專利名稱：對具有鉸接探頭的坐標測量儀進行誤差補償的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對鉸接探頭的測量誤差進行補償的方法，所述鉸接探頭可安裝在諸如坐標測量儀(CMM)(包括諸如三角架(tripod)和六角架(hexapod)這樣的平行儀器)這樣的坐標定位裝置上，以及機床、手動坐標測量臂、例如工作檢查機器人的機器人和單軸儀器上。
背景技術：
生產出工件后，在諸如坐標測量儀(CMM)這樣的坐標定位裝置上對其進行檢查是通常慣例，所述坐標測量儀具有安裝有探針的可移動臂件，探針能夠在儀器的工作容積范圍內在三個正交方向X、Y、Z上受到驅動。
探針的加速度造成坐標測量儀的動態(tài)偏差，這又造成測量誤差。以低加速度進行測量可減少這些測量誤差。然而隨著生產率需要的增加，要求CMM具有較高的生產能力和較高的檢查速度。隨著檢查速度的提高，探針在測量過程中具有較高的加速度，并導致系統(tǒng)具有較大的動態(tài)結構偏差。這就造成探針在X、Y、Z方向上的幾何位置讀數不準。
我方早期專利US 4,333,238公開了一種對由于探針加速度造成坐標測量儀的偏差進行糾正的方法，它通過利用受探針速度變化影響的所述結構上的檢測參數，例如加速計，從而確定產生測量信號時所述結構(CMM)的動態(tài)偏差。因而測量輸出可根據該儀器偏差而進行調節(jié)。
美國專利No.4,991,304公開了另一種糾正動態(tài)偏差的方法，其中，利用坐標測量儀上的探針對一連串標稱相同的工件進行測量。以低速對第一工件進行第一次探測，并以高速進行第二次探測。根據高速測量和低速測量之間的差值計算出誤差值系列。利用這些誤差值對在后續(xù)工件上進行的隨后的高速測量進行糾正。
以上兩種現有技術方法允許對工件進行高速測量，但其存在上限值，如果超過該上限值，則它們變得無法令人滿意。這可能是由于CMM在高加速度時變得不一致和/或不穩(wěn)定，或者是儀器不能獲得所需的加速度。
通過使用安裝在坐標測量儀上的高帶寬設備，便能夠克服上述限制。
美國專利No.5,189,806中公開了這樣一種高帶寬設備，該專利敘述了一種能夠對具有兩個自由度的探針進行定向的鉸接探頭，從而該探針能夠用于掃描工件表面這樣的操作中。
總體而言，這樣的探針包括具有相對固定的支座和旋轉部件的旋轉驅動機構，并在該旋轉驅動機構上安裝有表面檢測設備，該旋轉驅動機構可相對于支座圍繞探頭的軸線進行旋轉。由馬達為該旋轉部件的旋轉提供動力。并且，由馬達產生并作用到旋轉部件上的扭矩造成大小相同且相反的反扭矩，該反扭矩施加在固定支座上，進而作用到支座上。
該反扭矩能夠使系統(tǒng)發(fā)生旋轉，尤其是能夠使安裝有探頭的坐標定位儀的可動臂件發(fā)生轉動，導致儀器產生的測量值具有誤差。
諸如鉸接探頭這樣的高帶寬裝置具有這樣的優(yōu)點，即其能夠以高速對單獨特征(feature)進行測量，從而降低坐標測量儀所需的加速度。然而，該裝置具有慣性，在以高速進行加速時，必須反向施加作用力或動量，以避免測量誤差。
