具有缺陷检测系统的坐标测量机的制作方法_2

文档序号:9438569阅读:来源:国知局
激光扫描装置、使用应变仪用于接触式检测的探针、使用压力传感器用于接触式检测的探针、使用红外光束进行定位的装置、以及被配置为静电响应的装置,可以用于坐标获取目的。另外,在一些实施方式中,坐标获取构件50可以包括一个、两个、三个或更多个坐标获取机构。
[0039]可以在申请日为2009年6月18日,名称为“具有激光扫描仪的铰接测量臂”的美国专利申请第12/487,535号中找到可以用于本文描述的实施方式的坐标获取构件的某些实施方式的进一步描述,该美国专利申请通过引用全文纳入本文。如在所述参考文献中示出的,坐标获取构件可以包括模块化激光扫描仪,该模块化激光扫描仪可以附接至坐标获取构件(该坐标获取构件还包括接触式探针)的主体。模块化特征可以允许多个其他坐标检测装置用于坐标获取构件。另外,可以使用其他坐标获取构件,如本领域技术人员众所周知的。
[0040]有利地,如图2至图2C所示,铰接构件30-36可以形成双轴线壳体100。双轴线壳体100可以为单个单块壳体或为包括接合起来(例如通过焊接、粘合剂等)的多个零件的壳体。如图所示,双轴线壳体100可以联接至传送构件20并且包括铰链和旋转接头中的对应于来自基座10的第二和第三旋转轴线的一部分。如上所述,不同功能的旋转编码器37以及用于测量传送构件以及铰链和旋转接头的位置的关联电子器件(如本领域技术人员众所周知的)可以定位在铰接构件34和35中(以及铰接构件30-33以及36,在其他图中示出的)。
[0041]为了便于组装双轴线组件,双轴线壳体100可以包括可拆卸的后盖102,在图2A中示出拆卸了后盖102。如图所示,可拆卸的后盖102可以覆盖壳体100中的开口,该开口与安装至所述壳体的相邻传送构件20大致轴向对齐。另外,在一些实施方式中,盖102可以被配置为不承受CMM I的任何大载荷。因此,可以期望的是,由也可以用作减振器的较软材料形成盖102。如图所示,盖102可以定位在臂I的“肘”位置。在一些活动过程中,“肘”位置可以更可能意外接触可能损坏臂I的外部硬表面。有利地,由减振材料形成的盖102可以包括臂I免受这种伤害。另外,在一些实施方式中,盖102的材料也可以用来促进与双轴线壳体100的材料形成更好的密封。双轴线壳体100可以包括硬材料,盖102可以包括更软材料,所述更软材料可以在将盖102安装至所述壳体时顺应所述壳体的边缘,从而形成更好的密封。
[0042]可拆卸的后盖102可以提供双轴线壳体100的内部与外部元件的大致密封,从而保护定位在壳体内的编码器37。当拆卸了盖102时,可以暴露与铰接构件34关联的单独编码器37,并且可以与示出的传送构件20大致轴向对齐地(如图2E所示)将编码器37插入旋转-接收部104或从双轴线壳体100拆卸下。在示出的实施方式中,与铰接构件34和35关联的编码器为与传送构件20分离的部件。S卩,编码器和传送构件为两个分离且不同的部件,所述部件连接在一起但可以彼此分离地旋转地运行。相同原理也可以应用于其他铰接构件30-33和36。换句话说,传送构件20可以与铰接构件30-36分离地运行,铰接构件30-36形成如上所述的接头或接头组件并且运行以测量旋转。
[0043]另外,在拆卸下盖102时(如图2B所示),可以插入/拆卸另外的电子器件。如图所示,双轴线壳体100可以为印刷电路板38提供接收部,印刷电路板38可以支撑另外的电子器件。在一些实施方式中,另外的电子器件可以执行另外的信号处理,诸如使来自编码器的模拟信号数字化。在一些实施方式中,可以在将信号传递到滑动环或其他可旋转电子连接器之前进行这种数字化。另外,在其他实施方式中,另外的印刷电路板38可以促进在双轴线壳体100内的两个编码器之间形成物理电子连接。
[0044]另外,在示出的双轴线壳体100中,可以独立于后盖102而插入/拆卸与铰接构件35关联的分离的编码器37。为了促进这种插入/拆卸,双轴线壳体100可以具有铰链接受部106,铰链接受部106与壳体的主平面垂直取向。铰链接受部106可以具有:开口端108,编码器37可以进入开口端108 ;以及基本封闭端110,编码器可以紧靠基本封闭端110,以为编码器限定位置。一旦插入编码器37,然后就可以插入帽零件112以将编码器固定在铰链接收部106内。
[0045]如图2C所示,编码器37可以包括编码器盘38a和读头38b。编码器盘38a可以在其表面上具有可以由读头38b测量的图案。例如,在一些实施方式中,编码器盘38a可以具有光学图案,所述光学图案包括变化的颜色、透明和不透明部分、或者其他可见变化;读头38b可以包括诸如相机的光学测量装置。在一些实施方式中,盘38a可以在盘上具有限定的线条图案(类似于条形码),以使得盘的由读头测量的图像可以限定绝对的旋转角,如下进一步讨论的。作为另一个实施例,编码器盘38a可以具有变化的磁部分,并且读头38b可以测量对应的磁场。编码器盘38a上的变化图案可以由读头38b测量以指示旋转位置或编码器盘相对于读头的旋转位置的变化。进而,如图所示,读头38b可以与壳体100 —起旋转固定,编码器盘38a可以旋转固定至编码器轴39,编码器轴39以可旋转的方式安装在壳体内。因而,轴39相对于壳体100的旋转可以引起盘38a和读头38b之间的对应相对旋转,该旋转可以被测量。然而,从本文的描述可以清楚的是,该设备可以变化。例如,在一些实施方式中,读头38b可以以可旋转的方式安装至壳体100,并且编码器盘38a可以旋转固定。
