專利名稱：坐標測量機(cmm)和補償坐標測量機中的誤差的方法
坐標測量機(CMM)和補償坐標測量機中的誤差的方法本發(fā)明大體涉及一種根據(jù)權利要求1所述的用于對測量點的至少一個空間坐標進行確定的坐標測量機(CMM)，并且涉及一種根據(jù)權利要求13所述的補償坐標測量機 (CMM)中的誤差的方法。在已生產(chǎn)出工件之后，通常的做法是在諸如坐標測量機(CMM)之類的坐標定位裝置上檢查工件，其中該坐標測量機具有在其工作空間內(nèi)的可動探頭。在傳統(tǒng)的三坐標測量機中，探頭被支撐以沿著三個互相垂直的軸(沿X、Y以及Z 方向)運動。在簡單形式的機器中，平行于每個軸安裝的適當?shù)膫鞲衅髂艽_定探頭相對于機器的基座的位置，因此，能確定由探針接近的物體上的測量點的坐標。如果采用這種技術則存在若干個可能的誤差源。缺乏運動中的直線度和軸的正交性是這種誤差的一個主要原因。另一個誤差原因是滑架繞垂直于它們的運動方向的軸進行角旋轉。通常被稱為阿貝誤差的這種誤差不但取決于旋轉而且還取決于線性驅動機構中的橫向偏移。具體地，可能出現(xiàn)下列誤差因素 軸上的標尺誤差， 軸上的水平直線度誤差， 軸上的垂直直線度誤差， 軸上的俯仰誤差(pitching errors), 軸上的偏擺誤差， 軸上的滾轉誤差，以及 軸之間的角度誤差。已經(jīng)做出許多嘗試來為提到的各種誤差原因提供校正。例如，已知通過各種方法將考慮到的和已知的誤差引入傳感器。然而，這種校正僅適用于測量空間中給定的位置?？商娲募夹g是對機器進行校準，測量在各點處存在的誤差并且存儲這些誤差，使得當實際使用機器時可以應用這些誤差。如可以想象的，這種校準過程是漫長的，尤其是對于大型機器。然而，在使用期間機器的任何“復原”都將使校準無效。關于校準方法的另一個缺點在于它們將僅關注完全可重復的誤差。還需要在與機器的工作狀態(tài)相同的條件下校準探針。 這意味著如果機器以100毫米/秒運行，則校準過程也應該以該速度執(zhí)行，并且如果由于一些原因需要改變運轉速度，則需要以該新的速度重新校準機器。必須考慮的另一方面在于探針的加速度引起坐標測量機的動態(tài)變位，進而引起測量誤差?？梢酝ㄟ^以低加速度進行測量來減少這些測量誤差。然而，生產(chǎn)力要求增大的生產(chǎn)量以及增大的檢查速度。因此，探針在測量期間經(jīng)歷更高的加速度，導致系統(tǒng)產(chǎn)生更大的動態(tài)結構變位。這導致不準確地報告探針的X、Y、Z幾何位置。具體地，一些坐標測量機在高速下表現(xiàn)出顯著的驅動振動。導致振動的主要誤差原因是機器的機械驅動系統(tǒng)。因為振動在高速度下引起不可重復的行為，這導致測量誤差， 所以由這些振動(通常5Hz以上)引起的誤差不適合于上述動態(tài)誤差補償計算方法。
此外，在坐標測量機中采用多種探針以在標尺坐標系統(tǒng)內(nèi)測量，該標尺坐標系統(tǒng)包括沿著構造三維測量空間的軸布置的參考標尺。為向坐標測量機提供改良的測量精度， 要求其結構具有高靜態(tài)剛度。另外，引入軟件空間精度校正技術能盡可能低地減少幾何誤差以支持較高的精度。示例性地，EP1559990公開了一種坐標測量系統(tǒng)和校正在坐標測量機中測量的坐標的方法。因此，當將具有各種重量的工件安裝在坐標測量機上時，測量幾何誤差。從每一工件重量的測量結果取得補償參數(shù)并存儲。適當?shù)刈x取與待測量的工件重量對應的補償參數(shù)以校正所測到的待測量的工件的坐標。作為另一個實例，EP1687589公開了在帶有鉸接探頭的坐標測量機中的誤差補償方法，該鉸接探頭具有表面檢測裝置。在測量期間該表面檢測裝置繞鉸接探頭的至少一個軸旋轉。該方法包括以下步驟確定設備的整體或部分的剛度，確定在任何特定瞬間與由鉸接的探頭施加的負荷相關一個或多個因素，以及確定在表面感測裝置處由負荷引起的測量誤差。而且，GB2042719公開了一種具有三個互相垂直軸的測量裝置，其中由繞各個軸旋轉引起的誤差被校正。GB2425840公開了對通過坐標測量機(CMM)進行的工件測量進行誤差校正的另一種方法。因此，通過工件感測探針進行位置測量，其中提供測量加速度的裝置。為諸如由振動引起的那些誤差之類的高頻(不可重復的)誤差和諸如探針上的離心力引起的那些誤差之類的低頻(可重復的)誤差而進行校正測量。校正方法包括測量工件；從預定的誤差函數(shù)、誤差映射或者誤差查找表確定可重復的測量誤差；測量加速度并計算不可重復的測量誤差；使第一測量誤差和第二測量誤差結合以確定總誤差；以及利用該總誤差來校正工件測量。利用已知尺寸的人工制品計算預定的誤差映射。還已知使用裝配在機器的探針(或Z柱)中的加速計和基臺中的加速計(用于微分測量)。通過二重積分測量探針位置的位移和誤差，并且從該位移和誤差將可以通過二重積分信號和標尺之間的差來調(diào)節(jié)讀數(shù)。然而，當利用加速計時，當頻率相對低時加速計通常將會產(chǎn)生噪聲。這會使信噪比很差。此外，僅可以在加速期間測量差，這通常意味著可能必需從標尺位置計算加速度并且比較該加速度與測量到的加速度，并且對差值求二重積分。然而，這可能對精確計算探針的精確位置來說不是足夠的信息。利用這種方法還不會允許測量靜態(tài)變化(即將不考慮與動態(tài)變化相結合的摩擦)。因此本發(fā)明的目的在于提供一種改良的坐標測量機CMM和坐標測量方法，其中能以改良的方式補償由動態(tài)效應(即當運行高速掃描時)引起的誤差以及由低強度結構或靜態(tài)變化(例如由摩擦引起的變化)引起的誤差。具體地，所述坐標測量機的每個線性驅動機構(沿X、Y、Z方向)中的位移誤差都應當被精確地識別。該目的通過實現(xiàn)獨立權利要求的特征來達到。在從屬專利權利要求中描述了以替代或有利方式進一步發(fā)展本發(fā)明的特征。本發(fā)明涉及一種用于確定待測物體上的測量點的至少一個空間坐標的坐標測量機(CMM)。