[发明专利]便携式坐标测量机

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种坐标测量机(CMM)，并且特别涉及一种具有铰接臂的便携式坐标测量机。

背景技术

目前，便携式铰接臂被提供作为具有主机和应用软件的测量系统。该铰接臂通常用来测量物体上的点，并且将这些测量点与储存在主机中的计算机辅助设计(CAD)数据进行比较，以确定该物体是否在CAD规范内。换言之，该CAD数据是参考数据，将通过铰接臂获得的实际测量值与该参考数据作比较。主机还可包括引导操作人员完成检测过程的应用软件。在许多涉及复杂应用的情况下，这种设置是而合适的，因为用户将在对应用软件中的复杂命令作出响应的同时观察到主机上的三维CAD数据。

在美国专利US 5,402,582(’582)中公开了一种用于上述测量系统的现有技术的便携式坐标测量机的示例，该专利被转让给本发明的受让人，并且以参考的方式并入本文中。专利’582公开了一种传统的三维测量系统，其包括手动操作的多接头铰接臂，所述铰接臂在其一端上具有支撑基座，而在其另一端上具有测量探针。主机通过中间控制器或串口盒(serial box)与铰接臂进行通讯。将意识到的是，在专利’528中，所述臂将以电子方式与该串口盒进行通讯，而该串口盒则以电子方式与主机进行通讯。以参考的方式再次并入本文中的共同转让的美国专利5,611,147(’147)公开了一种类似的具有铰接臂的坐标测量机。在该专利中，铰接臂包括一些重要特征，所述特征包括：在探针端处的附加旋转轴线，因此使臂具有2-1-3或2-2-3接头构造(后一种情况是7轴线臂)，以及用于臂中的轴承的改进的预载轴承结构。

在此描述类型的较新式便携式坐标测量机不必使用中间控制器或串口盒，因为其功能现在包含在主机所提供的软件中。例如，以参考的方式并入本文中的共同转让的美国专利5,979,748(’748)公开了一种具有机载控制器的铰接臂，所述控制器存储有一个或多个可执行程序，并且向用户提供指令(例如，检测步骤)并存储用作参考数据的CAD数据。在专利’748中，控制器安装在臂上并且运行该可执行的程序，所述程序引导用户完成诸如检测步骤的过程。转让给本发明的受让人并且以参考的方式并入本文中的美国专利6,612,044公开了一种用于向专利’748中公开类型的坐标测量系统的用户发送可执行程序的方法和系统。

共同转让的美国专利6,131,299(’299)(其全部内容均以参考的方式并入本文中)公开了一种铰接臂，其上设有显示装置以允许操作人员获得位置数据和系统菜单提示的方便显示。转让给本发明的受让人并且以参考的方式并入本文中的美国专利6,219,928(’928)公开了一种用于铰接臂的串口网络。该串口网络将来自位于臂中的传感器(transducer)的数据传给控制器。每个传感器都包括传感器接口，该传感器接口具有储存传感器数据的存储器。控制器对每个储存器进行串行寻址，并将数据从传感器接口存储器传送给控制器。

转让给本发明的受让人并且以参考的方式并入本文的美国专利6,957,496公开了一种包括铰接臂的便携式坐标测量机，其中所述铰接臂具有接头连接的臂段。在一个实施例中，臂段包括轴承/编码器盒筒(cartridge)，所述盒筒以预定角度彼此附连。每个盒筒都包括至少一个且优选为两个预载轴承组件，和编码器(优选为光学编码器)，它们全部被装配在壳体中。优选地，在每个接头中使用两个或更多个编码器读取头以提高测量精度。

转让给本发明的受让人并且以参考的方式并入本文中的美国专利7,073,271同样公开了一种具有接头连接的臂段的铰接臂式坐标测量机。该接头连接的臂段包括可旋转的轴、至少两个隔开的轴承、以及包围所述轴承和轴的壳体，其中用于轴承的滚道(race)通过以下方式中的至少一种形成：(1)所述轴构成两个轴承中的至少一个的内部滚道，和(2)所述壳体构成两个轴承中的至少一个的外部滚道。

转让给本发明的受让人并且以参考的方式并入本文中的美国专利7,050,930公开了一种铰接臂式坐标测量机，其中铰接臂包括测量探针，所述探针具有以可旋转的方式安装于其上的激光扫描器。

尽管这些技术方案能够很好地适用于其预期目的，但是在该行业中一直感到需要改进的便携式坐标测量机，所述坐标测量机要更易于使用、制造更高效、具有改进的特征、且售价更低。

发明内容

根据本发明，便携式坐标测量机包括具有接头连接的臂段的铰接臂。在一个实施例中，臂段在纵向方向上是非线性的。优选地，臂段是弯曲或弓形的。这与现有技术的臂段形成显著对比，在现有技术中臂段通常是线性的，且更特别地相对于臂段的纵向方向为管状。