專利名稱：用以檢測物體位置的探針的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于檢測物體位置的探針。該探針可用于機床、坐標測量器和測量機器人等定位裝置上。
背景技術：
尤其是在數控機床上，已知的是切削刀具可以和測位探針互換。這種探針例如可以是觸摸開關式，例如美國專利No.4,153，988(McMurtry)所述的實例，作為參考結合在這里。這種探針具有一個工件觸針，且在觸針接觸工件時發出一個觸發信號。或者，上述探針可以是"模擬"或"測量"或"比例"式，能夠相對探針本體對觸針的偏轉輸出測量。除了具有工件觸針的形式以外，任何這些探針還可以利用光學、電容、感應(例如，利用渦流)或者其他非接觸技術替代地檢測工件。本發明可以使用這些探針中的任何一種或者其它類型的探針。
由于用在機床上的這種探針可和切削刀具互換，所以很難為探針提供導線或電纜，以將探針的輸出信號連到機床的控制器上。因此，使用了各種無線信號傳輸技術，包括電感傳輸、光學傳輸和無線電傳輸等。隨后，探針需要電池供能。為了保持電池壽命，需要探針僅在使用時才被打開。
美國專利No.4,599,524 (McMurtry)中敘述了一種切換這種探針的已知技術，作為參考結合在這里。這里，在探針插入到機床的主軸內之后，它的電池依靠主軸的旋轉打開。而探針內的離心式開關響應于這種旋轉。在使用之后，上述電池由進一步旋轉而斷開，或者通過探針電路內的延遲元件，在探針未使用經過一預定期間之后，該元件產生間歇。
利用這種離心式開關的探針在商業上很成功，但是所使用的這種離心式開關卻相當笨重。因此，如果需要探針具有很小的物理尺寸，則這種離心式開關就不能使用了，就需要使用其他的方法來打開探針。另一個問題就是這種離心式開關比較昂貴。
發明內容
本發明的第一方面提供了一種探針，用于檢測定位裝置上的物體的位置，所述探針包括
用于處理探針信號的電子電路，所述電子電路包括用于無線傳輸的元件；
為所述電子電路供能的電源；
用于產生至少一個信號的至少一個傳感器，所述傳感器響應于所述探針的運動；
其特征在于，設有運動識別電路用于接收來自所述至少一個傳感器的至少一個信號，所述運動識別電路響應與所述探針運動相關的預定識別標志對應的信號的接收。
優選地，所述至少一個傳感器響應于線性加速度。
較為有利的是，與預定識別標志對應的信號與所述探針的旋轉相關。或者，與預定識別標志對應的信號與所述探針的振動相關。
較為便利的是，與預定識別標志對應的信號與所述探針運動的預定序列相關。更為便利的是，所述探針運動的預定序列包括所述探針在換刀操作過程中所承受的運動和加速。所述運動識別電路優選包括可編程處理器和微處理器電路中的至 少之一。更為優選地，所述運動識別電路包括可編程集成電路(PIC)。
較為有利的是，所述PIC在第一預定時間間隔探詢所述傳感器產生 的信號，將探詢值存儲到存儲器中。優選分析所存儲的探詢值用于在 第二預定時間間隔與預定識別標志對應的信號。
可通過比較方便地分析所存儲的探詢值，形成識別標志信號的至 少一組信號存儲在所述運動識別電路的存儲器中。
優選地，至少一個識別標志信號存儲在存儲器中。當從所述至少 一個傳感器接收到的所述至少一個信號與所存儲的信號相匹配時，所 述運動識別電路提供輸出。
較為有利的是，當探測到與所述預定識別標志對應的信號時，所 述運動識別電路將所述電源與所述探針的電路相連。
本發明還描述了利用對于線性加速度敏感的傳感器替換離心式開 關，上述傳感器優選為開關形式，但是也可以使用其他的線性加速傳 感器。線性加速傳感器是商業可獲得的，例如用以汽車的開關，而且 相比現有的離心式開關，尺寸要小，成本更低。還可以使用能夠提供 和加速度成比例的信號的加速計。
本發明還描述了一種探針，用于檢測定位裝置上物體的位置，包
括