該坐標測量機包括至少一個靜止的基座(特別是用于支撐所述待測物體的測量工作臺)、可相對于該基座運動的探頭以及至少一個線性驅動機構，該線性驅動機構用于提供該探頭相對于所述基座沿第一方向的可動性。因此，所述線性驅動機構具有沿所述第一方向的線性導向件、由軸承支撐以沿該導向件移動的可動部件，以及用于確定該可動部件沿所述第一方向的第一驅動位置的線性測量儀器。計算單元至少根據(jù)所述驅動機構的所述可動部件的所述第一驅動位置確定所述測量點的空間坐標。根據(jù)本發(fā)明，所述線性驅動機構還包括至少一個具有至少兩個位移傳感器的預校準的第一集成式傳感器組件，每個位移傳感器均構造成用于測量沿與所述第一方向不平行的方向從所述可動部件到所述導向件的距離。感測到的距離具體地可以是所述可動部件和所述導向件的面對的表面之間的支承距離。所述組件的所述位移傳感器被設計并布置成使得，所述感測到的距離表示所述可動部件沿垂直于所述第一方向的方向從通常的支承位置移位的平移位移和所述可動部件的旋轉位移。其中，還根據(jù)所表示的位移確定測量點的空間坐標。這意味著所述平移位移和所述旋轉位移進一步由所述計算單元使用以確定所述測量點的空間坐標。具體地，根據(jù)所述至少一個驅動機構中的相應的所感測到的位移來校正空間坐標。根據(jù)坐標測量機的一般技術，優(yōu)選地可能存在三個線性驅動機構以用于提供所述探頭相對于所述基座沿三個互相垂直的方向即第一方向、第二方向以及第三方向(X、Y、Z) 的可動性。這些線性驅動機構中的每一個均可以包括沿各自的方向(X、Y、Z)的線性導向件、 由軸承支撐以沿著各自的所述導向件運動的可動部件以及線性測量儀器，該線性測量儀器用于確定該可動部件分別沿所述第一、第二以及第三方向(x、Y、z)的第一、第二以及第三驅動位置。例如，坐標測量機具有基座，由軸承支撐的門被布置在該基座上，使得該門能沿縱向(Y方向)運動。所述門可以具有兩個門腿/腳，該兩個門腿/腳在它們的上端由橋部連接，該橋部形成X軸。能沿X方向沿著所述橋部被驅動的X滑架可以被布置在該橋部上。柱塞或Z柱能被沿第三空間方向(Ζ方向)移位。該Z柱可以由軸承支撐以沿該Z方向運動， 該軸承可以與所述χ滑架成一體。根據(jù)本發(fā)明，所述集成式傳感器組件可以包括殼體，該殼體為特定的距離傳感器所共用并且以相對于彼此精確已知的位置和空間關系將這些特定的位置傳感器保持在一起。因此，每個所述特定的距離傳感器可以被安裝于或結合到所述共用殼體內(nèi)，從而形成所述集成式傳感器組件。特別地，所述傳感器組件被構造成模塊并且形成結合在一起的部件，使得它可整體地(這意味著總體上)安裝于所述坐標測量機和從所述坐標測量機上移除。這允許模塊化方法，該模塊化方法意味著所述傳感器組件可以被構造成使得它能被容易地安裝于坐標測量機軸承并且從該坐標測量機軸承卸下。示例性地，所述坐標測量機軸承(例如其支承面?zhèn)鹊幕?可以包括特別形成以接納所述傳感器組件的容器/插槽。例如所述傳感器組件和所述插槽可以被設計成可通過卡扣連接器連接。因此，也能被視為傳感器模塊的所述傳感器組件通過按出(clicking out)已經(jīng)沒有用的未校準、損壞的或舊的傳感器模塊并且按入(clicking in)重新校準的、修好的或新的傳感器模塊而可以被容易地安裝、更換以及維修。所述傳感器組件的所述殼體可以由高度地抵抗由溫度、壓力、濕度、老化或類似因素導致的變形的材料設計而成，其中所述殼體以相對于彼此精確已知的位置關系將所述組件的所述傳感器保持并剛性地接合在一起。其中，所述殼體可以包括由用于以高幾何穩(wěn)定性使特定的傳感元件相互連接的支柱所構造成的框架結構。示例性地，所述傳感器組件的整個所述殼體或所述框架結構可以由殷鋼或碳纖維材料組成或包括殷鋼或碳纖維材料。對于具有兩個或三個所述位移傳感元件的所述集成式傳感器組件的優(yōu)點在于，它們可能對所述滑架本身的低強度相當不敏感(即，幾乎與所述滑架本身的低強度無關)，并且與單獨的位移傳感器的組裝相比，所述傳感器組件的組裝和校準會需要較少的工作。此外，甚至可以在將所述集成式傳感器組件組裝到坐標測量機之前執(zhí)行單獨的傳感元件的校準(特別是關于相對于彼此的位置關系)。特別地，在分開布置若干個單獨的距離傳感器(不是相互連接的傳感器組件)的情況下，其中每個單獨的所述傳感器均在不同的位置/地點被附接于所述滑架，不可能區(qū)分所述滑架結構中的變形(例如扭曲或彎曲)和整個所述滑架相對于所述導向件的位移 (例如坐標測量機腿相對于坐標測量機工作臺的平移位移，俯仰或滾轉)。因此，可能是以下情況，即，所述滑架本身的變形(例如扭曲或彎曲)將被錯誤地解釋(基于由安裝的所述獨立的傳感器中的一個所感測到的距離變化)為所述滑架從通常的支承位置的位移，并且在探針尖端位置的確定中將發(fā)生錯誤的補償。與其相反，本發(fā)明例如通過選擇組件框架/殼體所用的剛性穩(wěn)定和幾何穩(wěn)定材料，而允許所述傳感器能由組件框架/殼體以高的位置穩(wěn)定性和幾何穩(wěn)定性結合在一起， 使得即使在所述滑架本身的結構發(fā)生變形的情況下，所述傳感器也能相對于彼此具有精確已知的且穩(wěn)定的位置關系。因此，所述距離傳感器的輸出的變化適當?shù)乇硎玖怂龌軓钠渫ǔ５闹С形恢靡莆坏奈灰?，考慮該位移以確定所述探頭的坐標；并且所述滑架本身的結構的純變形(至少達到特定程度)，不會導致位移的錯誤解釋，因為，盡管發(fā)生變形，所述距離傳感器的相對讀數(shù)不會變化。特別地，所述傳感器組件有利地可以在對位移動作起作用的主要作用力的位置處被附接于所述可動部件(即滑架)。例如，對于X驅動滑架在所述坐標測量機腿的端部處作為所述坐標測量機腳的一部分(其相對于所述測量工作臺是可動的)，所述傳感器組件可以在正好位于或接近位于所述坐標測量機腿的質(zhì)心下方的位置處被組裝于所述滑架的底側。作為另一個優(yōu)點，所述滑架的材料可以選擇為不同于所述傳感器組件殼體的材料。示例性地，該滑架結構的材料可以關于用于沿著所述導向件滑行/滑動的性能是最優(yōu)的，而不是關于其幾何穩(wěn)定性是最優(yōu)的。因此，可以僅為所述傳感器組件的所述框架選擇昂貴且高質(zhì)量的材料(即對于剛度和幾何穩(wěn)定性來說)，然而對于所述滑架結構本身，可以選擇少量生產(chǎn)的且較便宜的材料(例如對于其滑行性能來說是最優(yōu)的)。與若干個單獨的所述距離傳感器的分開布置相比，本發(fā)明的在一個組件內(nèi)剛性地互相連接的傳感器具有若干技術效果和優(yōu)點