國際專利申請No.WO01/57473公開了一種鉸接探頭，其中，通過在軸承上安裝馬達定子，使其反向于轉子的旋轉而發(fā)生旋轉，從而對至少一個馬達進行慣性平衡。將旋轉定子(spinning stator)連接到接地馬達(earth motor)另一后部的線圈組上，從而對旋轉定子(spinning stator)的速度進行控制。這種對鉸接探頭進行慣性平衡的方法具有這樣的缺點，即其增加了鉸接探頭的質量、復雜度和成本，而僅僅補償了動態(tài)扭矩誤差。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種對使用坐標定位裝置得出的測量值進行誤差補償的方法，所述坐標定位裝置包括具有表面檢測設備的鉸接探頭，其中，所述表面檢測設備在測量過程中圍繞所述鉸接探頭的至少一個軸線進行旋轉，所述方法包括下列步驟，所述步驟能夠以任何適當的順序排列(a)確定所述裝置的整體或其部分的剛度；(b)確定在任一特定時刻的負載或與所述鉸接探頭施加的負載相關的一個或多個因素；(c)利用步驟(a)和(b)得出的數據，確定所述表面檢測設備處由所述負載造成的測量誤差。
該方法能夠對由于靜態(tài)負載和動態(tài)負載造成的測量誤差進行數學補償。動態(tài)誤差由鉸接頭的運動引起。靜態(tài)誤差由鉸接探頭運動之外的因素引起，例如由探針作用在表面而引起的探針作用力。
所述剛度能夠定義為在施加到所述裝置的整體或其部分上的負載的作用下所具有的彈性特征。
所述負載可包括扭矩或線性作用力。
所述負載能夠利用例如位于安裝有探頭的結構上的、諸如位于探頭內部或外部的測力元件(load cell)或測扭矩元件(torque cell)直接測量。
可選擇的，利用對照表能夠對負載或一個或多個與負載有關的因素進行測量或確定。其能夠典型的包括馬達中的電流或電壓、裝置某部分的加速度、速度或位置。這些參數可以是控制器所需值，或是在系統(tǒng)的一個或多個點處對其進行測量。所述系統(tǒng)包括坐標測量裝置、鉸接探頭、表面檢測設備、控制器和用于驅動馬達的動力放大器。
所述表面檢測設備可包括諸如掃描式或接觸觸發(fā)式探針這樣的接觸式探針，或是諸如光學式、電容式或感應式探針這樣的非接觸式探針。
在一個實施例中，通過將負載施加到整個所述裝置或其部分上，并測量偏差，便可在步驟(a)中確定剛度。
在另一實施例中，以下述方式在步驟(a)中確定剛度測量尺寸已知的物體，同時測量施加到整個裝置或其部分上的負載；其中整個裝置或其部分發(fā)生的偏差根據所述物體的已知尺寸和測量尺寸之間的差值加以確定；并且其中根據負載和偏差得出剛度。
在另一實施例中，所述表面檢測設備為具有工件接觸觸針的接觸式探針，其中以如下方式在步驟(a)中確定剛度對接觸式探針進行定位，從而使觸針與尺寸已知的物體的表面相接觸；當施加不同的探針作用力時，讀取表面的測量讀數；其中，根據已知尺寸和測量尺寸之間的差值確定整個裝置或其部分的偏差；并且其中根據施加的作用力和偏差得出剛度。
在另一實施例中，所述表面檢測設備為具有工件接觸觸針的接觸式探針，并且其中以如下方式在步驟(a)中確定剛度對接觸式探針進行定位，從而使觸針與尺寸已知的物體的表面相接觸；當探針尖端與所述表面保持接觸時，使探針尖端發(fā)生振動；當以不同的探針頻率和加速度進行振動時，讀取所述表面的測量讀數；其中，根據已知尺寸和測量尺寸之間的差值確定整個裝置或其部分的偏差；并且其中根據加速度和偏差得出剛度。
根據所述裝置的系統(tǒng)變量，能夠確定在步驟(b)中與所述負載相關的一個或多個因素。例如，施加到鉸接探頭中至少一個馬達上的電流，或者是來自鉸接探頭的位置測量設備的測量數據的二次微分。
可選擇的，通過使用外部設備，例如扭矩儀或加速計，能夠確定在步驟(b)中與負載相關的一個或多個因素。