響應于探針的第一電路，用以獲得與物體的感應關系； 為上述電路供能的電源；
響應于上述探針運動的傳感器，且該傳感器設置得可以在檢測到 運動時使電源和上述電路相連；
其特征在于，上述傳感器響應于線性加速度。最好是，上述傳感器設置在探針內，以使其還可以響應于旋轉。因此，在探針被插入到位置感應裝置的旋轉主軸內之后，可以旋轉該探針，以便于啟動上述傳感器，從而打開探針。
當利用旋轉來操作該傳感器時，在實際中會產生進一步的問題，如下。上述探針還易于產生線性加速度，會在不希望的時候啟動上述傳感器。舉例來說，在定位裝置的主軸和刀具存儲箱之間交換探針時或者在存放有探針的刀具存儲箱自己移動時就會導致這些問題。
因此，上述線性加速傳感器可以和一個識別電路相連，用于識別線性加速度和旋轉，并在檢測到旋轉的時候將電源連接到檢測電路上。
在美國專利4,599,524中敘述的離心式開關設計用于具有能夠繞著
垂直軸線旋轉的主軸的機床上。這就產生另一個問題如果用于具有
繞水平軸線旋轉的主軸的機床中，它不可能總是可靠的。如果在水平主軸機床中使用線性加速傳感器，也是同樣的問題。這是因為在繞水平軸線旋轉的整個循環過程中，重力可以改變傳感器產生的加速度。在上述旋轉的底部，重力作用在徑向向外的方向上，而在頂部，它卻作用在徑向向內的方向上。離心式或者其他類型加速感應開關可以在循環的一部分中關閉，而在另一部分中打開。其他類型的加速傳感器也有類似的功能。
本發明還描述了一種探針，可以檢測定位裝置上物體的位置，包
括
響應于探針的第一電路，獲得與物體的感應關系；為第一電路供能的電源；
響應于上述探針運動的傳感器，且該傳感器設置得可以在檢測到
運動時使電源和上述第一電路相連；其特征在于，運動識別電路和上述傳感器相連，該運動識別電路可以識別運動，從而能夠將指示探針所被使用的運動與其它運動中加以區別。
優選地，所述傳感器為加速傳感器，安裝為使其響應指示所述探針將被使用的探針旋轉。
該運動識別電路可以對信號接收產生響應，該信號對應于與探針運動或該運動過程中的振動相關的預定識別標志。
較為有利的是，所述預定識別標志信號與所述探針的旋轉相對應，較為便利的情形是，所述預定識別標志信號對應于所述探針在移動過程中的運動或者振動的預定序列。
最好是，該運動識別電路可以識別探針的旋轉和線性加速，在檢測出旋轉時將電源和第 一 電路相連。
在優選實施例中，上述運動識別電路檢測在對應于探針全轉的僅僅一個部分或者多個部分的一個或者多個時間段內是否從傳感器接收了指示旋轉的信號。
在此情形下，提高了在用于檢測水平主軸機床上的旋轉時離心式和線性加速傳感器的可靠性，此時傳感器可以產生一個僅僅用于全轉一部分的信號。
較為便利的是，上述至少一個傳感器可以是幵關。
傳感器可以設置得在檢測到探針的進一步旋轉或其他運動時，將電源和上述第一電路斷開。或者，還可以設置一個定時器，在連接之后或者在探針沒有使用預定時間之后，將電源斷開一段預定的時間。該探針可以同時具有這兩項選擇，來斷開上述電源。
最好是，上述電源為電池。
下面，通過實施例并參考附圖來敘述本發明的優選實施例，其中
圖l簡要說明了安裝在機床上的探針；
圖2是圖1中探針一部分的垂直截面圖3是圖2中線III一III處的水平截面；
圖4是探針內電路的一部分的電路簡圖5、 6、 7和8是在圖4所示電路的處理器中運行的程序部分的流程
圖9是另一實施例的一部分的電路簡圖。
具體實施例方式
參考圖l，觸摸開關式探針10具有一個可插入機床旋轉主軸14內的柄部16，可和切削刀具互換。隨后，上述主軸可以相對工件(未示出)進行三維(在X、 Y、 Z方向)移動，從而將探針10的觸針12和工件表面上的不同點進行接觸。探針內的電路，例如美國專利No.4,153,998中所述的，用于檢測觸針12和工件之間的接觸，并隨之響應而產生一個觸發信號。該觸發信號被傳送到接口18處，并由此被傳遞到機床的CNC控制器內。由此，就記錄著在上述接觸過程中主軸14相對上述工件的X，Y， Z位置，從而能夠對工件進行尺寸測量。