幾乎與所述滑架結構本身的低強度無關； 所述傳感器可以在所述傳感器組件的卸下階段被校準，例如，所述組件中的所述傳感器能在組裝至坐標測量機之前被預校準，以及通過移除所述組件、在所述卸下階段校準所述傳感器以及容易地再次將所述組件按回到所述容器內(nèi)而用較少的工作被重新校準； 因為兩個或三個所述傳感器(為一個傳感器模塊的一部分)能在一個步驟內(nèi)被共同安裝，所以組裝至所述坐標測量機需要容易且少的工作； 根據(jù)實際需要和目標成本的模塊性和適應性，使得包括兩個傳感器的傳感器組件能被容易地與包括例如三個傳感元件的另一個傳感器組件互換，或者，如另一個實施例， 使得包括若干個光學傳感器的傳感器組件能被容易地用包括若干個電容傳感器的傳感器組件所替換； 所述滑架結構的材料可以關于其滑行/滑動性能(使得能夠獲得改進的沿著所述導向件的滑動)是最優(yōu)的而不是關于其幾何穩(wěn)定性是最優(yōu)的，這也可以允許少量(且較便宜)生產(chǎn)所述坐標測量機； 能使以下兩個問題之間的折衷最優(yōu)化，S卩，一個問題是，所述傳感器應該被盡可能彼此遠離地放置在所述滑架上以便增大感測所述滑架的位移的精確性，另一個問題是， 所述傳感器應該彼此接近地放置從而允許所述傳感元件之間的最佳幾何穩(wěn)定性(即從而精確地識別到所述傳感器相對于彼此的空間關系)。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
，所述坐標測量機的所有所述驅動機構都包括至少一個具有至少兩個位移傳感器的傳感器組件，該至少兩個位移傳感器用于指示各自的所述驅動機構中的位移，即所述可動部件從通常的支承位置移位的位移。因此，在三個所述驅動機構的情況下，所述計算單元可以被設計成用于根據(jù)所述第一、第二以及第三驅動位置并且取決于每個所述可動部件的感測到的位移確定所述探頭的三個空間坐標。所述感測到的位移被使用例如以便補償由動態(tài)效應(即當運行高速掃描時)引起的誤差以及由低強度結構或靜態(tài)變化(例如由摩擦引入的變化)引起的誤差。特別地，每個所述驅動機構的所述線性導向件可以包括第一表面和第二表面，該第一表面和第二表面構造出與導向方向平行的邊緣。而且所述可動部件(即所述滑架)具有與所述線性導向件的兩個表面相面對的第一表面和第二表面。所述可動部件可以由空氣軸承支撐以沿著所述導向件運動，使得在互相面對的所述第一表面和互相面對的所述第二表面之間存在氣墊。以上述方式，可以向所述可動部件提供線性導向的可動性。在本發(fā)明的具體實施方式
中，被集成到一個或兩個所述傳感器組件內(nèi)的兩個、三個、四個或五個位移傳感器可以被布置在每個驅動機構中并且被用于每個驅動機構。通過利用每個驅動機構中的兩個位移傳感器的輸出，不僅橫向位移(即支承距離)可以被檢測，而且旋轉位移(即滾轉、俯仰或偏擺)或替代性的第二橫向位移(取決于位置傳感器的布置位置)也能被感測到并且當確定所述空間坐標時用于誤差補償。例如， 兩個所述位移傳感器(作為一個所述傳感器組件的一部分)可以相互間隔開地被放置在所述滑架的面向所述導向件的導向表面的第一表面上。在這種情況下，旋轉位移可以通過評估由所述位移傳感器測量的值之間的差來確定?？商娲兀ㄟ^使布置在所述滑架的第一表面上的一個所述位移傳感器和布置在所述滑架的第二表面上的另一個所述位移傳感器的輸出相結合(其中這些表面面向所述導向件的兩個所述導向表面)，垂直于所述導向方向的所述滑架的水平直線度誤差和垂直直線度誤差(兩個平移位移)能被確定。利用三個所述位移傳感器的輸出，一個平移位移和兩個旋轉位移或者一個旋轉位移和兩個平移位移(取決于所述位移傳感器的布置位置)可以被感測到并且用于補償由從所述滑架的通常的支承位置的各自的位移引起的誤差。類似地，使用四個所述位移傳感器的輸出可以提供用于測量一個橫向位移和所有三個旋轉位移或者兩個橫向位移和兩個旋轉位移(取決于所述位移傳感器的布置位置)。通過利用五個所述位移傳感器的輸出，在所述滑架的所述第一表面上布置的第一傳感器組件中集成的其中三個所述位移傳感器以及在所述滑架的所述第二表面上布置的第二傳感器組件中集成的其中兩個所述位移傳感器，可以提供用于感測垂直于所述導向方向的所述滑架的水平直線度誤差，垂直直線度誤差、俯仰誤差、偏擺誤差以及滾轉誤差。因此，通過增加已經(jīng)存在的用于感測所述滑架沿線性運動方向的驅動位置的線性測量儀器， 可以確定具有六個自由度的所述滑架的空間位置和取向。所確定的所述滑架從所述通常的支承位置移位的位移可以用來直接校正所述線性測量儀器的驅動位置，和/或可以用來校正接近的測量點的空間坐標。因此，根據(jù)本發(fā)明，所述導向件、所述滑架和/或接頭的低剛度可以通過附加的位移測量來補償，因此將不會影響精確性并且將始終可以通過利用來自所述位移傳感器的六自由度信息來計算“真實的位置”。除所述接頭中的低強度、動態(tài)撓度或運動中直線度的缺乏之外，所述滑架的移位的另一個示例性原因可能是當被用來沿所述導向件驅動所述滑架時線性驅動電動機的磁力變化?？傊?，通過根據(jù)本發(fā)明思想測量所述滑架和所述導向件之間的距離，行進構件 (滑架)的位移(即平移和旋轉)能被容易地感測和確定。相對于現(xiàn)有技術其優(yōu)點在于，該方法可以用于補償靜態(tài)變化(由摩擦等引入的變化)以及動態(tài)效應。此外，與所述行進構件的支承位置有關的誤差可以被非常精確地感測到并且在沒有復雜的評估和計算過程的情況下可以被用于進行補償。因為非接觸式傳感器不會破壞所述導向表面，所以所述位移傳感器特別地可以被設計為非接觸式傳感器(例如光學式的、電容式的或電感式的)。下面將參照附圖中示意性地示出的可行實施方式的實施例更加詳細地說明本發(fā)明，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的橋式坐標測量機；圖2示意性地示出了一個線性驅動機構(X驅動)，該線性驅動機構根據(jù)本發(fā)明包括具有兩個位移傳感器的傳感器組件，其中該組件布置在相對于用作導向件的橋部可線性運動的X滑架上；圖3示意性地示出了另一個線性驅動機構(Y驅動)，該另一個線性驅動機構根據(jù)本發(fā)明包括具有三個位移傳感器的傳感器組件，其中，該組件被布置在橋部的腳部的Y滑架上，該Y滑架被支承以相對于用作導向件的測量工作臺線性地運動；圖4示出了具有用作導向件的橋部的矩形梁結構的線性X驅動機構的側視圖，其中作為兩個傳感器組件的一部分的位移傳感器布置在可相對于橋部線性地運動的X滑架
