專利名稱：通信方法以及使控制器和精密測(cè)量裝置互連的公共控制總線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密測(cè)量工具，尤其涉及一種在主機(jī)和精密測(cè)量裝置之間的共享控制總線。
背景技術(shù)：
精密測(cè)量工具包括坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)、精密測(cè)量?jī)x器等等。CMM的范圍從置于臺(tái)頂且用鉸鏈連接的臂式手動(dòng)CMM到高速DCC掃描機(jī)、門形構(gòu)架、車間測(cè)量機(jī)器人和用具有支持網(wǎng)絡(luò)的計(jì)量軟件、探測(cè)器和輔助設(shè)備完成的水平臂CMM。
例如，圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直CMM形式的精密測(cè)量裝置10。這個(gè)裝置包括固定平臺(tái)12和安裝在其上的主或者第一可移動(dòng)部分14。在圖示垂直CMM的情況下，第一可移動(dòng)部分14采用橋的形式跨接平臺(tái)12。在這樣的水平CMM的其它配置中，第一可移動(dòng)部分典型的采用另外一種例如僅僅是垂直柱的形式。無(wú)論如何，對(duì)于所示垂直CMM的情況，致動(dòng)器或者裝配在平臺(tái)12上或者裝配在橋14上，用來(lái)使橋14沿著軸(例如與平臺(tái)12的一個(gè)邊平行的軸15)相對(duì)于平臺(tái)移動(dòng)。橋14也可以典型的具有一個(gè)或者多個(gè)其他的可移動(dòng)部分，例如通過(guò)安裝在支撐架16本身或者安裝在橋14上的相應(yīng)的致動(dòng)器操縱的第二可移動(dòng)部分或者支撐架16。支撐架16可以沿著例如垂直于軸15的軸17移動(dòng)。這些支撐架16中的一個(gè)具有安裝在其上的探測(cè)器18，其用來(lái)沿著位于平臺(tái)上的目標(biāo)的表面移動(dòng)。探測(cè)器軸19可以垂直于軸15、17并且支撐架16可以通過(guò)相關(guān)的致動(dòng)器沿著軸19移動(dòng)。不同的致動(dòng)器執(zhí)行所述至少一個(gè)支撐架16和橋14的被控移動(dòng)，使探測(cè)器相對(duì)于被測(cè)目標(biāo)的表面沿著預(yù)先計(jì)劃的路線移動(dòng)。具有許多與支撐架16、橋14和平臺(tái)12相關(guān)的位置傳感器用來(lái)檢測(cè)橋相對(duì)于平臺(tái)的位置以及支撐架16相對(duì)于橋的位置，用來(lái)提供具有其幅度指示的信號(hào)。同樣，探測(cè)器18與一個(gè)位置傳感器相關(guān)聯(lián)，該位置傳感器提供具有指示相對(duì)于支撐架16，例如沿著探測(cè)器或者支撐架的軸19的探測(cè)器18的尖端位置的幅度的信號(hào)。
可以執(zhí)行不同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以將探測(cè)器的位置轉(zhuǎn)換成被測(cè)目標(biāo)的表面圖。當(dāng)然，由于存儲(chǔ)在具有顯示器24和例如鍵盤和/或鼠標(biāo)的用戶輸入裝置26的主機(jī)CPU 22中的CAD程序或者類似的程序，目標(biāo)物體的表面在很大程度上已經(jīng)預(yù)先知道。使用者將使用軟件接口程序，利用待測(cè)目標(biāo)的預(yù)先存在的CAD表示來(lái)建立預(yù)先計(jì)劃的路線，探測(cè)器20沿著該路線移動(dòng)。目的是非常精確的測(cè)量目標(biāo)的表面。這種主機(jī)CPU可以直接連接到精密測(cè)量裝置上，或者通過(guò)包含繼電器、電源和通常不會(huì)在主機(jī)CPU中出現(xiàn)、而最好與精密測(cè)量裝置10分開設(shè)置的其他硬件的控制器28連接到精密測(cè)量裝置上。這種控制器可以通過(guò)RS232接口32、一個(gè)或者多個(gè)包括以太網(wǎng)連接34和/或通過(guò)參考數(shù)字30表示的任何普遍的連接的雙絞線連接到主機(jī)CPU22上。使控制器與精密測(cè)量裝置10分離的缺點(diǎn)之一在于不得不利用大量的導(dǎo)線36將控制器和精密測(cè)量裝置10連接在一起，尤其是橋或者其他等效的第一可移動(dòng)部分。