控制坐标定位机器的方法_2

文档序号:9650453阅读:来源:国知局
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。
[0030]根据本发明的第三方面,提供一种计算机程序,其当由坐标定位机器控制器运行时致使所述控制器执行根据本发明的第一方面的方法,或当被加载到坐标定位机器控制器中时致使所述坐标定位机器控制器变为根据本发明的第二方面的坐标定位机器控制器。所述程序可携载于载体媒体上。所述载体媒体可为存储媒体。所述载体媒体可为传输媒体。
[0031]根据本发明的第四方面,提供一种计算机可读媒体,其中存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令用于控制坐标定位机器控制器以执行根据本发明的第一方面的方法。
[0032]所述计算机程序(或计算机程序指令)被配置来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,所述保持模块被设置在所述机器的可移动部分上,其中所述计算机程序(或计算机程序指令)被配置来: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。
[0033]根据本发明的另一个方面,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任务模块以通过所述任务模块的倾斜动作使所述保持模块与所述任务模块分离。
[0034]所述坐标定位机器可为机床、检查机器人、计算机数字控制(CNC)机器,或坐标测量机器。
[0035]现以随附图式为例作为参考,其中:
[0036]上文论述的图1是携载探针的坐标测量机器的透视图;
[0037]也在上文所论述的图2A和图2B是先前公开的储存端口中定位的探针的示意图;
[0038]图3是对应于图1中所示的坐标测量机器的透视图,其包含用于携载探针的铰接式头部;
[0039]图4是根据本发明的实施例的坐标测量机器的侧视示意图;
[0040]图5A到图5E说明根据本发明的实施例的控制坐标测量机器的方法中的步骤;[0041 ] 图6A和图6B说明保持模块和任务模块的一个可能的布置;
[0042]图7A和图7B说明保持模块和任务模块的另一可能的布置;
[0043]图8A和图8B说明保持模块和任务模块的另一可能的布置;
[0044]图9A和图9B说明保持模块和任务模块的另一可能的布置;
[0045]图10是本发明的另一应用的透视图;
[0046]图11A到图11E说明控制图10设备的根据本发明的实施例的方法中的步骤;
[0047]图12A到图12F说明控制图10设备的根据本发明的实施例的另一方法中的步骤;
[0048]图13说明其中任务模块保持于在除构成任务模块的最上部模块外的模块处的储存端口中的情形;以及
[0049]图14和图15展示了模块堆叠为何会基于旋转轴线的定位而如既定那样分离的机械分析。
[0050]现将描述本发明的实施例。本发明的此实施例利用在例如坐标测量机器(CMM)及类似物等坐标定位机器上使用的类型的铰接式头部(articulating head)。
[0051]铰接式探针头部是已知的且先前已经在例如EP360853、EP402440、EP690286和EP1989504中描述过。典型的铰接式探针头部包括可附接到例如机床或坐标测量机器(CMM)等坐标定位机器的可移动臂或套管轴的基座。该铰接式探针头部被布置以用相对于坐标定位机器的可移动臂或套管轴的一个或多个旋转自由度来支撑测量探针。此布置具有若干优点;举例来说,其允许通过测量探针检查不同定向的表面,进而允许探测原本将不可接近的部分上的特征。
[0052]图3中说明了并入此铰接式头部11的CMM 2。铰接式头部11支撑探针17,其中铰接式头部11提供第一旋转轴线40和第二旋转轴线42,如将在下文更详细地描述。还说明了用于控制CMM 2的操作的机器控制器36。通过参考图1和图2描述的类型的模块化系统,该铰接式头部当然可用来支撑除测量探针以外的任务模块。
[0053]图4中更详细说明具有铰接式头部的坐标测量机器(CMM) 2的部分。CMM 2包括基座4,其支撑框架6,框架6又固持托架8,其中套管轴10可相对于托架8在z方向中移动。恰如同图1机器,提供马达(未示出)以沿着三个相互正交轴线x、y和z移动套管轴8。
