[发明专利]用于识别扫描路径的性质的探针数据分析

说明书

描述了一种用于对由机床携带的扫描探针(4)收集的探针数据进行分析的方法。探针数据是随着机床使得扫描探针(4)相对于工件(6；40；140；240)沿着扫描路径(P1，P2，P3，P4，P5，Q1，Q2)移动或者扫描而收集的。该方法包括：根据所收集的探针数据的特性来识别由机床使用的扫描路径的性质的步骤。以这种方式，能够单独地根据探针数据来识别扫描路径，而无需从机床接收任何位置数据。

本发明涉及使用由机床携带的扫描探针来测量物体。具体地，本发明涉及用于根据由扫描探针收集的探针数据来识别由机床使用的扫描路径的类型的方法。

各种各样的机床用于制造工件。还常见的是，使用多过程加工来制造工件，在多过程加工中，工件被装载到一系列不同的机床中，以切削工件的所要求的各个特征。还已知的是，将测量探针安装到机床的主轴中，以使得使用机床来测量工件的某些特征。这样的测量可以用于在进行加工之前确立工件的位置和/或切削刀具的尺寸，以确保在相对于工件的正确的位置上利用切削刀具执行加工操作。还可以执行测量以在经加工的工件从机床移除之前对其进行检查。这样的工件检查可以用于检验切削操作已经被正确地执行。

已知的是，使用主轴安装的扫描探针来测量工件表面上的各点，该扫描探针包括可偏斜触针并且具有用于测量局部(探针)坐标系中的触针偏斜的一个或多个传感器(transducer)。由扫描探针获得的触针偏斜测量通常被称为探针数据，并且测量到的、扫描探针在机床的坐标系内的位置通常被称为机器数据。在应用合适的校准因数之后，然后可以将机器数据和探针数据进行组合，以确立物体的表面上的各点的位置。在这样的测量过程期间生成的数据量通常太大，以至于机床处理器本身无法处理，并且因此通常使用与机床分开的外部处理系统(例如，单独的个人计算机)来执行数据分析。如美国专利No.7,970,488中描述的，由机床和扫描探针系统二者接收的定时同步信号可以确保探针数据和机器数据在被组合之前暂时匹配。

上述将机器数据与探针数据组合的过程通常要求机器数据和探针数据被传送给外部处理系统。一旦接收到，就对探针数据和机器数据进行处理，以计算工件的表面上的各点的位置。然后可以例如通过与标称值进行比较，来进一步分析这些表面位置测量结果。已经发现的是，对于不同类型的机床而言，将机器数据传送给外部处理系统所需要的时间可能变化很大，尤其是当已经收集到大量数据时。即使在接收到探针数据和机器数据之后，通常在执行必要的分析时存在进一步的延迟。这些延迟减少了机床可用于切削操作的时间量；即，增加了循环时间。即使增加了相对短的循环时间，也可能减少基于机床的过程的产量。

先前已经进行尝试，以避免将探针数据与机器数据进行组合的需求。例如，美国专利No.7,765,708描述了公差检查过程，在该过程中，可以沿着相对于物体的、基于物体的公差的路径来驱动测量探针(例如，扫描探针)。然后可以将在经过该路径时生成的探针数据与合适的临界值相比，并且如果打破临界值，则发出“超出公差”警告。也已经在美国专利No.7,970,488中描述了如何将探针数据与假设的机器数据(而不是使用由机床收集的机器数据)进行组合。然而，这些技术仍然要求外部处理系统具有关于路径(探针沿着该路径被驱动)的信息。如果的确可用，那么在典型的机床上设置的、用于将必要信息传送给外部处理系统的数据链路(例如，RS-232、文件轮询或者软件连接)可能难以配置。这样的数据链路也可能相对慢，从而对循环时间产生负面影响。

根据本发明的第一方面，提供了用于对由机床携带的扫描探针收集的探针数据进行分析的方法，探针数据是随着机床使得扫描探针相对于工件沿着扫描路径移动而收集的，其特征在于，该方法包括：根据所收集的探针数据的特性来识别由机床使用的扫描路径的性质的步骤。