由于上述探針10可以和機床主軸14內的切削刀具相互換，所以很難由硬連線連接將信號傳送出去。因此，上述探針由電池供能，并具有無線信號傳輸系統。在圖l所示的實施例中，使用了無線電傳輸系統。由和接口18相連的天線20接收上述信號。然而，用于這種探針的其他無線傳輸系統已為人所熟知，包括光學和電感傳輸系統，也可以同樣使用這些系統。除了上述觸摸開關式探針IO，還可以使用其他任何類型的探針，包括說明書背景技術中所述的那些都可以使用。
圖2和3示出了圖1中觸摸開關式探針10的細節。上述工件觸針12和探針殼體24內的觸針架22相連。該觸針架22具有三個徑向突出輥26。在彈簧23的偏壓力作用下，這些輥各自動態地座靠在滾珠對28上，從而為觸針12提供一種可精確重復的靜止位置。當觸針12和工件相接觸時，它就從該靜止位置上被擾動，中斷上述輥26和滾珠28之間的電路。可以參考美國專利No.4,153,998，進一步了解使用的這種以及其他設置的細節。
在柔性印刷電路30上設置有可以處理所獲得信號的電路。如圖所示，該電路可有利地彎成三角形，通常和觸針12、觸針架22以及主軸14的旋轉軸線同軸。上述柔性印刷電路30可以環繞或者放在上述觸針架22之上，從而使結構很緊湊，以便于上述探針能夠放到很小的殼體24內。上述電路包括能夠處理觸發信號的元件，該信號從經由滾珠28和輥26的電路中接收，而這些信號的大部分都被送入可編程集成電路(PIC)等專用可編程處理器或者微處理器電路中。該電路還可以包括將信號無線傳輸到上述接口18的元件。
為了簡潔，圖2和3僅示出了一個安裝到柔性印刷電路30上的元件。這就是線性加速開關32。這種開關可在商業上從美國依阿華州的美國電子元件公司(23590， County Road 6, IN 46515)獲得，例如元件#DD1284。這種開關還可以作為g-開關即與重力(g-force)作用的開關銷售。選擇該開關，主要是由于它的結構緊湊，從而便于制成圖2、 3中所示的緊湊設置。它結合有滾珠34，通過彈簧38，和可調節觸銷36間隔開。當上述探針產生加速時，滾珠34就抵抗著彈簧38的作用，和上述銷36導電接觸，從而接通電路。
11上述線性加速開關32偏離探針軸線安裝(由于主軸14，其能夠繞該軸線旋轉)。這就保證它不僅響應于線性加速，還可以響應于主軸14的旋轉。
由于上述探針10由電池供能，期望的是僅僅在需要使用時將探針打開，以保證電池壽命。以類似美國專利No.4,599,524的方式,由開關32完成上述目的。在機床主軸14旋轉時，該開關響應于加速度，將探針電路由僅僅監視開關32的睡眠或靜止狀態切換為"全開"狀態。因此通過主軸14在機床中CNC控制器的控制下進行旋轉，上述探針在插入主軸14之后可以完全打開，進行正常使用。
不過，相比美國專利No.4,599,524，開關32不僅反應于因旋轉引起的加速度，而且還可以反應于線性加速度。例如，該開關32可以在探針插入主軸14或從中拆除時，反應于自動換刀器所產生的加速度；或者，可以在主軸繞工件正常移動時，反應于加速度；或者，可以在上述探針不使用而收存在自動換刀器的存儲箱或殼體(carousel)中時反應于運動。下面，參考圖4， 5和6來敘述檢測上述旋轉以及將其區別于其他加速度的設置。
圖4示出了上述PIC或其他處理器40，由于永久和探針殼體24內的電池52或其他電源相連，所以應該將其選擇為具有低電流損耗。PIC40可進行編程來運行多個程序。如我們待審的國際專利申請No.WO03/021182中所述，這些可以包括用于處理觸發信號的數字濾波器功能。如國際專利申請No.WO02/063235中所述，還可以包括對探針操作模式進行預置的功能(國際專利申請No.W003/021182和No.WO02/063235作為參考結合在這里)。
