差信息，所述三角形誤差信息提供與所述接觸式測頭的相應接觸方向有關的誤差值。
[0034]根據本發(fā)明，利用所提供的接觸式測頭對要測量的所述物體處的所述期望的測量點執(zhí)行的測量借助于以下步驟來補償:向限定的測量方向分配對應的接觸方向，所述測量方向按照所述接觸式測頭接近所述物體的方向來限定，并且考慮與所分配的接觸方向有關的誤差值。
[0035]具體來說，所述測量可以利用與所分配的接觸方向有關的誤差值來補償。
[0036]在本發(fā)明背景下，接觸式測頭應理解為使能通過接觸相應物體來測量該物體或工件處的期望點的任何種類的測頭。這種接觸式測頭可以通過根據現有技術已知的接觸觸發(fā)式測頭或掃描測頭來實現。
[0037]用語“接觸方向”和“測量方向”在本申請內被用于區(qū)分在可感測或必需的情況下的這些方向?！敖佑|方向”主要涉及直接分配給接觸式測頭本身的方向，并且涉及導出三角形誤差的方法，即，例如，在二維(χ-γ平面)中提供三角形函數，而且接觸方向涉及接觸式測頭關于該平面的移動。與此相反，“測量方向”還可能是還包括Z方向上的一部分的方向，而且通過使用與僅關于測量方向的X和Y部分對應的接觸方向有關的三角形函數，根據該方向的測量的補償也將是可能的。由此，用于補償的接觸方向不必需要完全對應于測量方向，其中，對出現的測量誤差仍然較好的補償可以是可能的。而且，測量方向可以分別與接觸物體處的測量點的方向(如果期望接觸點對應于真實接觸點)或接觸物體的方向相同。
[0038]在該背景下，還要理解的是，根據所使用的測量方向和給定的三角形誤差信息的種類(尺寸)，特定接觸方向可以與特定測量方向相同。
[0039]利用三角形效應的分析模型的精確取向(即，三角形函數或三角形誤差信息，具體來說，三維的)，基于三角形信息，所有測量都可以正確且個別地精確補償。
[0040]概括地講，本發(fā)明允許將入門級接觸觸發(fā)式測頭的準確度改進為接近更高級且更昂貴版本級別的準確度。
[0041]即使對三角形效應的補償總是對測量的準確度具有正面影響，當使用較長探針或星形探針時，所述效應甚至更強。
[0042]具體來說，所述方法利用以下更多指定步驟來執(zhí)行:根據所述期望的測量點，沿所限定的測量方向使用所述接觸式測頭接觸要測量的所述物體，其中，確定所述期望的測量點的位置坐標，并且將對應的接觸方向分配給所述測量方向(即，關于與所述測量方向最佳對應的所述接觸式測頭的接觸方向，例如，X方向和Y方向，與所述接觸式測頭的移動方向相同)，特別是其中，所述接觸方向基本上對應于所述測量方向。另外，標識特定的誤差值，所述特定的誤差值與所分配的接觸方向相關，并且基于所標識的誤差值來補償所述測量點的測量的位置坐標。
[0043]誤差值的補償可以通過應用基于所分配的誤差值來提供處理和調節(jié)測量數據的算法來執(zhí)行。
[0044]根據本發(fā)明的實施方式，所述參照點以參照所述參照體的二維或三維分布來設置。所述參照體處的要測量點的密度和空間分布例如可以根據給定的測量需求來選擇。一般來說，為了導出三角形誤差而限定并測量的參照點越多，則可導出的三角形函數就更精確，并且可對測量執(zhí)行更準確的補償。
[0045]在該背景下，具體來說，可以關于所述參照點的所述三維分布導出所述三角形誤差信息，其中，所述三角形誤差信息提供了所述接觸式測頭的三維誤差分布，所述誤差分布表示與相應的接觸方向有關的相應誤差值?？梢曰谒鋈切握`差信息并且根據所述測量點的所述相應測量方向來補償所述測量點的所述測量，其中，將接觸方向分配給所述測量方向。
[0046]所述三維誤差分布可通過所述三角形誤差(三角形誤差信息，參見圖4)的計算出的模型來表示，該模型提供了與所述接觸式測頭的所述測頭尖端的球形形狀相關的任何球面方向的相應誤差。因此，可使任何測量方向與對應球面方向關聯并加以補償。
[0047]因而，由于所述誤差信息可用于三個坐標方向X、Y和Ζ，因而可以基于所述誤差模型來補償由CMM提供的任何測量方向。
[0048]在優(yōu)選實施方式中，可以在赤道附近(三角形效應通常在那里較強)以較高的密度在完整球體或半球體上進行測量。與已知分析三角形函數的最佳擬合可以確保合適3D誤差?目息的最佳可能取向提取和生成。
[0049]三角形效應的精確模型化、標識以及定位允許在所有測量方向上對其補償。使用數學三角形模型僅允許測量有限數量的點來取向和定標所述模型。還允許導出針對所有方向的補償，而不必針對每一個使用的方向采取參照測量。這大大縮短了校準時間。
