专利名称：校准坐标定位装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种校准扫描系统的方法。本说明书中的扫描系统应理解为机器和探头的结合，二者能共同用于对物体进行扫描，以获得其尺寸、形状或表面轮廓的信息。
背景技术：
所述机器例如可以是坐标测量仪(CMM)、机床或机器人等，而所述探头是带有工件接触测头的测量探头。一种类型的机器具有测量设备，用于在三个名义正交方向上(称为X、Y和Z轴)测量机器部件的运动，而一种类型的探头具有测量传感器，用于产生指示测头尖端在三个名义正交方向上(称为a、b和c轴)相对于探头的位移的输出。尽管使用了“模拟探头”这个术语，但是a、b和c轴的输出可以是模拟信号或是数字信号。
在公知系统中，测量误差由探头、机器结构和工件的不合需要的偏移造成。由探头测头的弯曲造成的误差在整个机器容积(volume)上是相同的，并可以通过探头校准来进行补偿。由机器结构的偏移造成的误差可能是由例如机器主轴弯曲和机器桥接件(machine bridge)扭曲造成，并可能在整个机器容积上发生变化。这些误差例如随着悬臂梁的增加而增加。待测物体的误差可能由测量期间探头作用力引起的物体偏移造成。
机器工作容积的各个部件可以通过使用诸如校准球这样的校准样品来对测量误差进行校准。然而，校准样品通常不能布置在与待测部件相同的机器工作容积中的位置上，而布置在一侧。因此，校准样品上确定的测量误差将不同于所述部件上的那些测量误差。
校正由于加速引起误差的机器的方法是公知的。欧洲专利No.318557中说明了这种方法的一个例子。该方法以较低的速度测量来自一批名义上相同的物品中的第一物品，记录该物品上许多数据点的位置的测量值。以较快的速度重复该测量操作，记录相同数据点的位置的测量值。这些测量值的任何差异都作为误差记录在校正表中。
此后，以较快的速度测量所有物品，获得每个物品上相应点的位置的测量值，并用先前的记录误差对这些测量值做机器加速的校正。
WO 00/62015中披露了另一种校正误差的方法。在该方法中，驱动安装在坐标测量仪上的探头测头，使其在物体表面的垂直方向上与物体表面发生接触，直至达到预定的测头偏移为止。接下来机器回转，同时记录机器测量设备和探头测量传感器的输出。在物体表面周围的一些选择数据点上重复该过程。外推每个数据点的测量值，以确定探头偏移为零时会获得的测量值。该外推值涉及当探头正好与表面接触时的情况。
然后，以低速和预定的测头偏移扫描物体。记录数据点上初始测量值和扫描值之间的差异。
以相同的测头偏移和更高的速度重复所述扫描，直至快速扫描值和初始测量值之间以及低速扫描值和初始测量值之间的记录差异的变化超过定义的容限为止。进入该容限内的最终速度为最大扫描速度。储存各数据点的位置误差的对应关系和关于扫描速度、具体样品、具体CMM、探头和测头配置等的数据。能从该对应关系进行插值，来获取得到真实数据的各径向(亦即各数据点)之间的各个角度上的径向误差。
发明内容
上述方法的缺点是收集数据点的步骤十分耗时。本发明提供一种用坐标定位装置测量物体的方法，所述方法包括以任何适当的方式排序的下列步骤将物体放置在坐标定位装置的工作容积内；用工件接触探头测量所述物体，以生成所述物体的测量数据，所述测量数据是在多种探头作用力下收集的；对于所述物体表面上的至少一个位置，确定关联测量误差数据和探头作用力的函数或者查找表；对于所述物体表面上的所述至少一个位置，使用所述函数或者查找表来确定对应于探头作用力为零的测量数据；以及将对应于探头作用力为零的测量数据输出，作为所述物体的测量值。
术语“测量”包括使用扫描式探头或者触发式探头获得测量值。
对应于测量作用力为零的测量数据可通过外推法确定。
可以在已知的恒力或已知的变力下收集测量数据。