這種操作模式之一可以在制造或者安裝過程中預置到探針中，來確定上述探針是否由開關32來切換，而不是靠其他一些機構。如果是，
則隨后PIC 40的輸出41使電子開關56將探針電池52的電源電壓施加到電阻R1上。作為一個可替換實例，電阻R1也可以直接從PIC 40的輸出41獲得電源電壓。
如圖4所示，加速開關32經由電池52和電阻R1串連。該開關和PIC40的輸入線路42相連，從而使該輸入在開關32打開時為高，在關閉時為低。如果例如由于振動而使開關32暫時關閉，則由電容C1和電阻R2構成的簡單RC濾波器用以對瞬時峰值進行濾波，上述電阻R1可限制經由開關32的電流。
圖5簡要示出了在PIC40內運行的程序之一，在規定間隔(在該實施例中為每lms)進行調用。在步驟44，(以lms間隔)探詢開關32的輸入42，查看該輸入是高還是低。每次探詢開關，程序44都會將結果值存儲到內部存儲器中。
隨后，該程序的步驟45對這些存儲值的最近150次進行分析，以確定在至少前150次探詢中的33%內，上述開關是否關閉。基于此，可設定或清除上述存儲器中的標記，從而基于連續滾動的方式，來指示在最近150ms的至少33X以內，上述開關32是否已經關閉。
這就限定了具有150ms期間的第一時間間隔，這樣選擇是因為這是上述探針以每分鐘400轉的速度轉動一次的時間。因此，即使上述開關32在探針每轉的至少三分之一內關閉，也會保持上述標記設置。這有兩個作用。第一，它可以過濾和上述開關32的任何接觸反跳。第二，它可以保證即使(在主軸14水平的機床中)探針繞水平軸線旋轉，也能夠繼續保持上述標記設置。在后者中，上述開關32可以由重力作用打開至每轉的一半時間，但是仍保持上述標記設置。
當然，上述第一時間間隔的長度也會變化，例如，如果上述探針在打開時在不同速度下旋轉。舉例來說，如果它在每分鐘1000轉的速度下旋轉，上述第一時間間隔就為60ms，而不是150ms。需要關閉上述開關以設置上述標記的該時間間隔部分(fraction)也可以變化，例如可以對應于一轉的四分之一或一半。
圖6簡要示出了一個單獨的程序46，它也在規定間隔(例如每lms)進行調用，用于探詢上述標記。它可以進行分析，以確定上述標記是否在最近500ms內連續設置(高)，該500ms為長于上述第一時間間隔的第二時間間隔。如果這樣，就可以在PIC (參考圖4)的線路48上提供輸出。
選擇上述第二時間間隔為5 00m s期間，以識別探針10的預定旋轉(deliberate rotation)和上述舉例說明的線性加速。這種線性加速通常不會持續500ms，但是容易設置得使探針旋轉超過500ms的時間。當然，該第二時間間隔也可以大于或小于500ms，這要取決于在實際過程中線性加速所經歷的時間。
因此，上述第一和第二時間間隔就對應于一個與探針特定運動(即，上述主軸的預定旋轉)相關的預定識別標志。圖5和6中的程序能夠保證上述PIC電路40響應于開關32因該旋轉引起的信號。
線路48上的輸出顯示開關32由上述主軸14的預定旋轉而操作，并不是由任何其他形式的加速度操作。如圖4所示，可操作電子開關50將電池52的電能施加到探針的高能消耗電路54上。這些包括經由滾珠28、輥26的電路和將探針信號經由探針內的天線58傳輸的無線信號傳輸電路。
圖7示出了可以在處理器40內運行的程序，作為圖5、 6中程序的可替代實例。在圖5、 6中，這種程序能夠以例如每lms的規定間隔進行調用。
該程序的第一步驟73 (以lms間隔)對開關32進行探詢。隨后，步驟74確定上述開關的輸入是高還是低，指示出開關32是打開還是關閉的。如果開關關閉，步驟76使得保存在處理器40中存儲器內的內部軟
件記錄器增加。
