TWI659214B - 檢測設備及操作檢測設備的方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種操作一工具機設備之方法，該工具機包括至少第一心軸及第二心軸，及至少各自第一量測系統及第二量測系統，以量測位於該工具機中之至少各自第一標稱上相同之部件及第二標稱上相同之部件上之複數組標稱上相同的點，該方法包括：針對各組標稱上相同的點，依次引起該等部件與該等量測系統之間之一第一相對移動，以使用該等量測系統之一者來量測該等部件之一者；且隨後引起該等部件與量測系統之間之一第二相對移動，以使用其他量測系統來量測該等部件之另一者。

Description

檢測設備及操作檢測設備的方法

本發明係關於一種檢測設備及一種操作一檢測設備之方法，特定言之，本發明係關於一種工具機及一種操作一工具機之方法。

已知電腦數值控制器(CNC)工具機，其中一CNC控制器控制多個機器軸，從而允許一切割工具與該機器容量內之一特定位置中之一工件接觸。由在終端使用者點處載入至該機器內之一CNC部件程式中提供之指令控制此等軸。通常，若諸多標稱上相同之組件需要作為一大批量生產演練之部件，則一相同CNC部件程式可在以相同方式設置之諸多相同CNC機器上運行。 在一些情況中，為了一工廠場地上之空間之效率或為了其他理由，每CNC機器操作一單一心軸係沒有效率的。在此等情況中，一些使用者傾向於在一單一機器內具有多個心軸之CNC機器。在此等機器上，多個心軸可連接至經操作使得該機器上之各心軸執行標稱上相同之移動之一單一CNC控制器系統。在一些情況中，可共用實體軸。例如，一常見組態係由被X、Y軸控制器控制之一大工作台組成。在該工作台上方存在皆由機器之「Z」軸控制之兩個心軸。此允許一單一部件加工程式同時切割兩個相同工件。 在此組態中，通常允許各心軸沿「Z」方向(通常沿旋轉工具之軸)之一臨時獨立偏移以允許該切割工具之總成中之差異。然而，由於共用X、Y軸，所以不可能提供至彼此獨立之一個工件之位置及旋轉之偏移。據此，此等心軸被稱為彼此「受控」。 在CNC工具機上，通常使用心軸探測。已知使用心軸探測(例如)作為一通過/不通過檢查且作為設置機器偏移之一方法。在此等情況中，可由CNC控制製造商提供一程式功能，使得該機器移動直至藉由探測系統提高一電輸入(例如，當探針接觸工件表面且觸發時)。在當已由CNC控制器接收該電輸入後的精確時間點，該機器控制器記錄其軸之位置且亦開始停止機器軸之程序。一旦已停止該機器後，探針觸發時之機器位置在機器變量中可得且可由一程式用於開始計算，包含專屬探針之預先記錄之補償資料之應用、特徵尺寸計算等等。

本發明係關於在獲得具有多個心軸(特定言之多個受控心軸)之一工具機上之複數個部件之量測上之改良。例如，如以下更詳細地描述，本發明係關於一種操作一工具機設備之方法，該工具機設備包括至少第一心軸及第二心軸及至少各自第一量測系統及第二量測系統。該方法可用於量測定位於該工具機中之至少第一部件及第二部件(例如，標稱上相同之部件)上之複數個點(例如，標稱上相同之點)。該方法可包括執行數個(例如重複)機器移動，各部件執行一個機器移動。各機器移動可包括驅動相對於彼此之該第一部件及該第二部件及該第一量測系統及該第二量測系統。該等部件及其等各自量測系統之此相對運動可一起/同時發生。該等不同量測系統之(若干)輸出可用於不同機器移動。 根據本發明之一第一態樣，提供一種操作一檢測/定位(例如，工具機)設備之方法，該設備包括(例如，至少第一心軸及第二心軸及)至少各自第一量測系統及第二量測系統。該方法可包括量測位於至少各自第一部件及第二部件(例如，定位於該檢測/定位設備中，例如工具機中)上之複數組標稱上相同之點。