[发明专利]测量工件的装置和方法

权利要求书

1.一种利用安装在扫描头部上的表面感测设备来测量表面的方法，所 述扫描头部位于坐标定位装置的构件上，其中，可以操作所述坐标定位装置， 以在扫描头部和表面轮廓之间产生相对运动，并且所述扫描头部包括驱动 件，用于使表面感测设备围绕一个或多个轴线转动，所述方法包括以下步骤：

（a）在所述表面感测设备将要跟踪的表面上限定希望的测量轮廓；

（b）当所述表面感测设备沿步骤（a）中的测量轮廓运动时，限定所述 表面感测设备的方位的希望运动；

（c）利用在步骤（a）中限定的希望的测量轮廓和在步骤（b）中限定 的表面感测设备的方位的希望运动来推算坐标定位装置的所述构件和所述 表面之间的相对运动的所需路径，以使所述表面感测设备指示沿着所述测量 轮廓的轨迹，

其特征在于，步骤（b）中方位的运动使得所述方位相对于表面法线发 生变化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面感测设备的所述 测量轮廓是线性的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面感测设备的所述 测量轮廓是非线性的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（b）中的运动由一函 数限定，该函数在表面感测设备沿着测量轮廓运动过程中，确定所述运动的 向量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过沿着所述测量轮廓在 离散点限定所述运动的向量并在这些点之间进行插值，来确定步骤（b）中 的运动。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择步骤（b）中的运动的 向量，以定位所述表面感测设备，使得其滞后于所述头部，超前于所述头部， 或者与所述表面法线对准。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，从一种向量到另一种向量 存在过渡区。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择步骤（a）中的测量轮 廓和步骤（b）中的运动，从而在坐标定位装置的所述构件和所述表面之间 提供希望的相对运动。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在所述表面轮廓上确 定多个离散测量点来确定步骤（a）中的测量轮廓。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（a）的测量轮廓由 函数限定。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在部分所述测量轮廓过程 中，可以冻结沿着至少一个轴的运动。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在部分所述测量轮廓过 程中，冻结扫描头部的运动。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在部分所述测量轮廓过 程中，冻结坐标定位装置的运动。

14.如权利要求1-13中任意一项所述的方法，其特征在于，包括利用 在步骤（a）中限定的希望的测量轮廓、在步骤（b）中限定的所述表面感测 设备的方位的希望运动和在步骤（c）中推算的坐标定位装置的所述构件和 所述表面之间的相对运动的所需路径来测量表面。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，使用围绕扫描头部的至 少一个轴线的旋转运动将表面感测设备保持在其测量范围内。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，扫描头部沿着目标向量 伺服，以将表面感测设备保持在其测量范围内。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，使用坐标定位装置的所 述构件和所述表面之间的相对运动来保持表面感测设备跟踪所述表面的希 望平面。