在一個(gè)典型的例子中，可能具有安裝在精密測(cè)量裝置上的大量溫度傳感器，如圖所示其必須通過(guò)多達(dá)20條導(dǎo)線與控制器28相連。同樣地，其他類型的裝置例如多個(gè)電動(dòng)機(jī)、伺服器、編碼器、探測(cè)器以及開關(guān)都可以與精密測(cè)量裝置關(guān)聯(lián)，并且需要通過(guò)導(dǎo)線的方式與控制器28進(jìn)行電連接。同樣，在控制器28中的電源不得不在附加導(dǎo)線上提供功率，這些導(dǎo)線對(duì)于精密測(cè)量裝置10來(lái)說(shuō)具有相當(dāng)大尺寸。所有的這些導(dǎo)線合計(jì)為巨大的數(shù)目。在顯示的例子中，需要導(dǎo)線的總數(shù)為113。這些導(dǎo)線很沉重，且不得不將其封進(jìn)稱為動(dòng)力軌道(energy track)的軟導(dǎo)管中，其中能量軌道設(shè)計(jì)成當(dāng)橋14相對(duì)于平臺(tái)12移動(dòng)時(shí)平滑地展開和卷起導(dǎo)線。這個(gè)能量軌道通常定位于平臺(tái)12的一側(cè)上第一可移動(dòng)部分14的一端，在該例中第一可移動(dòng)部分是橋14。
考慮到以下事實(shí)，大量的導(dǎo)線會(huì)造成重大的電纜牽引問題因?yàn)榧词褂蛇@種牽引在橋中引起的非常輕微的扭曲也將引起理想系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的變形，其變形程度在測(cè)量中引入重大的不精確性。還有一種情況是，控制器28本身在現(xiàn)有技術(shù)中典型地根據(jù)很過(guò)時(shí)的總線體系結(jié)構(gòu)(ISA)設(shè)計(jì)，因此也需要改進(jìn)控制器本身。另外一個(gè)問題是限制的伺服特性，也需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的就是為了減少在控制器或者主機(jī)與精密測(cè)量裝置之間的動(dòng)力軌道中的電纜牽引。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是改進(jìn)伺服特性并且提供新型的總線體系結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種裝置，包括(1)精密測(cè)量工具，其具有固定平臺(tái)和用來(lái)沿著定位于該平臺(tái)上的目標(biāo)的表面移動(dòng)一個(gè)探測(cè)器的第一可移動(dòng)部分，其中用于移動(dòng)所述第一可移動(dòng)部分的一個(gè)致動(dòng)器安裝在所述平臺(tái)或者第一可移動(dòng)部分上，且多個(gè)致動(dòng)器安裝在所述第一可移動(dòng)部分上用來(lái)移動(dòng)所述探測(cè)器，(2)安裝在所述平臺(tái)和所述第一可移動(dòng)部分上的多個(gè)位置傳感器，用來(lái)提供具有共同指示所述表面上的所述探測(cè)器的位置的幅度的感應(yīng)位置信號(hào)，以及(3)通過(guò)信號(hào)線束與所述測(cè)量工具物理連接的控制器，其用來(lái)將致動(dòng)器控制信號(hào)從控制器傳遞到致動(dòng)器中并且將感應(yīng)位置信號(hào)從位置傳感器傳遞到控制器中，其中這個(gè)裝置的特征在于，所述信號(hào)線束包括由感應(yīng)的位置信號(hào)和致動(dòng)器控制信號(hào)共享的公共總線。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，用于在控制器和探測(cè)器之間傳遞控制和數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，其中探測(cè)器可以沿著一個(gè)目標(biāo)的表面移動(dòng)以便與安裝在測(cè)量裝置的平臺(tái)部分上的目標(biāo)的表面建立物理接觸，并且其中所述探測(cè)器可通過(guò)測(cè)量裝置的第一可移動(dòng)部分使移動(dòng)，這種方法包括步驟(1)利用使所述的控制器和多個(gè)模塊相互連接的公共控制總線在所述的公共控制總線上傳遞所述的控制和數(shù)據(jù)信號(hào)，這些模塊包括裝配在所述第一可移動(dòng)部分上的模塊，(2)通過(guò)所述公共控制總線從所述控制器發(fā)送命令信號(hào)，由多個(gè)致動(dòng)器用來