坐標測量機和坐標測量機的校正矩陣計算方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于使用包括接觸型測量端部的探測器來進行掃描測量的坐標 測量機W及坐標測量機的校正矩陣計算方法。
【背景技術】
[0002] 坐標測量機通常與探測器組合使用。如果坐標測量機的主體側的坐標系與探測 器的坐標系一致，則將坐標測量機的主體側的坐標系所表示的坐標測量機的驅動檢測值 (Xm，y。，Zm}嘴探測器的坐標系所表示的探測器檢測值{XP，yp，Zp}哺加，從而計算如W下表 達式（1)所示的測量結果{x，y，z}T。
[0003]
【主權項】
1. 一種坐標測量機，包括： 探測器，其包括觸針，所述觸針的前端側設置有測量端部，所述探測器用于通過使所述 測量端部與被測物相接觸來進行測量； 測量端部移位檢測單元，其設置在所述探測器的所述觸針的基端側，并且用于檢測所 述測量端部的移位； 驅動單元，用于使所述探測器在預定方向上移動； 標尺單元，用于檢測所述驅動單元使所述探測器移動時的所述探測器的移動量；以及 校正矩陣計算單元，用于計算用以校正從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所 輸出的檢測值的校正矩陣， 其中，所述校正矩陣計算單元包括： 第一校正分量計算處理單元，用于基于從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所 輸出的第一檢測值和從所述標尺單元所輸出的第二檢測值來計算所述校正矩陣的對角分 量，其中所述第一檢測值和所述第二檢測值是通過使校準基準體和所述探測器在所述校準 基準體的表面的法線方向上彼此相對地移動以使得所述探測器的所述測量端部從所述法 線方向與所述校準基準體的表面在一點處相接觸而進行的測量所獲得的；以及 第二校正分量計算處理單元，用于基于從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所 輸出的第三檢測值和從所述標尺單元所輸出的第四檢測值來計算所述校正矩陣的非對角 分量，其中所述第三檢測值和所述第四檢測值是在所述探測器的所述測量端部的中心與所 述校準基準體的基準點或基準線之間的相對距離維持恒定的情況下、通過使用所述測量端 部對所述校準基準體的表面的掃描測量所獲得的。
2. 根據權利要求1所述的坐標測量機，其中，在所述第一校正分量計算處理單元中，在 所述探測器的所述測量端部從接近所述校準基準體的位置起在所述法線方向上移動之后， 使所述探測器的移動發(fā)生反轉，以使得所述測量端部在所述法線方向上移動、直到所述測 量端部與所述校準基準體分離為止，并且從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所輸 出的所述第一檢測值和從所述標尺單元所輸出的所述第二檢測值是在從所述測量端部與 所述校準基準體相接觸的時刻起到所述測量端部與所述校準基準體分離的時刻為止的時 間段內所獲得的。
3. 根據權利要求1或2所述的坐標測量機，其中，在所述測量端部被控制為僅能夠在三 軸坐標系的一個軸方向上移位的狀態(tài)下，使所述校準基準體和所述探測器在所述法線方向 上彼此相對地移動以使得所述測量端部從所述法線方向與所述校準基準體的表面在一點 處相接觸。
4. 一種坐標測量機的校正矩陣計算方法，所述坐標測量機包括：標尺單元，用于檢測 用以使探測器在預定方向上移動的驅動單元移動所述探測器時的所述探測器的移動量，所 述探測器包括用于檢測測量端部的移位的測量端部移位檢測單元，所述測量端部配置在所 述探測器的觸針上并且用于與被測物相接觸；以及校正矩陣計算單元，用于計算用以校正 從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所輸出的檢測值的校正矩陣，所述校正矩陣計 算方法包括以下步驟： 一點接觸測量步驟，用于通過使校準基準體和所述探測器在所述校準基準體的表面的 法線方向上彼此相對地移動以使得所述測量端部從所述法線方向與所述校準基準體的表 面在一點處相接觸，來實際測量并獲得從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所輸出 的第一檢測值和從所述標尺單元所輸出的第二檢測值； 第一校正矩陣計算步驟，用于基于所述一點接觸測量步驟中所獲得的所述第一檢測值 和所述第二檢測值來計算所述校正矩陣的對角分量； 掃描測量步驟，用于在所述探測器的所述測量端部的中心與所述校準基準體的基準點 或基準線之間的相對距離維持恒定的情況下、通過使用所述測量端部對所述校準基準體的 表面的掃描測量，來實際測量并獲得從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所輸出的 第三檢測值和從所述標尺單元所輸出的第四檢測值；以及 第二校正矩陣計算步驟，用于基于所述掃描測量步驟中所獲得的所述第三檢測值和所 述第四檢測值來計算所述校正矩陣的非對角分量。
5. 根據權利要求4所述的坐標測量機的校正矩陣計算方法，其中，在所述一點接觸測 量步驟中，在所述探測器的所述測量端部從接近所述校準基準體的位置起在所述法線方向 上移動、直到從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所輸出的檢測值達到預定值之 后，使所述探測器的移動發(fā)生反轉，以使得所述測量端部在所述法線方向上移動、直到所述 測量端部與所述校準基準體分離為止，并且從所述探測器的所述測量端部移位檢測單元所 輸出的所述第一檢測值和從所述標尺單元所輸出的所述第二檢測值是在從所述測量端部 與所述校準基準體相接觸的時刻起到所述測量端部與所述校準基準體分離的時刻為止的 時間段內所獲得的。
6. 根據權利要求4或5所述的坐標測量機的校正矩陣計算方法，其中，在所述一點接 觸測量步驟中，在所述測量端部被控制為僅能夠在三軸坐標系的一個軸方向上移位的狀態(tài) 下，使所述校準基準體和所述探測器在所述法線方向上彼此相對地移動以使得所述測量端 部從所述法線方向與所述校準基準體的表面在一點處相接觸。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種坐標測量機和坐標測量機的校正矩陣計算方法。第一校正分量計算處理單元基于第一檢測值和第二檢測值來計算校正矩陣的對角分量。通過如下測量來獲得第一檢測值和第二檢測值：使校準基準體和探測器在校準基準體的表面的法線方向上彼此相對地移動，以使得測量端部與校準基準體的表面在一點處相接觸。第二校正分量計算處理單元基于第三檢測值和第四檢測值來計算校正矩陣的非對角分量。在測量端部的中心與校準基準體的基準點或基準線之間的相對距離維持恒定的情況下、通過使用測量端部對校準基準體的表面的掃描測量來獲得第三檢測值和第四檢測值。
【IPC分類】G01B21-00, G01B5-00, G01B21-04
【公開號】CN104864827
【申請?zhí)枴緾N201510081931
【發(fā)明人】中川英幸, 石川修弘
【申請人】株式會社三豐
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年2月15日
【公告號】EP2910895A1, US20150241194