[0050]下面，參照本發(fā)明另一實施方式，針對所述三角形誤差信息在誤差值關于它們的相關接觸方向的量級方面進行分析，并且導出至少一個低誤差區(qū)和至少一個高誤差區(qū)，所述至少一個低誤差區(qū)具有相應接觸方向的較低量級的至少一個誤差值，而所述至少一個高誤差區(qū)具有相應接觸方向的較高量級的至少一個誤差值。換句話說，根據哪個相關的三角形誤差較低(例如，接近于零)和/或較高(例如，接近于誤差量級的最大值)(如果利用對應測量方向進行測量)，在接觸方向方面對所述三角形函數(2D或3D)進行分析。該信息可被用于測量的預先補償。
[0051]根據一個實施方式，為了測量所述期望測量點，根據與包括所述較低量級的誤差值的接觸方向相對應的限定的測量方向，利用所述接觸式測頭來接觸所述要測量的物體。通過如此來規(guī)劃測量，與測量相關的誤差非常低甚或沒有由于三角形導致的誤差，這導致了更精確的測量(預先補償)。
[0052]當例如測量鉆孔時，測量點的精確位置通常不指定，而且僅適于采用三角形效應較小的點，即，測量方向涉及小的誤差。這樣，所測量直徑將更加準確。
[0053]由此，當測量鉆孔時，對測量點的適合選擇使得受到三角形效應的影響最小，這改進了得到的準確度。
[0054]而且，在根據導出的三角形誤差信息設置測量點的背景下，零件程序可以生成和/或調節(jié)，所述零件程序限定了針對該物體(要測量的零件)的測量處理，使得所述期望的測量點按照如下方式限定，即，根據與所述至少一個低誤差區(qū)的接觸方向相對應的測量方向來測量所述期望測量點。
[0055]根據本發(fā)明的另一實施方式，利用所述接觸式測頭補償或預先補償測量通過以下步驟來執(zhí)行:通過相對于由坐標測量機限定的坐標系統(tǒng)(物理地)對準觸摸式測頭，將對應接觸方向分配給限定的測量方向，使得第一主機器軸(例如，X軸或Υ軸)的方向對應于具有較低的(特別是最小的)誤差值的接觸方向。
[0056]根據更特定的實施方式，通過以下步驟將對應的接觸方向分配給限定的測量方向:相對于由坐標測量機限定的坐標系統(tǒng)對準所述接觸式測頭，使得至少第一和第二主機器軸(X軸或Υ軸)的方向對應于包括較低的(特別是最小的)平均誤差值的接觸方向。換句話說，在X方向和Υ方向上得到的誤差被最小化。
[0057]由于在CMM上的大部分測量是沿X和Υ軸進行的，因此相應地物理對準所述測頭以便確保在X方向和Y方向中的一個或兩個方向上具有最小的三角形效應是有意義的。通過這樣的對準，CMM的總體測量質量將顯著提高。
[0058]—般來說，限定零件程序或測量規(guī)劃，所述零件程序或測量規(guī)劃限定了物體上的測量點(即，那些點的位置)和移動所述接觸式測頭以接近測量點的路徑。因此，這種規(guī)劃還限定了這種點被接觸的測量方向。
[0059]具體來說，要測量的物體的(數字)模型設置有預先限定的測量點，其中，所述模型提供了有關所述物體的期望形狀和期望尺寸的信息，并且根據所述模型的所述預先限定的測量點，沿限定的測量方向利用所述接觸式測頭接觸所述物體。
[0060]為了應用上述三角形補償，必須獲知接觸所述物體的真實接觸點和對應測量方向。只要按照限定好的位置和取向將所述物體設置在所述CMM處，真實接觸點就和按照零件程序限定的測量點相同。另外，即，如果所述物體的位置和/或取向不同于期望值，則真實接觸點也可以不同于規(guī)劃的測量點。
[0061]因此，在補償三角形誤差的背景下，提供了一種根據本發(fā)明的用于確定真實接觸點的方法。所述物體根據所述物體表面處的至少兩個不同測量點來測量，其中，所述表面的期望尺寸被預先獲知。而且，根據相應測量方向(例如，根據零件程序)確定所述接觸點的預期位置坐標，并且基于所述表面的預先獲知的尺寸并基于所確定的所述預期位置坐標導出最佳擬合函數，所述最佳擬合函數表示所述物體的所述表面。另外，基于所述最佳擬合函數和所述接觸式測頭的測頭尖端的預先獲知的形狀和尺寸，計算所述至少兩個不同測量點的真實接觸點。
[0062]如下利用圖7示出并且描述的，因所述物體的被驅動的測量方向和位置而必須考慮精確接觸點。因而，當測量所述物體處的平面時，只要獲知了所述特征(物體)的精確位置，就必須再次計算所述接觸點。毫無疑問，這同樣應用于所有類型的物體，尤其是球體、圓柱體和錐體。
[0063]對真實接觸點的精確確定減小了測量誤差，尤其是在所述特征不在預期的地方時。在某些應用中，所述特征的精確位置不是十分關鍵，而是其形狀是最大關注。在那些情況下，如果所述測量結果受到不準確的特征定位的負面影響，則十分不利。這例如是這樣的情況，即，在航空工業(yè)中，在查看用于螺栓的鉆孔時:它們的直徑和圓度需要非常準確以確保質量機械連接，但它們的定位不太關鍵。
[0064]具體來說，所述參照球體上的測量非常關鍵，因為它們的結果將影響所有其它隨后的測量，這是因為每次都使用探針的半徑。在該背景下，真實接觸點的確定允許參照球(體)直徑和位