[0046]在示出的实施方式中,与铰接构件35关联的编码器可以通过相邻传送构件(图2中未示出)上的叉形接头和编码器轴39与所述传送构件安装在一起。所述叉形接头可以类似于在示出的传送构件20的与双轴线壳体100相对的端部处示出的叉形接头,其中可以安装至编码器轴39的轭28以可旋转的方式安装在壳体100内。轭28的叉头可以围绕双轴线壳体100的端部以及壳体所容纳的编码器安装以形成铰链铰接构件35。因此,在双轴线壳体100中的两个编码器可以相互独立地插入单个壳体或从单个壳体拆卸下。明显地,在其他实施方式中,双轴线壳体100的形式可以改变。例如,在一些实施方式中,双轴线壳体100可以形成相对的两个旋转接收部104,或者相对的两个铰链接收部106。
[0047]将编码器37放置在单个壳体中,这可以相对于具有分离壳体的现有技术组件提供许多优点。例如,组合壳体可以减少所需零件和接头的数目,因此也可以降低成本和组装时间。另外,装置的准确性可以因消除了偏离、错位或其他与多个部件相关的问题而改善。另外,另外壳体的移除可以允许更紧凑的组合接头组件,从而允许更好地支撑臂并且允许臂具有更轻的重量。如图1A所示,下一个或接下来的传送构件20的轭28可以联接至延伸穿过双轴线壳体100的支撑轴以形成铰链接头。
[0048]虽然示为包围来自基座的第二和第三轴线,但是类似的双轴线壳体100可以用于铰接构件的其他组合,诸如第四和第五铰接构件32,33。另外,双轴线壳体可以提供另外的优点,这些优点未在文中进行详细讨论。然而,应注意,在本文描述的本发明的其他实施方式中,铰接构件30-36可能每个都具有单独的壳体。
[0049]应理解,上述的双轴线壳体或接头组件可以用在其他类型的CMM中并且不需要与下面描述的另外的实施方式结合使用。
[0050]图3示出改进的手柄40。手柄40可以包括一个或多个集成按钮41。该手柄可以用螺栓、按扣或夹子连接至轴线。另外,手柄40可以包括被包括在其内部中的电子器件44。有利地,在手柄41中包括电子器件41可以进一步将所述电子器件与在受热时可能失去准确性的旋转编码器和其他部件分离。在一些实施方式中,手柄40或者其内部的电子器件可以与臂的其余部件热隔离。另外,当手柄40是可拆卸的且包括电子器件44时,所述手柄可以形成类似于特征包的模块化部件(如下所述)。因而,使用者可以通过变换手柄40并因而也变换电子器件44以及控制电子器件的按钮41来变换功能性。因而可以在CMM系统中设置具有不同功能性的多个手柄40以给CMM提供模块化特征。此外,应注意,在文中描述的本发明的其他实施方式中,可以使用不同手柄,或者替代地,可以不存在别的手柄。另外,手柄可以包含电池以给臂、扫描器或二者供电。
[0051]应理解,上面描述的改进的手柄40可以用在其他类型的CMM中,不必与上面以及下面部分中描述的另外实施方式结合使用。
[0052]另外或替代地,在一些实施方式中,CMM臂I可以由臂自身的运动至少部分地控制,如图6所示。例如,虽然在一些实施方式中可以通过按压按钮、拉动杆、转动标度盘或者致动一些其他传统致动装置来触发一些命令或指令,但是在其他实施方式中,可以通过CMM臂I的具体运动或位置来触发相同或不同指令,该运动或位置可以由编码器37检测。作为更具体的实施例,在一些实施方式中,可以指令CMM臂I进入睡眠模式,此时臂处于大致折叠或缩回位置,诸如图1所示的位置。之后,CMM臂I可以执行该指令。类似的,可以通过快速移动或移动到更延伸的位置来重新唤醒CMM臂I。指令、运动和位置的其他组合是可能的。
[0053]例如,在一些实施方式中,CMM臂I可以根据其总的取向而进入不同数据获取模式。在CMM臂I经常测量需要沿产品的不同部位的不同数据获取模式的产品的情况下,根据位置来改变数据获取模式可能是有利的。
[0054]另外,在一些实施方式中,臂可以根据其移动速度而进入不同数据获取模式。例如,CMM的操作者可以慢慢移动CMM,此时将快速测量关键点。因而,当臂慢慢移动时,CMM可以增加其测量频率,准确性或其他性能。另外,CMM可以在臂用作计算机鼠标的模式和具有其中一个后轴线的快速移动的测量模式(下文进一步描述相关的计算机的实施方式)之间切换。
[0055]与前面的实施方式一样,应理解,与控制臂相关的这些特征可以用在其他类型的CMM中,不必与上面以及下面部分中描述
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