控制坐标定位机器的方法
【专利说明】控制坐标定位机器的方法
[0001]本发明涉及控制坐标定位机器的方法，且尤其涉及控制坐标定位机器以使可释放地耦合的模块彼此分离的方法，且涉及适于执行此方法的机器或机器控制器。坐标定位机器包含例如坐标测量机器、机床和手动坐标测量臂。
[0002]附图的图1展示已知坐标测量机器(CMM)2，其中安装在托架8上的套管轴(或臂)10可通过CMM 2上的马达(未示出)在正交线性方向x、y和Z中移动。在此实例中呈触针模块的形式的任务模块18可释放地安装在保持模块16上，其中保持模块16被附接到套管轴10。在此实例中，保持模块16和所示的任务模块18可一起被视为构成探针17。保持模块16可包括感测模块，其容纳探针17的感测机构。
[0003]任务模块18在保持模块16上的位置通常由任务模块18的上部表面上的一组运动元件与保持模块16的下部表面上的一组运动元件之间的啮合界定。这些运动元件可包括例如位于该模块中的一个模块上的围绕探针17的纵向轴线以120°隔开的三个圆柱形辊，其可与该模块中的另一个模块上类似地隔开的三对滚珠啮合。相应元件通过保持模块16和任务模块18两者上设置的磁体之间的吸引力而保持啮合。
[0004]探针17的模块化构造实现触针和其它任务模块的自动交换。为了提供真正灵活的测量系统，多个任务模块可保持在该机器2的工作区域内以实现一个任务模块对另一任务模块的自动交换。
[0005]为此目的，CMM 2上可设置储存端口以容纳任务模块。若干储存端口可一起容纳于储料架(magazine)中。容纳于储存端口中的任务模块可由保持模块拾取，或任务模块可由保持模块放入空的储存端口中。以此方式，探针可交换任务模块以使得其使用最合适的一个模块用于当前任务。
[0006]W09309398公开了容纳多个储存端口用于容纳可交换任务模块的此储料架的使用。每一储存端口包括具有一对夹爪的基座，该夹爪具有平行的对接嵌件。使此与附图的图1相关，探针17 (其中保持模块16被附接到套管轴10且任务模块18可释放地安装在保持模块16上)由CMM 2输送到储存端口，且任务模块18通过CMM 2的进一步操作插入到储存端口中。任务模块18具有圆形唇缘，其与储存端口的对接嵌件相互连接。任务模块18随后通过套管轴10的向上移动与保持模块16分离，因为任务模块18由储存端口保持，该向上移动打破了它们之间的接触。
[0007]如W09309398中所公开的此储料架和任务模块实现了任务模块18通过保持模块16的啮合，以及任务模块18在单个连续移动中从储存端口的脱离且无需任何额外机器设备(例如专用马达或电磁体)。然而，W09309398的布置的缺点在于，保持模块16与任务模块18之间的磁力可能较大，且从而使其分离所需的力也将较大。在大探针的情况下尤其如此，其中需要较大的磁力以便支持又大又重的任务模块18。
[0008]该缺点在W003083407中得到解决，W003083407描述一种布置，其中在储存端口内提供一种机构，其利用机械优势以使任务模块18与保持模块16分离。通过此布置，保持模块16相对于储存端口的线性移动致使储存端口中的机构撬开任务模块18和保持模块16。
[0009]在附图的图式2A和2B中说明了如W003083407中公开的布置。所示储存端口 20，其包括外壳22，其中枢轴臂24位于外壳22内且在一个末端从外壳22延伸出。枢轴臂24可围绕位于外壳22内的枢轴26旋转有限幅度。
[0010]枢轴臂24的从外壳22延伸的部分具有大体上U形切口，其具有界定相对侧的两个指状物，如W003083407的图6中所示。枢轴臂24的这些指状物被设计来接纳探针17的任务模块18。任务模块18在其外表面上具备一对凹部，该指状物插入其中。替代地，其可具有例如环形凹部以接纳该指状物。
[0011 ] 任务模块18通过套管轴10及保持模块16的水平移动插入到储存端口 20中，其中任务模块18紧固于保持模块16上。一旦任务模块18已插入到储存端口 20中，如图2A中所示，任务模块18便通过使套管轴10和附接的保持模块16向上移动而与保持模块16分离。在任务模块18随保持模块16向上移动时，由任务模块18接纳的枢轴臂24的末端也被向上拉动且围绕其枢轴26旋转。在这样做时，其致使任务模块18沿着一个边缘打破与保持模块16的接触，如图2B中所示。
