應用機床查明特征的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種查明物體的方法，尤其涉及一種應用安裝在坐標定位設備上的掃描測量工具查明物體的方法。
【背景技術】
[0002]已知將測量探針安裝在機床主軸中，用于相對于工件運動，以便測量所述工件。在實踐中，所述探針通常是接觸觸發式探針，例如如美國專利N0.4，153，998 (McMurtry)中所描述的，它在所述探針的觸針接觸工件表面的時候產生觸發信號。獲得所述觸發信號以進行機床的數字控制器(NC)的所謂的“跳轉”輸入。作為響應，停止物體和工件的相對運動，并且所述控制器獲得機器位置的瞬時讀數(即，主軸和探針相對于機器的位置)。這從機器的測量裝置(諸如編碼器)中獲得，所述編碼器在用于機器運動的伺服控制環路中提供位置反饋信息。應用這種系統的缺陷是:測量過程相對較慢，從而如果需要很多數目的測量點，則需要較長的測量時間。
[0003]還已知模擬測量探針(通常也稱為掃描探針)。接觸式模擬探針通常包括用于接觸工件表面的觸針，以及位于所述探針內的傳感器，所述傳感器測量所述觸針相對于探針本體的偏轉。美國專利N0.4，084，323 (McMurtry)中顯示了一個例子。在使用中，所述模擬探針相對于工件的表面移動，從而所述觸針掃描所述表面，并且獲得所述探針傳感器的輸出的連續讀數。將所述探針的偏轉輸出與所述機器的位置輸出結合起來，就允許獲得坐標數據，從而允許在整個掃描期間在非常多的點處查明工件表面的位置。因此，相比較應用接觸觸發式探針實際可能獲得的測量，模擬探針允許獲得對工件表面形狀的更詳細的測量。
[0004]已經發現期望能夠應用安裝在機床上的探針快速地查明工件的特征，諸如邊緣。當前的技術涉及(基于所述特征的名義期望位置)移動探針以便獲得圍繞所述特征在不同位置處的多個接觸點。這是特別慢的，尤其當所述特征的實際位置與它的期望名義位置顯著偏離時。
【發明內容】
[0005]本發明提供了用于利用安裝在機床上的模擬探針查明工件的特征(諸如邊緣)的改進的方法。
[0006]根據本發明的第一方面，提供了一種應用安裝在機床上的模擬探針查明物體的特征的方法。所述方法包括所述模擬探針和/或物體遵循一運動路線，所述運動路線使得所述模擬探針的表面感測區域在連續的橫越時接近待查明特征的同時多次橫越穿過所述特征，以便最終與所述特征成位置感測關系，從而沿著橫越的至少一部分收集關于所述特征的掃描的測量數據。
[0007]應用本發明的所述方法，能夠快速地查明諸如葉片的邊緣等特征，因為機床能夠簡單地使得所述模擬探針和/或物體遵循預定的運動路線，直到例如收集到關于所述物體表面的掃描的測量數據。因此，這就取消了對于獲得多個離散的接觸觸發式測量的需求，所述接觸觸發式測量是耗時的。
[0008]所述方法可以包括:監控根據至少一個標準的掃描的測量數據被收集。優選地，所述方法包括:響應于確定了已經收集到根據至少一個標準的掃描的表面測量數據，停止沿著所述運動路線的運動。
[0009]所述至少一個標準可以是:所述掃描的表面測量數據滿足特定的標志，例如，模擬探針的輸出增加，然后減少。所述至少一個標準可以是預定閾值，其表示模擬探針獲得關于所述物體的最小程度的數據。最小程度的數據可以與所獲得的最少量的數據相關(例如，所獲得的最小數目的數據點)。所述最小程度的數據可以與通過模擬探針獲得/輸出的最小幅度的數據相關(例如，在模擬探針的情況下，最小程度的偏轉)。換言之，最小程度的數據可以與獲得比預定數值大至少一個測量值的模擬探針相關。可選地，最小程度的數據可以與通過模擬探針獲得的數據的量和值的組合相關。
[0010]在確定了已經收集到根據所述至少一個標準的掃描的表面測量數據時，可以立即停止沿著所述運動路線的運動。可選地，沿著運動路線的運動可以在稍后的時間點或位置點停止。例如，當所述方法包括以預定間隔確定模擬探針是否獲得根據所述至少一個標準(下面將詳細解釋)的沿著所述物體表面的掃描的表面測量數據時，所述方法可以包括結束預定運動，直到下一個(或者甚至再后面的)預定間隔。優選地，所述方法包括:在已經收集到根據所述至少一個標準的掃描的表面測量數據之后，在某個點停止運動。例如，所述方法可以包括:在已經收集到根據所述至少一個標準的掃描的表面測量數據之后，根據所述運動路線控制所述模擬探針和/或物體(例如，使得所述表面感測區域繼續沿著它的橫越)，直到已經滿足后續的預定條件。這種后續的預定條件可以是預定的時間量和/或預定的距離。可選地，這種后續的預定條件可以是預定點，例如，沿著運動路線的預定點。例如，所述預定點可以是橫越的終點，更特別地，所述預定點可以是滿足第一預定標準的橫越的終點。可選地，所述后續預定條件可以是預定間隔(例如請見下面關于預定間隔的更多描述)。可選地，這種后續預定條件可以是預定情境，諸如模擬探針不再收集掃描的表面測量數據(例如，因為它已經移出了與所述物體的位置感測關系)。