优选地，用工件接触探头测量物体的步骤包括扫描所述物体。
所述函数可以是线性函数。所述函数可以是参数函数。
在一个实施例中，沿扫描路径测量物体，并收集一段所述扫描路径在多种探头作用力下的测量数据；确定所述扫描路径段上各个位置的、关联测量数据和探头作用力的函数或查找表；以及其中，在所述扫描路径上非所述扫描路径段的位置上，由从所述扫描路径段上收集的测量数据确定关联测量数据和探头作用力的函数或查找表。
由所述扫描路径段上关联测量数据和探头作用力的函数或查找表的组合部件，确定所述扫描路径上非所述扫描路径段的位置上的关联测量数据和探头作用力的函数或查找表。所述组合部件可包括两根轴(例如X和Y轴)的构件。
可以在恒定或变化的探头作用力下，通过沿扫描路径扫描表面轮廓一周对物体进行测量。通过扫描路径上在不同的探头作用力下进行的额外测量，可以收集到所述扫描路径段在多种探头作用力下的测量数据。可通过扫描至少四分之一周表面轮廓获得额外的测量值。
可选地，当探头至少在两个不同位置上径向地移向表面或远离所述表面时，通过对所述表面轮廓的测量获得所述测量值。
本发明的第二方面包括一种用坐标定位装置测量物体的方法，所述方法包括以任何适当的方式排序的下列步骤将物体放置在坐标定位装置的工作容积内；用工件接触探头测量所述物体，以生成所述物体的测量数据，所述测量数据是在多种测头偏移下收集的；对于所述物体表面上的至少一个位置，确定关联测量误差数据和测头偏移的函数或者查找表；对于所述物体表面上的所述至少一个位置，使用函数或者查找表来确定对应于测头偏移为零的测量数据；以及将对应于测头偏移为零的测量数据输出，作为所述物体的测量值。
现将参看
本发明的优选实施例，其中图1是安装在坐标测量仪上的模拟探头的示意图；图2是在几种不同恒定测头偏移下围绕物体扫描的示意图；
图3是显示探头偏移与物体直径之间关系的曲线图；图4是显示探头作用力与探头偏移之间关系的曲线图；图5是显示径向误差与探头偏移之间关系的曲线图；图6是显示静态校正向量的示意图；图7是在几种不同恒定作用力下围绕物体扫描的示意图；图8～10是特征零件(feature)在测量作用力下发生偏移的示意图；图11显示低刚度特征零件的真实直径和测量直径；图12是动态校正向量的示意图；图13是显示使用本发明第二实施例的方法时的扫描轮廓；图14显示图13的一部分扫描轮廓；图15显示按照本发明第三实施例进行测量的工件；图16是在按正弦变化的测头偏移下围绕物体进行扫描的示意图；图17是在单独正弦变化的测头偏移下围绕物体进行扫描的示意图；图18显示图17的一段扫描轮廓；图19显示关联部件测量值R和探头作用力F的函数的曲线图；图20显示使用图21或22所示的扫描轮廓对孔进行扫描；图21显示一个扫描轮廓，其中对孔进行了完整的一周扫描以及四分之一周扫描；图22显示一个扫描轮廓，其中对孔进行了完整的一周扫描，然后在两个位置上对其进行径向地扫描；以及图23是显示用于图22的扫描轮廓中的径向测量值的曲线图。
具体实施例方式
本发明的第一步中，生成物体的测量作用力误差的对应关系。如图1所示，通过将模拟探头10安装在坐标测量仪(CMM)(未示出)的主轴12上，而完成这一步骤。模拟探头10具有带有工件接触尖端16的可偏移的测头14。待测物体18装在CMM的机器台20上，探头10在围绕物体的路径中由机器主轴12缓慢地驱动。首先在第一恒定探头偏移下(例如300μm)沿着路径扫描物体18。然后在一种或更多种不同后续探头偏移下沿该路径扫描所述物体。例如，可以在探头偏移200μm下对部件进行第二次扫描，在探头偏移100μm下对部件进行第三次扫描。图2显示物体18以及围绕物体18进行第一次扫描22、第二次扫描24和第三次扫描26获得的测量值的示意图。因此，在不同探头偏移下的三次不同的扫描造成物体18上的每个点具有三个不同的测量值A、B和C。对于所述物体上的每个点，所述测量值可外推回去，以计算假如探头偏移为零时会获得的测量值。图3显示探头偏移与物体直径之间关系的曲线图。真实的物体直径如探头偏移为零时所示。外推到探头偏移为零的步骤容许在没有探测作用力误差造成的真实测量值误差的情况下，确定探头偏移为零时的测量值。被动探头适用于该方法，这种探头可包括能相对弹簧偏移的测头。