(lái)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)器，以便根所述命令信號(hào)在多個(gè)軸上移動(dòng)所述第一可移動(dòng)部分，從而在所述表面上沿著一條路線移動(dòng)持續(xù)地與所述表面接觸的所述探測(cè)器，以提供一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)給一個(gè)探測(cè)器模塊，該信號(hào)地幅度指示所述探測(cè)器在所述目標(biāo)的表面上沿所述路線的選定點(diǎn)與所述表面接觸，(3)從相應(yīng)的多個(gè)位置傳感器模塊提供多個(gè)感應(yīng)的位置信號(hào)，所述多個(gè)感應(yīng)的位置信號(hào)具有指示沿著所述探測(cè)器移動(dòng)的所述多個(gè)軸中相應(yīng)的軸被所述探測(cè)器接觸的所述點(diǎn)的位置的幅度，以及(4)通過(guò)所述的公共控制總線從所述的探測(cè)器模塊和所述的位置傳感器模塊將所述的數(shù)據(jù)信號(hào)和所述的感應(yīng)位置信號(hào)傳遞到所述總線，由所述的控制器在記錄所述的感應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)使用。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，一種裝置，包括(1)一個(gè)平臺(tái)，用來(lái)支承固定在其上的目標(biāo)，以測(cè)量該目標(biāo)的表面，(2)一個(gè)探測(cè)器，用于沿著目標(biāo)表面上的路線在多個(gè)軸上移動(dòng)，以提供具有指示與所述表面物理接觸以及沿著所述探測(cè)器的軸的所述路線的所述點(diǎn)的位置的幅度的感應(yīng)信號(hào)，(3)能夠在所述的平臺(tái)上移動(dòng)的第一可移動(dòng)部分，以沿著所述路線上的所述多個(gè)軸中的至少一個(gè)移動(dòng)所述的探測(cè)器，(4)響應(yīng)于所述感應(yīng)信號(hào)的探測(cè)器模塊，其用來(lái)根據(jù)預(yù)選的協(xié)議將所述的感應(yīng)信號(hào)提供給一條共享總線，(5)包括安裝在所述第一可移動(dòng)部分上的相應(yīng)的多個(gè)探測(cè)致動(dòng)器的多個(gè)致動(dòng)器模塊，其響應(yīng)于根據(jù)所述協(xié)議在所述共享總線上提供的相應(yīng)的探測(cè)致動(dòng)器控制信號(hào)，用來(lái)沿著所述路線移動(dòng)在所述第一可移動(dòng)部分上的所述探測(cè)器，(6)至少一個(gè)第一可移動(dòng)部分致動(dòng)器，響應(yīng)于第一可移動(dòng)部分致動(dòng)器信號(hào)，其用來(lái)移動(dòng)在所述平臺(tái)上的第一可移動(dòng)部分，以沿著所述路線的所述多個(gè)軸的至少一個(gè)移動(dòng)所述探測(cè)器，(7)與相應(yīng)的多個(gè)位置傳感器連接的多個(gè)位置傳感器模塊，其用來(lái)根據(jù)所述協(xié)議在所述的共享總線上提供具有這樣幅度的感應(yīng)位置信號(hào)，這個(gè)幅度指示出在所述的探測(cè)器沿著所述路線移動(dòng)期間所述的探測(cè)器接觸的所述點(diǎn)的位置，以及(8)用來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)的程序的控制器，該程序用來(lái)提供所述的相應(yīng)探測(cè)致動(dòng)器控制信號(hào)和所述第一可移動(dòng)部分致動(dòng)器信號(hào)，并且根據(jù)所述預(yù)選協(xié)議響應(yīng)于所述共享總線上的所述感應(yīng)位置信號(hào)以存儲(chǔ)所述感應(yīng)信號(hào)，這些信號(hào)一起表示出所述表面的拓?fù)鋱D。
進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明的第一、第二和第三方面，在所述總線上提供感應(yīng)位置信號(hào)用來(lái)與相應(yīng)的一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器控制信號(hào)相對(duì)比。
