

本发明涉及一种利用安装在坐标定位装置上的铰接式探头而对工件尺寸进行测量的方法。坐标定位装置包括诸如坐标测量仪(CMM)，机床，手动坐标测量臂和检查机器人(inspection robot)。

背景技术

当生产出工件后，通常习惯将工件放在坐标测量仪(CMM)上进行检查，所述坐标测量仪(CMM)具有其上安装有探针的套筒，在所述仪器的工作容积内，所述探针能够在三个正交方向X，Y和Z上进行驱动。

所述CMM可利用诸如激光干涉仪建立误差对应关系，所述激光干涉仪能够以低速对零件进行精确测量。

当以高速对工件进行测量时，仪器进行加速时会产生动态误差。我们先前的美国专利No.4,991,304公开了一种对这些动态误差进行校准的方法。在该方法中，将第一工件放置在坐标测量仪的平台上，然后以低速对所述工件的一组表面点进行测量，以获得精确读数。然后以高速对所述第一工件进行重复测量。对高、低速获得的读数差异进行计算，并加以储存。所储存的每个测量点的误差值都考虑到了以更高速测量时由于仪器构造而造成的动态偏差。

将下一个被测工件放置在所述CMM的平台上，并获得高速测量时的读数。在这种高度测量下，所获得的读数并不准确，但却可以重复。向每个高速读数加入所述对应的储存误差值，然后对由于高速读取而产生的误差进行补偿，从而对每个高速读数进行调节。这种方法具有这样的优点，即，仅需从一个工件中获得动态误差的对应关系，然后便能够对一整系列的名义上相同的工件进行高速测量。

这种方法允许利用CMM对待测工件进行较高速测量，但其速度存在上限，超出上限后，其结果则无法令人满意。这可能是由于高速进行加速的CMM变得不一致和/或不稳定，或是所述仪器无法获得所需的加速度。

利用安装在所述坐标测量仪上的高带宽装置，便能克服上述限制。美国专利No.5,189,806公开了这样一种高带宽装置，该专利描述了一种铰接式探头，其能够对具有两个自由度的探针进行导向，从而该探针能用于对工件的表面进行扫描。总体而言，这样的探头包括两个旋转驱动机构，所述机构能够使探针围绕两个大体正交的旋转轴进行定向。

这样的铰接式探头能够进行快速且可重复的扫描。然而，这种铰接式探头在使用时具有校准耗时的缺点。而且，安装在现有坐标测量仪上的所述铰接式探头的测量系统为五轴系统，这使得校准变得更为复杂。

发明内容

本发明的第一方面在于提供一种校准铰接式探头的方法，所述铰接式探头安装在坐标定位装置的臂上，其中安装在所述铰接式探头上的表面检测设备发生移动，从而使其与样品和获取的位置读数形成位置-检测关系，所述方法包括以任何适当的方式排序的下列步骤：

a)对真实测量值已定的样品进行测量，其中在所述表面检测设备和所述坐标定位装置的臂之间存在相对运动；

b)生成对应于在步骤a中获得的测量值和所述样品真实测量值之间差值的误差函数或对应关系；

c)对后续工件进行测量，其中在所述表面检测设备和所述坐标测量仪的臂之间存在相对运动；以及

d)利用在步骤b中生成的误差函数或对应关系对步骤c中获得的后续工件的测量值进行校准。

所述样品的真实测量值可通过测量所述样品而加以确定，其中所述表面检测设备和坐标定位装置的臂之间没有相对运动。优选地，上述步骤以低速进行，以消除动态误差。

所述样品真实测量值可利用校准后的样品加以确定。

优选地，所述校准后的样品包括至少一个圆形轮廓。

所述表面检测设备可包括诸如工件检测探针或测头。

所述样品可为工件系列中的一个工件。可选择的，所述样品的尺寸和位置特征可与所述工件相类似。所述样品可具有与所述工件相同的表面光洁度，或者可选择的，其可模仿所述工件的表面光洁度。

在步骤a)中，所述坐标测量仪的臂可以是静止的。可选择的，所述坐标测量仪的臂可以以恒定速率进行运动。这便消除了来自所述坐标测量仪的动态作用力(dynamic force)。