在一個實施例中，測量誤差由安裝有鉸接探頭的坐標定位裝置的結構扭轉造成，且所述方法可包括確定表面檢測設備測量路徑相對于基準點的偏移量這樣的步驟，其中該偏移量用于計算測量誤差。
由結構扭轉造成的測量誤差基本上與(Lcosφ)δθ成比例，其中L表示從鉸接探頭的基準點到表面檢測設備的測量路徑之間的距離，φ表示表面檢測設備和垂直于安裝有鉸接探頭的結構軸線的軸線之間的夾角，δθ表示結構的角偏量。對于接觸式探針而言，L表示表面檢測設備的尖端與旋轉中心之間的距離。
本發(fā)明的第二方面提供一種坐標定位裝置，其包括具有表面檢測設備的鉸接探頭，其中所述表面檢測設備能夠圍繞鉸接探頭的至少一根軸線進行旋轉，且已知整個裝置或其部分的剛度；該裝置設置有確定與由鉸接探頭在任一特定時刻所施加的負載相關的一個或多個因素的設備；并且其中，坐標定位裝置包括處理器，所述處理器適于利用整個裝置或其部分的已知剛度，并根據已確定的與負載相關的一個或多個因素，從而確定表面探測裝置上由負載造成的測量誤差。
所述處理器能夠位于例如坐標定位裝置的控制器中或PC中。典型的，該處理器包括微控制器。


下面結合實例并參照附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1為坐標測量儀的透視圖；圖2為鉸接探頭的剖面圖；圖3為安裝在坐標測量儀臂件上的鉸接探頭的透視圖；圖4所示曲線圖用于說明扭矩T和Z向柱體角偏量δθ之間的關系；圖5所示曲線圖用于說明以高速和低速從垂直孔獲得的測量數據；圖6為鉸接探頭的探針尖端與校準球體相接觸的平面圖；圖7為用于說明線性力和角向力的鉸接探頭的側視圖。
具體實施例方式
圖1所示為安裝在坐標測量儀(CMM)上的鉸接掃描頭。鉸接探頭10安裝在CMM 8的垂直延伸伸長件或Z向柱體12的底端。Z向柱體12受到諸如空氣軸承14的軸承的支撐，以在Z向進行運動，軸承14與支架16集成在一起，支架16又由橫梁18進行支撐，以在X方向進行運動。橫梁18由安裝在平臺22上的導軌20進行支撐，以在Y方向進行運動。因而鉸接探頭10可定位在所述儀器工作容積內的X、Y和Z向的任何位置?？刂破飨駽MM和鉸接探頭發(fā)出指令，以將鉸接探頭和安裝在其上的探針定位在任何期望位置內。控制器還可接收來自CMM、鉸接探頭和探針的反饋信息。
如圖2所示，鉸接掃描探頭10包括由基部或外殼30形成的固定部分，所述基部或外殼30對成形為軸32的可動部分進行支撐，所述軸32在馬達M1作用下，可相對于外殼30圍繞軸A1旋轉。所述軸固定至另一外殼34上，該外殼34又對軸36進行支撐，軸36在馬達M2的作用下，可相對于外殼34圍繞垂直于軸Al的軸A2旋轉。
探針38安裝在鉸接掃描探頭10上，且其具有帶有工件接觸尖端40的觸針39。這樣的配置使得探頭的馬達M1、M2能夠圍繞軸A1或A2對工件接觸尖端40進行角定位，CMM(未示出)的馬達能夠在CMM的三維坐標框架內的任何地方對鉸接探頭進行線性定位，以使觸針尖端與被掃描表面具有預定關系。
線性位置轉換器(未示出)配置在CMM上，用于測量鉸接探頭的線性位移，角位置轉換器T1和T2配置在鉸接探頭10上，用于測量觸針30分別圍繞軸A1和A2的角位移。
在探針觸針39的加速過程中，鉸接探頭向系統(tǒng)施加扭矩。尤其是在對諸如孔這樣的特定輪廓進行測量的過程中，觸針可能會圍繞軸A1發(fā)生振動而產生扭矩。