该信息能够生成部件的测量作用力误差对应关系。如果以低速进行部件扫描，由于探头和机器的加速度非常小，则产生的动态误差可以忽略。
图4显示探头作用力与探头偏移之间的关系。探头的活动满足胡克定律(Hook′s law)，使得当探头作用力为零时，探头的偏移也为零。
图5显示径向误差与探头偏移之间的关系。点A、B和C分别与探头偏移为100μm、200μm和300μm时的径向误差相关。通过使用这些点外推到探头偏移为零，则得到的径向误差为零。一旦已确定了关联探头偏移和径向误差的函数，则使用该函数，可以将在任何探头偏移下(例如点P)获得的后续测量值校正到径向误差为零。由于探头偏移和径向误差之间存在线性关系，用于校正给定探头偏移下的测量值的函数也是线性的。
可选地，测量作用力误差可以是误差对应关系的形式。其可以采用查找表的形式，其中不同测头偏移具有不同的误差校正。误差对应关系也可采用多项式函数的形式。
图6显示扫描路径上各个点的误差校正。扫描路径上的每个点都具有应用于一定测头偏移的不同的径向校正38。如果在300μm的测头偏移36下扫描后续物体，则可使用测量作用力误差函数或对应关系，将在该测头偏移下获得的测量尺寸36校正到对应于偏移为0μm时扫描部件所获得的真实部件尺寸34。
该方法不局限于每次扫描都具有恒定的偏移，只要物体表面上的各个点具有对应于不同测头偏移的测量数据，就能将这些测量数据外推到测头偏移为零。例如，图16显示围绕物体18采用了恒定偏移获得的第一扫描轮廓60，以及采用了按正弦变化的偏移获得的第二扫描轮廓62。因此，物体表面上的点P1、P2和P3都具有在不同探头偏移下获得的两个测量值。该测量数据可如前所述外推到测头偏移为零。
也有可能在单独的变化扫描轮廓中收集足够的测量数据。图17显示围绕物体18的单独扫描轮廓70，用按正弦变化的测头偏移获得该扫描轮廓70。图18显示了一段扫描轮廓70。扫描轮廓70在一个小角度72上包含了许多采用不同测头偏移的数据点。假设在角度72内所述表面的变化很小(例如部件偏移和表面的一致性)，在角度72内不同的测头偏移下获得的这些数据点可用于外推，以计算测头偏移为零时的值。如果角度72内的表面轮廓存在变化，只要这种变化能假设是线性的，就也有可能进行上述计算。
可选地，可以用每次扫描都具有不同恒定作用力的探头来进行几次扫描，代替在不同探头偏移下对物体的几次扫描。例如，物体可以首先用测头和物体之间0.3牛顿的恒定作用力来进行扫描。然后，用0.2牛顿的恒定作用力来对物体进行第二次扫描，用0.1牛顿的恒定作用力对物体进行第三次扫描。所述每次扫描可具有相同或不同的测头偏移。图7显示的物体18的示意图中，物体18具有真实部件尺寸34以及在不同的恒定探头作用力下进行第一次扫描28、第二次扫描30和第三次扫描32所获得的测量尺寸。
如前所述，物体表面上的点具有与不同探头作用力下的扫描相关的三组数据。该数据可以外推回去，以致能确定测头和工件之间的作用力为零时的测量点(亦即真实的部件尺寸)。如前所述，可以通过向零点外推的方法，生成关联在给定探头作用力下获得的测量值和在探头作用力为零时确定的给定点的校正测量值的误差函数或对应关系。使用该测量误差函数或对应关系，可校正给定探头作用力下的后续测量值的测量作用力误差。