所得测量值可为离散测量值(即，使用触发式探针)或连续测量值(即，使用扫描式探针)。

所述表面检测设备可为接触探针，例如模拟(扫描)式探针或触发式探针。可选择的，所述表面检测设备可为非接触式探针，例如电容式、感应式或光学式探针。

本发明的第二方面提供一种铰接式探头，其包括用于安装在支架上的第一固定物和其上能安装表面检测设备的第二固定物，所述第二固定物能绕一个或多个轴线相对于第一固定物进行旋转，其特征在于，所述铰接式探头设置至少一个机械式制动器，以锁定所述第二固定物绕至少一个轴线相对于所述第一固定物的位置；并且提供至少一个位置测量设备，以确定所述第二固定物绕所述至少一个轴线相对于所述第一固定物的位置。

优选地，所述铰接式探头包括能围绕至少一个轴线进行旋转的旋转部件，其中所述锁具有能在所述第一位置和第二位置之间运动的锁定部件，当其位于第一位置时，所述锁定部件与所述旋转部件发生接合，以锁定所述旋转部件的位置；当其位于第二位置时，所述锁定部件与所述旋转部件发生脱离，允许所述旋转部件旋转。

所述旋转部件可包括传动皮带或驱动轮。

所述旋转部件可具有齿形轮廓，其中在所述锁上配置有齿形锁组件，从而在所述第一位置内，所述锁组件的轮齿与旋转部件进行联锁。

所述锁可具有致动器，以使所述锁定部件在其第一位置和第二位置之间进行移动。

所述致动器和锁定部件之间的接触点能从所述锁定部件和旋转部件之间的接触点横向分开。所述锁定部件可包括能围绕枢轴点进行枢轴转动的杠杆组件，其中，所述锁定部件和旋转部件之间的接触点位于所述枢轴接合点和所述致动器与锁定部件之间的接触点之间。所述锁定部件可包括杠杆组件。可提供偏压装置，从而在所述锁定部件位于其第一位置内时，所述偏压装置可偏压所述锁定部件使其靠在所述旋转部件上。

附图说明

通过举例并参看附图，现在将对本发明的优选实施例进行说明，其中：

图1所示为具有铰接式探头的坐标测量仪(CMM)的立体图；

图2所示为所述铰接式探头的剖面图；

图3所示为所述方法的流程图；

图4所示为利用所述处于锁定下的铰接式探头进行测量的孔；

图5所示为利用所述处于非锁定下的铰接式探头进行测量的孔；

图6所示为处于上部位置的机械式制动器；

图7所示为处于下部位置的图6所示机械式制动器；

图8所示为校准样品的第一实施例的立体图；

图9所示为图8所示校准样品的剖面图；

图10所示为校准样品的第二实施例的侧视图；

图11和12分别表示处于锁定位置和处于非锁定位置的机械式制动器的第二实施例的侧视图；

图13和14分别表示处于锁定位置和处于非锁定位置的机械式制动器的第三实施例的侧视图；

图15和16分别表示处于锁定位置和处于非锁定位置的机械式制动器的第四实施例的侧视图；

图17所示为处于锁定位置的机械式制动器的第五实施例；

图18所示为具有三个旋转轴的铰接式探头的侧视图。

具体实施方式

图1所示为安装于坐标测量仪上的铰接式探头。所述坐标测量仪10包括其上可放置工件的平台12和相对于所述平台12在X，Y和Z方向上可移动的臂14。铰接式探头16安装在所述坐标测量仪(CMM)的臂14上。所述铰接式探头16允许安装于其上的工件测量探针18围绕两个基本垂直的轴A1和A2进行转动。

因而所述机械臂14在所述坐标测量仪的X，Y和Z驱动装置(未示出)的作用下，可在X，Y和Z方向移动。X，Y和Z上的刻度装置(未示出)对所述臂14所在位置的即时坐标进行显示。位于所述铰接式探头内的旋转驱动装置(未示出)能够使所述探针围绕所述两个旋转轴A1和A2进行运动。该运动由位于所述铰接式探头16内的旋转刻度装置(未示出)进行测量。指示所述探针测头发生偏移的所述探针18的信号与来自所述CMM的X，Y和Z刻度装置的读数和所述铰接式探头旋转刻度装置相结合，来计算所述测头尖端的所在位置，从而检测所述工件表面。

如图2所示，所述铰接式探头16包括由基部或外壳20形成的固定部分，所述固定部分对形成为轴22的可动部分进行支撑，所述可动部分在马达M1的作用下，可围绕A1轴相对于所述外壳20进行旋转。所述轴22固定至另一外壳24上，所述外壳24又对轴26进行支撑，所述轴26在马达M2的作用下，可围绕垂直于所述A1轴的A2轴相对于所述外壳24进行旋转。

