[发明专利]坐标定位机器控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于诸如坐标测量机器或机床等坐标定位机器的控制器以及控制坐标定位机器的方法。

背景技术

已知诸如坐标测量机器（CMM）之类的坐标定位机器用于在制造过程中和/或制造之后检查人工制品（artefact）。典型地，诸如测量探头之类的检查工具安装在坐标定位机器上并借助于该机器而在该人工制品周围驱动以取得若干测量。例如，装载在机器上的接触探头可以由机器驱动而在该人工制品周围的多个不同点处与该人工制品接触，从而取得测量。测量探头的运动可以借助于根据检查过程控制机器轴的运动的计算机自动地控制。当要在已知对象上测量多个点时这很有用，因为测量探头在计算机的自动控制下能够快速精确地运动。

然而，对于测量探头来说，在计算机的控制下自动运动并不是总是合适的。例如，在人工制品在坐标定位机器上进行初始部分对准过程中和/或当检查未知对象时，手动移动测量探头可能是有利的。实际上，已知例如借助于与机器相关联的操纵杆手动控制测量探头的运动。操作员使用操纵杆移动机器的轴，从而由此移动测量探头并取得关于人工制品的测量点。如果期望的话，可以记录并稍后再次使用测量探头的某些位置，由此使得能够对测量路径进行编程。

发明内容

本发明提供了一种用于手动控制坐标定位机器的改进装置。具体地说，本发明涉及一种用于坐标定位机器的装置，该装置使得能够通过例如使用该装置内的运动传感器借助于该装置在自由空间中的运动对机器的轴进行控制。

根据本发明的第一方面，提供了一种坐标定位设备，该坐标定位设备包括：坐标定位机器，该坐标定位机器具有测量探头，该测量探头用来与人工制品相互作用以获得关于该人工制品的测量数据，所述测量探头和人工制品可相对于彼此在至少一个机器自由度中运动；以及一装置（例如手持装置），该装置可在多个装置自由度中在自由空间中运动，用来控制所述测量探头相对于所述人工制品的运动，其中该装置包括用于感测所述装置在自由空间中的运动的至少一个运动传感器，其中所述设备被构造成使得所述测量探头和人工制品的相对运动由所述装置在自由空间中的所述运动来控制。

通过在自由空间中移动装置来控制坐标定位机器的运动相比于操纵杆提供了与坐标测量机器相互作用的更方便和更容易使用并且总体上更直观的方式。具体地说，由于可实现相对不受限制的运动范围，并且在可用输入姿势中的更大多用性，因此其能够便于对测量探头的运动进行更大控制，从而导致测量的不正确点更少。这又减少检查时间，由此提高了生产能力。

此外，坐标定位机器的手动操作是一个熟练工作。实际上，坐标定位机器非常昂贵，并且正被测量的人工制品可能也是这样。因此，避免会对坐标定位机器或人工制品造成损坏的测量探头和人工制品之间的碰撞十分重要。此外，测量人工制品上的具体点经常也十分重要。结果，可能花费大量时间和资源来培训操作员熟练他/她的工作。已经发现，利用根据本发明的运动敏感装置控制坐标定位机器可能要容易得多，因此减少了培训时间和资源。甚至已经发现对于新手来说也足以容易地快速直观地用来测量人工制品，由此方便这种新手操作员亲自执行特设性测量(ad-hoc measurement)，而不是必须等待受过专门训练的操作员来进行测量。

由于该装置是由操作员的手来保持和操纵的装置，因此这种装置可以称为“手持”装置。

如将理解的，用于感测手持装置的运动的合适的运动传感器包括典型地在惯性测量单元中发现的那些传感器，诸如用于感测手持装置的加速度的惯性传感器、电子罗盘以及位置跟踪传感器。如将理解的，这种加速度包括线性和/或角度加速度。合适的传感器包括加速计和/或陀螺仪。

因而，如将理解，所述设备可以被构造成使得所述测量探头和人工制品的相对运动的改变可以通过所述手持装置在自由空间中的所述运动来控制。换言之，所述手持装置的运动能够致使所述测量探头和人工制品的相对运动发生改变。这例如可以是所述测量探头和人工制品的相对运动的速率和/或方向的改变。例如，这可以致使所述测量探头和人工制品的相对运动从其它方面的静止构造变化到例如停止所述测量探头和人工制品的相对运动。

因此，所述测量探头和人工制品的相对运动可以通过所述手持装置相对于所述坐标定位机器的运动来控制。换言之，所述测量探头和人工制品的相对运动可以通过改变所述手持装置在自由空间中例如相对于所述坐标定位机器的位置和/或取向来控制。因而，所述设备可以被构造成响应于所述手持装置在自由空间中的所述运动来使所述测量探头和人工制品移动。