与采用先前的方法一样，可以从变化探头作用力(例如具有正弦轮廓)的单独扫描中收集足够的数据来进行外推到零点的计算。
该方法适用于运行中的扫描探头，其中使用机动化的机构来控制和调节探头与待测构件的接触力。
所述物体可以包括一系列待测部件中的一部分。在这种情况下，由该方法生成该部件的测量作用力误差对应关系。可选地，所述物体可以包括样品，该样品具有的特征零件对应于后续待测部件上的特征零件。这些特征零件可以例如是球体、环规(ring gauge)和塞规(pluggauge)等。使用样品除了容许确定探测作用力测量误差之外，还容许确定几何误差。几何误差是机器和探头的误差，例如机器刻度的非线性特性或者机轴不直。由于样品上的特征零件的形状是已知的，这些特征零件可用于对机器和探头的几何误差进行校正。通过将样品外推到零点的数据与样品的已知形状进行比较并生成几何误差对应关系以校正后续部件，可以完成上述几何误差的校正。
该方法也可以用于直接测量部件，而不要首先生成误差对应关系。
如前所述，在第一探头偏移或探头作用力F1下获得部件的第一测量值R1，在第二探头偏移或探头作用力F2下获得部件的第二测量值R2。该过程可以重复，以获得不同探头偏移或探头作用力Fn下的后续测量值Rn。关联部件的测量数据和探头偏移或探头作用力的函数是由部件的测量值R1、R2和相应的探头偏移或探头作用力F1、F2确定的。该函数可以是线性的或者高次曲线(例如参数曲线)。所述函数用于外推测量数据，以提供与零探头作用力F0相关的部件测量数据R0。然而，在该实施例中，与探头作用力为零对应的测量数据R0得到实时(onthe fly)计算，因此不需要首先计算部件的误差对应关系。
当探头作用力所处的水平不会造成任何显著的测量误差时，将探头作用力(或测头偏移)当作零。
图19显示由测量数据R1、R2和相应的探头作用力F1、F2确定的、关联部件的测量值R和探头作用力F的线性函数。在这种情况下，R0由以下方程确定R0=R1-(R2-R1)·F1(F2-F1)]]>如前所述，在用非恒定的探头偏移或探头作用力扫描(例如按正弦扫描)期间，可以获得至少一组测量数据。可选地，用变化的探头偏移或探头作用力进行的单独部件扫描可以收集到足够的数据，来进行“实时”外推计算。
不要求对待测特征零件进行两次完整的扫描。例如，图20显示了正由探头82扫描的孔80。图21显示了所述孔的扫描轮廓，所述孔在第一探头偏移或作用力下测量了完整的一周。然后所述孔在第二探头偏移或作用力下进行了第二次四分之一周的扫描86。第一次扫描84和第二次扫描86可以在恒定或者变化的探头偏移或探头作用力下进行。与先前实施例一样，来自第一次扫描和第二次扫描的数据用于通过外推到零点来确定所述孔表面上的点在探头作用力为零时的表面测量值。来自四分之一周扫描86的数据具有关于沿X和Y轴的误差的足够信息，使用该数据可以围绕所述孔的整个圆周校正扫描数据。
所述四分之一周扫描可以由两组径向的测量值代替。例如，图22显示了图20中孔的扫描轮廓，其中所述孔进行了如前所述的第一次扫描84。与第二次的四分之一周扫描不同，将所述探头在第一位置88处径向地移向和移离孔表面，同时获得在不同探头偏移或探头作用力下的表面测量值。图23是显示探头偏移与表面测量值之间关系的曲线图，所述测量值是当探头径向地移向孔表面时在所述孔表面上的点上获得的。在与第一位置隔开一定角度的孔表面上的第二位置90重复上述测量。径向测量值优选地隔开90°，以便于沿X和Y轴推断校正值，然而所述径向测量值可以隔开不同的角度。与前述一样，在两个径向位置外推到零点使得能在两个位置上确定与探头作用力为零相关的真实测量值。因此，可以确定关于X和Y轴的误差校正值，从而可以校正整个孔的测量值。
