坐标测量机和坐标测量机的校正矩阵计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于使用包括接触型测量端部的探测器来进行扫描测量的坐标 测量机W及坐标测量机的校正矩阵计算方法。
【背景技术】
[0002] 坐标测量机通常与探测器组合使用。如果坐标测量机的主体侧的坐标系与探测 器的坐标系一致，则将坐标测量机的主体侧的坐标系所表示的坐标测量机的驱动检测值 (Xm，y。，Zm}嘴探测器的坐标系所表示的探测器检测值{XP，yp，Zp}哺加，从而计算如W下表 达式（1)所示的测量结果{x，y，z}T。
[0003]
【主权项】
1. 一种坐标测量机，包括： 探测器，其包括触针，所述触针的前端侧设置有测量端部，所述探测器用于通过使所述 测量端部与被测物相接触来进行测量； 测量端部移位检测单元，其设置在所述探测器的所述触针的基端侧，并且用于检测所 述测量端部的移位； 驱动单元，用于使所述探测器在预定方向上移动； 标尺单元，用于检测所述驱动单元使所述探测器移动时的所述探测器的移动量；以及 校正矩阵计算单元，用于计算用以校正从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所 输出的检测值的校正矩阵， 其中，所述校正矩阵计算单元包括： 第一校正分量计算处理单元，用于基于从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所 输出的第一检测值和从所述标尺单元所输出的第二检测值来计算所述校正矩阵的对角分 量，其中所述第一检测值和所述第二检测值是通过使校准基准体和所述探测器在所述校准 基准体的表面的法线方向上彼此相对地移动以使得所述探测器的所述测量端部从所述法 线方向与所述校准基准体的表面在一点处相接触而进行的测量所获得的；以及 第二校正分量计算处理单元，用于基于从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所 输出的第三检测值和从所述标尺单元所输出的第四检测值来计算所述校正矩阵的非对角 分量，其中所述第三检测值和所述第四检测值是在所述探测器的所述测量端部的中心与所 述校准基准体的基准点或基准线之间的相对距离维持恒定的情况下、通过使用所述测量端 部对所述校准基准体的表面的扫描测量所获得的。
2. 根据权利要求1所述的坐标测量机，其中，在所述第一校正分量计算处理单元中，在 所述探测器的所述测量端部从接近所述校准基准体的位置起在所述法线方向上移动之后， 使所述探测器的移动发生反转，以使得所述测量端部在所述法线方向上移动、直到所述测 量端部与所述校准基准体分离为止，并且从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所输 出的所述第一检测值和从所述标尺单元所输出的所述第二检测值是在从所述测量端部与 所述校准基准体相接触的时刻起到所述测量端部与所述校准基准体分离的时刻为止的时 间段内所获得的。
3. 根据权利要求1或2所述的坐标测量机，其中，在所述测量端部被控制为仅能够在三 轴坐标系的一个轴方向上移位的状态下，使所述校准基准体和所述探测器在所述法线方向 上彼此相对地移动以使得所述测量端部从所述法线方向与所述校准基准体的表面在一点 处相接触。
4. 一种坐标测量机的校正矩阵计算方法，所述坐标测量机包括：标尺单元，用于检测 用以使探测器在预定方向上移动的驱动单元移动所述探测器时的所述探测器的移动量，所 述探测器包括用于检测测量端部的移位的测量端部移位检测单元，所述测量端部配置在所 述探测器的触针上并且用于与被测物相接触；以及校正矩阵计算单元，用于计算用以校正 从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所输出的检测值的校正矩阵，所述校正矩阵计 算方法包括以下步骤： 一点接触测量步骤，用于通过使校准基准体和所述探测器在所述校准基准体的表面的 法线方向上彼此相对地移动以使得所述测量端部从所述法线方向与所述校准基准体的表 面在一点处相接触，来实际测量并获得从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所输出 的第一检测值和从所述标尺单元所输出的第二检测值； 第一校正矩阵计算步骤，用于基于所述一点接触测量步骤中所获得的所述第一检测值 和所述第二检测值来计算所述校正矩阵的对角分量； 扫描测量步骤，用于在所述探测器的所述测量端部的中心与所述校准基准体的基准点 或基准线之间的相对距离维持恒定的情况下、通过使用所述测量端部对所述校准基准体的 表面的扫描测量，来实际测量并获得从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所输出的 第三检测值和从所述标尺单元所输出的第四检测值；以及 第二校正矩阵计算步骤，用于基于所述扫描测量步骤中所获得的所述第三检测值和所 述第四检测值来计算所述校正矩阵的非对角分量。
5. 根据权利要求4所述的坐标测量机的校正矩阵计算方法，其中，在所述一点接触测 量步骤中，在所述探测器的所述测量端部从接近所述校准基准体的位置起在所述法线方向 上移动、直到从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所输出的检测值达到预定值之 后，使所述探测器的移动发生反转，以使得所述测量端部在所述法线方向上移动、直到所述 测量端部与所述校准基准体分离为止，并且从所述探测器的所述测量端部移位检测单元所 输出的所述第一检测值和从所述标尺单元所输出的所述第二检测值是在从所述测量端部 与所述校准基准体相接触的时刻起到所述测量端部与所述校准基准体分离的时刻为止的 时间段内所获得的。
6. 根据权利要求4或5所述的坐标测量机的校正矩阵计算方法，其中，在所述一点接 触测量步骤中，在所述测量端部被控制为仅能够在三轴坐标系的一个轴方向上移位的状态 下，使所述校准基准体和所述探测器在所述法线方向上彼此相对地移动以使得所述测量端 部从所述法线方向与所述校准基准体的表面在一点处相接触。
【专利摘要】本发明涉及一种坐标测量机和坐标测量机的校正矩阵计算方法。第一校正分量计算处理单元基于第一检测值和第二检测值来计算校正矩阵的对角分量。通过如下测量来获得第一检测值和第二检测值：使校准基准体和探测器在校准基准体的表面的法线方向上彼此相对地移动，以使得测量端部与校准基准体的表面在一点处相接触。第二校正分量计算处理单元基于第三检测值和第四检测值来计算校正矩阵的非对角分量。在测量端部的中心与校准基准体的基准点或基准线之间的相对距离维持恒定的情况下、通过使用测量端部对校准基准体的表面的扫描测量来获得第三检测值和第四检测值。
【IPC分类】G01B21-00, G01B5-00, G01B21-04
【公开号】CN104864827
【申请号】CN201510081931
【发明人】中川英幸, 石川修弘
【申请人】株式会社三丰
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年2月15日
【公告号】EP2910895A1, US20150241194