[发明专利]触摸探测器

说明书

本发明提供触摸探测器。一种用于坐标测量机的触摸探测器，该坐标测量机具有处理器，该处理器被编程为每当多个位移信号中的一个位移信号超过相应的阈值时产生触发信号，该触发信号用信号通知探测器的触针与工件之间的接触。另外或另选地，基于对存储在缓冲器中的位移信号的多个样本的处理来产生延迟的触发。该处理器被编程为使探测器响应的各向异性最小化。此外，阈值可以在操作期间基于从CMM控制器接收的命令来修改。

技术领域

本发明在实施方式中涉及用于测量工件上的点的坐标的触摸探测器，该触摸探测器将与坐标测量机(CMM)或另一精确的坐标定位系统组合使用。

背景技术

触摸探测器在尺寸度量领域是已知的。在通常情况下，接触探测器(probe)可拆除地安装在坐标机的移动平台上，并且该机器被编程为通过为该任务而设置的探测件(feeler)使该触摸探测器与工件接触。该探测件通常由位于细长触针(stylus)顶端的精确的红宝石球体组成，并且当其触摸工件时，探测器触发指示发生了接触的电信号。该信号被发送到控制单元，该控制单元记录移动平台的瞬时位置并且计算在工件上的接触点的坐标。

扫描探测器用于沿着表面上的路径获取多个坐标点，该探测器在该表面上滑动而不失去接触。与触发器类似，其安装在坐标测量机上，但不是产生数字触发，而是产生偏转信号，其为探测件从其静止位置的偏转的度量。探测器可以以一、二或三个坐标轴来记录偏转。

在已知形式的触发器探测器中，例如如在EP0764827、US4270275或US6760977中，触针固定在支撑件上，该支撑件具有三个对称布置的径向销子，各径向销搁置在与探测器的主体一体地结合的两个球体上。这种构造由与六个独立接触点的均衡连接构成；因此准确地定义了触针相对于探测器的主体的相对位置。当销子中的一个升起离开其通常被搁置在的两个球体时，会产生触发信号，从而中断了两个球体之间的电接触。这些结构简单的探测器将可靠性和准确性组合，但受到很多限制。具体地，探测器对外力的灵敏度不是恒定的，而是根据其方向而变化，在与三个销子的方向相对应的横向(transverse)平面中呈现三个瓣，并且对轴向运动的灵敏性与对横向运动的灵敏性不同。灵敏性的这种变化对触摸触发的可重复性是不利的，因此对测量的质量是不利的。例如在EP1610087或DE3713415中描述的，改变销子的排布可以减小这种各向异性，但不会完全消除它。

欧洲专利申请EP0360853教导了一种传感器，其中用应变仪取代了电路，该应变仪对施加的力直接敏感。专利US8140287描述了通过合适的校正矩阵来校正这种构造的探测器的响应中的各向异性的方式。

在其他实施方式中，例如在文献US5435072和EP0415579中描述的探测器中，触针和被测量部件之间的接触由振动传感器或光学传感器来检测。

EP2629048提出了一种不同类型的触摸探测器，既可以用作触发器又可以用作扫描探测器，其中通过点光源在图像传感器上投射的光的分布变化来导出接触和偏转。US9157722描述了一种触摸探测器，其触发阈值响应于嵌入的加速度计的输出而被修改。

US7124514和US9618312公开了具有多个检测器的触摸探测器。这些装置是扫描探测器并且不产生触发信号。

发明内容

由于用于对对象表面上的点的坐标的尺寸测量的触摸探测器，本发明提出了一种没有上述缺点并且表现出低或者不具有各向异性的触摸探测器，所述触摸探测器包括：固定构件，该固定构件具有连接元件，该连接元件用于将所述固定构件安装到坐标测量机的定位平台；触针保持件，该触针保持件弹性地连接到该固定构件并且包括基准元件；在该触针保持件上的触针；一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器被设置成响应于由所述触针与所述对象之间的接触引起的所述基准元件相对于所述固定构件的运动来产生位移信号或多个位移信号；数字处理器，所述数字处理器接收由一个或更多个传感器产生的位移信号或多个位移信号，所述处理器被编程以产生表示触针保持件在不同方向上的运动的多个有向位移信号，并当所述有向位移信号中的任一个的幅度超过对应阈值时，产生多个触发信号。