[发明专利]铰接式测量臂及用于使用其测量部件的方法

摘要

铰接式测量臂及用于使用其测量部件的方法。一种用于使用铰接式测量臂(1)测量部件的方法，所述铰接式测量臂(1)具有设置有指向构件的测量头(9)和安装有至少一个旋转编码器(12、13、14、15)的至少一个接头，所述方法包括以下步骤：聚焦在所述部件上的第一测量点上，所述测量臂(1)采用第一测量位置；将所述测量臂(1)移动到第二测量位置以聚焦在所述部件的第二测量点上，以便基于这些测量点捕获所述部件的几何特征；确定根据所述测量臂的所述第一位置和所述第二位置所进行的所述几何特征的捕获精确度。铰接式测量臂(1)能够执行根据本发明的方法。

主权项

1.一种用于使用铰接式测量臂(1)测量部件的方法，所述铰接式测量臂(1)包括：垂直轴(3)，其支承在基座(2)上，并且其上可旋转地安装有轴承(4)；第一臂部段(5)，其具有第一端部和第二端部，并且在所述第一端部通过第一接头(6)与所述轴承(4)铰接；第二臂部段(7)，其具有第三端部和第四端部，并且在所述第三端部通过第二接头(8)与所述第一臂部段(5)的所述第二端部铰接；测量头(9)，其通过第三接头(10)与所述第二臂部段(7)的所述第四端部铰接，其中，所述轴承(4)、所述第一接头(6)、所述第二接头(8)以及所述第三接头(10)分别设有第一旋转编码器(12)、第二旋转编码器(13)、第三旋转编码器(14)以及第四旋转编码器(15)，以对所述轴承(4)、所述第一接头(6)、所述第二接头(8)以及所述第三接头(10)各自的转动角度进行测量，所述方法包括以下步骤：使所述铰接式测量臂(1)处于第一测量位置以聚焦在所述部件上的第一测量点上，从而获得各旋转编码器(12、13、14、15)的第一测量值；将所述铰接式测量臂(1)移动到第二测量位置以聚焦在所述部件的第二测量点上，从而获得各旋转编码器(12、13、14、15)的第二测量值；基于各旋转编码器(12、13、14、15)的所述第一测量值和所述第二测量值，使用构成所述铰接式测量臂(1)的各元件的有限元模型来对所述铰接式测量臂(1)的所述第一测量位置和所述第二测量位置进行仿真，从而推导出所述部件的几何特征的第一值，该有限元模型考虑了以下因素：所述垂直轴(3)、所述第一臂部段(5)以及所述第二臂部段(7)的弯曲，各个接头(6、8、10)的轴向游隙和径向游隙，以及各个旋转编码器(12、13、14、15)的分辨率；基于各旋转编码器(12、13、14、15)的所述第一测量值和所述第二测量值，使用完美理论模型来对所述铰接式测量臂(1)的所述第一测量位置和所述第二测量位置进行仿真，从而推导出所述部件的几何特征的第二值，该完美理论模型考虑了以下因素：构成所述铰接式测量臂(1)的各元件是无限刚性的，各个接头(6、8、10)没有轴向游隙和径向游隙，以及各个旋转编码器(12、13、14、15)的分辨率是恒定的；计算所述几何特征的所述第一值和所述第二值之间的差，以确定测量的精确度。