[发明专利]度量装置

说明书

技术领域

本发明涉及度量装置，具体而言，涉及具有单独的推力和度量框架的坐标测量机器，例如非笛卡尔CMM。 

背景技术

各种非笛卡尔机器是已知的。例如，在专利文献US 5028180、US 5604593和US6226884中描述了六脚布置。 

US 5028180描述了一种六脚机床，其包括上部可移动的平台，其通过六个液压式可延伸的腿部连接到基部上。每个动力驱动的腿部可包括一体的长度测量装置，或者可以将单独的测量腿部设置在平台和基部之间。 

US 5604593描述了各种六脚坐标测量机器。在一个例子中，六脚布置包括三角形基部结构，其具有三个刚性撑杆，每个撑杆连接到角支撑元件。六个动力驱动的腿部的第一端部连接到角落支撑元件，而六个动力驱动的腿部的第二端部连接到平台。因此可以通过动力驱动的腿部的延伸或者回缩来使得平台相对于基部结构运动。使用激光干涉测量装置测量腿部的长度，该测量装置可以在基部附近或者在基部的角落支撑元件上直接安装到动力驱动的腿部上。 

US6226884描述了另一种六脚布置结构，其包括六个预校准的测量杆。该结构可以放置在坐标测量机器上，以便其校准。 

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种位置测量装置，其包括推力框架和度量框架，所述推力框架包括通过多个动力驱动的可延伸腿部与一可动平台连接的载荷承载基部，所述度量框架包括一度量基部，其中，所述度量基部通过基部安装装置连接到所述载荷承载基部上，所述基部安装装置被布置成防止所述载荷承载基部的扭曲传递到所述度量基部。 

本发明因此提供具有推力框架和单独的度量框架的位置测量装置。所述推力框架包括多个动力驱动的腿部，以便提供所述可动平台相对于载荷承载基部的受控的运动。度量框架的基部通过基部安装装置与推力框架的基部连接。基部安装装置防止载荷承载基部的扭曲力传递到度量基部。 

本发明因此提供位置测量装置，其中可在载荷承载结构中发生的任何载荷力不会传递到度量结构。例如，当可动平台被重新定向或者当重的物体防止在载荷承载基部上时，会在推力框架上存在作用力。本发明确保了导致推力框架的膨胀或者收缩的任何热膨胀影响不会导致度量框架扭曲。通过这种方式使得度量框架和推力框架分离，防止了度量框架的扭曲，由此确保可不会降低测量精度。 

本发明可因此与上述类型的现有技术的装置相比提供精度更好的度量测量。特别的是，这种测量基本上不受在度量装置的推力框架中存在的不可避免的扭曲的影响。 

有利的是，所述基部安装装置在所述载荷承载基部和所述度量基部之间提供至少三个接触点。方便的是，所述基部安装装置包括运动学支座。动力支座是优选的，尽管不是必须的，因为其限制了度量基部和载荷承载基部之间的六个自由度，而不提供任何多余的限制。 

运动学支座可例如包括锥体、v形沟槽和平板布置。这种类型的运动学支座允许度量基部固定到载荷承载基部上，而载荷承载基部的任何扭曲不会传递到度量基部上。此外，这种运动学支座可允许度量基部相对于载荷承载基部精确的可重复定位。有利的是，基部安装装置保持度量基部基本上平行于载荷承载基部。 

度量基部可方便地安装到载荷承载基部的底侧上。这防止了度量基部干扰对于装置的通路。为了保持度量基部和载荷承载基部接触，基部安装装置可方便地包括至少一个磁体。一个或者多个磁体可以适当地固定到度量基部和/或载荷承载基部上，使得这些基部通过磁力吸引的作用而推到一起。在这种布置中，度量基部和载荷承载基部的至少一个有利地包括适当的磁性材料。可选择的，基部安装装置可包括柔性粘接剂或者柔性机械部件，用于保持度量基部和载荷承载基部接触。有利的是，沿着一个轴是柔性的并且沿着两个轴是刚性的柔性安装部件可以被采用，其形成度量框架和推力框架之间 的运动学连接。 

有利的是，所述度量基部包括多个互连的撑杆。例如，可以提供这种撑杆的三角形布置。 

有利的是，度量框架与推力框架的热膨胀系数不同。优选的是，所述度量框架的热膨胀系数比所述推力框架的热膨胀系数低。该度量框架有利地具有低的热膨胀系数。有利的是，度量框架的热膨胀系数低于15ppm/℃，优选低于10ppm/℃，更优选低于5ppm/℃，更优选低于3ppm/℃，更优选低于2ppm/℃，或者更优选低于1ppm/℃。