進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明的第一、第二和第三方面，所述共享總線包括發(fā)送線路和接收線路。發(fā)送線路和接收線路的互聯(lián)至少一部分是通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)的。
再進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明的第一、第二和第三方面，所述共享總線進(jìn)一步包括一個(gè)同步線路。
有利地，可以大量減少電纜線路，同時(shí)測(cè)量性能提高。利用包括光纖、分布式的/模塊化的控制和數(shù)字信號(hào)處理的技術(shù)概念狀態(tài)導(dǎo)致服務(wù)費(fèi)用的降低。本發(fā)明除描述的之外還具有在其他類型的機(jī)器上的潛在應(yīng)用。
本發(fā)明的這些以及其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)下面的附圖闡明的最佳模式實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明變得更加明顯。


圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的通過(guò)大量的導(dǎo)線互連的控制器和主機(jī)控制的精密測(cè)量裝置。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的原理利用公共或者共享控制總線與主機(jī)互連的精密測(cè)量裝置。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)光纖與精密測(cè)量裝置連接的圖2的主機(jī)的示意性方框圖，其詳細(xì)地顯示了一個(gè)模塊。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，顯示了精密測(cè)量裝置40，其具有平臺(tái)42、第一可移動(dòng)部分44(在該例中為橋44)、一個(gè)或者多個(gè)支撐架46和探測(cè)器48。沒有示出但是安裝在精密測(cè)量裝置40上面或內(nèi)部的各種模塊，例如用來(lái)分別與一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器電動(dòng)機(jī)連接的三個(gè)電動(dòng)機(jī)模塊、用來(lái)分別與一個(gè)或者多個(gè)編碼器連接的三個(gè)編碼器模塊、用來(lái)與探測(cè)器48相連的探測(cè)模塊、用來(lái)與一個(gè)或者多個(gè)限位開關(guān)連接的限位開關(guān)模塊以及用來(lái)與一個(gè)或者多個(gè)溫度探測(cè)器連接的溫度模塊。這些模塊可以如圖所示利用標(biāo)準(zhǔn)總線如已知或習(xí)慣的串行網(wǎng)絡(luò)總線例如CNN(控制域網(wǎng)絡(luò))總線或者通過(guò)非標(biāo)準(zhǔn)總線互連。CAN是根據(jù)ISO11898具有多主控性能的已知的串行總線系統(tǒng)。利用共享或者公共總線允許在裝置40和主機(jī)52之間的互連50所需要的信號(hào)線數(shù)目較大的減少。雖然用于從電源54提供功率到裝置40的輸電線將保持一樣，例如由線56所示的四根輸電線，但是在圖1的線束36中需要的100多根導(dǎo)線已經(jīng)減少了，例如減少到了僅僅剩下三根信號(hào)線58。如圖所示這些線可以是電線或者光纖。信號(hào)線50能夠如圖所示與主機(jī)和電源連接或者僅僅與主機(jī)連接。當(dāng)然，如果使用光纖，必須具有在圖2中沒有示出的光-電轉(zhuǎn)換和電-光轉(zhuǎn)換接口。這樣，在動(dòng)力軌道內(nèi)攜帶的重量由于信號(hào)線的減少而減少，并且因此，通過(guò)減少當(dāng)橋相對(duì)于平臺(tái)移動(dòng)時(shí)由在能量軌道中纏繞的和非纏繞導(dǎo)線引起的重量分布的改變?cè)斐傻娜魏闻で倪M(jìn)了精密測(cè)量本身的精確度。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，圖2中的主機(jī)和一個(gè)模塊的細(xì)節(jié)和共享總線一起示出，在該例中一部分是電的，一部分是光學(xué)的。