带有测头28的探针18具有工件接触端30，所述探针18安装于所述铰接式探头16上。由于这种布置，从而所述探头内的马达M1，M2能够使所述工件接触端30围绕所述A1轴和A2轴进行角定位，所述CMM(未示出)内的马达能够使所述铰接式探头16在CMM的三维坐标框架内的任意处进行线性定位，从而使所述测头尖端30与被扫描表面形成预定关系。

线性位置传感器(未示出)位于所述CMM上，用于测量所述铰接式探头16的线性位移，角位置传感器T1和T2配置在所述铰接式探头16内，用于测量所述测头38围绕各个轴A1和A2发生的角位移。

参看图3，在本检查方法中使用下述步骤。从一系列被测量工件中选出一个工件，将其放置在所述坐标测量仪40的平台12上。可选的，也可使用与所述工件相仿的样品，尤其是所述样品与所述工件具有相称的尺寸和/或位置特征。

锁定所述铰接式探头的旋转轴，或使其保持静止，从而使所述探针18无法围绕所述旋转轴A1和A2发生转动。从而所述系统事实上就是安装在所述坐标测量仪上的探针。当所述铰接式探头这样锁定后，对所述工件或样品进行扫描或测量步骤42。

图4所示为由处于锁定的铰接式探头16进行扫描的孔56。在这种情况下，所述CMM的臂14必须如箭头A所示进行移动，以允许所述探针18的工件接触端30对所述孔的内表面进行测量。

在本发明的下一步骤中，所述铰接式探头16处于非锁定，从而所述探针18可以围绕所述旋转轴A1和A2进行运动。这样，所述工件由处于非锁定下的铰接式探头进行扫描或测量44。

图5所示为由处于非锁定的铰接式探针16进行扫描的孔56。所述机械臂14可这样定位，从而使其与所述孔56的对称轴57对齐，并保持静止，同时所述探针18围绕所述铰接式探头16的旋转轴进行运动。可选的，当所述探针18围绕所述铰接式探头18的旋转轴进行旋转时，所述CMM的臂可沿着所述孔56的对称轴57以恒定速度进行移动。在这种情况下，对所述孔的内表面进行螺旋式扫描。在这两种情况下，也就是当所述臂14静止或以恒定速度移动时，不向所述机器施加动态作用力。

在下一步骤中，将处于锁定时的所述铰接式探头所得的扫描测量数据与处于非锁定时的所述铰接式探头所得的扫描测量数据进行比较。这用于生成误差函数或对应关系46。该误差函数或对应关系用于确定所述铰接式探头在所述工件表面的每一点上造成的误差。

将工件系列中的后续工件设置在所述坐标测量仪48上。优选地，自动装置(未示出)将用于生产流水作业的、大体相同的每个后续工件放置在所述CMM平台的至少名义上的同一位置和方向上。利用处于非锁定的铰接式探头对后续工件之一进行扫描。利用先前生成的误差函数或对应关系52，对上述扫描所获得的测量数据进行校准。

为了获得最好的结果，对于利用所述处于非锁定的探头进行的初始测量而言(44，图3)，使用大体上相同的测量途径对后续工件进行测量(50，图3)。

本方法利用了所述CMM的精确性和铰接式探头的可重复性，从而能够在无须对所述铰接式探头进行校准的情况下，对工件进行快速精确的测量。

本方法对所述铰接式探头内的几何误差进行校准。本方法还可用于对诸如由于所述铰接头的弯曲或所述CMM套筒的扭曲而造成的动态误差进行校准。为了对动态误差进行校准，在步骤42中对所述工件进行低速扫描，以获得没有动态误差的测量数据。然后在步骤44中对所述工件进行高速扫描，从而在步骤46中所生成的误差对应关系或误差函数既包括几何误差，还包括由于快速扫描而造成的动态误差。在步骤50中以高速进行后续测量。在步骤52中利用所述误差对应关系或误差函数对在该扫描中产生的动态误差进行校准。