該方法可包括：針對各組標稱上相同之點依次/連續(例如，使得相繼量測該等標稱上相同之點組)引起該等部件與量測系統之間之一第一相對移動以使用該等量測系統之一者量測該等部件之一者(例如，可由一第一探針量測一第一部件)。該方法可包括隨後引起該等部件與量測系統之間之一第二相對移動以使用該另一量測系統量測該等部件之另一者(例如，可由一第二探針量測一第二部件)。依此方式，可在該第一相對移動期間收集各組量測點之一第一點(例如，第一物體上之一第一點)且可在該第二相對移動期間收集各組量測點之第二點(例如，第二物體上之一標稱上相同之點)。 依此方式，連續取得各組標稱上相同之點。例如，在一第二組標稱上相同之點之前收集一第一組標稱上相同之點。已發現依次收集各組標稱上相同之點之此方法比量測一第一物體之所有需要之點且接著重複第二及任何後續物體之相同量測更快。 據此，在該第一相對移動期間，該等量測系統之一第一者可被稱為作用中/當前使用，而該等量測系統之一第二者可被稱為非作用/當前未使用/抑制，且在該第二相對移動期間，該等第二量測系統可被稱為作用中/使用，而該等第一量測系統可被稱為非作用/當前未使用/抑制。 該第二相對移動可包括該第一相對移動之一重複。換言之，該方法可包括重複該等部件與量測系統之間之相對移動以使用其他量測系統量測該等部件之另一者。依此方式，可在該第一相對移動期間收集各組量測點之第一點(例如，第一物體上之一點)，同時可在該第二/重複移動期間收集各組量測點之第二點(例如，第二物體上之一標稱上相同之點)。該重複移動可包括一標稱上相同之移動。例如，可使用相同機器指令將該後續移動作為初始/第一移動。 該第一相對移動可包括部件朝向該等量測系統之移動。該第二相對移動可包括該等部件遠離該等量測系統之移動。依此方式，可在該等量測系統朝向部件之運動期間收集各組量測點之第一點，同時可在該等量測系統遠離該等部件之運動期間收集各組量測點之第二點。 如將瞭解，在該等移動期間(例如，在初始及後續/重複移動期間)可一起/同時移動兩個部件及/或兩個量測系統。 該至少第一部件及該第二部件可包括(例如)安裝於該定位/檢測設備之至少第一工具基座及第二工具基座(例如，至少第一心軸及第二心軸)中之第一工具及第二工具。實例性工具包含切割、研磨及/或碾磨工具。 該至少第一量測系統及該第二量測系統可包括第一工具安裝器及第二工具安裝器。該等工具安裝器可為非接觸工具安裝器。該等工具安裝器可為接觸工具安裝器。 該至少第一部件及該第二部件可包括至少第一工件及第二工件。該至少第一量測系統及該第二量測系統可包括安裝於該定位設備之至少第一工具基座及第二工具基座(例如，至少第一心軸及第二心軸)中之第一探針及第二探針。 該第一探針及該第二探針可包括接觸探針，該等接觸探針包括一可偏轉尖筆。該等探針可經組態以提供指示尖筆偏轉之一信號。該等探針可經組態以提供指示偏轉程度之一信號(例如，可為一類比或掃描探針)。該等探針可經組態以提供指示已發生該偏轉(例如，已發生一臨限偏轉)之一信號。例如，該第一探針及該第二探針可為觸摸觸發探針。該第一探針及該第二探針可係相同類型。 該第一量測系統及/或該第二量測系統可經組態以與一接收器無線通信。分離接收器可經提供以與該第一量測系統及該第二量測系統通信。替代地，該第一量測系統及該第二量測系統可與一共同/相同接收器通信(例如，複數個量測探針可與一單一接收器單元通信)。該第一量測系統及/或該第二量測系統可經組態以經由無線電信號及/或光學信號與一接收器通信。此等光學信號可係可見或不可見的。 該至少第一量測系統及該第二量測系統皆可在移動期間(例如，在初始及重複移動期間)開啟及/或在作用中。該至少第一量測系統及該第二量測系統皆可經組態以在移動期間(例如，在初始及重複移動期間)提供輸出(例如，尖筆偏轉信號，諸如觸發信號)。據此，如以下更詳細地描述，可使用一切換(或抑制)方法/系統以在一移動期間使用之量測系統的輸出之間切換。 該工具機設備可包括經組態以自僅一個量測系統接收輸入之一控制器。