[0011]響應于確定了已經收集到根據至少一個第二標準的掃描的表面測量數據，立即停止運動。正如對于所述至少一個標準，所述至少一個第二標準可以采取許多不同的形式，例如可以是特定的標志、數據的數量和/或幅度等。例如，所述至少一個第二標準可以與通過所述模擬探針獲得/輸出的數據的最小幅度相關。所述數據的幅度可以是這樣的，它表示物體與模擬探針的不合期望的位置關系，例如，在非接觸式探針的情況下，所述物體和所述模擬探針的一部分(例如所述工件感測部分)至少彼此太靠近，從而(在非接觸式探針的情況下)有接觸的風險，或者在接觸式探針的情況下，所述探針的觸針被過度偏轉和/或太大的力施加在探針的觸針上，從而物體和/或模擬探針有被損壞的風險。例如，所述至少一個第二標準可以是測量的閾值程度，它表示模擬探針已經達到上測量邊界(例如，超出該上測量邊界，探針可能發生損壞)。例如，在模擬接觸式探針的情況下，所述至少一個第二標準可以包括偏轉程度(例如，超出該偏轉程度可能發生對探針的損壞)。正如將理解的，所述至少一個第二預定標準優選被構造成在滿足/觸發所述至少一個第二標準之前將滿足所述至少一個第一標準。因此，在所述至少一個標準和至少一個第二標準與數據的幅度相關的情況下，所述至少一個第二標準可以是閾值幅度，它大于所述至少一個標準的閾值幅度。所述方法可以包括:在模擬探針收集根據所述至少一個第二標準的測量數據的情形下，相對地縮回所述模擬探針和物體。
[0012]所述方法可以包括:連續地確定所述模擬探針是否已經獲得例如根據所述至少一個第一標準的掃描的表面測量數據。所述方法可以包括:以預定間隔確定所述模擬探針是否獲得根據所述至少一個標準的沿著所述物體表面的掃描的表面測量數據。在這種情況下，如果以預定間隔確定了所述模擬探針獲得了根據所述至少一個標準的沿著所述物體表面的掃描的表面測量數據，則可以停止沿著所述運動路線的運動。如果以預定間隔確定了所述模擬探針沒有獲得根據所述至少一個標準的沿著所述物體表面的掃描的表面測量數據，則所述沿著運動路線的運動可以繼續到至少下一個預定間隔。
[0013]可以僅僅以所述預定間隔分析所述模擬探針的輸出以符合所述至少一個標準(例如與預定閾值比較)。可選地，所述模擬探針的輸出可以被連續地分析(例如與預定閾值比較)，或者在其它情形下可以被定期地分析，例如在相對運動期間在所述預定間隔之間。因此，在這種情況下，以預定間隔，可以簡單地確定:先前出現的分析是否表示模擬探針獲得了根據至少一個標準的掃描的表面測量數據。所述方法可以被構造成:在恢復沿著運動路線的相對運動之前，以一預定間隔分析在所述預定間隔之前收集的所述模擬探針的輸出，以便確定模擬探針是否獲得掃描的物體測量數據。即使在所述間隔之前的運動期間滿足所述至少一個標準，也可以沿著所述運動路線繼續運動，直到下一個預定間隔。
[0014]所述預定間隔可以是預定的(例如規律的)時間間隔和/或預定的距離間隔，例如，在沿著路徑長度的預定位置。
[0015]所述預定間隔可以被構造成:分析所述模擬探針的輸出，以便確定所述模擬探針是否對于每個橫越獲得根據至少一個標準的掃描的表面測量數據。所述分析可以在完成每個橫越之后被啟動。可以在開始下次橫越之前啟動并且可選地完成所述分析。特別地，對于每次橫越可以在下面的點之后啟動分析，即:預期模擬探針在所述點已經獲得根據至少一個標準的掃描的表面測量數據，例如在每次橫越的終點。
[0016]因此，所述預定間隔可以是每個橫越的終點。因此，如果確定了還沒有收集根據至少一個標準的掃描的表面測量數據，則所述方法可以包括繼續沿著所述運動路線，從而執行后續的不同的物體橫越。
[0017]即使在通往所述間隔的運動期間已經收集了根據至少一個標準的掃描的表面測量數據，也可以繼續按照所述運動路線的運動，直到下一個預定間隔。因此，這可以確保:即使在已經收集了根據至少一個標準的掃描的表面測量數據之后，也收集關于所述物體的數據。這在隨后處理所述測量數據以便確定關于所述物體的信息(諸如它的位置和/或方位)時是有用的。
[0018]正如將要理解的，模擬探針的表面感測區域可以是空間中的以下