而和開關32的輸出是高還是低無關的是，在步驟78中，使得軟件計數器增加。隨后，步驟80測試上述軟件計數器是否已經達到150個計數。如果達到150個計數，則上述程序只繼續進一步進行在圖7中示出的步驟。如果不到150個計數，則上述程序會退出(步驟81)，在lms后的下次調用之前，不會進行進一步的動作。
由于每lms產生一個增量，所以步驟78和80中的計數就指示出是否經過了150ms的第一時間間隔。如果是的話，隨后在步驟82中，上述程序就會檢測在步驟76中增加的上述記錄器中所獲得的計數。由此可以確定該記錄器中的計數是否等于或者大于50。如果是的話，就指示出上述開關32在第一時間間隔的150ms的至少33X內被關閉，并在處理器40中存儲器內設置了內部標記(步驟84)。否則，如果上述記錄器的計數小于50，上述標記就被清除(步驟86)。
到目前為止，可以理解的是可以利用步驟74 — 82作為實施圖5中過程45的一個方式。然而在本發明的程序中，在步驟84、 86中的標記設置和清除動作和圖5中的是有區別的。
尤其是，圖7中的程序在處理器40的存儲器中提供了三個而不是一個這樣的標記。在每次達到步驟84的時候，依次設置這三個標記中的一個。隨后是步驟88，可以確定在最近連續三次的步驟84中，所有這三個標記是否已經連續地設置。如果不是，則上述程序僅從步驟92中退出，并在lms后的下次調用之前不會進行下一步動作。
如果己經連續地設置有三個標記，則步驟90就在處理器40的線路48上輸出一個信號，打開探針電路54 (參考圖4)。隨后上述程序由步驟92退出。因此不同于單個的500ms的時間間隔，其確定標記是否在三個連續的150ms期間內進行設置(共計450ms)以外，這種結果都類似于圖6中的程序。如在圖6中一樣，還提供了長于第一時間間隔的第二時間間隔，能夠識別探針10的預定旋轉和線性加速。
如果在步驟82中，確定在150ms的第一時間間隔內，上述記錄器沒有超過50個計數，則步驟86清除所有三個標記。這表示沒有達到450ms的第二時間間隔，因而不需要下一步動作。所以，上述程序再次經由步驟92退出。
無論何時上述程序從步驟92中退出，都需要上述記錄器和計數器清零，從而準備用于在步驟76、 78中增加。下次在步驟44中探詢開關32時，開始一個新的150ms的第一時間間隔。
因此我們可以看出，不同的時間間隔對應于和主軸的預定旋轉等探針特定運動相關的預定識別標志。圖7中的程序則再次保證PIC電路40可響應于開關32因該旋轉而產生的信號。
在打開高能消耗電路54之后，還需要將它們在探針用完時關閉。如上述國際專利申請WO02/063235所述，可以利用一種方法來完成上述目的，這種方法是預編程到上述探針內并存儲在PIC40的存儲器內的多種操作模式之一。 一種這樣的方法可用于檢測主軸14內探針的進一步預定旋轉。另一種就是在預定的沒有使用期間之后使探針間歇(timeout)。
圖8示出了用于上述目的且在PIC40內以規定間隔運行的程序。該程序僅僅在探針電路54打開(即線路48為高)時才運行。在初始步驟60中確定上述條件，如果為假，上述程序返回，不執行任一隨后的步驟。
在下一步驟62中，上述程序檢測上述存儲在PIC 40中存儲器中的預編程操作模式。它可以確定是否預編程為"旋轉(spin — off)"模式，即是否由探針的進一步旋轉來關閉上述電路54。如果結果為是，則繼
續進行步驟64。如圖5、 6或圖7中所確定的那樣，在步驟64中，它需要等待探針的進一步旋轉。同時，繼續探針的正常操作。當檢測到這種進一步的旋轉時，使PIC的線路48為低，從而關閉上述電路54(步驟66)。
如果在步驟62中確定上述探針沒有處于上述"旋轉"模式，則隨后上述電路54由"間歇(time —out)"模式所關閉。這里，可以由步驟68確定上述間歇間隔的預編程時間，例如12s， 33s和124s。根據上述國際專利申請W002/063235，這是可選擇的數值，且可存儲在PIC 40的存儲器內。