換言之，該控制器可僅具有一個量測系統輸入。該輸入可包括一SKIP信號輸入。據此，該控制器可僅具有一個SKIP輸入。視情況，該控制器經組態以自多個(例如，兩個或兩個以上)量測系統接收輸入。該控制器可具有多個(例如，兩個或兩個以上)量測系統輸入。據此，該控制器可具有多個(例如，兩個或兩個以上) SKIP輸入。 該方法可包括在量測系統輸出之間切換。此可使得該等量測系統之一者之輸出被用於該等部件之該一者之該量測(例如，在量測期間被傳遞至一控制器)，且使得該等量測系統之另一者之輸出被用於該等部件之該另一者之該量測(例如，在量測期間被傳遞至一控制器)。換言之，該方法可包括在該至少第一量測系統及該第二量測系統之輸出之間切換，使得在初始移動期間，該等量測系統之一者的輸出被傳遞至該控制器，且使得在該後續/重複移動期間，該等量測系統之另一者的輸出被傳遞至該控制器。如將瞭解，此切換可專門手動操作。該切換可係由工具機控制器實現。亦應注意，該第一量測系統及該第二量測系統可共用一些共同元件。例如，可由一共同處理單元提供信號處理或調節電子器件(例如，用於該第一量測系統及該第二量測系統之電路可係容置於相同外殼中或被設置於相同電路板上)。若控制器包括一個以上SKIP輸入，則該控制器可選擇其使用之SKIP輸入(例如，監測器)。 該工具機設備可包括一介面，該至少第一量測系統及該第二量測系統將指示尖筆偏轉之信號提供至該介面。該介面可經組態以在將來自該等量測系統之一者與該等量測系統之另一者的量測資訊(例如，尖筆偏轉信號，諸如一觸發信號)提供至控制器之間切換。例如，與以上段落一致，該介面可經組態以在該等量測系統的輸出之間切換，使得該等量測系統之一者的輸出在初始移動期間使得該介面將一觸發信號提供至控制器，且使得該等量測系統之另一者的輸出在該後續/重複移動期間使得介面將一觸發信號提供至控制器。如將瞭解，此切換可專門手動操作。該切換可係由指導該介面(例如，經由一M編碼命令)之工具機控制器實現。 該介面可係與該控制器實體整合或分離。 若該控制器包括一個以上SKIP輸入，則可提供用於各SKIP輸入之一個介面。各介面可被連接至一個以上量測系統/與該一個以上量測系統通信。各介面可經組態以在該等量測系統的輸出之間切換。 該工具機設備可包括一數值控制(NC)工具機設備，例如一電腦數值控制(CNC)工具機設備。 該方法可包括移動該定位設備之至少第一工具基座及第二工具基座(例如心軸)以引起該相對移動。 該方法可包括移動該工具機之工作台以引起該相對移動。 該方法可包括：在第一(例如初始)移動期間抑制該等量測系統之一者；且接著在第二(例如重複)移動期間抑制該等量測系統之另一者。此抑制可包括(例如)：忽略一量測系統之輸出；停用一量測系統(例如，探針及/或其各自接收器)；防止該量測系統(例如，探針及/或其各自接收器)發佈關於部件(例如，關於尖筆偏轉)及/或一切換技術/裝置之偵測之一信號，使得用於發信號通知一控制器之量測系統(例如，用於將一SKIP信號發佈至一控制器之探針之輸出)自一個量測系統(例如探針)切換至另一者。 該方法可包括監測來自非作用/抑制/當前未使用之量測系統之一輸出。該輸出可為一量測信號、一部件偵測信號(例如一觸發信號)。例如，該方法可包括監測非作用/抑制/當前未使用之探針之偏轉。該方法可包括採取行動以回應此一輸出，例如回應於抑制之量測系統已偵測到某物(例如觸發之物(例如偏轉之物))之一判定。此動作可(例如)包括：停止運動；及/或發佈一錯誤/警告信號。視情況，該抑制之量測系統在間隔(例如，預定/週期/常規間隔)處發佈指示其是否已偵測到某物/量測之物/觸發之物(例如，偏轉之物)之一信號。 該控制器可包括比存在的量測系統數目更少之信號輸入。可使用在WO01/55670中描述之該類型之一設備來允許不同量測信號傳遞至該工具機控制器。 