測量誤差的實例之一是CMM(或其它等同類型的坐標定位裝置)的主軸(quill)扭轉。另一實例是鉸接頭的彎曲和扭轉。典型的，CMM的Z向柱體由具有較高剛度的花崗巖制成。然而，用于支撐Z向柱體并允許其在Z向移動的軸承14靠近定位在一起。這些軸承的定位允許Z向柱體圍繞Z軸發(fā)生一些旋轉。這樣，當鉸接探頭向Z向柱體施加扭矩時，就可能使所述柱體圍繞Z軸發(fā)生一些旋轉。由于軸承較低的扭轉剛度是造成Z向柱體滾動的主要原因，從而柱體在Z向的位置對滾動量僅有很小的影響。
然而，在由諸如鋁這樣具有較低扭轉剛度材料制成的Z向柱體中，結構剛度將隨Z向柱體的高度而發(fā)生變化。剛度測量可在用于部件測量的Z向柱體高度處進行。可選擇的，可測量Z向柱體不同高度處的剛度，從而建立剛度和Z向柱體高度的對應關系。這便允許在測量值之間進行插值。
參看圖3，Z向柱體12的旋轉量δθ在觸針尖端40的位置上形成誤差δx。
在所述方法的第一步驟中，確定整個系統(tǒng)或系統(tǒng)一部分的剛度。在本實施例中，確定Z向柱體12的旋轉剛度。這可通過向Z向柱體施加扭矩并且測量角偏量θ而得以完成。例如，可使用滑輪系統(tǒng)向Z向柱體均勻施加已知扭矩，同時使用角干涉儀或其它角測量裝置來測量Z向柱體的旋轉。這便能夠確定主軸端部以上度量系統(tǒng)的剛度測量?？蛇x的，主軸以上的度量系統(tǒng)的剛度可從儀器類型而獲知。
一旦確定整個或部分系統(tǒng)的剛度，則進行位置測量，同時對與鉸接頭所施加負載相關的一個或多個因素進行記錄。
在本實施例中，鉸接探頭所施加的負載可通過多種不同方式得以確定?？赏ㄟ^讀取系統(tǒng)變量進行確定，例如，如果探頭馬達為直接驅動式馬達，可通過測量馬達中的電流而確定扭矩。如果馬達不是直接驅動式，則能夠通過傳動裝置而測量電流。所述傳動裝置可包括，例如，皮帶滑輪系統(tǒng)或齒輪組。其它的系統(tǒng)變量包括加速度需求量或控制器反饋。
所述負載還可通過使用鉸接探頭中的轉換器(圖3中的T1)而得以確定?？蓪碜赞D換器的讀數進行二次微分，以確定鉸接探頭的加速度。如果底軸的慣性已知為給定量φ，從而能夠確定鉸接探頭所施加的扭矩。在齒輪驅動的情況下，通過對來自連接到鉸接頭馬達上的轉速儀的速度進行一次微分，從而可確定加速度。然后，可如上所述那樣計算扭矩。
還可利用系統(tǒng)外部或內部的記錄設備確定負載。實例為測扭矩元件或測力元件，其既可放置在Z向柱體和鉸接探頭之間，也可放置在探頭結構的內部，從而直接測量鉸接探頭施加到結構上的負載。還可使用加速計。在慣性已知的情況下，加速計等同于測扭矩元件，如前一段所述，但其所覆蓋的頻率范圍不同。
利用該方法，便可能生成例如關于作用到Z向柱體的扭矩范圍的數據，以及相應的Z向柱體的角偏量。
圖4所示為扭矩T和Z向柱體角偏量δθ的曲線圖。根據胡克定律，δθ＝T/k，其中k為旋轉剛度。一旦k已知，便能夠利用該等式校正所有的未來測量值。
在圖3所示情況中，誤差由Z向柱體的扭轉造成，觸針尖端40位置中的誤差δx由圍繞Z向柱體12的Z向的旋轉量δθ造成。觸針尖端位置中的誤差δz由圍繞鉸接探頭A2軸的旋轉量δφ造成。對于其觸針尖端與工件相接觸的接觸探針而言，測量誤差的數量與觸針尖端40相對于諸如鉸接探頭10的A1軸此類的基準點的偏移量R成比例。偏移量R＝Lcosφ，其中L為觸針39的長度，φ為觸針與水平面的夾角。
在非接觸式探頭的情況下，例如光學式、電容式或感應式探頭，L為基準點和測量點之間的距離。測量點可包括例如光學式探頭的焦點。
