[发明专利]校准尺寸测量设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及校准尺寸测量设备的方法。本发明可用于校准坐标测量设备，例如坐标测量仪(CMM)、比较测量仪、机床、手动坐标测量臂和检查机器人。

背景技术

在工件产生之后，已知会在坐标测量设备(例如CMM或比较测量仪)上检查工件，坐标测量设备具有可移动部件，该可移动部件支撑能在该机器的三维工作容积内驱动的探针。

CMM(或其它坐标测量设备)可以是所谓的笛卡尔(Cartesian)仪，其中支撑探针的可移动部件经由三个串联连接的滑座而安装，该三个串联连接的滑座分别可在三个正交方向X、Y、Z上移动。这是“串联运动学”运动系统的实例。或者，测量设备可以是例如具有“并联运动学”运动系统的非笛卡尔仪，该“并联运动学”运动系统包括三个或六个可伸展支柱，每个可伸展支柱并联连接在可移动部件与相对固定的基底部件或框架之间。随后通过协调三个或六个支柱的相应伸展来控制可移动部件(因此以及探针)在X、Y、Z工作容积中的移动。在国际专利申请案WO 03/006837和WO 2004/063579中示出非笛卡尔仪的实例。

已知通过产生与坐标测量设备的X、Y、Z工作容积内的不同位置处经历的测量误差相关的误差映射或误差函数来校准此类坐标测量设备。此误差映射或误差函数接着用于校正对工件进行的测量。

我们的国际专利申请案WO 2013/140118描述了一种方法，其中在正常生产使用期间，此类误差映射或误差函数随着测量设备测量标称相同工件系列而逐步积累。

在WO 2013/140118中，第一系列标称相同工件包含一个已校准工件。通过比较该工件的测量值与其相应校准值来确定误差值。这些误差值不仅仅用于校正相同系列中另外的工件的测量值。这些误差值用于填充测量设备的误差映射或误差函数，该误差映射或误差函数接着可在测量其它不同工件时使用。

此外，不同于第一系列的后续的标称相同工件系列也包含已校准的工件。来自后续系列的这些已校准工件的测量值的误差值也用于另外填充测量设备的误差映射或误差函数。

WO 2013/140118中所描述的方法的一个优点是，不必执行设备的全面校准以产生设备的整个工作容积上的误差映射，该产生过程通常是个耗时的操作，可能花上若干天。实际上，设备在其正常的日复一日用于测量工件期间随着时间推移而“习得”其误差映射。每当测量进一步校准的工件，从其得出的误差值用于进一步填充误差映射或误差函数。这改进了测量设备的校准。尽管如此，更进一步改进校准是存在问题的。

发明内容

本发明提供一种进一步校准由初始误差映射或误差函数校准的尺寸测量设备的方法，

该方法包括：

测量该测量设备上的生产工件；

比较该生产工件的测量值与从该测量设备外部的源获得的用于该生产工件的校准值，以产生一个或多个误差值；

确定一个或多个经更新的误差映射或误差函数，该或该等误差映射或误差函数将误差值中的一些或全部与初始误差映射或函数中的全部或部分组合；

其特征在于：

确定该等经更新的误差映射或误差函数中的一个是否比初始误差映射或误差函数更好地校正测量误差；以及

如果确定误差映射或误差函数会给出更好校正，接着就选择该误差映射或误差函数以用于校正一个或多个另外的工件的测量值。

至少在优选实施例中，本发明的方法因此选择基于误差值的组合的误差映射或误差函数，而非盲目地将全部误差值并入误差映射或误差函数中。已确定误差值的组合会比可能的其它情况更好地校正误差。

生产工件可以是通过生产过程产生的第一系列标称相同工件中的一个。初始误差映射或误差函数可能已以常规方式执行，或可能已通过比较已校准工件的测量值与对应的校准值而产生。或其可能已通过根据本发明的方法的早先反复而产生。因此，设备可在其正常的日复一日用于测量工件期间随着时间推移而“习得”其误差映射。

可测量一个或多个另外的工件，且可使用选定的误差映射或误差函数来校正该或该等工件的测量值。一个或多个另外的工件可包含来自第一系列标称相同工件的生产工件。且/或该一个或多个另外的工件可包含来自通过生产过程产生的第二系列标称相同工件的生产工件，其不同于第一系列的工件。

本发明还提供执行上述方法的软件程序、并有此类软件程序的用于尺寸测量设备的控制器，以及编程有此类软件程序的尺寸测量设备。软件程序可记录在例如光盘或存储器装置等机器可读媒体上，或存储在远程服务器上以供下载。