然而，如果所述铰接式探头具有良好的机械设计，则动态误差可以忽略不计，这样在每种情况下，所述工件均可以以任意速度进行测量。

虽然上述说明针对使用扫描探针的情况，但其也适用于利用触发式探针进行的测量，此时对所述工件表面上的点进行离散测量。而且，本方法也适于诸如电容式探针、感应式探针或光学式探针这样的非接触式探针。所述铰接式探头的旋转轴可以不同方式进行锁定。例如，所述铰接式探头可静止保持在伺服马达上，或者还可使用单独的锁定设备。

图6和图7所示为用于锁定所述铰接式探头旋转轴的机械式制动器。所述制动器60包括制动器衬垫84，所述衬垫84可推至驱动轮的传动带86上，从而锁定运动。所述制动器84可由具有高摩擦系数的橡胶制成。所述制动器衬垫通过杠杆机构而推靠至所述传动带上，下文将会对所述杠杆机构进行更为详细的说明。销拴62在开关式螺线管的作用下可上下移动。图6所示为处于上部位置的销拴62，图7所示为处于下部位置的销拴62。所述销拴的下端通过枢轴64连接至第一臂66和第二臂68。所述第一臂66的一端通过所述枢轴64连接至所述销拴62，其另一端通过另一枢轴70连接至第三臂74。所述第三臂74的一端配置有枢轴78，所述第三臂74可围绕所述枢轴78相对于固定面88进行旋转。

所述第二臂68的一端通过所述枢轴62连接至所述销拴62，其另一端通过另一枢轴72连接至第四臂76。所述第四臂76的另一端通过枢轴80而连接到固定面82。所述第四臂在邻近所述传动带86的表面上配置有制动器衬垫84。

图6所示为所述销拴62处于其上部位置且所述制动器衬垫84处于其分离位置时的情形。可向所述开关式螺线管中通入电流，以将所述销拴62推至图7所示的下部位置内。销拴62和其枢轴64发生这样的向下运动，使第一和第二臂66，68围绕枢轴64进行转动，并向外移动，从而更靠近水平位置。所述第一和第二臂66，68发生这样的运动使第三和第四臂74，76围绕其各自的枢轴78，80进行旋转，从而将其靠近所述第一和第二臂66，68的端部推离所述销拴62。从而所述制动器衬垫84被推靠在所述传动带86上，以起到制动器的作用。位于所述固定块88中的螺丝钉90用作限动件，以对所述第三臂74和所述第四臂76的最大运动进行限定。

图11和图12所示为所述机械式制动器的第二实施例。图11所示为通过传动皮带140对从动轮142进行驱动的主动轮144。所述制动器为夹紧式制动器，其中，闸皮处于锁定位置时推靠在所述传动皮带上，而处于非锁定位置时保持离开所述传动皮带。所述闸皮149在图11所示的锁定位置和图12所示的非锁定位置之间围绕枢轴150进行旋转。所述枢轴150包括诸如凸轮这样的调节装置，所述调节装置能够对所述闸皮149的位置进行微调。

所述闸皮的位置由螺线管146进行驱动。在图11所示的锁定位置内，所述螺线管146将销拴148推靠到所述闸皮149上，使其围绕所述枢轴150进行旋转，从而进入其锁定位置。在锁定位置内，所述螺线管146向上推动所述销拴148，使其与所述闸皮149脱离接触，复位弹簧152偏压所述闸皮使其进入其非锁定位置内。

图13和图14所示为本发明的第三实施例。所述实施例类似于图11和图12所述实施例，并且用相同的附图标记来表示类似特征。

提供从固定面158延伸至所述驱动轮140附近的杠杆组件154。挠性件156允许所述杠杆组件进行转动，并使所述杠杆偏离于所述传动皮带。

当所述制动器处于图13所示的锁定位置时，所述闸皮149推靠在所述杠杆154上，所述杠杆154又推靠在所述传动皮带140上。当所\述制动器处于它的非锁定位置时，所述闸皮149在复位弹簧152的作用下被偏压向其停止位置，所述杠杆组件154被所述挠性件156偏压至其停止位置。所述杠杆组件起到分离部件的作用，其将所述杠杆和传动皮带之间的接触点与所述闸皮和杠杆之间的接触点分离开来。所述杠杆组件防止所述制动器在所述驱动件的两个旋转方向上发生过度锁定(overlocking)或卡塞，所述传动皮带的厚度和驱动轮的圆度发生变化都可能造成上述过度锁定或卡塞。

