[发明专利]用于测量物体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用测量设备以确定物体的尺寸是否符合公差。特别地， 本发明涉及一种利用安装在坐标定位设备上的测量探针确定物体的尺寸是 否符合公差的方法。

背景技术

用于检查物体是否符合公差的常规方法包括使用“通过，不能通过(go， no-go)”量规块(gauge block)，如图1所示。该“通过，不能通过”量规 块典型地处理塞子、环、锥、扣和螺纹形状，并且对于低至大约0.05毫米 的公差是可靠的。“通过(go)”量规26必须能够在机加工孔30内部不受阻 碍地滑移，如在图1的情况中，或者，相反地，在机加工的突起上没有阻 碍的滑移；如果其不能，那么，物体大于其最大实体要求(maximum material condition)。“不能通过(no-go)”量规24必须不能在机加工孔内部滑移，在 图1的情况下，也不能在突起上滑移，如果其能够，那么物体小于其最小 实体要求(maximum material condition)。

该方法的缺点源于这样的事实，即量规自身必然具有指定的公差，因 为其也是制造的。所有的量规公差必须落在工作公差带内以保证超出公差 的(坏的)物体不被接受；但是，这意味着一些良好的物体将被拒绝。该方法 的另一缺点是检查物体耗时，因为每个量规必须手工地操纵就位。为了防 止坏的物体不正确地通过，“通过”量规应该用于仅检查特征的尺寸或者形 状，而“不能通过”量规应该仅用于检查任何特征的一个方面(也就是，矩 形的长度和宽度应该单独检查)。

“通过，不能通过”量规块给出通过/没有通过检查(pass/fail)的结果。如 果物体没有通过检查，量规块不能给出其为什么没有通过检查的信息。如 果，例如，工具已经生硬地通过，同时正在切削，从而导致切削误差，那 么知道发生这种情况的确切点将是有用的；但是，该信息无法从量规块获得。

另一已知的用于检查物体符合公差的方法包括利用坐标定位设备例如 机床检查物体。由机床检查的物体通常是工件，其已经通过机床机加工。 机床具有轴，探针(接触的或者非接触的)安装在所述轴上；所述轴能够在机 床的工作空间内在X、Y和Z三个正交方向被驱动。

接触探针包括接触触发和模拟探针。接触探针典型地包括壳体以及可 相对于壳体偏移的工件接触触针。在接触触发探针中，触针偏离不工作位 置导致一指示所述触针已经接触工件表面的信号(例如，参见专利 GB1445977)。在模拟探针中，当触针沿着工件表面移动时，连续测量探针 的偏移(例如，参见专利GB1551218)。当然，模拟探针能够连接到数字处理 器以给出数字输出。

非接触探针定位在靠近工件表面的位置但不与其接触。所述探针利用 例如电容、电感或者光学装置检测相对表面的接近程度。

对于各个特征，接触或者非接触探针传递大量的尺寸测量数据到控制 器(其可以包括计算机程序)。例如，模拟探针传递数以千计的尺寸测量值。 与设备位置信息一起，探针测量数据允许控制器建立工件尺寸的精确图像。 为了评定工件是否处于公差内，通过探针获得的尺寸测量值必须与期望的 工件测量值相比较。

所述特征必须以足够慢的速度测量以使得数据从每个点采集，在所述 每个点上探针在所述特征上偏移。在一些类型的坐标定位设备例如机床中， 探针是靠电池操作的，并且测量数据从探针通过无线连接例如光学或者无 线电连接发送到控制器。这些通信信号耗尽电池电力。由于待测量的点的 实际数量以及因此待传递的数据，整个过程耗费大量电池电力和时间。

发明内容

根据本发明，利用测量设备上的测量探针确定物体(例如工件)的尺寸是 否符合公差的方法包括以下步骤：

围绕相对于物体的路径驱动测量探针，所述路径是基于物体的公差的；

当围绕所述路径驱动所述探针时，监测测量探针获得的任何探针测量 数据；以及

只有当围绕所述路径驱动所述测量探针时获得的探针测量数据的状态 发生变化时，才指示物体的尺寸是否不符合公差。

所述方法可以通过利用接触探针执行。在接触探针例如接触触发探针 中，测量探针获得的探针测量数据的状态的变化可以是在偏移探针情况和 未偏移探针情况之间的变化。