置的新的計算，這再次請求精確參照點的新的計算。這可以變?yōu)閰R聚仍然非?？斓牡幚?，因為所有測量在第一階段已經(jīng)非常準(zhǔn)確。這里，范圍在25毫米內(nèi)的測量的微米級誤差是典型的，意指1比大于10000的關(guān)系。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，將計算出的真實接觸點限定為測量點，并且基于與所述真實接觸點有關(guān)的所述測量方向和所述三角形誤差信息，向所限定的測量點的相應(yīng)測量應(yīng)用補償。
[0066]理論上，圖la所示的機械設(shè)計僅具有唯一的位置，該位置是穩(wěn)定的，可以具有六個接觸點，封鎖全部六個自由度。在觸發(fā)后，這種機構(gòu)被精確地假定成返回至其唯一的靜止位置。然而，事實上，由于對亞微米級準(zhǔn)確度的需要，并且由于表面剛性不是無限的并且由于潤滑也不是完美的，最終靜止位置通常還取決于前一測量的方向(所謂記憶效應(yīng))。為進(jìn)一步改進(jìn)測量結(jié)果，在每一個位置(即，針對同一測量點)都應(yīng)當(dāng)取兩個點，具有相同速度矢量，但應(yīng)當(dāng)僅使用第二測量點。還可以校準(zhǔn)和補償記憶效應(yīng)，針對來自所有其它可能取向的每一個取向?qū)ζ溥M(jìn)行測量。
[0067]最后，當(dāng)測量時間不關(guān)鍵時，所有測量都應(yīng)當(dāng)是雙重的，并且僅應(yīng)考慮第二點來完全抵消記憶效應(yīng)。
[0068]據(jù)此，具體來說，利用所述接觸式測頭根據(jù)所述期望測量點在限定的測量方向上接觸要測量的物體兩次，或者根據(jù)所述參照點中的一個參照點在所述接觸方向上接觸所述參照體兩次，具體來說，按順序接觸兩次，并且對應(yīng)地確定所述(同一)期望測量點或者所述參照點中的所述一個參照點的第一位置坐標(biāo)和至少第二位置坐標(biāo)。而且，通過比較所述第一位置坐標(biāo)和所述至少第二位置坐標(biāo)，確定限定的測量方向或者接觸方向的記憶效應(yīng)?；谒鲇洃浶?yīng)，補償所述期望測量點的測量。具體來說，所述至少第二位置坐標(biāo)被提供為得到的測量數(shù)據(jù)和/或供進(jìn)一步處理。所述測量點或參照點的所述第一位置坐標(biāo)可以放棄。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的另一些實施方式，所述參照體被具體實施為半球體、球體或多面體，和/或所述接觸式測頭包括用于接觸要測量的物體的球形測頭尖端，并且參照體和要測量的物體被所述測頭尖端接觸。
[0070]因為同一種物理不完整性，所以還使得有意義的是，利用具有多面體人造制品(主體)的平坦表面而不是用傳統(tǒng)的參照球體來確定分析三角形模型取向是有道理的。這也合乎邏輯，因為大部分要測量表面是平坦的，而參照球體上的參照表面全部是彎曲的。探針與所述表面之間的摩擦以及所得到的精確探針行為受到表面類型影響。
[0071]在此針對接觸觸發(fā)式測頭給出的所有解釋完全可以應(yīng)用至所有其它種類的測頭，例如，掃描測頭。在該情況下，由于機械構(gòu)造很不相同，因而導(dǎo)出三角形誤差的分析模型需要相應(yīng)地調(diào)節(jié)。
[0072]在某些情況下，所述CMM的探測誤差貢獻(xiàn)可以根據(jù)參照球體被測量的位置而改變。例如，在橋型機中，Z軸的彎曲在靠近花崗巖進(jìn)行測量(最大Z軸彎曲)時與在靠近測量空間的頂部上的X軸梁(最小Z軸彎曲)收集時完全不同。在這種情況下，可以將幾個分析模型用于該測量空間中的不同位置，而且在模型之間的用于位于模型之間的測量的內(nèi)插甚至可以是有利的，例如有利于導(dǎo)出提供接觸式測頭和相應(yīng)的CMM的全局三角形行為的模型。