所述杠杆组件154的弱化部分155能够起到弹簧杆的作用。从而当所述闸皮149产生挤靠所述杠杆组件的作用力F时，所述杠杆能够在长度L的范围内发生弯曲，从而允许所述传动皮带厚度和驱动轮圆度产生任何误差。

如图6和7以及11—14所述的制动器系统是非增量式(non-incremental)的系统，从而允许所述驱动轮锁定在任意位置。

图15和16所示为所述机械式制动器的第四实施例。该实施例具有一些与图13和14共有的部件，并且相似的特征以相同的附图标记来表示。

在图15和16中，所述制动器作用在所述驱动轮142上，而不是作用在位于所述驱动轮一侧上的传动皮带上。沿着所述驱动轮142的圆周配置有齿形表面160。例如，可提供具有齿形轮廓外表面的环。在所述杠杆组件154上配置有互补齿形组件162。从而在如图15所述的锁定位置内，所述驱动轮的齿形表面160内的轮齿与所述杠杆的齿形组件162相接合，以将所述驱动轮142锁定在位。由于该实施例具有联锁轮齿，所以所述制动器可以将所述驱动轮保持在增量位置(incremental position)内，例如1°。该实施例的优点在于，即使所述皮带厚度和/或轮的圆度具有误差，其也能有效工作。一旦所述轮齿接合后，所述杠杆组件的挠性能够使所述闸皮施加以更大的作用力F，以将所述杠杆偏压进入制动位置，保证所述制动器发挥作用。

在任一上述实施例中，还可配置旋转编码器系统，例如可将其设置在所述驱动轮上。如图13和14所示，该旋转编码器系统可包括安装在所述驱动轮上的旋转刻度环和安装在所述驱动轮附近的某一相对固定面上的读数头。在所述制动位置内的任何轻微运动都能由所述编码器和施加到测量数据上的校准值而读出。

在所述制动器系统的另一实施例中，所述制动器可用于将所述铰接式探头保持在某一可重复位置内。图17所示为以枢轴方式安装在固定物182上的制动器衬垫184。所述固定物又安装在压电叠块(piezostack)188上。与前述实施例类似，将所述制动器衬垫挤靠到诸如驱动轮186这样的旋转部分上，从而锁定所述铰接式探针。通过所述编码器190的位置读数而确定所述铰接式探头的位置。如果所述铰接式探头不在其预期位置，该实施例能够对其位置进行调整。所述制动器衬垫184与所述旋转部分186保持接触，同时向所述压电叠块188施加以一定的电压，以调节其高度h。这具有移动所述制动器衬垫184的位置、从而转动与所述制动器衬垫相接触的驱动轮186的功能。从而可以调节所述驱动轮186的位置，直至所述编码器190的输出给出预期位置。所述压电叠块188具有散热小的优点。而且所述压电叠块以能够进行微调的较小运动(几百微米)而产生很大的作用力。也可使用其它的致动器，例如液压油缸。

该机械式制动器适用于任何类型的、其一部分可相对于另一部分进行旋转的铰接式探头。例如，所述制动器适用于美国专利No.RE35510所公开的探头，其中所述铰接式探头在多个分度角位置(indexedangular position)之间移动。

当所述铰接式探头围绕两个或三个轴旋转时，可为每个轴都配置一个机械式制动器。

所述表面检测设备可包括诸如表面检测探头，测头或照相机。

图18所示为安装有照相机198的铰接式探头18。所述照相机198可围绕三个轴192，194，196进行旋转。

虽然上述实施例所描述的制动器作用在传动皮带或驱动轮上，但所述制动器也可作用在任何旋转部分上，例如轴或马达小齿轮。

在上述所有实施例中，所述机械锁利用摩擦来锁定所述铰接式探头。虽然在上述实施例中，所述锁件由螺线管进行致动，但也可使用其它方式，例如液压、气动、马达、压电或重力。所述机械锁经致动而进入其接合或非接合位置，但一旦就位，则再无须动力。

还可使用其它类型的制动器，诸如盘式制动器。

还可使用制动器部件和旋转部分不发生接触的制动器。电磁制动器可包括一个或多个紧邻铁制旋转部分的电磁体。开启所述用于防止旋转部分发生旋转的电磁体，从而开动所述制动器。

与感应铰接式探头的马达而将其保持在某一位置的方法相比，利用机械锁而锁定所述铰接式探头的轴具有多个优点。利用机械锁，允许所述铰接式探头的马达停止运行，从而降低了所述系统的温度。热量的减少提高了所述系统的度量精度(metrology)。而且，相比于对所述马达进行伺服，所述机械锁提供一种固定系统，从而提高了所述系统的度量精度(metrology)。