当被测特征零件的壁足够厚，以致于不存在显著的局部部件偏移(这会影响孔的局部区域的校正)时，该方法是合适的。
可提供替代函数的查找表。查找表由可定义函数的相同数据生成。
该方法具有的优点是，能够分开由探测作用力测量误差和几何误差造成的误差。如果例如将来自具有300μm偏移的扫描的测量数据与已知的样品形状进行比较，就不会有上述那种情况。在该情况下，探测作用力测量误差和几何误差会结合到一个校正值中，不可能将二者分开。
分开测量作用力误差和几何误差的这种校正方法具有的优点是，该方法考虑了由于被测物体的偏移所造成的误差。当测量低刚度和/或薄壁物体时，探测作用力可能使所述物体发生偏移。
图8显示低刚度的待测特征零件50。当所述特征零件与探头10接触时(如图9和图10所示)，所述特征零件偏离所述探头。特征零件的这种偏移造成其在作用力F下的测量直径看起来小于其真实直径。图11显示所述特征零件的真实直径52和使用探头作用力F得到的测量直径54。同样，环的内径会因为相同的道理看起来大于其真实直径。在探头偏移或探头作用力为零时，所述特征零件的偏移将为零。因此，本发明的方法生成的测量作用力误差函数或对应关系通过这种外推到零点的步骤，将这些误差考虑在内。
本发明的第二个步骤中，确定系统的动态误差。动态误差可能由例如因为加速引起的机器弯曲所造成。一旦已经如前所述生成了测量作用力误差函数或对应关系，就以高速扫描物体。高速扫描在上述恒定探头偏移或恒定作用力下进行。此外，优选地以恒定速度进行高速扫描。将这种来自快速扫描的测量数据与和物体真实尺寸相关的测量作用力误差受到校正的低速扫描进行比较，所述低速扫描的产生如本发明的第一步所述。通过比较快速扫描和测量误差受到校正的低速扫描，可以生成动态误差函数或对应关系。该动态误差对应关系用于校正在高速下进行的后续扫描。
由于动态误差函数关联了误差与偏移或作用力，所以后续扫描不需要具有与初始快速扫描相同的测头偏移或探头作用力。然而，理想地是对后续扫描使用同样快的速度。
图12显示在快速扫描40期间获得的测量值，以及通过如前所述的测量作用力误差受到校正的慢速扫描所生成的物体的真实尺寸42。
动态误差对应关系已经结合了测量作用力误差对应关系或函数，以生成总体特征零件对应关系。通过将如图6所示的围绕部件的测量作用力误差校正向量38与围绕部件的动态误差校正向量相加，生成如图12所示的组合校正向量44，由此来完成上述误差的结合。
该方法具有的优点是，由于通过在不同的探头偏移或不同的作用力下扫描物体来确定测量误差，所以物体表面上每个点的测量误差都是已知的。从而不需要插值。
本发明的第二实施例中，可以联合地确定测量作用力误差和动态误差。现将参看图13和14说明这种方法。
第一步，以例如10毫米/秒的慢速在例如200μm的第一偏移下扫描物体。图13显示了所述慢扫描S1的轮廓。然后沿相同的路径，以例如100毫米/秒的快速在例如100μm的第二偏移下扫描物体。图13显示了所述快扫描F1的轮廓。然后又沿相同的路径，以例如100毫米/秒的快速在第一偏移200μm下扫描物体。图13显示了所述快扫描F2的轮廓。
图14显示了围绕物体的S1、F1和F2扫描轮廓的一部分。F1和F2是以相同的快速(100毫米/秒)在不同的偏移(分别是100μm和200μm)下进行扫描的轮廓。通过外推到偏移为零的点，能确定具有零偏移的高速(100毫米/秒)扫描下的物体的轮廓。该轮廓如图14上的HSZD所示。从而可确定由于F2扫描的偏移引起的误差。该偏移误差如图14上的e1所示。
由于在相同的探头偏移(200μm)下完成扫描S1和F2，偏移误差e1可应用到扫描S1的轮廓上，以找到对应于低速、零偏移的扫描的轮廓。该轮廓如图14上的LSZD所示，并对应于物体表面。
现将LSZD当作基线。现在确定LSZD基线和F2扫描之间的误差。该误差在图14上标为e2。误差e2可储存下来作为校正对应关系或函数。
