用于测量坐标的手动可编程的机动化机器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于测量坐标的手动可编程的机动化机器，其具有：设有测量探头的测量头；一个或若干个测量轴；一个或若干个致动器，被设计成使测量头沿测量轴移位；一个或若干个编码器，被设计成用于供应待测零件的一个或若干个测量坐标；用于控制一个或者多个致动器的控制单元，其中机动化机器包括至少一个编程模式和一个测量模式，并且机动化机器还具有部分或完全地使得致动器分离的装置并允许测量头在至少一个编程模式的情况下能够由操作员通过在测量头上的手动动作进行移位。该机动化机器具有将手动机器上的编程优点与机动化机器的控制能力相结合的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

用于测量坐标的手动可编程的机动化机器本申请要求2009年9月7日提交的瑞士专利申请CH-09/1382的优先权。
本技术涉及一种配设有测量探头的坐标测量机器(CMM)或计算机数控(CNC) 机器，并且具体涉及设有快速和直观的编程接口的坐标测量机器，以及使用这种机器对测量程序进行编程的方法。
技术介绍
人们已知如何使用设有活动头和测量探头的坐标测量机器(也称CMM)来测量加工工具或任何物体的表面的一系列坐标。特别是人们已知带有具有三个线性正交轴线的移动桥架的坐标测量机器，或者还有带有铰接臂的机器，其中测量探头被紧固在带有若干个旋转轴线的铰接臂的末端，或者还有结合了线性轴线和旋转轴线的机器。CMM—般具有编码器，这些编码器能够确定测量头沿每个独立的轴线在指定瞬时的位置，并且借助适当的校准获得所测点的坐标。该测量探头可以是触发器触头(trigger feeler)，带有设有设计成接触待测零件的红宝石球体的触针，或者也可以是例如光学探头的非接触式探头。人们还可以区分手动测量机器，其中探头由操作员手动移动，并且机动化测量机器能够进行例如由操作员利用适当的远程控制装置或根据预定程序确定的自动运动。机动化测量机器有利地用于对多个相似或名义上一样的零件的尺寸进行控制。这种情况下，预先制定测量程序并以在每个零件上始终一样的方式执行。形成此类程序比较耗时且并不真正适合小型系列。另一方面，手动测量机器优选用于特殊测量或用于测量不便为其制定专用测量程序的少量零件。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种不存在已知设备的局限性的测量机器。本技术的另一目的是提供一种带有简化和直观的编程接口的测量机器，其将手动机器上的编程优点与机动化机器的控制能力相结合。本技术的目的通过以下技术方案得以实现本技术的一个技术方案提供了一种用于测量坐标的手动可编程的机动化机器，具有设有测量探头的测量头；一个或若干个测量轴；一个或若干个致动器，被设计成使测量头沿测量轴移位；一个或若干个编码器，被设计成用于供应待测零件的一个或若干个测量坐标；用于控制一个或者多个致动器的控制单元，其中机动化机器包括至少一个编程模式和一个测量模式，并且机动化机器还具有部分或完全地使得致动器分离的装置并允许测量头在至少一个编程模式的情况下能够由操作员通过在测量头上的手动动作进行移位。3根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中机动化机器具有用于改变扭矩、由控制单元控制、被设计成用于改变在致动器之间传输的扭矩的设备。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中改变扭矩的设备是摩擦离合器。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中测量头是多向的，机器具有设计成修改测量头的定向并由控制单元控制的角度致动器，以及与控制单元相连并供应测量头的定向方面信息的角度编码器。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器，其中控制单元被设计成用于在编程模式期间根据操作员在测量头上或测量探头上或传感器上的手动动作控制致动器。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中机动化机器在编程模式下的运动所需的机械动力由操作员手动施加。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中机动化机器在编程模式下的运动所需的机械动力部分或完全由致动器供应。