如結(jié)合圖2所提到的，精密測(cè)量裝置40包括多個(gè)模塊60，…，62，每個(gè)模塊與至少一個(gè)設(shè)備64，…，66相連接，這些設(shè)備可以是例如電動(dòng)機(jī)、伺服器、編碼器、探測(cè)器、限位開關(guān)或者溫度傳感器。不管設(shè)備的性質(zhì)怎么樣，其都能夠與總線控制器(B.C.)，例如在圖3的模塊60中所示的總線控制器68相連接。圖示出連接線70用來(lái)互連總線控制器68和設(shè)備64，但是這種線可以包括到一個(gè)或者多個(gè)設(shè)備的多條線，并且在性質(zhì)上可以是單向的或者是雙向的?？偩€控制器響應(yīng)于線72上來(lái)自同步總線74—在該例中為分離的同步總線的同步信號(hào)。由于系統(tǒng)的同步和定時(shí)的重要性，在本例中使其為分離的。然而，我們還要意識(shí)到下面將要說(shuō)明的在共享傳輸和/或接收信號(hào)線上的同步信號(hào)可以是時(shí)間多路復(fù)用的。
正如大家知道的象CAN協(xié)議的某個(gè)共享或者公共的總線協(xié)議，當(dāng)數(shù)據(jù)傳送時(shí)，沒有站被尋址，而是通過(guò)在整個(gè)因特網(wǎng)中唯一的標(biāo)記來(lái)識(shí)別消息的內(nèi)容。這個(gè)標(biāo)記不僅限定了內(nèi)容而且限定了在相互競(jìng)爭(zhēng)的工作站中對(duì)于總線地址分配非常重要的消息的優(yōu)先級(jí)。圖3中的每個(gè)模塊60，…，62中的每個(gè)總線控制器將包括與公共接收總線(RX)連接的接收端口和與公共發(fā)送總線(TX)連接的發(fā)送端口。這些公共或者共享的接收和發(fā)送總線76、78在精密測(cè)量裝置40和主機(jī)22中的所有模塊60，…，62中共享。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明，雖然每個(gè)模塊的內(nèi)部典型的涉及利用互連線70、72、74、76、78實(shí)現(xiàn)電連接，但這些模塊將包含用來(lái)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的電-光轉(zhuǎn)換器80、82、84和用來(lái)將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光-電轉(zhuǎn)換器86、88、90。同樣，主機(jī)22具有包括用于相同目的的光-電轉(zhuǎn)換器92、94和電-光轉(zhuǎn)換器96的多個(gè)轉(zhuǎn)換器。這樣，公共電總線能夠通過(guò)利用光纖沿著其長(zhǎng)度擴(kuò)展的方式來(lái)共享，因此能夠減小其整體的電磁干擾(EMI)敏感性。這在動(dòng)力軌道98和在模塊60，…，62之間的互連中尤其有用。這樣，不僅信號(hào)束的重量和尺寸減小了，而且系統(tǒng)的EMI的整體敏感性也減小了。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2和3，我們將認(rèn)識(shí)到設(shè)備64，…，66包括上面提及的多個(gè)電動(dòng)機(jī)、編碼器、探測(cè)器、限位開關(guān)、溫度傳感器、伺服器等等，并且與圖3所示的各個(gè)模塊60，…，62連接。其中存在安裝在平臺(tái)和橋上的多個(gè)位置傳感器，用來(lái)提供具有幅度的感應(yīng)位置信號(hào)，這些幅度一起指示出探測(cè)器48在被測(cè)量的表面上位置。這些感應(yīng)位置信號(hào)在發(fā)送線路78上提供給主機(jī)22用來(lái)在那里進(jìn)行處理。主機(jī)在發(fā)送線路78上給各種模塊提供致動(dòng)器控制信號(hào)，這些模塊根據(jù)使用的協(xié)議例如適合將這種模塊以及傳感器和致動(dòng)器的連網(wǎng)的CAN總線系統(tǒng)解釋信號(hào)以確定這些信號(hào)是否與連接它們的致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)。