11上；圖5示出了圖4的線性X驅動機構的正視圖；圖6示出了類似于圖5的、具有傳感器組件的替代性實施方式的線性X驅動機構的另一正視圖；圖7示出了類似于圖5的、具有傳感器組件的替代性實施方式的線性X驅動機構的另一正視圖；圖8示出了類似于圖5的、具有傳感器組件的替代性實施方式的線性X驅動機構的另一正視圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的橋式坐標測量機的側視圖，該坐標測量機具有安裝在線性驅動機構中的若干個傳感器組件；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的龍門式坐標測量機的側視圖，在線性驅動機構中具有傳感器組件；以及圖11示出了圖10的龍門式坐標測量機的正視圖。在圖1中，示出了根據(jù)本發(fā)明的坐標測量機1的示例性實施方式。坐標測量機1具有基座3，在該基座3上布置由軸承支撐的門14，使得該門能沿縱向(Y方向)運動。門14具有兩個門腿16、18，這兩個門腿16、18在它們的上端由橋部20 連接。X滑架22被放置在橋部20上，該X滑架22可以沿著橋部被驅動，即沿連接兩個門腿16、18的空間方向(X方向)被驅動。柱塞或Z柱對可以沿第三空間方向(Z方向)被移動。因此，2柱對由與X滑架22成一體的軸承(例如空氣軸承)支撐以沿Z方向運動。 這三個空間方向X、Y和Z優(yōu)選地相互正交，盡管這對本發(fā)明來說不是必需的?？傊?，坐標測量機1被構造成用于確定待測物體12上的測量點13的三個空間坐標，因此坐標測量機1包括三個線性驅動機構，以提供探頭6相對于基座3沿第一方向(X 方向)、第二方向(Y方向)和第三方向(Ζ方向)的可動性。每個線性驅動機構均具有線性導向件，分別地，一個線性導向件沿第一方向(X方向)，一個線性導向件沿第二方向(Y方向)，一個線性導向件沿第三方向(Ζ方向)。具體地，Y方向驅動機構的線性導向件由基座3的兩個邊緣構造表面形成，X方向驅動機構的線性導向件由橋部20的兩個或三個表面形成，并且Z方向驅動機構的線性導向件由X滑架構件中的立方孔形成。此外，每個線性驅動機構均包括可動部件，該可動部件被軸承支撐以沿著導向件運動。具體地，Y方向驅動機構的可動部件被實施為Y滑架觀，該Y滑架觀具有與上面提到的基座3的兩個導向表面相面對的表面。X方向驅動機構的可動部件被實施為X滑架22， 該X滑架22具有與上面提到的橋部20的兩個或三個導向表面相面對的表面。并且，Z方向驅動機構的可動部件由Z柱M形成，該Z柱具有與X滑架22中的立方孔的內(nèi)表面相面對的表面。而且，每個線性驅動機構均包括線性測量儀器，該線性測量儀器用于確定每個可動部件分別沿第一方向(X方向)、第二方向(Y方向)或第三方向(Ζ方向)的各自的第一驅動位置、第二驅動位置或第三驅動位置。Z柱M的下自由端緊固有探頭6，探頭6上示例性布置有觸針。以本身公知的方式使用觸針以接觸待測物體12。然而，本發(fā)明并不限于接觸式坐標測量機，也可以使用以非接觸方式接近測量點的坐標測量機，即，例如具有光學掃描頭的坐標測量機。更普遍地，探頭6 可以被設計成布置有接觸式探針，例如掃描式或接觸觸發(fā)式探針，或者布置非接觸式探針， 特別是光學探針、電容探針或電感探針。此外，本發(fā)明不限于如這里所示的門橋式設計的坐標測量機。本發(fā)明同樣地可以用于如圖8和圖9所示的龍門式設計的坐標測量機，其中僅橋部20可以沿著放置得高的固定軌道行進，該橋部20具有兩個支撐件，這兩個支撐件用作非常短的腳。而且，本發(fā)明通常可以用于所有的坐標測量機，例如橋式、L橋式、水平臂式、懸臂式、龍門式等。在圖1的該示例性實施方式中，每個門腿16、18均具有可動的Y滑架觀，該Y滑架 28允許包括橋部20的門14沿Y方向運動。在基座3的長邊示意性示出了作為Y測量儀器的一部分的測量標尺30Y，其中標尺 30Y平行于Y方向延伸。該標尺可以是玻璃測量標尺，例如具有增量編碼或絕對編碼，通過該玻璃測量標尺能確定Y滑架觀在Y方向的驅動位置。應當理解，測量儀器還可以包括用于對測量標尺30Y進行讀取的適當?shù)膫鞲衅鳎贿^為了簡化而未在這里示出這些傳感器。 然而，應當指出，本發(fā)明不限于使用玻璃測量標尺，因此也可以其它測量儀器使用以記錄驅動機構的可動部件的驅動/行進位置。另一個測量標尺30X平行于X方向被布置在橋部20上。最后，另一個測量標尺30Z 平行于ζ方向還被布置在Z柱M上。借助于作為線性測量儀器的一部分的測量標尺30X、 30Z，可以以本身公知的方式以計量學方式記錄X滑架22沿X方向的當前驅動位置和Z柱對沿Z方向的當前驅動位置。在所示的實施方式中，基座3包括工作臺，該工作臺具有用于支撐待測物體12的花崗巖表面板，在該花崗巖表面板上旨在確定測量點13的空間坐標。還示出了控制和計算單元11，該控制和計算單元11被設計成致動坐標測量機1的驅動器，使得探頭6行進到測量點13。對于手動操作，控制單元11可以被連接至用戶控制臺32。對于控制單元11來說，也可以完全自動地接近并測量待測物體12的測量點13。控制和計算單元11包括處理器34和多個存儲器36、38。具體地，控制和計算單元11被設計成用于至少根據(jù)第一驅動位置、第二驅動位置和第三驅動位置確定物體12上的測量點13的三個空間坐標。