根據本發明之一第二態樣，提供一種經組態以根據如以上描述之方法操作之工具機設備。 在本文中亦描述一種操作一工具機設備之方法，該工具機包括至少第一心軸及第二心軸及各自至少第一量測系統及第二量測系統以量測位於該工具機中之各自至少第一標稱上相同之部件及第二標稱上相同之部件上之複數組標稱上相同之點，該方法包括：針對各組標稱上相同之點依次引起該等部件與該等量測系統之間之一第一相對移動以使用該等量測系統之一者量測該等部件之一者；且隨後引起該等部件與量測系統之間之一第二相對移動(例如，一重複移動)以使用其他量測系統量測該等部件之另一者。該方法可進一步包括本文描述之額外特徵之任何者。亦可提供一種經組態以根據該方法操作之工具機設備。 本文亦描述一種用於量測一部件之表面上一量測點之位置之方法，該方法包括移動具有相對於該部件之一可偏轉尖筆之一量測探針之步驟，其中量測該量測點，同時該量測探針移動遠離該部件。亦可提供一種經組態以根據該方法操作之工具機設備。

如將瞭解，量測探針提供者通常提供具有其等裝置之檢測軟體，此軟體寫入至CNC控制器平台之本機語言內。該軟體經設計以當與CNC機器之能力組合時控制CNC工具機最佳利用由供應商提供之探測系統。 針對心軸探測，由此軟體提供之一個功能與特徵之量測相關——例如，一孔或一線特徵之量測包括檢測一些量測之點且接著組合彼等點以計算特徵之所要參數，諸如尺寸、與標稱之偏移、形狀誤差等等。多個特徵可由客戶部件程式組合以表示一整個工件之結果(例如)而實現基於兩個量測之孔之一工件之對準。 在該軟體內，另一功能提供量測個別探測之點之能力。繼而由特徵-量測功能使用此功能。該點量測功能可支援不同量測策略，此取決於CNC機器控制器之能力。例如，針對一些CNC控制器，其等要求一多觸摸量測策略達成有效循環時間，而其他CNC控制器無此要求。 本發明係關於經特定設計以在多心軸機器上使用之個別點或特徵擷取策略之一修改。在該修改中，根據本發明之一實例性實施例，將控制CNC控制器監測哪個輸入之命令嵌入至點擷取功能中，使得自動重複需要擷取各點之CNC命令，各心軸重複一次。該功能亦(例如)藉由使用一SKIP共用裝置(諸如如以下描述之一介面)或藉由使用一內建控制器功能切換CNC控制器回應至之探測輸入。在各心軸上之各量測之點之後，在一組固定CNC變量中(藉由CNC控制器)記錄量測位置；該點量測功能亦可將此等CNC變量複製至已知位置內以由特徵-計算或工件-計算功能使用。 依此方式，可擷取各心軸探針(安裝於各自心軸上)之一個別資料點，其中針對各點僅重複觸摸移動本身。藉由與一策略比較，藉此針對各探針輸入重複整個部件程式，此表示一顯著循環時間節省。 各特徵-計算功能亦必須考慮現在可得多組探針資料之事實。例如，量測循環可報告來自各心軸之平均結果或結果之範圍。然而，不管係如何擷取資料的，此程序仍然係相同的。 將一類似程序施加至工具設置，藉此將相同標稱上相同之工具載入至各機器心軸內。 首先參考圖5，其展示為一工具機設備100之形式之一定位設備，其包括一工具機102、一控制器18、第一接收器12及第二接收器14，及一介面16。視情況可提供一電腦，例如PC 104。工具機102包括用於移動分別相對於一工作台11上之各自第一工件20及第二工件20'固持第一量測探針6及第二量測探針8之第一心軸2及第二心軸4的馬達(圖中未展示)。使用編碼器或類似者，以一已知方式準確地量測第一心軸2及第二心軸4的位置(且因此第一探針6及第二探針8的位置)。此等量測提供在機器座標系統(x, y, z)中界定的心軸位置資料。控制器18 (例如，一電腦數值控制器「CNC」)根據一程式來控制第一心軸2及第二心軸4在工具機之工作區域內的x, y, z移動，且亦接收關於心軸位置的資料。CNC 18遵循控制工具機之程式可為一自動或手動產生的程式。