现在可以按对应于扫描F2的速度和偏移测量后续物体，并用校正对应关系或函数进行校正。
该方法宁可使用作用力测量探头而不使用偏移测量探头。在这种情况下，扫描S1和F2在第一探头作用力下进行，而扫描F1在第二探头作用力下进行。这两次快速扫描必须接下来外推到作用力为零的点，以确定高速、零作用力轮廓，从而可确定由F2的作用力造成的误差。
通过使用扫描探头或触发探头，可确定S1、F1和F2扫描期间物体的测量值。触发探头可以用电加载，以便使其在一定的作用力下触发。因此，在S1和F2扫描期间，探头加载到在第一作用力下触发，在F1扫描期间，探头加载到在第二作用力下触发，使得两次快速扫描能外推到零作用力。
慢扫描S1不必具有与快扫描F1相同的测头偏移或探头作用力。这是因为测头偏移/探头作用力和测量误差之间的关系是在快速下从扫描F1和F2确定的，这就使其能与低速下任何的测头偏移/探头作用力进行比较。
现将参看图15说明本发明的第三实施例。在垂直于物体表面的方向上沿路径46，驱使探头的测头10与物体18的表面发生接触，直至达到预定的测头作用力为止。沿相同的路径对多个不同预定测头作用力重复该步骤。用沿该路径的测量数据外推回去，使得能确定测头和工件之间在零作用力下测量的点。这是名义物体测量值。
对围绕物体表面的一些选择数据点重复该过程。来自这些数据点的每个数据用于生成如前所述的误差对应关系，以校正后续测量值。通过对数据点之间的误差对应关系进行插值，校正所述数据点之间的物体表面的测量值。
权利要求
1.一种用坐标定位装置测量物体的方法，所述方法包括以任何适当的方式排序的下列步骤将所述物体放置在所述坐标定位装置的工作容积内；用工件接触探头测量所述物体，以生成所述物体的测量数据，所述测量数据是在多种探头作用力下收集的；对于所述物体表面上的至少一个位置，确定关联测量误差数据和探头作用力的函数或者查找表；对于所述物体表面上的所述至少一个位置，使用所述函数或者查找表来确定对应于探头作用力为零的测量数据；以及将对应于探头作用力为零的测量数据输出，作为所述物体的测量值。
2.如权利要求1所述的方法，其中对应于测量作用力为零的测量数据通过外推法确定。
3.如权利要求1或2中任一项所述方法，其中所述测量数据在已知的恒定探头作用力下收集。
4.如权利要求1或2中任一项所述方法，其中所述测量数据在已知的变化探头作用力下收集。
5.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中用工件接触探头测量所述物体的步骤包括对所述物体进行扫描。
6.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述函数是线性函数。
7.如权利要求1～5中任一项所述的方法，其中所述函数是参数函数。
8.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中沿扫描路径测量所述物体，并收集一段所述扫描路径在多种探头作用力下的测量数据；确定所述扫描路径段上各个位置的、关联测量数据和探头作用力的函数或查找表；以及其中，在所述扫描路径上非所述扫描路径段的位置上，由从所述扫描路径段上收集的测量数据确定关联所述测量数据和所述探头作用力的函数或查找表。
9.如权利要求8所述的方法，其中由所述扫描路径段上关联所述测量数据和所述探头作用力的函数或查找表的组合部件，确定所述扫描路径上非所述扫描路径段的位置上的、关联所述测量数据和所述探头作用力的函数或查找表。
10.如权利要求8或9中任一项所述的方法，其中能够在恒定或变化的探头偏移或探头作用力下，通过沿所述扫描路径扫描表面轮廓一周对所述物体进行测量。