接著，在步驟70內，上述程序等待特定的間歇間隔。同時，上述探針如步驟64中的那樣繼續正常操作。當探針電路54打開時，上述間歇間隔開始。然而有利地是，每次探針產生觸發信號時，間歇間隔被重啟。這就保證探針電路54不會在探針延長使用時間的過程中被關閉。當上述間歇間隔終了，使PIC的線路48為低，從而關閉電路54(步驟72)。
盡管在圖8中沒有示出，即使在"旋轉"模式中，也期望設置一個例如90分鐘的較長的間歇間隔，從而即使在步驟64中沒有檢測到探針進一步旋轉，也能保證上述探針電路54能夠被最終關閉。
為了替換圖2、 3中所示的開關32，也可以使用其他加速感應的開關或傳感器。
舉例來說，可以使用水銀開關。該開關可以是常閉的(相比較于常開開關32)，在產生加速度時打開。圖5的步驟45對其進行檢測，查看是否該開關打開，而不是關閉。從技術上說，這樣的設置工作良好，但是水銀開關也有環境缺陷。或者，可以使用由微加工硅(MEMS)制成的線性加速開關。如
前所述，可以使用加速計作為其他替代開關，從而可以提供和加速度
成比例的信號，所提供的信號可以電子地或者由PIC 40的軟件進行合適 處理。也可以使用壓電式或應變式傳感器。
圖9示出了本發明的另一個實施例。上述探針安裝有一或多個加速 傳感器132。最好是，至少兩個在探針內成直角設置，以便于能夠響應 于兩個正交軸X、 Y上的運動。第三個傳感器132是可選擇的，和其他兩 個成直角設置，以便于響應于Z方向(即主軸的旋轉軸線)上的運動。
傳感器132可以和圖2、 3中的加速感應開關32相同，或者可以為上 述探討的其他類型的加速感應傳感器。尤其是對于后者，需要信號調 節電路100來處理信號，以形成這樣一種形式，即可以饋給對應于圖4 中PIC 40的程控微處理器或PIC 140。
傳感器132 (可選擇地經由信號調節電路IOO)提供與上述探針運 動和加速相關的信號102。這些包括例如在從機床的刀庫拿開并插入機 床主軸內時的換刀操作過程中的探針運動和加速。由于這些運動和加 速是相同的，所以對給定機床，信號102就形成和換刀操作唯一對應的 識別標志。
通過將相應的識別標志信號102從傳感器132存儲到閃存104內，因 而可以由PIC 140獲知換刀的動作(在使用之前將上述探針插入刀主軸 內)。在探針安裝到機床上時，通過在獲知步驟中執行多個換刀動作 中的一個來完成上述工作。
在隨后的使用過程中，PIC140監視著從傳感器132接收的信號。當 它們以合適的容許限度和所存儲的識別標志信號相匹配時，在對應于 圖4中線路48的線路148上就會產生一個輸出。這將電池電源與探針的其余電路相連接。可以看出，這將在換刀操作過程中探針的運動和探 針其他運動之間加以區別。
圖9中所示的識別標志信號是一種矩形形式，從而使它們能夠根據
高低波形部分的持續時間存儲在存儲器104中。然而，如果傳感器132
用于提供和加速成比例的輸出，可以由模擬數字轉換器將它們進行數
字化，用于替代信號調節電路ioo。隨后，上述識別標志也可以作為數 字表示而存儲在存儲器104中。
或者，上述一或多個傳感器132也可以是振動傳感器，能夠響應于 換刀操作過程中尤其是在探針的柄部16和主軸14的配合部相接觸時探 針運動引起的振動并產生輸出。而且該輸出和給定機床為唯一對應， 因而可以獲知上述振動識別標志，并以和上述的相同方式使用。可以 理解的是，由于引起的振動，這種設置可以間接地識別運動。
無論使用哪一種形式的標志識別，上述探針電路都可以以上述實 施例中的任何方式和上述電池斷開，例如在非使用期間之后的間歇。 如果需要使用運動或振動檢測來斷開上述電池，那么隨后當從主軸拿 開而返回刀庫中時，可以對應于探針的運動，獲知第二識別標志信號 (或者每一傳感器132的一系列識別標志信號)，并存儲到存儲器104內。
