应用机床查明特征的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种查明物体的方法，尤其涉及一种应用安装在坐标定位设备上的扫描测量工具查明物体的方法。
【背景技术】
[0002]已知将测量探针安装在机床主轴中，用于相对于工件运动，以便测量所述工件。在实践中，所述探针通常是接触触发式探针，例如如美国专利N0.4，153，998 (McMurtry)中所描述的，它在所述探针的触针接触工件表面的时候产生触发信号。获得所述触发信号以进行机床的数字控制器(NC)的所谓的“跳转”输入。作为响应，停止物体和工件的相对运动，并且所述控制器获得机器位置的瞬时读数(即，主轴和探针相对于机器的位置)。这从机器的测量装置(诸如编码器)中获得，所述编码器在用于机器运动的伺服控制环路中提供位置反馈信息。应用这种系统的缺陷是:测量过程相对较慢，从而如果需要很多数目的测量点，则需要较长的测量时间。
[0003]还已知模拟测量探针(通常也称为扫描探针)。接触式模拟探针通常包括用于接触工件表面的触针，以及位于所述探针内的传感器，所述传感器测量所述触针相对于探针本体的偏转。美国专利N0.4，084，323 (McMurtry)中显示了一个例子。在使用中，所述模拟探针相对于工件的表面移动，从而所述触针扫描所述表面，并且获得所述探针传感器的输出的连续读数。将所述探针的偏转输出与所述机器的位置输出结合起来，就允许获得坐标数据，从而允许在整个扫描期间在非常多的点处查明工件表面的位置。因此，相比较应用接触触发式探针实际可能获得的测量，模拟探针允许获得对工件表面形状的更详细的测量。
[0004]已经发现期望能够应用安装在机床上的探针快速地查明工件的特征，诸如边缘。当前的技术涉及(基于所述特征的名义期望位置)移动探针以便获得围绕所述特征在不同位置处的多个接触点。这是特别慢的，尤其当所述特征的实际位置与它的期望名义位置显著偏离时。
【发明内容】
[0005]本发明提供了用于利用安装在机床上的模拟探针查明工件的特征(诸如边缘)的改进的方法。
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种应用安装在机床上的模拟探针查明物体的特征的方法。所述方法包括所述模拟探针和/或物体遵循一运动路线，所述运动路线使得所述模拟探针的表面感测区域在连续的横越时接近待查明特征的同时多次横越穿过所述特征，以便最终与所述特征成位置感测关系，从而沿着横越的至少一部分收集关于所述特征的扫描的测量数据。
[0007]应用本发明的所述方法，能够快速地查明诸如叶片的边缘等特征，因为机床能够简单地使得所述模拟探针和/或物体遵循预定的运动路线，直到例如收集到关于所述物体表面的扫描的测量数据。因此，这就取消了对于获得多个离散的接触触发式测量的需求，所述接触触发式测量是耗时的。
[0008]所述方法可以包括:监控根据至少一个标准的扫描的测量数据被收集。优选地，所述方法包括:响应于确定了已经收集到根据至少一个标准的扫描的表面测量数据，停止沿着所述运动路线的运动。
[0009]所述至少一个标准可以是:所述扫描的表面测量数据满足特定的标志，例如，模拟探针的输出增加，然后减少。所述至少一个标准可以是预定阈值，其表示模拟探针获得关于所述物体的最小程度的数据。最小程度的数据可以与所获得的最少量的数据相关(例如，所获得的最小数目的数据点)。所述最小程度的数据可以与通过模拟探针获得/输出的最小幅度的数据相关(例如，在模拟探针的情况下，最小程度的偏转)。换言之，最小程度的数据可以与获得比预定数值大至少一个测量值的模拟探针相关。可选地，最小程度的数据可以与通过模拟探针获得的数据的量和值的组合相关。
[0010]在确定了已经收集到根据所述至少一个标准的扫描的表面测量数据时，可以立即停止沿着所述运动路线的运动。可选地，沿着运动路线的运动可以在稍后的时间点或位置点停止。例如，当所述方法包括以预定间隔确定模拟探针是否获得根据所述至少一个标准(下面将详细解释)的沿着所述物体表面的扫描的表面测量数据时，所述方法可以包括结束预定运动，直到下一个(或者甚至再后面的)预定间隔。优选地，所述方法包括:在已经收集到根据所述至少一个标准的扫描的表面测量数据之后，在某个点停止运动。例如，所述方法可以包括:在已经收集到根据所述至少一个标准的扫描的表面测量数据之后，根据所述运动路线控制所述模拟探针和/或物体(例如，使得所述表面感测区域继续沿着它的横越)，直到已经满足后续的预定条件。这种后续的预定条件可以是预定的时间量和/或预定的距离。可选地，这种后续的预定条件可以是预定点，例如，沿着运动路线的预定点。例如，所述预定点可以是横越的终点，更特别地，所述预定点可以是满足第一预定标准的横越的终点。可选地，所述后续预定条件可以是预定间隔(例如请见下面关于预定间隔的更多描述)。可选地，这种后续预定条件可以是预定情境，诸如模拟探针不再收集扫描的表面测量数据(例如，因为它已经移出了与所述物体的位置感测关系)。