[0054]套管轴10固持铰接式探针头部11。铰接式探针头部11具有附接到套管轴10的基座部分12、中间部分14和保持模块16。基座部分12包括用于使中间部分14围绕第一旋转轴线40旋转的第一马达(未示出)。中间部分14包括用于使保持模块16围绕大体上垂直于第一旋转轴线40的第二旋转轴线42旋转的第二马达(未示出)。虽然未示出,但也可在铰接式探针头部11的可移动部分之间设置轴承。储存端口 20被设置在CMM 2的工作区域内。
[0055]在此实例中呈测量探针的形式的任务模块18可释放地耦合(例如,如上文所描述使用磁性吸引力)到保持模块16。任务模块18(测量探针)可为接触触发式探针或包含触针的模拟探针。任务模块18 (测量探针)可包括光学传感器。替代地,任务模块18(测量探针)可为例如光学探针等非接触探针。
[0056]还提供用于控制CMM 2的操作的机器控制器36。该机器控制器36可为专用电子控制系统和/或可包括在计算机程序的控制下操作的计算机。举例来说,该机器控制器36可包括向CMM 2提供低层级指令的实时控制器以及用来操作该实时控制器的PC。
[0057]铰接式探针头部11是所谓的“主动头部(active head) ”,并且在使用中,探针头部11允许任务模块18 (测量探针)以相对于套管轴10的两个旋转自由度移动。由探针头部11提供的该两个旋转自由度以及套管轴10的三个线性(x、y、z)平移轴线的组合允许任务模块18 (测量探针)围绕五个轴线移动。这准许安装到CMM 2的基座部分4的相关联零件44的所谓的“五轴线”测量。机器控制器36被布置以提供适当驱动电流到探针头部11的第一和第二马达且到控制套管轴10沿着三个正交线性轴线X、1、z的线性移动的马达。
[0058]应注意,图4及其以上的简要说明仅提供包括主动头部的CMM和主动头部自身的概述。可在别处找到此类设备的更完整描述;举例来说,参见EP402440或上文所提及的其它相似文献中的任一个。
[0059]图5A到图5E示意性地说明根据本发明的实施例的方法中的一系列阶段,该方法控制CMM 2从而使保持模块16与任务模块18分离,任务模块18可释放地耦合到保持模块
16。保持模块16被设置在(被耦合到)CMM 2的可移动零件(套管轴10)上。在此实例中保持模块16呈铰接式头部的可旋转接合点的形式,其中保持模块16通过可围绕轴线40旋转的耦合件耦合到套管轴10 (参见图4),但情况不需要如此;保持模块16与套管轴10之间的耦合在另一实例中可为固定耦合。
[0060]图5A说明保持模块16和沿着储存端口 20在CMM 2的工作区域内的可释放地耦合的任务模块18。任务模块18与保持模块16之间的接口在本文中被称作耦合接口。在任务模块18和保持模块16的相应外壳大体上是圆柱形的情况下,该耦合接口将大体上为圆形形状。如下文中进一步描述,该耦合接口可具备对准特征(例如运动特征)以相对于保持模块16准确且可重复地对准任务模块18,但情况不一定如此。
[0061]在下一阶段中,如图5B中所说明,机器控制器36控制CMM 2以沿着x、y、z中的路径移动保持模块16,其使任务模块18与储存端口 20啮合。如上所提到,储存端口 20适于固持任务模块18。在此实例中,储存端口 20展示为包含从储存端口 20的主体延伸的臂;该延伸臂可具有大体上U形切口或叉,其带有界定相对侧的两个指状物。该臂的指状物被设计用来接纳并固持任务模块18,其中任务模块18在其外表面上具备一对凹部,该指状物插入其中。所属领域的技术人员将容易了解将任务模块18固持于储存端口 20内的其它方式。
[0062]虽然在图5A和图5B中描绘了保持模块16沿着纯水平路径移动以便使任务模块18与储存端口 20啮合,但将了解,一般来说机器控制器36可被布置以沿着X、1、z中使任务模块18与储存端口 20啮合所需的任何类型的路径移动保持模块16 ;实际上,必要时该移动可包含保持模块16和可释放地耦合的任务模块18围绕CMM 2的铰接式头部11的一个或多个旋转轴线的旋转(参见以上参考图4的描述),以便正确地定向任务模块18用来插入储存端口 20中。
[0063]如图5C中所说明,在任务模块18由储存端口 20保持大体上静止的情况下,机器控制器36随后控制CMM
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