[0073]在所提及的方法中，由于所有其它的力顯著較高，因而重力未扮演重要角色，但是，當(dāng)例如考慮掃描測頭(一種類型的接觸式測頭)時，必須考慮重力。例如，當(dāng)掃描測頭被用在測頭座上時，掃描測頭的影響同樣根據(jù)測頭取向而改變。還顯見的是，因為機械設(shè)計很不相同，所述掃描測頭的機械模型與接觸觸發(fā)式測頭不相同，但上述所有的點也適用。
[0074]關(guān)于重力補償?shù)牧硪贿壿嫴襟E是使用動態(tài)模型，動態(tài)模型顯見地加速度相關(guān)的。這里，可以另外補償彎曲、扭轉(zhuǎn)或所有其它種類的變形。
[0075]由此，根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，使用根據(jù)所述參照體在所述測量空間中的位置和/或根據(jù)所述接觸式測頭的設(shè)計和/或根據(jù)所述坐標(biāo)測量機的動態(tài)行為(特別取決于CMM的設(shè)計)的特定模型，導(dǎo)出所述三角形誤差信息，所述模型提供因機器參數(shù)和/或測頭參數(shù)所造成的特殊誤差貢獻(xiàn)和補償。這樣，例如，CMM關(guān)于所述參照體的特殊位置的彎曲行為可以被考慮用于導(dǎo)出所述三角形誤差。而且，因所述接觸式測頭的給定尺寸、取向和/或質(zhì)量而造成的重力影響和因移動所述接觸式測頭或任何CMM組件而出現(xiàn)的動態(tài)力可以加以考慮并補償。
[0076]本發(fā)明還涉及一種坐標(biāo)測量機，該坐標(biāo)測量機包括:基部；具有接觸式測頭的測頭座；機器結(jié)構(gòu)，該機器結(jié)構(gòu)具有用于將所述測頭座鏈接至所述基部的結(jié)構(gòu)性組件，特別是門機(portal machine)結(jié)構(gòu))；至少一個驅(qū)動機構(gòu)，其用于提供所述測頭座相對于所述基部的移動性；以及控制單元，其適于控制所述接觸式測頭的移動。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了包括補償功能的處理單元，所述補償功能被實現(xiàn)成使得利用所述接觸式測頭對要測量的物體處的期望的測量點執(zhí)行的測量在執(zhí)行所述補償功能時并且基于借助于以下步驟提供的三角形誤差信息來加以補償:向限定的測量方向分配所述三角形誤差信息的對應(yīng)接觸方向，所述測量方向按照利用所述接觸式測頭接近所述物體的測量點的方向來限定；以及根據(jù)所述三角形誤差信息考慮與所分配的接觸方向有關(guān)的誤差值。
[0077]具體來說，所述補償功能被實現(xiàn)為使得如上所述方法可利用所述CMM來執(zhí)行。
[0078]本發(fā)明涉及具有接觸式測頭并且使用該測頭對點進(jìn)行測量的所有類型的坐標(biāo)測量機，即，涉及被設(shè)計為并行運動學(xué)機械的CMM和具有直線或串行運動學(xué)的CMM。示例性地，所述CMM可以被設(shè)計為橋型、L橋型、水平臂型、懸臂型或臺架型機械，或者可以被設(shè)計為關(guān)節(jié)臂。
[0079]每一種坐標(biāo)測量機都限定特定的測量空間，所述測量空間對應(yīng)于可以在其內(nèi)測量物體的空間。換句話說，所述測量空間對應(yīng)于在其內(nèi)部可到達(dá)以利用所述CMM的測量傳感器(例如，接觸式測頭)來測量的每一個點的區(qū)域或地帶。
[0080]本發(fā)明還涉及一種具有計算機可執(zhí)行指令的計算機程序產(chǎn)品，該計算機可執(zhí)行指令被實現(xiàn)用于執(zhí)行和處理以下步驟:根據(jù)上述方法(或本方法的實施方式)，具體來說，當(dāng)在所提及的坐標(biāo)測量機的處理單元上運行時，接收所述三角形誤差信息，并且補償要利用所述接觸式測頭對要測量的物體處的期望測量點執(zhí)行的測量的測量數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0081 ] 下面，參照附圖中示意性地示出的可行示例，完全通過示例的方式，對根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)進(jìn)行更詳細(xì)描述或說明。具體地，
