[发明专利]基于Delta机器人组件的测量机

说明书

本发明涉及一种基于Delta机器人组件的测量机。基于Delta机器人结构(12)的坐标测量机(10)包括：基板(42)；臂(16、16’、16”)；活动平台(18)，所述活动平台具有探针(4)；以及控制单元(38)，所述控制单元用于控制所述活动平台(18)的移动。基板(42)构造为用于容纳第一工件(50)，探针(4)布置在活动平台(18)上/活动平台(18)处/活动平台(18)中，以使用Delta机器人结构(12)的位于臂(16、16’、16”)之间的自由内部空间作为测量容积。

技术领域

本发明涉及一种测量机，尤其涉及一种基于Delta机器人结构的坐标测量机(CMM)或者视觉测量机(VMM)。

背景技术

在常规3D坐标测量机中，探针头被支撑而用于沿着三个相互垂直的轴线(X、Y和Z方向)移动。从而，探针头能够被引导至CMM/VMM的测量容积中的任何任意点，并且能够利用由探针头承载的测量传感器(探针)来测量物体。

对于测量表面振动，已知各种测量原理：一个原理是基于使用超声波传感器/超声波变换器(称为超声波探针)，另一个原理是基于使用触觉传感器(还称为触觉探针)，甚至另一个原理是基于使用光学传感器(还称为光学探针或者照相机)。为了度量目标物体的表面，光学或者触觉探针可移动地固定在铰接臂上，正如其示出为用于触觉探针，即在EP2283311A1中，或者可移动地固定在门架处，正如其示出为用于光学探针，即在WO2008/135530A1中，使得其能够沿三个笛卡尔方向x、y、z在目标物体的表面上移动。将探针在目标物体上移动的另一可能性是安装沿z方向可移动的探针并且将目标物体放置在沿y方向可移动的桌上。将探针在目标物体上移动的又一可能性示出在公开于2011年7月的雷尼绍的小册子“对比仪300Mess-系统”中；其中，触觉探针安装在Delta机器人的可移动滑架平台上。但是，由于该测量机的触觉探针必须接触目标物体的表面，因此未充分利用Delta结构提供的关于加速以及运动速度的可能性。还基于Delta机器人结构的是使用WO2014/040937中描述的光学探针的视觉测量机，其更可能能够使用Delta机器人结构的全测量速度。

Delta机器人结构的主要优势为其是轻质构造，能够非常快速移动，还显示出了非常高加速度。但是，主要劣势为这种Delta机器人结构的所需容积，类似于门架CMM或者铰接臂测量机。在图1中，给出了使用具有照相机22(作为光学探针4)的Delta机器人结构12的公知CMM10，用于获取小尺度3D(3维)信息时，即在工件50的质量控制的面积中，其中，小尺度在mm至nm的范围内。正如可见的，Delta机器人12包括静态顶部支撑平台14，静态顶部支撑平台14通过用桩件13’将水平杆11布置在静止侧框架13处而被固定。侧框架13的桩件13’从框架台15垂直突出。三个中间接头26的臂16、16’、16”从静态顶部支撑平台14延伸。通常称为运动链的臂16、16’、16”依靠第一万向接头24将它们的第一端部连接至静态顶部支撑平台14，并且依靠第三接头28将它们的第二端部连接至用于支撑探针4的末端执行器18。末端执行器18通常以三角形或者圆形平台形式构建。臂16、16’、16”由轻质复合材料制成并且由位于静态顶部支撑平台14中的致动器(未示出)驱动，由控制单元38控制。控制单元38还能够构造为用作分析单元，但是，分析由探针收集的数据也能够由外部计算机类似单元分析。