[发明专利]空间精度校正方法和设备

说明书

本发明提供一种空间精度校正方法和设备。该空间精度校正设备使用利用干涉仪测量的可测量长度值和利用用于将移动器移动到预定的一组空间坐标的定位器测量的移动体的一组空间坐标的可测量值来进行该定位器的空间精度校正。通过将移动体按顺序移动到多个测量点来获取各测量点的测量长度值和测量值，在多个测量点中的各测量点的测量长度值和测量值的测量之后对正在测量的多个测量点中的至少一个进行一次以上重复测量，并且在测量长度值的重复误差等于或大于阈值的情况下，再次测量多个点。

技术领域

本发明涉及用于校正用于将移动体定位在预定的一组空间坐标处的定位机构中的定位误差的空间精度校正方法和设备。

背景技术

传统上，已知用于将移动体定位在(移动至)空间中的预定坐标位置(空间坐标)处的定位机构。这种定位机构的示例可以包括：用于移动测量探测器以测量物体的形状的坐标测量机(CMM)、用于移动加工工具以对物体进行加工的机床以及用于将臂移动至预定位置的机器人等。

在这种定位机构中，移动体必须精确地定位在预定的一组空间坐标处，并且为了实现这一点，已经提出了如下的空间精度校正方法，其中，针对定位机构中的各轴，适当地校正平移误差、转动误差和轴之间的垂直度误差，并且降低了定位误差(例如，参见Umetsu等人(2005)和德国专利102007004934的说明书)。Umetsu等人描述的方法使用追踪型激光干涉仪，利用多点定位方法来进行空间精度校正。另外，德国专利102007004934中描述的方法将安装到CMM的Z测杆的前端的后向反射器的位置改变到四个以上的场所，并使用CMM测量各场所中的后向反射器的位置。此外，与此同时，通过在CMM的测量范围内或位于其附近的追踪型激光干涉仪来测量到后向反射器的距离的变化。然后，基于这些测量值，利用多点定位方法来计算追踪型激光干涉仪的转动中心的位置和从追踪型激光干涉仪的转动中心到后向反射器的绝对距离。

这里，具体描述传统定位机构的空间精度校正方法。图7示出用于执行定位机构(在该示例中，描述了CMM 10)的空间精度校正方法的空间精度校正设备。在图7中，空间精度校正设备90使用CMM 10、追踪型激光干涉仪20和PC 99。要校正CMM 10的空间精度。

CMM 10包括：Z测杆102，其中测量探测器101被固定至Z测杆102；X导轨103，其以使得能够沿X方向移动的方式保持Z测杆102；以及柱104，其中X导轨103被固定至柱104并且柱104能够沿Y方向移动。另外，虽然未在图中示出，但是CMM 10还例如包括：Y移动机构，其使柱104沿Y轴方向移动；X移动机构，其使Z测杆102沿X方向在X导轨103上移动；Z移动机构，其使Z测杆102沿Z方向移动；以及各种标尺，其例如基于各移动机构的移动量来测量测量探测器101和Z测杆102的空间坐标。在测量探测器101的前端处还安装后向反射器105。测量探测器101还可以被拆卸，并且后向反射器105安装在Z测杆102的前端位置处。

追踪型激光干涉仪20安装在CMM 10的测量范围内或其附近。追踪型激光干涉仪20追踪后向反射器105并测量从追踪型激光干涉仪20的转动中心M到后向反射器105的距离。

PC 99是连接到CMM 10和追踪型激光干涉仪20的计算机。PC 99控制CMM 10和追踪型激光干涉仪20，并且同时进行利用CMM 10的坐标测量和利用追踪型激光干涉仪20的长度测量。