因此，測量誤差δx為δθLcosφ，其中δθ為利用作用到Z向柱體上的扭矩而計算出的Z向柱體的角誤差。
角偏量δθ可如上所述那樣利用施加的扭矩而計算得出，或者利用所映射的鉸接探頭的對照表加以確定。
下面對確定系統(tǒng)剛度的一種可選方法進行說明。利用所述系統(tǒng)對校準樣品進行掃描，所述校準樣品如基準球(datum ball)或環(huán)規(guī)(ringgauge)，從而利用實驗方法記錄測量誤差。如上所述，利用測扭矩元件或加速計，并通過測量直接驅動式馬達的電流或利用鉸接探頭轉換器的測量數據，對探頭施加到系統(tǒng)上的負載進行測量。樣品的測量尺寸和其已知尺寸之間的差值為測量誤差δθ。如上所述，所施加扭矩和誤差δθ之間的關系可用于通過胡克定律而確定旋轉剛度k，或生成用于對照表的數據。在該方法中，整個系統(tǒng)(即CMM和鉸接探頭)的剛度得以確定。
就最好結果而言，當φ＝0°時掃描校準部分。這可以產生最大的扭矩，從而在降低測量噪音方面產生最好的結果。
一旦系統(tǒng)剛度得以確定，可對工件進行測量，同時確定一個或多個與在任何特定時刻由鉸接探頭所施加負載相關的因素(如扭矩、馬達電流等)，從而能夠如前述那樣計算測量誤差。
在該方法的一個變型中，由動態(tài)負載形成的整個或部分系統(tǒng)的剛度也可按下述方法加以確定。首先以低速對非校準樣品進行掃描，然后再以高速進行掃描。在進行低速掃描時，由于加速度很小，從而可以忽略圍繞Z向柱體的Z向旋轉而造成的測量誤差。誤差δθ為高速測量和低速測量所得測量值之間的差值。
圖5所示為對小型垂直孔的掃描測量值，其通過沿該孔的中心線移動CMM的主軸而得，同時鉸接探頭使觸針圍繞中心線旋轉。實線50代表低速掃描，虛線52代表高速掃描。高速掃描的測量值就尺寸而言是正確的，但其形狀曲線已發(fā)生發(fā)生了旋轉。這是由于鉸接探頭的運動所施加的扭矩造成的。
參照圖6，下面說明確定整個系統(tǒng)或部分系統(tǒng)的剛度的第三種方法。在該方法中，探頭的觸針尖端40抵靠到校準樣品上，例如校準球體54。在測量扭矩和角偏量δθ的同時，觸針尖端和樣品之間的作用力逐漸增加。扭矩可通過上述實施例中所述方法進行測量。角偏量δθ根據校準樣品表面位置的已知值和測量值之間的差值加以確定。如上述實施例所述，根據扭矩和角偏量δθ之間的關系確定剛度。
在該方法中，可利用剛性探針和觸針或具有較高剛度的探針和觸針來獲得剛度?？蛇x擇的，可使用標準探針，并推算結果。
在該實施例的一個變型中，探針和樣品之間的作用力隨著探頭在某一頻率范圍內發(fā)生的振動而發(fā)生變化，同時探針尖端與樣品表面保持接觸。在振動期間，測量樣品的加速度和尺寸。如上所述，如果慣性已知，則可通過加速度而確定扭矩和隨后由探頭施加的作用力。如上所述，根據校準樣品表面位置的已知值和測量值之間的差值確定偏差，并根據作用力和偏差之間的關系確定剛度。
利用這些方法，便能夠確定由探頭施加扭矩而造成的觸針尖端的誤差δx，因而，便能夠糾正圍繞Z向柱體的Z向旋轉而造成的誤差。因此，該發(fā)明能夠對測量誤差進行數學補償。
如上所述，一旦確定了剛度，便能夠利用該剛度來確定所記錄數據的測量誤差，所述記錄數據與在測量過程中任一特定時刻獲得的由鉸接探頭所施加的負載有關。
