[发明专利]生成关于坐标测量机的传感器链的信息的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种借助相机和参考数据的数据库来收集关于坐标测量机(CMM)的传感器构造的信息的方法，其中，获取传感器构造的图像并处理。

背景技术

通常的做法是在生产后在诸如坐标测量机(CMM)的坐标定位设备上检查工件，以检查预定义的物体参数的正确性，例如物体的尺寸和形状。

在传统的三维坐标测量机上，工具架被支承着沿三个互相垂直的轴(沿X、Y和Z方向)移动。因此，可将工具架引导至坐标测量机的测量体积空间中的任意点并且可用由工具架承载的测量传感器装置(传感器链)测量所述物体。

在所述机器的简单形式中，平行于每一坐标轴安装的合适的传感器可确定工具架相对于机器基座的位置，并且因此确定传感器所接近的物体上的测量点的坐标。为了提供工具架(探针头)的可移动性，典型的坐标测量机可包括安有工具架的框架结构和用于使框架结构的框架组件相对彼此移动的驱动装置。

对于测量表面变化，已知基于使用触觉传感器和光学传感器的两种测量原理。

一般而言，为了提供具有高测量精度的坐标测量机，坐标测量机的框架结构通常被设计为具有高静态刚度。为了获得硬性和刚性的机械设计，框架结构或至少框架结构的一部分通常由诸如花岗岩的石材制成。

为了自动地测量物体，需要写入零件程序(partprogram)以根据物体尺寸和形状提供适合的测量探针的引导。这种零件程序包含关于物体(工件)和待测量特征的所有必要信息。此外，传感器链需要用零件程序定义，即，什么类型的测量头、什么类型的扩展、添加哪种确切的传感器和触针来满足给定的测量需求。通常，一些软件工具有助于以更方便的方式做这种选择，但这个操作通常保持手动过程。

给出了这个过程的一些一般局限性。当首次定义传感器链时，用户必须从很长的物品列表中选出哪些传感器组件在使用。这可能相当复杂，因为通常不知道确切的传感器名称或者是否一些元件的本地名已被使用。此外，总有可能忘记设定例如触针延伸范围或传感器链的另一组件。最后，总的风险是，传感器链定义将不准确，导致不希望的故障。

此外，当后续重新使用给定的零件程序时，用户需要确保正确的传感器链，即，安装在CMM上的传感器链的每个元件。这种操作可产生如上所述的相应的错误。作为后果，如果测量软件中没有正确地定义传感器链，则将使用错误的尺寸，通常引起传感器组件与工件或CMM结构之间的碰撞。

发明内容

一种用于克服人工限定传感器链的问题的方法是使用已知的电子识别系统。提供了每个传感器组件中的识别芯片和将所有元件连接至主单元的串行识别总线，其中，列出了连接的每个元件，因此传感器链可被限定。

然而，不利因素是，这种技术没有标准并且只有少数传感器组件装备有这种电子识别芯片。在任何情况下，触针(stylus)从不被配备一些电子设备，这将它们排除在这样的系统之外。此外，现有的不具有电子识别芯片的传感器组件可能不被提供这种芯片，因此也不被考虑。因此，这种相当复杂的电子解决方案是昂贵的，不是标准化的，并且不能涵盖整个传感器链或没有芯片的传感器组件。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于识别坐标测量机的传感器链的改进方法，其中，识别主要可自动执行，特别是不需要用户的手动输入。

本发明的另一个目的是提供这样的识别，其中，所述识别是相对廉价的(即，用于识别传感器链所需的设备)，基本上与每一个传感器组件元件兼容并且该执行过程整体消耗的时间较少。

本发明的又一目的是提供一种自动和可靠的传感器识别过程，其提供对于物体的精确和可靠的测量。

这些目的通过实现独立权利要求的特征来实现。以可选或优选形式进一步发展的本发明特征在从属权利要求中描述。

本发明涉及一种提供关于坐标测量机的传感器链的信息的方法。所述坐标测量机至少包括用于相对于基座移动工具架以接近测量点的驱动机构。坐标测量还包括：传感器链，传感器链由工具架承载并且包含传感器链组件的排列，传感器链提供特定的传感器构造以用于测量测量点；以及相机，相机特别用于提供传感器链的至少一部分的图像。

根据本发明，使用相机拍摄传感器链的至少一部分的图像并且通过图像处理从图像中得到至少一个传感器链特性。而且，传感器链特性与(特别是已知的)参考数据进行比较，所述参考数据与一组已知的传感器组件相关，并提供关于传感器链特性与参考数据对比的输出。

具体地，所述方法(即，所述方法的各个单个步骤)以自动方式执行并从而提供关于传感器链的信息的自动获得。