[发明专利]接触触发式测量探针

说明书

本专利申请是申请号为200980108532.4（国际申请号为PCT/GB2009/000640）、申请人为“瑞尼斯豪公司”、发明名称为“接触触发式测量探针”的专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及用于坐标定位设备的测量探针，尤其涉及可以安装在机床主轴中的接触触发式测量探针。 

背景技术

已知用于安装在机床主轴中的接触触发式测量探针。这种类型的典型的测量探针包括工件接触触针，所述触针可以相对于探针的本体或外壳偏转。设置一个或多个传感器以便测量探针相对于探针本体的偏转，并且每当发生特定量的触针偏转时就发出所谓的触发信号以表示触针已经与工件接触。该触发信号被供给机床控制器，所述机床控制器在触发信号被发送时读取机床主轴的位置，从而得到测量工件表面上点的坐标。 

在WO2006/120403和WO2006/100508中描述了基于应变仪的接触触发式探针的例子。该探针包括工件接触触针，该触针经由包括三个应变仪的传感器机构附接至探针本体。来自三个应变仪的信号被传递给处理器，所述处理器结合并分析那些信号，并且每当工件接触触针的偏转超出预定的偏转阙值或限制时就产生触发信号。 

选择合适的偏转阙值对于确保可靠的接触触发式测量探针的操作是关键的。如果偏转阙值被设定得太低，则机器振动或探针的运动将导致足够的触针偏转，从而即使不发生工件接触也超出阙值；这是通常所定义的“错误触发”。相反，应用高的预定偏转阙值降低了错误触发的敏感度，但是增加了触针偏转量或预行程，在初始触针接触之后以及在发出触发信号之前需要所述预行程。所述增加的预行程以各种方式降低了测量精度；例如，由于触针滑动可能发生误差。 

为了帮助防止错误的触发，还已知提供所谓的滤波器延迟，使得只有当 触针偏转连续地超出偏转阙值一段预定的时间时才由探针发出触发信号。引入滤波器延迟，可以通过确保任何瞬时偏转（例如，由于机器振动或快速的探针运动）不会导致发出触发信号而减少错误的触发。 

还知道用于机床的测量探针通常将触发信号无线地传递至探针界面，探针界面进而将触发信号传递至坐标定位设备的输入端。以前也已经描述了提供离心开关或其它机构，以便在希望获得测量时打开无线测量探针中的测量传感器。例如，WO2004/090467描述了一种接触触发探针，当加速度计感测到特定特征的运动（例如探针的旋转）时，所述接触触发探针自动地打开。 

发明内容

根据本发明的第一方面，测量探针包括：可偏转地安装至探针外壳的触针支架，用于感测触针支架相对于探针外壳的偏转的一个或多个传感器，当由所述一个或多个传感器所感测到的偏转满足触发条件时用于产生触发信号的处理器，以及用于测量所述测量探针的加速度的加速度计，其中在使用期间，响应于由加速度计测量的加速度，所述触发条件是可改变的。 

因此本发明提供了一种测量探针，其具有用于保持工件接触触针的触针支架，所述工件接触触针可以相对于探针外壳偏转。还设有一个或多个传感器（例如应变仪、压电传感器、光学传感器或电容传感器）来测量触针的偏转。测量探针还包括处理器，所述处理器被布置成在使用期间，每当传感器所测量的触针偏转满足特定的触发条件时就产生触发信号。例如，无论何时所测量的触针偏转连续地超出特定偏转阙值一段特定时间时就满足触发条件（即，使得产生触发信号）。根据本发明，在使用期间可以改变由处理器应用的触发条件，特别地，响应于由加速度计测量的加速度可以改变所述触发条件。以这种方式改变触发条件使得在使用期间可以改变测量探针的灵敏度，特别允许当测量探针所经历的加速度是特定类型（例如，旋转、振动、线性加速度等）时和/或超出特定值时，测量探针的灵敏度降低。 

因此，与现有技术的装置相比，本发明的测量探针具有以下优点，即既可以在被用于获取接触触发测量数据时是敏感的，也可以在经受长时间加速度时相对不敏感，所述长时间加速度可以与在各测量之间或者在刀具更换操作期间在机器环境中移动测量探针相关。根据本发明在使用期间改变触发条件允许加速度导致的偏转被忽略，所述加速度导致的偏转否则会导致错误触 发的发出。特别地，可以获得所述改善的性能，而不用永久地使用高的偏转阙值设定，所述高的偏转阙值设定在测量获取期间也会降低探针敏感度。因此本发明的测量探针可以提供接触触发式探针测量系统，所述系统与现有系统比较能够以改善的自信程度获取物体表面上点的位置的测量值。