[0012]由于枢轴臂24的旋转运动致使保持模块16打破与任务模块18的一个边缘的接触，而不是沿着探针17的纵向轴线将该两个模块拉动隔开，因此使两个模块16、18分离需要较少的力。
[0013]本申请人已认识到简化此储存端口的设计同时仍允许任务模块与保持模块的直接分离的可取性。本申请人还已认识到，在多个任务模块成堆叠布置以磁性方式耦合在一起的情况下，特别是在磁性耦合具有相似强度的情况下，使用上述技术难以预测分离将在何处发生。本申请人因此已认识到期望提供一种技术，其关于可释放地耦合的任务模块的堆叠可靠地操作。
[0014]根据本发明的第一方面，提供一种控制坐标定位机器以使保持模块与可释放地耦合的任务模块分离的方法，所述保持模块被设置在所述机器的可移动部分上，且所述方法包括:移动所述保持模块以使所述任务模块与用于固持所述任务模块的储存端口啮合；以及移动且同时旋转所述保持模块以通过所述保持模块的倾斜动作使所述保持模块与所述任务模块分离。
[0015]所述保持模块可包括可释放地彼此耦合的多个单独模块。所述多个单独模块可以可释放地彼此串联耦合。
[0016]所述任务模块可包括可释放地彼此耦合的多个单独模块。所述多个单独模块可以可释放地彼此串联耦合。
[0017]所述方法可包括控制同时的移动和旋转以便维持所述保持模块的所得旋转轴线充分接近于所述保持模块与所述任务模块之间的耦合接口(或充分接近于所述耦合接口位于的平面)，以确保在所述耦合接口处发生分离，优先于所述保持模块或所述任务模块内任何两个其它可释放地耦合的模块之间的耦合接口。
[0018]所述方法可包括控制同时的移动和旋转以使得所述保持模块的所得旋转轴线，相较于所述保持模块或所述任务模块内任何两个其它可释放地耦合的模块之间的耦合接口(或耦合接口位于的平面)，其保持更接近于所述保持模块与所述任务模块之间的耦合接口(或耦合接口位于的平面)。
[0019]所述方法可包括控制同时的移动和旋转以使得所述保持模块的所得旋转轴线保持大体上处于或沿着所述保持模块与所述任务模块之间的耦合接口(或处于或沿着所述耦合接口位于的平面或仅从所述耦合接口位于的平面偏移)。
[0020]可控制所述旋转轴线以保持大体上处于或靠近所述保持模块与所述任务模块之间的所述耦合接口的边缘。替代地，可控制所述旋转轴线以保持大体上处于从所述耦合接口的边缘偏移的位置。
[0021]所述保持模块与所述任务模块之间的所述耦合接口可包括多个对准部件，其用于当可释放地耦合时相对于所述保持模块对准所述任务模块。
[0022]所述方法可包括控制同时的移动和旋转以使得所述保持模块的所得旋转轴线大体上通过所述对准部件中的第一对准部件，进而围绕所述第一对准部件枢转所述保持模块。
[0023]所述方法可包括控制所述保持模块的同时的移动和旋转以使得所述旋转轴线大体上通过所述对准部件中的第一和第二对准部件，进而围绕所述第一和第二对准部件枢转所述保持模块。
[0024]所述对准部件中的至少一个可为运动部件。全部所述对准部件可为运动部件。所述对准部件可形成所述保持模块与所述任务模块之间的运动耦合。
[0025]在所述保持模块的同时的移动和旋转期间，所述移动可沿着大体上位于一平面中的路径，而所述同时旋转可围绕大体上正交于所述平面的轴线。所述平面可大体上正交于所述任务模块与所述保持模块之间的耦合接口。
[0026]所述任务模块可在所述保持模块的同时的移动和旋转期间在所述储存端口中大体上保持静止。
[0027]在所述保持模块的同时的移动和旋转期间，所述移动可沿着部分圆形路径。
[0028]根据本发明的第二方面，提供一种坐标定位机器控制器，其被配置来执行根据本发明的第一方面的方法。换句话说，所述坐标定位机器控制器被配置来执行一种控制坐标定位机器以使保持模块与可释放地耦合的任务模块分离的方法，所述保持模块被设置在所述机器的可移动部分上，且所述方法包括:移动所述保持模块以使所述任务模块与用于固持所述任务模块的储存端口啮合；以及移动且同时旋转所述保持模块以通过所述保持模块的倾斜动作使所述保持模块与所述任务模块分离。
[0029]根据本发明的第三方面，提供一种坐标定位机器，其包括根据本发明的第二方面的控制器。换句话说，所述坐标定位机器包括一种坐标定位机器控制器，其被配置来执行一种控制坐标定位机器以使保持模块与可释放地耦合的任务模块分离的方法，所述保持模块被设置在所述机器的可移动部分上，且所述方法包括:移动所述保持