[发明专利]误差校准

权利要求书

1.一种校准安装在机器上的测量探头的方法，所述测量探头具有触针， 所述触针具有工件接触尖端，其中，所述方法包括确定探头校准矩阵，所述 探头校准矩阵使探头输出与机器坐标系统相关联，所述方法包括如下步骤：

(i)使用第一探头偏转扫描校准物，以便获得第一机器数据；

(ii)使用第二探头偏转扫描校准物，以便获得第二机器数据；以及

(iii)使用所述第一机器数据和所述第二机器数据获得纯探头校准矩 阵，其中基本上消除了任何机器误差，

所述步骤(iii)包括使用数值处理来确定所述纯探头校准矩阵；并且机 器位置差异值假定是已知的，所述机器位置差异值与所述第一机器数据和所 述第二机器数据之间的差相关。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探头输出包括在探 头坐标系统中定义的探头输出数据，其中，步骤(i)还包括获取与所述第一 机器数据相对应的第一探头输出数据，所述步骤(ii)还包括获取与所述第 二机器数据相对应的第二探头输出数据，所述步骤(iii)包括使用所述第一 机器数据、所述第二机器数据、所述第一探头输出数据和所述第二探头输出 数据来获取纯探头校准矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(iii)包括对 所计算的机器位置差异值和所述已知的机器位置差异值之间的误差进行最 小化处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一机器数据包括 一系列第一机器数据值，所述第二机器数据包括一系列第二机器数据值，所 述第一机器数据值和所述第二机器数据值与具有相应的表面法向量的机器 位置有关。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯探头校准矩阵包 括至少一个查找表。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：

(iv)获取当所述校准物位于机器范围内的第一位置时从所述校准物获 得的机器数据和相应的测量探头输出；以及

(v)使用在步骤(iii)中确定的纯探头校准矩阵来提供球杆数据，所 述球杆数据允许被指示的机器运动与实际机器运动进行比较。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(v)包括计算用于 所述机器范围内的所述第一位置的机器几何校准矩阵。

8.根据权利要求1所述的方法，包括以两个或者多个不同的速度扫描 校准物的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，以第一扫描速度执行步 骤(i)，然后以第二扫描速度重复步骤(i)。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，根据以不同速度进 行的扫描的机器数据和探头输出确定动态校准矩阵。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量探头的扫描轴 相互正交，并且与所述机器坐标系统的相互正交的轴表面上平行。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(i)和(ii)包括 沿着跨过校准物表面的基本上相同的路径扫描所述测量探头的所述触针尖 端。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(i)和(ii)每个 都包括在一个或者多个平面内扫描校准物的表面。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准物包括球体。

15.一种测量装置，其包括测量探头、机器和校准物，其中，所述测量 探头具有触针，所述触针具有工件接触尖端，所述测量探头安装在所述机器 上，所述机器包括用于控制所述测量探头的运动的控制器，其中，所述控制 器被布置成执行校准程序以确定探头校准矩阵，所述探头校准矩阵使探头输 出与机器坐标系统相关联，所述控制器被布置成：

(i)使所述测量探头用第一探头偏转扫描校准物，以便获得第一机器数 据；

(ii)使所述测量探头用第二探头偏转扫描校准物，以便获得第二机器 数据；以及

(iii)使用所述第一机器数据和所述第二机器数据获得纯探头校准矩 阵，其中基本上消除了任何机器误差，

所述步骤(iii)包括使用数值处理来确定所述纯探头校准矩阵；并且机 器位置差异值假定是已知的，所述机器位置差异值与所述第一机器数据和所 述第二机器数据之间的差相关。