該程式可係在電腦104、控制器18上產生，或可在任何地方產生，且被輸入至控制器18內，或其之一組合(例如，部件係在任何地方產生且在控制器18上修改)。 圖1示意地展示工具機102之第一心軸2及第二心軸4，及經安裝於其等之上之各自第一量測探針6及第二量測探針8。在此情況中，第一量測探針及第二量測探針各為具有一可偏轉尖筆且經組態以發佈關於偏轉超過一臨限值(可(例如)為機械或電判定)之一尖筆偏轉信號(例如一觸發信號)之一接觸探針。第一心軸及第二心軸可係(例如)如以上描述般一起受控，使得(例如)其等沿至少x及y方向經固定且可移動，以將探針驅動至經定位於工具機之工作台11上的工件內。視情況，心軸可經固持而固定，且接著工具機之工作台11可移動(例如，以將工件移動至探針內)。視情況，心軸移動及工作台移動之一組合係可能的。 第一量測探針6及第二量測探針8與各自第一接收器12及第二接收器14無線通信(在一替代實施例中，其等可為有線的)。在所描述及展示之實施例中，提供分離接收器。然而如將瞭解，一共同/單一接收器可被用於自多個量測系統/探針接收信號。該無線通信可為(例如)無線電或光學(可見或不可見)。第一接收器12及第二接收器14經連接至介面16/與介面16通信，介面16經連接至一控制器18/與控制器18通信。介面16將一信號(例如，一觸發信號)自第一量測探針6及第二量測探針8中繼至控制器18上之SKIP輸入。在此實施例中，控制器18具有可用於告訴介面16是否將第一探針6或第二探針8用作為SKIP信號之源之一輸出(標記為MODE)。 在使用中，使用第一探針6及第二探針8來量測第一標稱上相同之工件20及第二標稱上相同之工件20'。特定言之，使用第一探針6及第二探針8來量測第一標稱上相同之工件20及第二標稱上相同之工件20'上之複數組(例如，對)標稱上相同的點(例如，第一組標稱上相同的點22、22'；第二組標稱上相同的點24、24'；第三組標稱上相同的點26、26'及第四組標稱上相同的點28、28')(見圖2)。 在此實施例中，控制器18具有比心軸/量測系統(例如探針)數目更少之SKIP輸入。特定言之，在此實施例中，該控制器僅具有一個SKIP輸入且經組態以停止機器移動且在一旦收到一SKIP信號後記錄編碼器位置。根據本發明之一個實施例之方法包括使用一重複機器移動依次量測各組(例如，對)標稱點，其中循序使用第一探針6及第二探針8之輸出。例如，最初針對第一組標稱上相同之點22、22'，該方法包括引起一雙倍或重複機器移動，使得在第一機器移動上藉由使用第一探針6及第二探針8之一者量測工件20、20'之一者，且接著在第二機器移動上藉由使用第一探針6及第二探針8之另一者量測工件之另一者。如將瞭解，在兩個移動上，第一探針及第二探針兩者相對於其等各自工件相對地移動(且該兩個探針可(例如)在標稱上相同之點處接觸其等各自工件)，但僅第一探針及第二探針之一者實際上用於各移動上之量測。 此可(例如)藉由根據需要循序打開且關閉探針(及或其等各自接收器)而達成。例如，最初打開第一探針6；執行移動直至接收一SKIP信號；關閉第一探針6；打開第二探針8且重複該移動。然而，此一實施方案可係緩慢的，尤其係若要花費一長時間預熱該等探針。視情況，可(例如)由經組態以在初始移動期間抑制量測系統之一者且接著在重複移動期間抑制該等量測系統之另一者之系統實施該方法。可達成此抑制以(例如)停用探針及/或其各自接收器，防止探針及/或其各自接收器發佈關於尖筆偏轉及/或一切換技術之一信號，使得用於將一SKIP信號發佈至控制器18之探針輸出自一個探針切換至另一者。例如，一切換系統(例如介面16)可經組態以在用於將一SKIP信號發佈至控制器18之探針輸出之間切換。 據此，在一個特定實例中，介面16在來自其使用之探針之信號之間切換。例如，關於第一組標稱上相同之點22、22'，在初始移動上介面16可經組態(例如，基於來自控制器之MODE信號)以僅使用來自第一探針6之尖筆偏轉信號而使得在控制器18處接收一SKIP信號。