根據(jù)本發(fā)明，如以下附圖中更詳細地示出，至少一個線性驅動機構還包括至少第一傳感器組件，該第一傳感器組件具有至少兩個位移傳感器，這兩個位移傳感器用于測量沿與驅動方向不平行的方向從可動部件到導向件的距離，具體地說是可動部件和導向件的面對的表面之間的支承距離。因此，感測到的距離表示可動部件的從通常的支承位置移位的平移位移和/或旋轉位移。該位移可以就是軸上的水平直線度誤差(即沿與滑架的行進方向相垂直的方向的位移)，軸上的垂直直線度誤差、軸上的俯仰誤差、軸上的偏擺誤差和 /或軸上的滾轉誤差。從而，感測到的一個位移或多個位移因此可以被進一步使用，例如，以便 直接補償與通過線性測量儀器確定的行進位置有關的標尺誤差；和/或 補償與通過控制和計算單元11的探頭位置計算有關的(即當從待測物體上的測量點的空間坐標得出時)移動構件的感測到的水平直線度誤差、垂直直線度誤差、俯仰誤差、偏擺誤差和/或滾轉誤差。因為一般種類的坐標測量機的設計以及不同的線性導向件和不同的線性測量儀器的設計為本領域技術人員所公知，所以應該理解到可以進行不同特征的多種變更和組合。所有這些變更都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的沿X方向的線性驅動機構2X，其中包括位移傳感器％X、 92X,93X的傳感器組件IOX被布置在X滑架上(如X驅動機構2X的可動部件5X)。X滑架被軸承支撐以相對于用作線性導向件4X的橋部線性地運動。在所示的線性X驅動機構2X中，具有位移傳感器9iX、92X、93X的傳感器組件IOX被形成并且布置成使得X滑架和橋部(形成X梁或X柱)之間的支承距離能被感測到。通過考慮由兩個位移傳感器％X、92X感測到的X滑架和橋部的導向表面4SiX之間的距離，可以測量沿Z方向的誤差平移(即平移位移)，但是也可以通過采用兩個傳感器輸出之間的差來測量X滑架和X梁之間的角度變化(即旋轉位移，其可能是俯仰誤差)。如果還考慮第三傳感器93X的輸出，則可以測量平移位移和兩個角度(例如俯仰誤差和偏擺誤差)。如果除三個上述傳感器之外增加沿Y方向感測的兩個以上的位移傳感器，則可以測量X滑架朝向 X梁的完全六自由度(6-D0F)運動。X驅動機構中的位移傳感器的上述布置可替代地或另外也可以應用于坐標測量機的其它驅動機構，即，Y驅動機構(如圖3示例性所示)和/或Z驅動機構。具體地參考Z驅動機構，位移傳感器優(yōu)選地可以被裝配至Z驅動機構的導向件，其中Z導向件可以由X滑架構件中的立方孔形成，通過該立方孔Z柱能沿Z軸運動。更具體地，位移傳感器可以被裝配至立方孔的導向內(nèi)表面，使得能感測到分別距Z柱(作為可動部件)的相互面對的表面的距離(即支承距離)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的沿Y方向的另一個線性驅動機構2Y，該線性驅動機構2Y 具有傳感器組件IOY和布置在作為驅動機構2Y的可動部件5Y的Y滑架上的集成的位移傳感器9J.9J，其中Y滑架通常是一個門腳的一部分。Y滑架由空氣軸承支撐以相對于測量工作臺線性移動，其中所述測量工作臺(即工作臺的兩個表面)作為用于Y滑架的導向件 4Y?？諝廨S承可以以本身公知的方式制成，即，使得在工作臺和滑架的相互面對的表面之間產(chǎn)生氣墊，其中該氣墊對滑架進行支撐以便于可動性。根據(jù)本發(fā)明，類似于如結合圖2在上面說明的X驅動機構的位移傳感器在X滑架上的布置，可以將位移傳感器9J、92Y裝配至Y滑架。在所示的例子中，位移傳感器9J、92Y被設計成用于測量Y滑架(例如門腳)和由測量工作臺的一部分(包括工作臺邊緣)形成的Y軸導向件之間的距離。通過以與結合圖2說明的相同的方式裝配五個傳感器(例如被集成到兩個傳感器組件中)，將可以測量Y滑架和Y軸之間的六自由度運動。圖4示出了具有用作導向件4X的橋部的矩形梁結構(或X梁)的線性X驅動機構 2X的側視圖，其中包括位移傳感器9iX、92X、93X、94X的第一傳感器組件10，(其中由于透視而未示出93X、94X)和包括位移傳感器95X、96X的第二傳感器組件IO2X被布置在X滑架(作為可動部件5X)上，該X滑架由空氣軸承7iX、72X、73X、74X支撐以可相對于橋部線性地運動。還示意性地示出的是用于確定X滑架沿X方向的驅動/行進位置的線性測量儀器 (。因此，作為線性測量儀器的一部分的編碼的且可讀的標尺沿著橋部平行于X方向延伸。根據(jù)本發(fā)明，第一傳感器組件IO1X被安裝于X滑架的第一內(nèi)表面5SJ，并且第二傳感器組件IO2X被裝配于X滑架的第二內(nèi)表面5S2X。X滑架的第一表面5SJ和第二表面 5S2X面向橋部的矩形梁結構的外表面AS1XdSXt5因此，X梁的外表面4SJ、4S2X用作用于X 滑架的導向件4X，其中，空氣軸承7iX、72X、73X、74X在各自互相面對的表面AS1XdSXjS1X. 5S2X之間產(chǎn)生氣墊，以便提供X滑架的線性導向的可動性。每個位移傳感器Q1Xj2Xj3Xj4Xj5Xj6X均被構造成用于測量沿垂直于行進方向 (X方向)的方向從X滑架到X梁的相應表面的距離。感測到的距離表示滑架從其通常的支承位置的位移。詳細地，結合測量點的空間坐標的計算，能表示、確定并補償沿Y方向和Z方向的平移位移(即，接頭中的水平直線度誤差和垂直直線度誤差)和旋轉位移(即俯仰誤差、偏擺誤差以及滾轉誤差)。雖然圖4示例性地示出了具有橋部的矩形梁結構的線性驅動機構，但是可替代地可以應用其它類型的梁結構。例如，如本領域技術人員所公知的，驅動機構的軸/梁可替代地可以是三角形、圓柱形或者允許線性導向的可動性的任何其它形狀。在圖5中，示出了圖4的線性X驅動機構2X的正視圖。四個成圓形示出的位移傳感器9iX、92X、93X、94X是第一傳感器組件IO1X的一部分并且被附接于X滑架以便測量X滑架和矩形梁結構的位于TL平面中的表面之間的沿Y方向的距離。該距離表示滑架沿Y方向的位移(水平直線度誤差)以及X滑架和)(Z平面之間的位移角度。