該方法可用于對整個或部分結構進行糾正。例如，可以確定整個系統(tǒng)(CMM和鉸接探頭)的剛度?？蛇x擇的，可分別確定不同部分的剛度，并且將其組合而得到系統(tǒng)的總彈性比率k。剛度還可僅對于系統(tǒng)中最具影響力的部分(僅以CMM為例)確定所述剛度。
如圖7所示，鉸接探頭的某些運動可能會形成作用在主軸上的扭矩和線性作用力。探針的質量M將產生與探針加速度(a)成比例的線性作用力F。由于F＝kδx，其中F為作用力，k為剛度，δx為主軸的線性位移，從而如果已知主軸的剛度，便可確定線性位移。線性作用力可根據如重力這樣的外部作用力或根據探針質量圍繞鉸接探頭一個或多個軸線的加速度而得出。
該方法能夠對由于鉸接探頭產生的負載而造成的測量誤差進行糾正。如上所述，這些負載包括扭矩和線性作用力。所述方法對動態(tài)誤差和靜態(tài)誤差進行補償。
由于能夠對由這些高速測量造成的動態(tài)測量誤差進行數學補償，從而所述方法能夠獲得高速測量值。而且，由于可以對動態(tài)誤差進行數學補償，從而可使用非慣性平衡探頭。這樣便可以降低探頭的成本、復雜度和重量。
該方法并不限用于垂直臂式坐標定位儀。例如，它還適用于水平臂式坐標定位儀。
該發(fā)明適于對其它儀器的誤差進行補償。在這種情況下，鉸接探頭安裝在等同于CMM主軸的安裝結構上。來自鉸接探頭的扭矩產生扭轉，該扭轉從安裝結構傳遞給儀器度量結構的其余部分。
例如，鉸接探頭可安裝在檢查機器人的遠端上，所述檢查機器人例如可包括具有多個鉸接連接部的機器人臂。典型的，機器人臂的遠端包括腕關節(jié)連接部，還帶有可圍繞其縱軸旋轉的結構，鉸接探頭可安裝在該腕關節(jié)連接部上。這種方法允許鉸接探頭產生的扭矩由腕關節(jié)連接部進行補償。通過對機器人臂其它部分的旋轉進行映射，從而可對整個系統(tǒng)中由鉸接探頭產生的扭矩進行補償。
權利要求
1.一種對使用坐標定位裝置得出的測量值進行誤差補償的方法，所述坐標定位裝置包括具有表面檢測設備的鉸接探頭，其中，所述表面檢測設備在測量過程中圍繞所述鉸接探頭的至少一個軸線進行旋轉，所述方法包括下列步驟，所述步驟能夠以任何適當的順序排列(a)確定整個所述裝置或其部分的剛度；(b)確定在任一特定時刻的負載或與所述鉸接探頭所施加負載相關的一個或多個因素；(c)利用步驟(a)和(b)得出的數據，確定所述表面檢測設備處由所述負載造成的測量誤差。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述負載包括扭矩。
3.如前面任一權利要求所述的方法，其中所述負載包括線性作用力。
4.如前面任一權利要求所述的方法，其中所述表面檢測設備為接觸式探針。
5.如權利要求1-3中任一權利要求所述的方法，其中所述表面檢測設備為非接觸式探針。
6.如前面任一權利要求所述的方法，其中通過向整個所述裝置或其部分施加負載，并測量偏差，從而在步驟(a)中確定剛度。
7.如權利要求1-5中任一權利要求所述的方法，其中通過下述方法在步驟(a)中確定剛度測量尺寸已知的物體，同時測量施加到整個所述裝置或其部分上的負載；其中，根據所述物體的已知尺寸和測量尺寸之間的差值確定整個所述裝置或其部分的偏差；以及其中，根據所述負載和所述偏差得出剛度。
8.如權利要求7所述的方法，其中以低速對所述物體進行測量，從而確定所述物體的已知尺寸。
