[发明专利]坐标定位机器

说明书

提供了一种非笛卡尔坐标定位机器，包括：可延伸支腿组件(60)，其用于将诸如测量探针的部件(14)定位在该机器的工作容积内；以及约束构件(50)，其与该可延伸支腿组件(60)相关联，用于针对该部件(14)在该工作容积内的相同位置向该可延伸支腿组件(60)的预定部分(10)提供相对于重力基本上相同的取向。在优选的实施例中，相对于重力的取向被维持基本上恒定，使得当该部件(14)在该工作容积周围移动时，由该预定部分(10)限定的平面与重力基本上对准。

本申请是分案申请，其原案申请是申请号为PCT/GB2016/052392、申请日为2016年08月04日的PCT申请并且于2018年02月05日进入中国国家阶段，国家申请号为201680045786.6，名称为“坐标定位机器”。

本发明涉及坐标定位机器，具体地涉及非笛卡尔坐标定位机器，诸如六足坐标定位机器。坐标定位机器包括(例如)坐标测量机(CMM)和机床。

如在附图的图1中示意性地展示的，非笛卡尔坐标定位机器1一般包括第一和第二台或平台2、4，这些台或平台由设置在其之间的多个伸缩式或可延伸支腿6支撑并相对于彼此移动。可延伸支腿6有时也被称为支杆或连杆，并且在有六个这样的可延伸支腿6的情况下(如图1中所展示)，机器通常被称为六足型。

可延伸支腿6通常通过球接头8安装在平台2、4上，其中每个支腿6要么在其一端或两端处具有其自身的球接头8(如图1中所展示)，要么在一端或两端处与相邻的支腿6共用球接头8。

第一和第二平台2、4之间的各种相对位置和取向可以通过使支腿6延伸不同量来实现，如图1中用箭头7展示的。在任何时刻的相对位置和取向由多个测长传感器10来监控，例如其中一个传感器与每个可延伸支腿6相关联。测长传感器可以包括与读头配对的编码器标尺。

平台2、4中的一个通常被提供作为定位机器1的固定结构的一部分，其中平台4、2中的另一个相对于该固定结构移动5、3。部件(例如，探针或工具)可以安装在移动平台上且工件安装到固定结构上，或反之亦然，以使得能够对工件执行操作(例如，在坐标测量机的情况下进行测量、探测或扫描，或在机床的情况下进行机加工)。

例如，如图1中所展示的，下平台4是固定的而上平台2是可移动的，其中工件12安装在下平台4上而探针部件14安装在上平台2上。工作容积9被限定在上平台2与下平台4之间，其中探针部件14通过可延伸支腿6的操作被定位在工作容积9中。虽然垂直箭头3被示为指示移动，但通过适当控制各个支腿6，平台2当然也可水平地移动并且也可以是可倾斜的。

可替代地，上平台2可以是固定的而下平台4是可移动的，其中探针安装到下平台4的下表面而工件安装到固定结构的一部分而位于下平台下方，使得机器的工作容积(或操作容积)在下平台4下方而非在上平台2与下平台4之间。

在WO 91/03145、WO 95/14905、WO 95/20747、WO 92/17313、WO03/006837、WO2004/063579、WO 2007/144603、WO 2007/144573、WO2007/144585、WO 2007/144602和WO2007/144587中更详细描述了各种类型的非笛卡尔坐标定位机器。

例如，WO 91/03145描述了六足机床，其包括通过六个液压型可延伸支腿附接到基座上的可移动上平台，原理上类似于上文描述的图1中所展示的平台。这些可延伸支腿通过球接头附接到基座和可移动平台上。这些可延伸支腿是液压型，且包括可在圆筒内移动的活塞杆。通过将磁性标尺安装到圆筒上并将合适的读头安装在活塞杆上测量支腿延伸的量。支腿的延伸因此引起标尺移动经过读头，由此允许测量支腿的长度。计算机控制器采取行动来设定每个支腿的长度以提供所需的平台移动。

就任何计量装置而言，位置精度和可重复性是重要的，并且先前已提议了各种方案以便改进非笛卡尔坐标定位机器的位置精度和可重复性。