11.如权利要求8～10中任一项所述的方法，其中通过在所述扫描路径上在不同的探头作用力下进行的额外测量，收集所述扫描路径段在多种探头作用力下的测量数据。
12.如权利要求11所述的方法，其中通过扫描至少四分之一周所述表面轮廓获得额外的测量值。
13.如权利要求11所述的方法，其中当所述探头至少在两个不同位置上径向地移向所述表面或远离所述表面时，通过对所述表面轮廓的测量获得所述测量值。
14.一种用坐标定位装置测量物体的方法，所述方法包括以任何适当的方式排序的下列步骤将所述物体放置在所述坐标定位装置的工作容积内；用工件接触探头测量所述物体，以生成所述物体的测量数据，所述测量数据是在多种测头偏移下收集的；对于所述物体表面上的至少一个位置，确定关联测量误差数据和测头偏移的函数或者查找表；对于所述物体表面上的所述至少一个位置，使用所述函数或者查找表来确定对应于测头偏移为零的测量数据；以及将对应于测头偏移为零的测量数据输出，作为所述物体的测量值。
15.如权利要求14所述的方法，其中通过外推法确定对应于测头偏移为零的测量数据。
16.如权利要求14或15中任一项所述的方法，其中所述测量数据在已知的恒定测头偏移下收集。
17.如权利要求14或15中任一项所述的方法，其中所述测量数据在已知的变化测头偏移下收集。
18.如权利要求14～17中任一项所述的方法，其中用工件接触探头测量所述物体的步骤包括对所述物体进行扫描。
19.如权利要求14～18中任一项所述的方法，其中所述函数是线性函数。
20.如权利要求14～18中任一项所述的方法，其中所述函数是参数函数。
21.如权利要求14～20中任一项所述的方法，其中沿扫描路径测量所述物体，并收集一段所述扫描路径在多种探头偏移下的测量数据；确定所述扫描路径段上各个位置的、关联所述测量数据和所述测头偏移的函数或查找表；以及其中，在所述扫描路径上非所述扫描路径段的位置上，由从所述扫描路径段上收集的测量数据确定关联所述测量数据和所述探头偏移的函数或查找表。
22.如权利要求21所述的方法，其中由所述扫描路径段上关联所述测量数据和所述测头偏移的函数或查找表的组合部件，确定所述扫描路径上非所述扫描路径段的位置上的、关联所述测量数据和所述测头偏移的函数或查找表。
23.如权利要求21或22中任一项所述的方法，其中能够在恒定或变化的测头偏移下，通过沿所述扫描路径扫描表面轮廓一周对所述物体进行测量。
24.如权利要求21～23中任一项所述的方法，其中通过所述扫描路径上在不同的测头偏移下进行的额外测量，收集所述扫描路径段在多种探头偏移下的测量数据。
25.如权利要求24所述的方法，其中通过扫描至少四分之一周表面轮廓获得额外的测量值。
26.如权利要求24所述的方法，其中当所述探头至少在两个不同位置上径向地移向所述表面或远离所述表面时，通过对所述表面轮廓的测量获得所述测量值。
全文摘要
一种用坐标定位装置测量物体的方法，所述方法包括下列步骤将物体放置在坐标定位装置的工作容积内；用工件接触探头测量所述物体，以生成所述物体的测量数据，所述测量数据是在多种探头作用力下收集的；对于所述物体表面上的至少一个位置，确定关联测量误差数据和探头作用力的函数或者查找表；对于所述物体表面上的所述至少一个位置，使用函数或者查找表来确定对应于探头作用力为零的测量数据；以及将对应于探头作用力为零的测量数据输出，作为所述物体的测量值。
文档编号G01B21/02GK1894556SQ200480037599
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月16日 优先权日2003年12月16日
发明者戴维·罗伯特·麦克默特里, 若弗雷·麦克法兰, 凯维恩·巴里·乔纳斯 申请人:瑞尼斯豪公司