因此，如圖所示，利用使主機(jī)和多個(gè)模塊互連的公共控制總線來(lái)傳遞控制和數(shù)據(jù)信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)各個(gè)制動(dòng)器來(lái)相對(duì)于平臺(tái)移動(dòng)橋部分和相對(duì)于橋44移動(dòng)支撐架部分46，并且利用其接收來(lái)自相應(yīng)的多個(gè)位置傳感器的感應(yīng)位置信號(hào)，該感應(yīng)位置信號(hào)具有共同指示出探測(cè)器48沿著探測(cè)器移動(dòng)的多個(gè)軸中的相應(yīng)的軸移動(dòng)所接觸的點(diǎn)的位置的幅度。最后為了記錄表示被測(cè)目標(biāo)物體表面的拓?fù)鋱D的目的，將這些感應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)在公共總線上從相關(guān)聯(lián)的一個(gè)模塊或者多個(gè)模塊傳送到主機(jī)上。
上述用結(jié)合垂直坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)敘述的本發(fā)明的原理也可以應(yīng)用到包括已知的門形結(jié)構(gòu)CMM、車間CMM薄壁、車間CMM棱柱等等CMM的其他類型中，也可以應(yīng)用到其他的具有相同問題的精密測(cè)量裝置或者工具中。
雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合了其最優(yōu)模式實(shí)施例進(jìn)行了顯示和說(shuō)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)前述的內(nèi)容進(jìn)行不同的其他的變化、刪除和增加是可以理解的。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括精密測(cè)量工具，其包括固定平臺(tái)和用來(lái)沿著位于該平臺(tái)上的一個(gè)目標(biāo)的表面移動(dòng)一個(gè)探測(cè)器的可移動(dòng)部分，其中將用來(lái)移動(dòng)所述可移動(dòng)部分的一個(gè)致動(dòng)器裝配在所述的平臺(tái)或者可移動(dòng)部分上，并且將多個(gè)致動(dòng)器裝配在所述的可移動(dòng)部分上以移動(dòng)所述的探測(cè)器；多個(gè)位置傳感器，其裝配在所述的平臺(tái)和所述的可移動(dòng)部分上用來(lái)提供感應(yīng)位置信號(hào)，該感應(yīng)位置信號(hào)的幅度一起指示出所述探測(cè)器在所述表面上的位置；以及控制器，其通過(guò)信號(hào)線束與所述測(cè)量工具物理連接在一起，這些信號(hào)線束用來(lái)將來(lái)自控制器的致動(dòng)器控制信號(hào)傳遞到致動(dòng)器中并且將來(lái)自位置傳感器的感應(yīng)位置信號(hào)傳遞到控制器中，所述信號(hào)線束與所述可移動(dòng)部分分開，能夠在可移動(dòng)部分移動(dòng)所述探測(cè)器時(shí)卷起和展開，其特征在于這些信號(hào)線束包括由所述感應(yīng)位置信號(hào)和致動(dòng)器控制信號(hào)共享的公共總線，以便減小在所述探測(cè)器移動(dòng)期間所述信號(hào)線束卷起和展開時(shí)由所述信號(hào)線束的牽引所引起的所述可移動(dòng)部分相對(duì)于所述固定平臺(tái)的扭曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于用來(lái)傳遞所述致動(dòng)器控制信號(hào)和感應(yīng)位置信號(hào)的信號(hào)線束包括光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述公共總線包括發(fā)送線路和接收線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于所述公共總線進(jìn)一步包括同步線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于包括所述發(fā)送線路、接收線路以及同步線路的所述信號(hào)線束是光纖線路。