為了替換特別和運動或振動相作用的傳感器32、 132，在上述任何
實施例中可以利用已設置在探針內的傳感器來檢測工件。舉例來說， 在根據美國專利4,153，998的探針中，在換刀操作過程中引起的運動或
振動都不能產生表示探針的觸針和工件表面之間接觸的電子接觸。而 可替代的，在模擬式或測量式或比例式探針中，用于上述觸針X、 Y、 Z運動的傳感器可以用作為加速計。在任何情況中，如果這些傳感器永 久和電池相連，則可以利用它們產生由圖9中PIC140可以獲知并檢測到
19的識別標志信號。隨后，可以利用線路148上的輸出來打開探針上通常 最耗能的信號傳輸電路。
權利要求
1. 一種探針，用于檢測定位裝置上的物體的位置，所述探針包括用于處理探針信號的電子電路，所述電子電路包括用于無線傳輸的元件；為所述電子電路供能的電源；用于產生至少一個信號的至少一個傳感器，所述傳感器響應于所述探針的運動；其特征在于，設有運動識別電路用于接收來自所述至少一個傳感器的至少一個信號，所述運動識別電路響應與所述探針運動相關的預定識別標志對應的信號的接收。
2. 如權利要求l所述的探針，其中，與預定識別標志對應的信號 與所述探針的旋轉相關。
3. 如權利要求l所述的探針，其中，與預定識別標志對應的信號 與所述探針的振動相關。
4. 如權利要求l所述的探針，其中，與預定識別標志對應的信號 與所述探針運動的預定序列相關。
5. 如權利要求4所述的探針，其中，所述探針運動的預定序列包 括所述探針在換刀操作過程中所承受的運動和加速。
6. 如權利要求l所述的探針，其中，所述運動識別電路包括可編 程處理器和微處理器電路中的至少之一。
7. 如權利要求6所述的探針，其中，所述運動識別電路包括可編 程集成電路(PIC)。
8. 如權利要求7所述的探針，其特征在于，所述PIC在第一預定時 間間隔探詢所述傳感器產生的信號，將探詢值存儲到存儲器中。
9. 如權利要求8所述的探針，其中，分析所存儲的探詢值用于在第二預定時間間隔與預定識別標志對應的信號。
10. 如權利要求8所述的探針，其中，通過比較分析所存儲的探詢 值，形成識別標志信號的至少一組信號存儲在所述運動識別電路的存 儲器中。
11. 如權利要求l所述的探針，其中，至少一個識別標志信號存儲 在存儲器中。
12. 如權利要求ll所述的探針，其中，當從所述至少一個傳感器 接收到的所述至少一個信號與所存儲的信號相匹配時，所述運動識別 電路提供輸出。
13. 如權利要求l所述的探針，其中，當探測到與所述預定識別標 志對應的信號時，所述運動識別電路將所述電源與所述探針的電路相 連。
14. 如權利要求l所述的探針，其中，所述至少一個傳感器響應于 線性加速度。
15. 如權利要求1至14中任何一項所述的探針，其中，所述至少一 個傳感器是開關。
16. 如權利要求l所述的探針，其中，當探測到所述探針的進一步 運動時，所述運動識別電路也被設置成斷開所述電源與所述電子電路 的連接。
17. 如權利要求l所述的探針，其中設有定時器，在連接所述電源 之后達第一預定時間，或者在探針未使用的第二預定時間之后，該定 時器斷開所述電源與所述電子電路的連接。
18. 如權利要求l所述的探針，其中所述電源是電池。
全文摘要
本發明涉及用以檢測物體位置的探針。用于機床的探針(10)具有開關(32)或其他傳感器，用來響應于探針的運動，而和電池電源相連。在優選實施例中，上述開關響應于機床主軸上探針的旋轉。開關(32)響應于線性加速度，但被安裝在探針內，以便于還可以響應于旋轉。設置有一個電路，以識別旋轉和線性運動。
文檔編號G01B7/012GK101476859SQ20081013270
公開日2009年7月8日 申請日期2004年4月13日 優先權日2003年4月9日
發明者喬納森·保羅·菲格, 大衛·科林伍德, 羅賓·威廉·卡什莫爾, 馬克·阿克爾 申請人:瑞尼斯豪公司