[实用新型]用于光学探针的铰接头、坐标测量系统和工具保持架

说明书

本实用新型涉及用于光学探针的铰接头、坐标测量系统和工具保持架，尤其是涉及一种用于坐标测量机器(CMM)的铰接探针头，该铰接探针头包括光纤和用于与光学坐标探针自动连接的接口。用于CMM的工具轨道存放触觉和/或光学探针以便在所述探针头上进行自动更换。

技术领域

本实用新型在实施方式中涉及用于坐标定位和测量系统的附件的领域，尤其涉及集成了用于与触觉测量能互换的非接触坐标测量的光学系统的附件。优选地，以自动方式执行测量，自动方式包括适于工件的3D测量的多个光学和触觉探针的自动互换。

背景技术

触觉探针广泛用于与坐标测量机器(CMM)结合，以便测量和检查加工部件的尺寸和表面状态。一些系统通常包括被紧固于CMM的移动臂的具有2个或更多个旋转轴的探针头。触发或扫描类型的触觉探针附接于探针头，并且通过CMM的组合运动和探针头的角度取向在选定的点处与工件接触。一般来讲，测量需要不同灵敏度或长度或几何形状的几种类型的触觉探针，并且它们被设置在料盒中以按CMM控制器的命令进行自动交换。US9494403描述了具有2个旋转轴的探针头并且US7282017描述了探针头上的触觉探针的自动切换。

近来，已经针对触觉探针的比较精度的非接触测量开发出CMM中的光学测量传感器的使用。用于此目的的光学传感器基于例如将激光照射到物体表面上进行干涉测量(EP2 037 214)。基于白光干涉测量的方法(DE 10 2005 061 464)和彩色共焦方法(FR 2738343)也是已知的。

EP 2356401描述了光学测量探针，光学测量探针将触觉探针的机械联接元件与手动连接于光纤的那侧的光学接口组合，以发送和接收来自由CMM命令的光学控制器的信号。

通常能够测量1kHz速率的光学传感器具有优于触觉探针的速度优点。一方面，光学传感器(特别的，高精度干涉传感器)在距被测表面达工作距离和反射角的窄范围内工作。因此，至于触觉探针，需要多种不同类型的光学探针来精确地测量复杂形状的工件。在每次更换探针时手动连接光学接口使测量处理显著放缓。

因此，在CMM测量期间，需要自动更换探针头上的光学探针。优选地，探针头能与触觉探针和光学探针一起操作，根据CMM控制程序的要求，自动地将它们进行互换。

US 2016/0076867描述了CMM附件，CMM附件包括用于将传感器与CMM上的载体结构联接的第一改变接口以及用于将电缆元件与载体结构联接的第二接口。这两个接口在空间上是分开的并且按顺序的方式连接。提到了两个接口的一步连接的可能性，然而，并没有描述特别是干涉光学探针所需的精确对准机构。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供CMM中的集成光学系统，该系统允许自动更换同一探针头上的光学探针和触觉探针以进行精确测量。

本实用新型的另一个目的是通过将光纤穿过各种组成部件来确保光波导的完整性。

本实用新型的另一个目的是提供通过分析从探针尖端或顺着光纤的其它不连续处反射回的光来验证光波导质量的方法。

根据第一方面，提供了一种用于确定光学坐标探针的方向的铰接探针头，该铰接探针头包括：支撑件，所述支撑件以可释放的方式连接于坐标测量机器的定位平台；第一转子，所述第一转子以可旋转的方式连接于所述支撑件，以便围绕第一轴旋转；第二转子，所述第二转子以可旋转的方式连接于所述第一转子，以便围绕与所述第一轴垂直的第二轴旋转；远侧连接器，所述远侧连接器用于以可释放的方式连接光学坐标探针；第一马达和第二马达，所述第一马达和第二马达用于分别使所述第一转子和第二转子分别围绕所述第一轴和所述第二轴旋转；以及光纤，所述光纤将所述远侧连接器中的用于连接到所述光学坐标探针的第一光学端口连接至所述支撑件中的用于连接到所述坐标测量机器的第二光学端口。