6.一種用于在控制器和探測(cè)器之間的信號(hào)線束中傳遞控制和數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，其中所述探測(cè)器可以沿著一個(gè)目標(biāo)的表面移動(dòng)以便與裝配在測(cè)量裝置的平臺(tái)部分上的所述目標(biāo)的表面物理接觸，并且其中所述探測(cè)器可以通過(guò)所述測(cè)量裝置的一部分移動(dòng)，所述信號(hào)線束能夠在探測(cè)器移動(dòng)時(shí)卷起和展開，所述的方法包括步驟利用使所述的控制器和包括裝配在所述部分上的模塊的多個(gè)模塊互連的公共控制總線來(lái)在所述公共控制總線上傳遞所述的控制和數(shù)據(jù)信號(hào)，該傳遞通過(guò)下面的步驟完成，即在所述的公共控制總線上傳輸來(lái)自所述的控制器的命令信號(hào)，由多個(gè)致動(dòng)器模塊用來(lái)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器，以便根據(jù)所述命令信號(hào)在多個(gè)軸上移動(dòng)所述部分和所述探測(cè)器，從而在所述表面上沿著一條路線移動(dòng)持續(xù)地與所述表面接觸的所述探測(cè)器，以提供一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)給一個(gè)探測(cè)器模塊，該信號(hào)的幅度指示所述探測(cè)器在所述目標(biāo)的表面上沿所述路線的選定點(diǎn)與所述表面接觸，從相應(yīng)的多個(gè)位置傳感器模塊提供多個(gè)感應(yīng)位置信號(hào)，所述多個(gè)感應(yīng)位置信號(hào)具有指示出由所述探測(cè)器沿著所述探測(cè)器移動(dòng)的所述多個(gè)軸中相應(yīng)的軸接觸的所述點(diǎn)的位置的幅度，以及在所述公共控制總線上從所述探測(cè)器模塊和所述位置傳感器模塊中將所述的數(shù)據(jù)信號(hào)和所述的感應(yīng)位置信號(hào)傳遞到所述的控制器在記錄所述的感應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)使用的所述總線上，其中在所述信號(hào)線束中使用所述公共總線，而不是單獨(dú)的信號(hào)線，以便減小當(dāng)所述信號(hào)線束卷起和展開時(shí)由牽引所引起的所述可移動(dòng)部分相對(duì)于所述平臺(tái)的扭曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括在所述探測(cè)器的所述移動(dòng)的閉環(huán)控制中使用所述的感應(yīng)位置信號(hào)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述的公共控制總線包括發(fā)送線路和接收線路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在所述模塊和所述控制器之間的所述發(fā)送線路和所述接收線路的互連是通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在所述模塊和所述控制器之間的互連是通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述的公共控制總線進(jìn)一步包括同步線路。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述公共控制總線進(jìn)一步包括同步線路，并且在所述的模塊和所述的控制器之間的所述同步線路的互連是通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)的。
13.一種裝置，包括平臺(tái)，其用來(lái)支承安裝在其上的目標(biāo)，用以測(cè)量該目標(biāo)的表面；探測(cè)器，其用來(lái)沿著所述目標(biāo)的表面上的一條路線的多個(gè)軸移動(dòng)，用來(lái)提供具有幅度的感應(yīng)信號(hào)，這個(gè)幅度指示出所述探測(cè)器與所述表面物理接觸和沿著所述探測(cè)器一個(gè)軸的所述路線的所述點(diǎn)的位置；在所述的平臺(tái)上的可移動(dòng)部分，以沿著所述路線并且沿著所述多個(gè)軸的至少一個(gè)移動(dòng)所述的探測(cè)器；探測(cè)器模塊，響應(yīng)于所述的感應(yīng)信號(hào)來(lái)根據(jù)預(yù)選的協(xié)議將所述感應(yīng)信號(hào)提供給一條共享總線；包括安裝在所述可移動(dòng)部分上的相應(yīng)的多個(gè)探測(cè)器致動(dòng)器的多個(gè)致動(dòng)器模塊，響應(yīng)于在所述共享總線上的根據(jù)