[发明专利]具有可拆卸附件的坐标测量机

说明书

背景技术

本公开内容涉及坐标测量机，以及更特别地涉及便携式关节臂坐标测量机，其具有在坐标测量机的探针构件上的连接器以便能够耦接附件设备，该附件设备部分基于发出的光束和反射的光束的传播时间来确定距离。

便携式关节臂坐标测量机(AACMM)在部件的制造或生产中得到了广泛应用，在部件的制造或生产中需要在部件的制造或生产(例如，机械加工)的各个阶段期间快速并且准确地检验部件的尺寸。便携式AACMM相对于已知的静止或固定的、高成本的并且较难使用的测量设施表现出重大改进，尤其在对相对复杂部件进行尺寸测量的所花费的时间量方面表现出重大改进。通常，便携式AACMM的用户简单地沿着待测部件或对象的表面引导探针。然后，对测量数据进行记录，并且将其提供给用户。在一些情况下，数据以视觉形式提供给用户，例如，在计算机屏幕上以三维(3D)形式提供给用户。在其他情况下，数据以数字形式提供给用户，例如，当测量孔的直径时，文本“直径＝1.0034”显示在计算机屏幕上。

在共同转让的美国专利第5,402,582号(‘582)中公开了现有技术中的便携式关节臂CMM的示例。‘582专利公开了一种3D测量系统，该3D测量系统包括一端上具有支承基部而另一端处具有测量探针的手动操作的关节臂CMM。共同转让的美国专利第5,611,147号(‘147)公开了类似的关节臂CMM。在‘147专利中，关节臂CMM包括多个特征，所述多个特征包括在探针构件处的附加旋转轴线，从而给臂提供2-2-2或2-2-3的轴线配置(后一种情况为七个轴线臂)。

还可以采用非接触式技术来测量三维表面。一种类型的非接触式设备——有时称为激光线性探针——在点上或者沿着线发出激光。例如，成像设备例如电荷耦合设备(CCD)被定位成与激光器相邻以捕获来自表面的反射光的图像。被测对象的表面引起漫反射。传感器上的图像随着传感器与表面之间的距离变化而变化。可以通过获知成像传感器与激光器之间的关系以及激光图像在传感器上的位置，使用三角测量方法来测量表面上的点。

尽管现有的CMM适于其预期目的，但是需要一种具有本发明的实施方式的某些特征的便携式AACMM。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于测量对象在空间中的三维坐标的便携式关节臂坐标测量机(AACMM)。ACCMM包括基部。设置有具有相对的第一端和第二端的可手动定位的臂部，该臂部旋转地耦接至基部。臂部包括多个连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置检测器。设置有电子电路以接收来自至少一个位置检测器的位置信号。探针构件耦接至第一端。非接触式三维测量设备耦接至探针构件，该非接触式三维测量设备具有电磁辐射发射器和接收器，该电磁辐射发射器被配置成发出至少一个测量光束，该接收器被配置成接收至少一个反射光束。非接触式三维测量设备具有镜，该镜被定位成对该至少一个测量光束和至少一个反射光束进行反射。非接触式三维测量设备还具有控制器，该控制器被配置成至少部分基于至少一个测量光束和至少一个反射光束的组合传播时间并且至少部分基于空气中的光速来确定距对象的距离。处理器电耦接至电子电路，该处理器被配置成响应于从位置检测器接收位置信号以及响应于从控制器接收所测量的距离来确定对象上的点的三维坐标。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种对用于测量对象在空间中的三维坐标的便携式关节臂坐标测量机进行操作的方法。该方法包括设置具有相对的第一端和第二端的可手动定位的臂部，该臂部包括多个连接的臂段，每个臂段包括用于产生位置信号的至少一个位置检测器。在电子电路处接收来自位置检测器的位置信号。将三维测量设备电耦接至电子电路，该三维测量设备具有电磁辐射发射器、传感器以及可移动的第一镜。移动第一镜。用第一镜将电磁辐射的测量光束反射到对象上。用第一镜接收电磁辐射的反射光束并且将电磁辐射的反射光束传送至传感器。根据由传感器接收的电磁辐射的反射光束并且至少部分基于测量光束和反射光束的组合传播时间并且至少部分基于空气中的光速来确定距对象的距离。至少部分基于所确定的距离和位置信号来确定对象上的点的三维坐标。