在本发明的第二实施例中，通过扫描校准后的样品而对所述铰接式探头进行校准。

图8所示为包括具有不同直径的圆形轮廓102，104，106的样品100。这些圆形轮廓102，104，106已由诸如成形测量设备进行了校准，从而其尺寸已知。

所述圆形轮廓具有中心线110，并且可利用第一和第二分度设备112，114将该中心线定向为所需方向，例如机器的X，Y和Z轴。

校准后的样品100的中心线110定向对齐于第一轴线，例如所述机器的X轴。所述机械臂将所述铰接式探头和探针移动到某一对齐于该轴线的位置内，从而通过使所述探针围绕所述铰接式探头的A1轴和A2轴进行旋转，而对所述圆形轮廓进行扫描，同时所述机械臂保持静止。

所述圆形轮廓102，104，106优选地以高速进行扫描，即，以用于后续测量的速度进行扫描。

所述圆形轮廓的测量值与已知形式的圆形轮廓进行比较，以生成关于所述方向和测量速度的误差对应关系。然后利用分度设备将所述样品100的中心线对齐于一个新方向，重复上述方式，以生成关于该新方向的新的误差对应关系。

一旦在不同方向上，例如以7.5°的增量，对所述被校准样品100进行测量后，可将所得数据进行插值运算，从而获得所述样品在这些方向之间的位置的误差数据。相类似的，可对关于不同直径圆形轮廓的数据进行插值运算，从而生成圆形轮廓在所述测量值之间的直径误差数据。所述插值运算可包括诸如线性最优拟合和多项式最优拟合这样的技术。

以高速对所述样品进行测量后，所述误差对应关系对动态误差进行校准。然而如先前讨论所述，如果所述铰接式探头具有良好的机械设计，可能并不需要进行这个步骤。

利用关于相应方向的误差对应关系，对利用安装在所述铰接式探头上的探针进行测量的后续工件进行校准。

图10所示为可选型样品120，其中配置有多个具有不同直径圆形轮廓122，124，126的圆锥130，132，134，所述不同直径对齐于不同的机器的轴，从而无须分度设备。

上述说明对安装在CMM上的铰接式探头进行了描述。但本发明适用于具有一个或多个运动轴的任何类型的坐标定位装置。例如所述铰接式探头可安装在单轴系统上。

Claims

1.一种对铰接式探头进行校准的方法，所述铰接式探头安装在坐标定位装置的臂上，其中安装在所述铰接式探头上的表面检测设备发生运动，从而使其与样品和获取的位置读数形成位置-检测关系，所述方法包括以任何适当的方式排序的下列步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其中通过使用校准后的样品而确定所述样品的真实测量值。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述校准后的样品包括至少一个圆形轮廓。

4.如权利要求1所述的方法，其中，当所述表面检测设备和所述坐标定位装置的臂之间不存在相对运动时，测量所述样品，从而确定所述样品的真实测量值。

5.如权利要求4所述方法，其中，以低速进行当所述表面检测设备和所述坐标定位装置的臂之间不存在相对运动时测量所述样品的步骤。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述样品包括所述工件系列中的一个工件。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述样品具有近似于所述工件的尺寸和位置的特征。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述样品的特征若不同于所述工件的特征，则通过插值法实现步骤d)中的校准。

9.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)中，所述坐标测量仪的臂处于静止状态。

10.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中在步骤a)中，所述坐标测量仪的臂以恒定速率进行运动。

11.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述测量包括连续测量。

12.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述测量包括离散测量。

13.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述表面检测设备为接触式探针。

14.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述表面检测设备为非接触式探针。

15.如权利要求4所述的方法，其中设有锁定机构，防止所述表面检测设备和所述坐标定位装置的臂之间发生相对运动。

16.如权利要求4所述的方法，其中所述铰接式探头设置有至少一个马达，以使所述表面检测设备相对于所述坐标定位装置的臂进行旋转，并且其中所述至少一个马达用于防止所述表面检测设备和所述坐标定位装置的臂之间发生相对运动。

17.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中以高速执行步骤a)和步骤c)。

18.如权利要求4所述的方法，其中在步骤c)中以及在确定所述样品的真实测量值时，使用相同的测量途径。