所述協(xié)議提供的相應(yīng)的探測(cè)器致動(dòng)器控制信號(hào)，用來(lái)沿著所述的路線在所述可移動(dòng)部分上移動(dòng)所述探測(cè)器；至少一個(gè)可移動(dòng)部分致動(dòng)器，響應(yīng)于一個(gè)可移動(dòng)部分致動(dòng)器信號(hào)來(lái)移動(dòng)在所述平臺(tái)上的所述可移動(dòng)部分，以沿著所述路線在所述多個(gè)軸的所述至少一個(gè)上移動(dòng)所述探測(cè)器；與相應(yīng)的多個(gè)位置傳感器連接的多個(gè)位置傳感器模塊，其用來(lái)根據(jù)所述的協(xié)議在所述的共享總線上提供具有幅度的感應(yīng)位置信號(hào)，所述幅度指示出在所述的探測(cè)器沿著所述路線移動(dòng)期間所述的探測(cè)器接觸的所述點(diǎn)的位置；以及用來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)的程序的控制器，其用來(lái)提供所述的相應(yīng)的探測(cè)器致動(dòng)器控制信號(hào)和所述可移動(dòng)部分致動(dòng)器信號(hào)并且根據(jù)所述預(yù)選的協(xié)議響應(yīng)于在所述共享總線上的所述感應(yīng)位置信號(hào)以存儲(chǔ)所述感應(yīng)信號(hào)，這些感應(yīng)信號(hào)一起表示出所述表面的拓?fù)鋱D，其中所述共享總線被提供在與所述可移動(dòng)部分分開的信號(hào)線束中，能夠在可移動(dòng)部分移動(dòng)所述探測(cè)器時(shí)卷起和展開，以便減小在探測(cè)器移動(dòng)期間信號(hào)線束卷起和展開時(shí)由牽引所引起的所述可移動(dòng)部分相對(duì)于所述平臺(tái)的扭曲。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中所述控制器響應(yīng)根據(jù)所述預(yù)選的協(xié)議在所述共享總線上提供的所述感應(yīng)位置信號(hào)，用于與對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)所述探測(cè)器致動(dòng)器控制信號(hào)比較，以提供一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的誤差信號(hào)給所述多個(gè)探測(cè)器致動(dòng)器中的一個(gè)或多個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中所述共享總線包括發(fā)送線路和接收線路。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中所述探測(cè)器模塊、所述致動(dòng)器模塊、所述位置傳感器模塊、和所述控制器之間的所述發(fā)送線路和接收線路的互連由光纖實(shí)現(xiàn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其中所述共享總線的一部分包括互連所述探測(cè)器模塊、所述致動(dòng)器模塊、和所述控制器的光纖。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中所述共享總線還包括同步線路。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中所述共享總線還包括同步線路，且所述模塊與所述控制器之間的所述同步線路的互連由光纖實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
將主機(jī)和/或控制器與精密測(cè)量裝置互連的導(dǎo)線的數(shù)目和重量能夠通過(guò)利用公共或者共享總線而減少。總線可以完全是電線或者可以包括光纖以減少EMI敏感性。可以使用通用總線或者已知的串行網(wǎng)絡(luò)總線，例如CAN或者SIRCOS。
文檔編號(hào)G01B21/00GK101093162SQ200710111938
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2002年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月12日
發(fā)明者G·W·拉塞爾 申請(qǐng)人:六邊形度量衡股份公司