[0011]响应于确定了已经收集到根据至少一个第二标准的扫描的表面测量数据，立即停止运动。正如对于所述至少一个标准，所述至少一个第二标准可以采取许多不同的形式，例如可以是特定的标志、数据的数量和/或幅度等。例如，所述至少一个第二标准可以与通过所述模拟探针获得/输出的数据的最小幅度相关。所述数据的幅度可以是这样的，它表示物体与模拟探针的不合期望的位置关系，例如，在非接触式探针的情况下，所述物体和所述模拟探针的一部分(例如所述工件感测部分)至少彼此太靠近，从而(在非接触式探针的情况下)有接触的风险，或者在接触式探针的情况下，所述探针的触针被过度偏转和/或太大的力施加在探针的触针上，从而物体和/或模拟探针有被损坏的风险。例如，所述至少一个第二标准可以是测量的阈值程度，它表示模拟探针已经达到上测量边界(例如，超出该上测量边界，探针可能发生损坏)。例如，在模拟接触式探针的情况下，所述至少一个第二标准可以包括偏转程度(例如，超出该偏转程度可能发生对探针的损坏)。正如将理解的，所述至少一个第二预定标准优选被构造成在满足/触发所述至少一个第二标准之前将满足所述至少一个第一标准。因此，在所述至少一个标准和至少一个第二标准与数据的幅度相关的情况下，所述至少一个第二标准可以是阈值幅度，它大于所述至少一个标准的阈值幅度。所述方法可以包括:在模拟探针收集根据所述至少一个第二标准的测量数据的情形下，相对地缩回所述模拟探针和物体。
[0012]所述方法可以包括:连续地确定所述模拟探针是否已经获得例如根据所述至少一个第一标准的扫描的表面测量数据。所述方法可以包括:以预定间隔确定所述模拟探针是否获得根据所述至少一个标准的沿着所述物体表面的扫描的表面测量数据。在这种情况下，如果以预定间隔确定了所述模拟探针获得了根据所述至少一个标准的沿着所述物体表面的扫描的表面测量数据，则可以停止沿着所述运动路线的运动。如果以预定间隔确定了所述模拟探针没有获得根据所述至少一个标准的沿着所述物体表面的扫描的表面测量数据，则所述沿着运动路线的运动可以继续到至少下一个预定间隔。
[0013]可以仅仅以所述预定间隔分析所述模拟探针的输出以符合所述至少一个标准(例如与预定阈值比较)。可选地，所述模拟探针的输出可以被连续地分析(例如与预定阈值比较)，或者在其它情形下可以被定期地分析，例如在相对运动期间在所述预定间隔之间。因此，在这种情况下，以预定间隔，可以简单地确定:先前出现的分析是否表示模拟探针获得了根据至少一个标准的扫描的表面测量数据。所述方法可以被构造成:在恢复沿着运动路线的相对运动之前，以一预定间隔分析在所述预定间隔之前收集的所述模拟探针的输出，以便确定模拟探针是否获得扫描的物体测量数据。即使在所述间隔之前的运动期间满足所述至少一个标准，也可以沿着所述运动路线继续运动，直到下一个预定间隔。
[0014]所述预定间隔可以是预定的(例如规律的)时间间隔和/或预定的距离间隔，例如，在沿着路径长度的预定位置。
[0015]所述预定间隔可以被构造成:分析所述模拟探针的输出，以便确定所述模拟探针是否对于每个横越获得根据至少一个标准的扫描的表面测量数据。所述分析可以在完成每个横越之后被启动。可以在开始下次横越之前启动并且可选地完成所述分析。特别地，对于每次横越可以在下面的点之后启动分析，即:预期模拟探针在所述点已经获得根据至少一个标准的扫描的表面测量数据，例如在每次横越的终点。
[0016]因此，所述预定间隔可以是每个横越的终点。因此，如果确定了还没有收集根据至少一个标准的扫描的表面测量数据，则所述方法可以包括继续沿着所述运动路线，从而执行后续的不同的物体横越。
[0017]即使在通往所述间隔的运动期间已经收集了根据至少一个标准的扫描的表面测量数据，也可以继续按照所述运动路线的运动，直到下一个预定间隔。因此，这可以确保:即使在已经收集了根据至少一个标准的扫描的表面测量数据之后，也收集关于所述物体的数据。这在随后处理所述测量数据以便确定关于所述物体的信息(诸如它的位置和/或方位)时是有用的。
[0018]正如将要理解的，模拟探针的表面感测区域可以是空间中的以下