[发明专利]CMM探针路径控制器和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及坐标测量机，更具体地，本发明涉及协调坐标测量机探针的移动，以有效地获得与物理对象有关的测量信息。

背景技术

坐标测量机(CMM)是用于精确测量多种不同类型的物理对象/工件的黄金标准。例如，CMM可以测量飞机发动机部件(例如，喷射发动机叶片)、手术工具以及枪筒的关键尺寸(critical dimension)。精确且准确的测量帮助保证它们的基础系统(诸如，在飞机部件的情况下为飞机)如所规定的来操作。

CMM通常快速且有效地测量具有相对简单几何结构的对象。例如，CMM探针(即，直接收集测量数据的CMM的部分)通常可以围绕均匀直径枪筒的外表面相对快速地移动，以收集期望的信息。在这种情况下，用于测量枪筒的时间可能远远少于生产枪筒的时间。

然而，具有更复杂几何结构的对象可能呈现问题。例如，喷射发动机叶片经常具有使测量复杂化的异常复杂的几何结构。在这种情况下，为了保证精确测量，CMM探针经常围绕叶片非常缓慢地来回移动。不期望地，在一些情况下，用于测量几何上复杂的对象所需的时间可能过分长；有时远远长于用于制造对象本身的时间。例如，具有复杂几何结构的对象的测量时间可能比制造时间长三倍至五倍。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，用于使用CMM测量对象的方法和设备接收与对象有关的标称几何结构数据，并且基于所接收的标称几何结构数据产生设定路径(set-up path)。方法然后使用CMM探针进行对象的设定测量(set-up measurement)。CMM探针通过遵循设定路径进行设定测量，并且对象的设定测量产生扫描路径信息。方法使用扫描路径信息生成扫描路径；以及控制CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着获悉的所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。

除了别的之外，CMM探针可以包括接触探针或另选地具有焦距的非接触探针。如果CMM探针是非接触探针，则设定路径可以沿着对象引导CMM探针，以在所述CMM探针沿着对象移动时移动超出其焦距(降低精确度)至少一次。扫描路径优选地包括围绕对象的至少一周(revolution)。例如，扫描路径可以包括围绕对象的多周，其中，CMM探针在各周期间进行对象的至少一次精细测量。然而，在其他实施方式中，扫描路径包括不到围绕对象的一周。

CMM探针优选地在至少两个相邻扫描路径周之间移动，而CMM探针不进行对象的至少一次精细测量。作为示例，CMM探针可以沿着第一完整周进行精细测量，在它完成第一周时停止进行精细测量，移动至与第一周间隔开的第二周，然后随着它开始并完成第二周而再次开始采取精细测量。

设定路径简单地可以包括沿着对象的四个大致笔直的通路(pass)。例如，设定路径可以包括围绕对象的多周，其中，CMM探针在相邻周之间不进行设定测量。

在例示性实施方式中，设定测量包括与对象有关的实际几何结构数据。例如，设定测量可以具有第一精确度，并且对象的精细测量具有比第一精确度高的第二精确度。此外，CMM探针可以生成具有纵轴的光束。为了保证精确度，扫描路径可以被产生为使CMM探针定向，使得光束的纵轴在扫描路径的大部分期间大致垂直于对象的表面。

精细测量可以具有各种分辨率中的任意一个(通常比在设定测量期间的分辨率更精细)。由此，精细测量应产生更精确的计量结果。除了别的之外，精细测量简单地可以包括沿着对象的至少一部分的一维测量。在其他实施方式中，精细测量包括沿着对象的至少一部分的二维或三维测量。

根据其他实施方式，CMM包括：底座，该底座被构造为支撑对象；CMM探针；以及控制系统，该控制系统与CMM探针可操作地连接。控制系统被配置为使得CMM探针进行对象的设定测量，其中，CMM探针通过遵循基于对象的标称几何结构数据的设定路径进行设定测量。对象的设定测量产生扫描路径信息。控制系统还被配置为使用扫描路径信息生成扫描路径，并且控制CMM探针以通过使得所述CMM探针沿着所生成的扫描路径移动来进行对象的精细测量。

本发明的例示性实施方式被实施为具有计算机可用介质的计算机程序产品，该计算机可用介质上面有计算机可读程序代码。计算机可读代码可以根据常规处理由计算机系统来读取并使用。

附图说明

本领域技术人员应从参照下面即将概括的附图所讨论的以下“例示性实施方式的描述”来更充分地理解本发明的各种实施方式的优点。

图1A示意性地示出了根据本发明的例示性实施方式配置的坐标测量机(CMM)。