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中在编程模式下维持机动化机器的位置所需的机械动力由致动器供应。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中机动化机器在致动器的传动系统中具有力和/或扭矩传感器。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中机动化机器具有感测操作员的手动动作的一个或若干个接口元件。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中机动化机器具有至少一个用于输入指令、设计成用于对过渡点或特殊操作点进行编程的装置。根据本技术上述技术方案提供的用于测量坐标的手动可编程的机动化机器， 其中机动化机器具有至少一个编程模式和一个测量模式，模式切换通过操作员在指令输入装置或测量头上的动作启动。附图说明本技术实施例的实例在结合附图进行的描述中指出，在附图中图1图解地示出带有移动桥架的测量机器；图2图解地示出本技术一方面的坐标测量机器的结构；图3、图4和图5图解地示出本技术变型实施例的坐标测量机器的结构。具体实施方式图1示出带有移动桥架的常规类型的坐标测量机器。待测的零件定位在工作台20 上。桥架40沿水平轴线Y相对于工作台20移动，并且托架50能够沿水平轴线X在桥架的横向滑座(cross slide)上滑动，同时测量头60能够沿竖向轴线Z移动以便能够将测量头定位在CMM的三维测量空间中的任何位置。测量头使得可以将触头定向在预定方向上，从而能够实现相对于待测表面的更大的接触灵敏度。桥架40、托架50和测量头60沿轴XYZ 的运动借助于位置编码器(此图中不可见)被控制单元120读取，该控制单元120能够重现测量头的坐标XYZ。后者的定向和接近方向随后使得能够确定通过触头150的末端IM 测出的与零件200的接触点。测量头能够被分别手动定向成机动化的，控制单元从预先确定或由多向头的编码器供应的角度数据计算接触点的位置。在机动化机器的情形中，沿轴XYZ的位移由例如电马达的马达根据记录在控制单元120中的程序执行，或在输入位移指令或由操作员例如借助键盘123或另一输入设备实时控制之后执行。以下描述中使用根据桥架结构包括三个线性轴线的图1的CMM。但是，必须强调的是此结构仅用来为所提出的实施例提供具体的基础，而且它并不构成本技术的限制或必不可少的特征，其也能适用于具有其它轴线构造、特别是具有更大或更小数量的线性轴线的机器，以及具有一个或若干个旋转轴线的CMM。本技术还能适用于设有其它类型探头(诸如例如扫描探头、光学探头或激光探头，或具有电感或电容传感器的探头)的测量机器。本技术还能适用于诸如例如在具有活动或旋转的工作台的CMM中结合待测的零件的位移和测量传感器的位移的机器。图2图解地示出本技术一方面的坐标测量机器的驱动和控制系统。测量探头150通过三个驱动元件170x、170y、170z沿三个轴线X、Y、Z移位(display)，这三个驱动元件由通过控制单元120控制的、也被称为致动器的三个马达13h、132y、13h驱动。编码器136x、136y、136z读取元件170x、170y、170z的位置并且将它们供应给控制单元120。其它元件(诸如例如开关、按钮或模拟或触发传感器)能够将事件信息供应给控制单元。在本技术的框架内，可以采用任何适当的能够确保马达的旋转运动被转换成驱动元件170X、170y、170z的平移运动的系统。例如，能够使用例如缆线或带的柔性传输元件，或甚至螺旋连接型螺母或滚珠丝杠。也可使用直接产生平移运动的线性马达，例如线性电马达或压电或超声波马达。一般而言，不建议且通常也不本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于测量坐标的手动可编程的机动化机器，具有：设有测量探头的测量头；一个或若干个测量轴；一个或若干个致动器，被设计成使所述测量头沿所述测量轴移位；一个或若干个编码器，被设计成用于供应待测零件的一个或若干个测量坐标；用于控制所述一个或者多个致动器的控制单元，其特征在于：所述机动化机器包括至少一个编程模式和一个测量模式，并且所述机动化机器还具有部分或完全地使得所述致动器分离的装置并允许所述测量头在所述至少一个编程模式的情况下能够由操作员通过在所述测量头上的手动动作进行移位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·约迪尔，
申请(专利权)人：特莎有限公司，
类型：实用新型
国别省市：CH