兩個位移傳感器95X、96X(其中僅一個傳感器95X在圖5中可見)是第二傳感器組件IO2X的一部分并且被放置在X滑架的頂部(用虛線示出)以便測量X滑架和矩形梁結構的位于XY平面中的頂面之間的距離。該距離被沿Z方向測量并且表示滑架沿Z方向的位移(垂直直線度誤差)以及X滑架和XY平面之間的位移角度。通常，X滑架可以由鋁或鋼/鐵制成并且具有適于負載的壁厚和剛度。X梁(橋部)的常用材料可以是鋁、花崗巖、陶瓷或鋼/鐵?？蓜硬考蛯蚣g的兩個最普通類型的軸承是空氣軸承或機械軸承(例如線性循環(huán)附加軌道)?？諝廨S承的優(yōu)點在于，運動中不存在摩擦(摩擦會引入不同類型的誤差，像角度誤差或滯后)。空氣軸承的缺點在于剛度通常低于機械軸承，使得會出現(xiàn)特別是動態(tài)誤差。在機械類型中，軸承系統(tǒng)中的剛度通常較高，但是存在摩擦并且摩擦力會引起誤差。然而，本發(fā)明可以應用這兩種類型的軸承。如果系統(tǒng)裝配有空氣軸承，則軸承可以特別地被大致地放置在位移傳感器在圖5 中所在的位置處。實際上，這意味著軸承應該被盡可能地分散開，使得軸承之間的基線盡可能地長。軸承和位移傳感器的這種布置可以使給定覆蓋區(qū)(foot-print)的剛度達到最大值。因此，布置傳感器組件的一個容易的方法可以是在空氣軸承附近(或者在機械軸承的情況下，在循環(huán)滾珠附近)將它們裝配在滑架上。當X滑架沿著X梁移動時，X滑架的全部六自由度運動因而可以被測量到。具體地說 線性測量儀器2X的標尺30X被用來測量沿X方向的行進位置；
位于X滑架頂部上的兩個位移傳感器95X、96X表示豎直直線度(沿Z方向的位移)和X俯仰角(X滑架和XY平面之間的角度)； 四個成圓形地示出的位移傳感器AXj2Xj3Xj4X表示水平直線度(沿Y方向的位移)和X偏擺角(滑架和TL平面之間的角度)；以及 五個位移傳感器AXj2Xj3Xj4Xj5X的結合表示X滾轉(圍繞X軸旋轉)。參照坐標測量機的X驅動機構示例性地示出了位移傳感器的上述布置。然而，該布置也可以或者可替代地應用于其它驅動機構，即Y驅動機構和/或Z驅動機構。根據(jù)本發(fā)明，應用這種設置允許改進坐標測量機的軸承/接頭中的低強度補償。圖6和圖7示出了類似于圖5的、具有傳感器組件的替代性實施方式和設計的線性X驅動機構2X的另外的正視圖。圖6中，傳感器組件IO1X的殼體通過由三個輪輻狀會聚的支柱構成的框架結構使三個位移傳感器％Χ、92Χ、93Χ剛性地互相連接。支柱可以由殷鋼或碳纖維材料組成或者包括殷鋼或碳纖維材料，從而允許位移傳感器％Χ、92Χ、93Χ相對于彼此具有高幾何穩(wěn)定性和不變的空間關系。圖7所示的傳感器組件IO1X的實施方式非常類似于圖6的實施方式，只是殼體被設計得略微不同。圖6和圖7所示的實施方式能夠使以下兩個問題之間的折衷最優(yōu)化，其中一個問題是，傳感器應該被盡可能遠離彼此地放置在滑架上以便增加感測滑架的位移的精確性，另一個問題是，傳感器應該被接近于彼此放置從而允許傳感元件之間的最佳幾何穩(wěn)定性(即從而精確地識別出傳感器相對于彼此的空間關系)。圖8示出了類似于圖5的、具有位移傳感器％X、92X、93X的替代性實施方式和布置方式的線性X驅動機構2X的另一正視圖。在所示的情況下，成圓形地示出的位移傳感器 91X>92X,93X再次被集成地構造為具有三個傳感元件9iX、92X、93X的一個預校準的傳感器組件/部件10X。類似地，位于X滑架的頂部上的位移傳感器也被集成地設計為一個具有兩個傳感器元件的組件。傳感器元件被示例性地設計為電容傳感器元件或光學傳感器元件。這種傳感元件可以允許容易地實現(xiàn)高靈敏性和精確性。如在上面更詳細地說明的，具有兩個或三個位移傳感器的預校準的集成式傳感器組件10的優(yōu)點尤其在于，它們可能對滑架本身的低強度不敏感，并且與單獨的位移傳感器的組裝相比，傳感器組件的組裝和校準會需要較少的工作。下面描述實現(xiàn)改良的動態(tài)性能的一個可行方案。為執(zhí)行誤差映射(即關于幾何誤差進行校準)，如現(xiàn)有技術中已知的，可將專用的校準測量設備裝配在機器上以便測量六自由度運動。然后機器運行以測量沿著每個軸的多個位置，其中對于每個測量點，將執(zhí)行線性直線度(沿朝向移動方向正交的兩個方向)、俯仰角、偏擺角以及滾轉角的檢測。對于每個軸均進行該程序，并且還測量軸之間的正交性。另外，根據(jù)本發(fā)明，對于每個校準位置，將位移傳感器的測量值加入到校準表。因此，在坐標測量機的隨后使用中，采用通過觀察所校準的位移傳感器值和實際的位移傳感器值之間的差獲得的誤差分量，以便補償實際的幾何誤差(該幾何誤差可能即是不可重復的誤差)。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的橋式坐標測量機1的側視圖。如在上面更詳細地說明的，X驅動機構2X和Y驅動機構2Y均包括具有若干個位移傳感器的兩個傳感器組件10iX、IO2X, IO1Y, 102Y，其中X驅動傳感器組件10iX、IO2X被放置在空氣軸承7J、72Y、73Y、74Y附近。Y驅動機構2Y中的位移傳感器的輸出被用于表示和確定圍繞Y軸的平移位移和旋轉位移。在所示的實施例中，存在三個位移傳感器，這三個位移傳感器測量門腳和測量工作臺的XY平面之間的距離。此外，存在測量腳和測量工作臺的TL平面之間的距離的兩個位移傳感器。然而，對于圖9所示的傳感器組件的設計和布置，可替代地，Y驅動機構2Y的傳感器組件也可以類似于圖5至圖8中所示和所說明的設計中的一個而進行設計。圖10和圖11分別示出了根據(jù)本發(fā)明的龍門式坐標測量機1的側視圖和正視圖， 其中位移傳感器被示例性地至少布置在線性χ驅動機構中。如圖所示，龍門式坐標測量機不具有Y/W軸和X軸之間的可動腿/腳(或者至少它們非常短)。X梁60由軸承7J、72Y直接(即不具有腳或僅具有非常短的腳)支撐以沿著Y梁50和W梁52沿Y方向移動，該Y梁50和W梁52由四個柱子M、56、58支承。如對于本領域技術人員來說本身公知的，柱子被剛性地安裝在測量工作臺62上。