[0082]圖la和圖lb示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接觸觸發(fā)式測頭和與該測頭有關(guān)的三角形誤差分布(如上所述)；
[0083]圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的由于考慮的接觸點與真實接觸點之間的不一致而出現(xiàn)的誤差(如上所述)；
[0084]圖3示出了利用接觸式測頭對參照球的赤道處的多個縱向角測量的結(jié)果；
[0085]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的通過在不同瑋度對參照球體或半球體進(jìn)行測量而導(dǎo)出的三角形函數(shù)；
[0086]圖5示出了基于沿參照球體的赤道的測量而導(dǎo)出的接觸觸發(fā)式測頭的三角形函數(shù)；
[0087]圖6示出了與CMM的坐標(biāo)系相對地對接觸式測頭的三角形誤差重新定向；
[0088]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的用于通過接觸形狀已知的工件的表面來標(biāo)識接觸式測頭的真實接觸點的方法；以及
[0089]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的龍門式坐標(biāo)測量機(CMM)的示例性實施方式。
【具體實施方式】
[0090]圖3示出了利用接觸式測頭對參照球的赤道處的多個縱向角測量的結(jié)果。這些角表示相應(yīng)的接觸方向，接觸式測頭根據(jù)這些角來接近并最終接觸到參照球體。該結(jié)果示出了該參照球體的與相應(yīng)接觸方向有關(guān)的測量直徑(dsphCTJ。
[0091]從圖3可以看出，所述測量包括有關(guān)接觸式測頭的三角形行為的典型形狀，S卩，由于測頭中的三個感測單元，在測量曲線中存在三個局部最小值，在此近似地位于0°、120°以及240°。在那些最小值之間，球體的測得直徑與最小值的差異最大達(dá)5 μπι或6 μπι。
[0092]測量值還表示接觸式測頭的三角形誤差ed，其對應(yīng)于測量值的差。
[0093]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，球體的直徑通過對沿參照球體的赤道測量的尺寸值求平均來限定。該球體被假定為理想球體?；谶@樣限定的球體直徑，計算測頭尖端的直徑，和/或?qū)С鲇糜跍y量橫向方向的總觸發(fā)點。換句話說，不存在有關(guān)根據(jù)特定接觸方向的相應(yīng)觸發(fā)誤差的區(qū)別。
[0094]本發(fā)明的構(gòu)思涉及更精確地考慮用于測量物體處的期望測量點而出現(xiàn)的三角形誤差。這種更準(zhǔn)確的測量誤差補償利用測得的三角形函數(shù)(圖3)來實現(xiàn)，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，不在整個球周長上應(yīng)用任何求平均，而是另外利用與接觸期望測量點的實際方向有關(guān)的信息。
[0095]通常，為了測量和驗證工件的尺寸和形狀，存在由測量程序(零件程序)針對相應(yīng)工件提供的良好限定的多個測量點，所述測量點例如被分配到工件的關(guān)鍵部分(例如，鉆孔)。這還意指預(yù)先獲知標(biāo)稱尺寸并且通過坐標(biāo)測量來驗證。該測量程序還限定了測量傳感器(例如，接觸觸發(fā)式測頭或掃描測頭)移動的路徑。由此，該測頭相對于物體表面的期望移動方向(用于測量期望測量點)已知，下面將該移動方向稱作測量方向。這些先決條件特別是在利用機動CMM并且運行基本上(完全)自動化的測量程序時給出。而且，在主要手動執(zhí)行期望測量點的測量的情況下(即，CMM不是機動的，而是例如被具體實施為關(guān)節(jié)臂CMM)，該測量方向被假定成基本上垂直于物體的表面。
[0096]基于上述可用信息，通過利用