9.如權利要求1-5中任一權利要求所述的方法，其中所述表面檢測設備為具有工件接觸觸針的接觸式探針，其中通過下述方法在步驟(a)中確定剛度對所述接觸式探針進行定位，從而使所述觸針與尺寸已知的物體的表面相接觸；在施加不同的探針作用力時，獲取所述表面的測量讀數；其中，根據所述已知尺寸和測量尺寸之間的差值確定整個所述裝置或其部分的偏差；以及其中，根據施加的作用力和所述偏差得出剛度。
10.如權利要求1-5中任一權利要求所述的方法，其中所述表面檢測設備為具有工件接觸觸針的接觸式探針，其中通過下述方法在步驟(a)中確定剛度對所述接觸式探針進行定位，從而使所述觸針與尺寸已知的物體的表面相接觸；當所述探針尖端與所述表面保持接觸時，使所述探頭發(fā)生振動；當以不同的探針頻率及其加速度進行振動時，獲取所述表面的測量讀數；其中，根據所述已知尺寸和測量尺寸之間的差值確定整個所述裝置或其部分的偏差，以及其中，根據所述加速度和偏差得出剛度。
11.如前面任一權利要求所述的方法，其中根據所述裝置的系統(tǒng)變量，確定在步驟(b)中與所述負載有關的一個或多個因素。
12.如權利要求11所述的方法，其中根據施加到所述鉸接探頭中的至少一個馬達上的電流，確定在步驟(b)中與所述負載有關的一個或多個因素。
13.如權利要求11所述的方法，其中通過對來自所述鉸接探頭中的位置測量設備的測量數據進行二次微分，從而確定在步驟(b)中與所述負載有關的一個或多個因素。
14.如權利要求1-9中任一權利要求所述的方法，其中使用扭矩計或加速計，確定在步驟(b)中與所述負載有關的一個或多個因素。
15.如前面任一權利要求所述的方法，所述方法包括確定所述表面檢測設備測量路徑相對于基準點的偏移量這樣的步驟，其中該偏移量用于計算所述測量誤差。
16.如權利要求15所述的方法，其中在步驟(c)中確定的測量誤差基本上與(Lcosφ)δθ成比例，其中L表示從所述鉸接探頭的基準點到所述表面檢測設備的測量路徑之間的距離，φ表示所述表面檢測設備和垂直于安裝有所述鉸接探頭的結構的軸線的軸線之間的夾角，δθ表示所述結構的角偏量。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述探針為接觸式探針，L表示所述表面檢測設備的尖端與旋轉中心之間的距離。
18.坐標定位裝置，其包括具有表面檢測設備的鉸接探頭，其中所述表面檢測設備能夠圍繞所述鉸接探頭的至少一根軸線進行旋轉，且已知整個所述裝置或其部分的剛度；所述裝置具有確定與所述鉸接探頭在任一特定時刻所施加負載相關的一個或多個因素的設備；并且其中，所述坐標定位裝置包括處理器，所述處理器適于利用整個所述裝置或其部分的剛度，并根據已確定的與所述負載相關的一個或多個因素，從而確定所述表面探測設備上由所述負載造成的測量誤差。
全文摘要
一種對使用坐標定位裝置得出的測量值進行誤差補償的方法，所述坐標定位裝置包括具有表面檢測設備的鉸接探頭。所述表面檢測設備在測量過程中圍繞所述鉸接探頭的至少一個軸線進行旋轉。所述方法包括以下步驟確定整個所述裝置或其部分的剛度；確定在任一特定時刻與所述鉸接探頭所施加負載相關的一個或多個因素，并確定所述表面檢測設備處由所述負載造成的測量誤差。
文檔編號G01B5/00GK1882821SQ200480033606
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權日2003年11月13日
發(fā)明者戴維·羅伯特·麥克默特里, 若弗雷·麥克法蘭, 凱維恩·巴里·喬納斯 申請人:瑞尼斯豪公司