此外，在X驅動機構、Y/W驅動機構以及Z驅動機構中存在線性測量儀器》(、8Y(為了簡化僅示出在X驅動機構和Y/W驅動機構中的線性測量儀器)。根據(jù)本發(fā)明思想，因此可以利用如結合橋式坐標測量機在上面描述的位移傳感器來執(zhí)行X驅動、Y/W驅動以及Z驅動的可動部件和導向件之間的動態(tài)運動/幾何誤差的測量和補償。盡管部分地參照一些優(yōu)選實施方式在上面說明了本發(fā)明，但是必須理解，可以對實施方式的不同特征進行多種變更和結合。所有這些變更都落在所附的權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種用于確定待測物體(12)上的測量點(13)的至少一個空間坐標的坐標測量機 (1)，所述坐標測量機包括 靜止的基座(3)；眷探頭(6)，所述探頭能相對于所述基座C3)運動， 至少一個線性驅動機構、1 Ti, 21)，所述至少一個線性驅動機構用于提供所述探頭 (6)沿第一方向(X，Y，Z)相對于所述基座(3)的可動性； 所述線性驅動機構OX，2Y，2Z)具有 □沿所述第一方向(Χ，Υ，Ζ)的線性導向件(4Χ，4Υ)；□可動部件(5Χ，5Υ)，所述可動部件由軸承G1Xj2Xj3Xj4Xj1Yj2Yj3Yj4Y)支撐以沿著所述導向件(4Χ，4Υ)運動；以及□線性測量儀器(8Χ，8Υ)，所述線性測量儀器用于確定所述可動部件(5Χ，5Υ)沿所述第一方向(X，Y，Ζ)的第一驅動位置； 以及 計算單元(11)，所述計算單元用于至少根據(jù)所述第一驅動位置確定所述空間坐標； 其特征在于 所述線性驅動機構ΟΧ，2Υ，2Ζ)還至少包括預校準的第一集成式傳感器組件(IO1X, IO2X, IO1Y, IO2Y)，所述第一集成式傳感器組件具有至少兩個位移傳感器(％Χ，92X, 93X, 94X， 9而9義9不9不94￥，95幻，每個所述位移傳感器均被構造成用于測量沿與所述第一方向 (X，Y，Z)不平行的方向從所述可動部件(5X，5Y)到所述導向件GX，4Y)的距離，具體的是所述可動部件(5X，5Y)和所述導向件(4Χ，4Υ)的面對的表面GS1XdS2XjS1XjS2X)之間的支承距離，其中感測到的距離表示□所述可動部件(5Χ，5Υ)沿垂直于所述第一方向(Χ，Υ，Ζ)的方向從通常的支承位置移位的平移位移；和□所述可動部件(5Χ，5Υ)的旋轉位移； 其中，所述空間坐標由所述計算單元(11)進一步根據(jù)所表示的位移來確定。
2.根據(jù)權利要求1所述的坐標測量機(1)， 其特征在于所述位移傳感器(％X，92X, 93X, 94X, 95X, 9J,92Υ,93Υ,94Υ,95Υ)被構造為光學距離傳感器、電容距離傳感器或電感距離傳感器。
3.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于所述軸承G1Xj2Xj3Xj4Xj1Yj2Yj3Yj4Y)被構造為空氣軸承。
4.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于所述線性導向件(4Χ，4Υ)包括第一表面GS1X)和第二表面GS2X),所述第一表面和所述第二表面構成平行于所述第一方向(Χ，Υ，Ζ)的邊緣，其中，所述可動部件(5Χ，5Υ)具有與所述線性導向件GX，4Y)的兩個所述表面GS1X, 4S2X)相面對的第一表面(5SJ)和第二表面(5S2X)，具體地，其中相面對的第一表面GS1X, SS1X)之間和相面對的第二表面(4S2X，5S2X)之間具有氣墊。
5.根據(jù)權利要求4所述的坐標測量機(1)， 其特征在于所述第一集成式傳感器組件(Io1Xao2X)包括三個位移傳感器(AXj2Xj3Xj1Yj2Y, 93Υ)并且被布置在所述可動部件(5X，5Y)的所述第一表面(5SiX)上，以測量從所述可動部件(5X，5Y)的所述第一表面(5SiX)到所述導向件GX，4Y)的所述第一表面GS1X)的三個距離。
6.根據(jù)權利要求5所述的坐標測量機(1)， 其特征在于 在所述可動部件(5X，5Y)的所述第二表面(5S2X)上布置包括至少兩個位移傳感器 (94X，95X，94Y，95Y)的第二集成式傳感器組件(IO1Y, IO2Y)，以測量從所述可動部件(5X，5Y) 的所述第二表面(5 到所述導向件GX，4Y)的所述第二表面0 的兩個距離， 其中，由所述第一集成式傳感器組件(IO1XaO2X)和所述第二集成式傳感器組件 (IO1Y, IO2Y)的所述位移傳感器感測到的距離表示□所述可動部件(5X，5Y)沿兩個方向從通常的支承位置移位的兩個平移位移，這兩個方向中的一個方向垂直于所述可動部件(5Χ，5Υ)的所述第一表面，另一個方向垂直于所述可動部件(5Χ，5Υ)的所述第二表面；和□所述可動部件(5Χ，5Υ)繞三個軸的三個旋轉位移，這三個軸中的一個軸平行于所述第一方向，一個軸垂直于所述可動部件(5Χ，5Υ)的所述第一表面，一個軸垂直于所述可動部件(5Χ，5Υ)的所述第二表面， 其中，所述空間坐標進一步根據(jù)所述兩個平移位移和所述三個旋轉位移來確定。
7.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于至少所述第一集成式傳感器組件(Io1Xao2Xao1Yao2Y)包括共用殼體，該殼體用于以所述距離傳感器相對于彼此的精確已知的空間和幾何關系使所述距離傳感器剛性地連接在一起。
8.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于所述傳感器組件(Io1Xao2Xao1Yao2Y)的所述殼體包括由支柱構造成的框架結構， 具體地，其中所述殼體或所述框架結構可由殷鋼或碳纖維材料構成或者包括殷鋼或碳纖維材料，從而允許所述位移傳感器相對于彼此具有高幾何穩(wěn)定性和不變的空間關系。
9.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于所述傳感器組件(Io1Xao2Xao1Yao2Y)被構造成模塊而形成一個結合的部件，使得所述傳感器組件能夠整體地安裝于所述坐標測量機(ι)并能夠整體地從所述坐標測量機(ι) 移除。
10.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于所述坐標測量機(1)構造成用于確定所述測量點(13)的三個空間坐標并且包括 三個線性驅動機構(2Χ，2Υ，2Ζ)，這三個線性驅動機構用于提供所述探頭(6)沿所述第一方向(X)、第二方向(Y)以及第三方向(Z)相對于所述基座(3)的可動性， 每個線性驅動機構OX，2Y，2Z)具有□分別沿所述第一方向(X)、第二方向(Y)以及第三方向(Z)的線性導向件GX，4Y)； □可動部件(5X，5Y)，該可動部件(5Χ，5Υ)由軸承支撐以沿著所述導向件(4Χ，4Υ)運動；□線性測量儀器(8Χ，8Υ)，該線性測量儀器用于確定所述可動部件(5Χ，5Υ)分別沿所述第一方向(X)、第二方向(Y)以及第三方向(Z)的相應的第一驅動位置、第二驅動位置或第三驅動位置；以及□至少一個預校準的集成式傳感器組件(IO1X, IO2X, IO1Y, IO2Y)，該至少一個預校準的集成式傳感器組件包括至少兩個位移傳感器(％Χ，92X, 93X, 94X, 95X，9J, 92Y, 93Y, 94Y, 95Y)， 用于指示所述可動部件(5X，5Y)從通常的支承位置移位的至少一個平移位移和至少一個旋轉位移，具體地是兩個平移位移和三個旋轉位移； 其中，所述計算單元被設計成用于根據(jù)每個所述可動部件(5Χ，5Υ)的所述第一驅動位置、所述第二驅動位置以及所述第三驅動位置和所感測到的位移確定所述三個空間坐標。
11.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于根據(jù)下列類型中的一個設計所述坐標測量機(1)眷橋式， L橋式， 水平臂式， 懸臂式， 龍門式。
12.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的坐標測量機(1)， 其特征在于 在所述探頭(6)上布置接觸式探針或者非接觸式探針，所述接觸式探針具體的是掃描式探針或接觸觸發(fā)式探針，所述非接觸式探針具體的是光學探針、電容探針或電感探針， 和/或 所述基座(3)包括工作臺，該工作臺具有用于支承所述待測物體的花崗巖表面板。
13.一種補償根據(jù)權利要求1至12中的任一項所述的坐標測量機(1)中的誤差的方法，所述坐標測量機確定待測物體(1 上的測量點(1 的至少一個空間坐標，所述坐標測量機(1)具有 至少一個線性驅動機構(2X，2Y，2Z)，該至少一個線性驅動機構用于提供探頭(6)沿第一方向(Χ，Υ，Ζ)的可動性，該至少一個線性驅動機構具有 □沿所述第一方向(Χ，Υ，Ζ)的線性導向件(4Χ，4Υ)；□可動部件(5Χ，5Υ)，該可動部件由軸承支撐以沿著所述導向件(4Χ，4Υ)運動；以及 □線性測量儀器(8Χ，8Υ)，該線性測量儀器用于確定所述可動部件沿所述第一方向 (X，Y，Ζ)的第一驅動位置； 其特征在于 通過至少利用具有至少兩個位移傳感器(％X，92X, 93X, 94X, 95X, 9J, 92Y, 93Y, 94Y, 95Y) 的預校準的第一集成式傳感器組件(IO1X, Io2Xao1Yao2Y),來測量沿與所述第一方向⑴ 不平行的方向從所述可動部件(5X，5Y)到所述導向件(4Χ，4Υ)的至少兩個距離，這兩個距離具體的是所述可動部件(5Χ，5Υ)和所述導向件GX，4Y)的面對的表面之間的支承距離， 其中，所感測到的距離至少表示所述可動部件(5X，5Y)沿垂直于所述第一方向(Χ，Υ，Ζ)的方向從通常的支承位置移位的實際的平移位移以及所述可動部件(5Χ，5Υ)的旋轉位移；并且 通過至少利用所述可動部件(5Χ，5Υ)的所確定的實際位移來補償誤差，具體的是所述軸承中的低強度。
14. 一種利用坐標測量機(1)確定待測物體(1 上的測量點(1 的至少一個空間坐標的方法，該坐標測量機(1)具有 至少一個線性驅動機構(2X，2Y，2Z)，該至少一個線性驅動機構用于提供探頭(6)沿第一方向(Χ，Υ，Ζ)的可動性，該至少一個線性驅動機構具有 □沿所述第一方向(Χ，Υ，Ζ)的線性導向件(4Χ，4Υ)；□可動部件(5Χ，5Υ)，該可動部件由軸承支撐以沿著所述導向件(4Χ，4Υ)運動；以及 □線性測量儀器(8Χ，8Υ)，該線性測量儀器用于確定所述可動部件沿所述第一方向 (X，Y，Ζ)的第一驅動位置；其中，至少根據(jù)所述第一驅動位置來確定所述空間坐標，并且其中通過根據(jù)權利要求 13所述的方法補償誤差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種坐標測量機(1)，其包括靜止的基座(3)、探頭(6)和用于沿第一方向運動的至少一個線性驅動機構(2X，2Y，2Z)，該線性驅動機構具有線性導向件(4X，4Y)和可動部件(5X，5Y)，該可動部件由軸承(71X，72X，73X，74X，71Y，72Y，73Y，74Y)支撐以沿著導向件運動。線性驅動機構(2X，2Y，2Z)至少還包括具有至少兩個位移傳感器(91X，92X，93X，94X，95X，91Y，92Y，93Y，94Y，95Y)的預校準的第一集成式傳感器組件(101X，102X，101Y，102Y)，每個位移傳感器均用于測量沿與第一方向(X，Y，Z)不平行的方向從可動部件(5X，5Y)到導向件(4X，4Y)的距離，其中感測到的距離表示可動部件(5X，5Y)沿垂直于第一方向(X，Y，Z)的方向從通常的支承位置移位的平移位移以及可動部件(5X，5Y)的旋轉位移。
文檔編號G01B21/04GK102317737SQ201080007441
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權日2009年2月11日
發(fā)明者克努特·西爾克斯, 波·佩特爾松 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司