據此，在該初始移動期間，工具機將經組態以一起/同時驅動第一心軸2及第二心軸4 (例如，因為其等受控於彼此)，使得第一量測探針6及第二量測探針8之各者經驅動朝向其等各自工件20、20'。當由介面16接收指示第一探針之尖筆之偏轉(因為已將該尖筆驅動至第一工件20內)之一信號時，其將一SKIP信號發佈至控制器18。接著，該工具機停止移動且記錄該工具機之編碼器位置，使得其可在工具機之座標量測系統中判定待在第一工件20上量測之點22之量測之點。如將瞭解，在初始移動期間，亦可已將第二探針之尖筆驅動至第二工件20'內，且將一尖筆偏轉信號發佈至介面，但介面16將不把此信號傳遞至控制器。 接著，該工具機使得相同機器移動重複。然而，此時介面16可經組態(基於來自控制器之MODE信號)以僅使用來自第二探針8之尖筆偏轉信號而使得在控制器18處接收一SKIP信號。當由介面16接收指示第二探針之尖筆之偏轉(因為已將該尖筆驅動至第二工件20'內)之一信號時，其將一SKIP信號發佈至控制器。接著，該工具機停止移動且記錄該工具機之編碼器位置，使得其可在工具機之座標量測系統中判定待在第二工件20'上量測之點22'之量測之點。如將瞭解，在此重複移動期間，亦可已將第一探針之尖筆驅動至第一工件20內，且將一尖筆偏轉信號發佈至介面，但介面16將不把此信號傳遞至控制器18。 由於依次量測標稱上相同之點，所以一旦量測第一組標稱上相同之點22、22'兩者之量測後，接著工具機繼續移動以使用相同以上描述之重複移動技術量測下一組(例如，對)標稱上相同之點(例如，第二組標稱上相同之點24、24')。此相比而言將使用第一探針來量測第一部件20之一者上之點之部分或全部且接著使用第二探針量測第二部件20'上之點之部分或全部。儘管使用重複移動依次量測標稱上相同之點之程序需要第一探針與第二探針之間之更多切換，但可藉由避免需要多次環繞部件移動而顯著減少循環時間。 在以上描述之實施例中，提供分離的接收器12、14。然而如將瞭解，一共同/單一接收器可用於自多個量測系統/探針接收信號。例如，如在圖6中所繪示，第一量測探針6及第二量測探針8兩者可與第一接收器12通信。此可以各種方式達成，例如藉由在不同頻率上操作之探針及/或藉由使用不同信號/編碼指示器。 另外或替代地，(若干)接收器而非設置於控制器與如在以上實施例中描述之(若干)接收器12、14之間之一實體上分離之介面16可直接與控制器18通信。在此情況中，例如，該介面可為該控制器之部件。視情況，(例如)如圖6中所繪示，接收器12可直接插入至控制器18內。在此情況中，控制器18可將一MODE信號發佈至該接收器以告知該接收器其想要自哪個探針/觸發信號接收一SKIP信號。 圖7展示一替代實施例，其中控制器18具有與心軸相同數目之SKIP輸入，例如在此實施例中具有兩個SKIP輸入(SKIP1及SKIP2)。然而，儘管控制器18具有兩個SKIP輸入，但控制器18可能無法處置同步SKIP信號。例如，控制器可能經設計以具有兩個SKIP信號輸入，使得該控制器可處置來自多個系統之SKIP信號，其中已知將不需要同步SKIP信號處置。例如，可已提供多個SKIP輸入，使得控制器18可具有針對一探針信號接收器及亦針對一工具安裝器(例如，諸如以下更詳細地描述)之專屬輸入，其中已知將不需要同步SKIP信號處置。在圖7之實施例中，探測程式可經程式化使得由該探測程式監測/登記之SKIP輸入自一者切換至另一者。例如，可提供一巨集，使得在第一移動(或至部件內之移動，如以下更詳細地描述)中監測SKIP1輸入且使得在第二(例如，重複)移動(或離開該部件之移動，如以下更詳細地描述)中監測SKIP2輸入。 一類似程序可用於多心軸機器上之工具設置目的，因為控制器僅具有一個SKIP輸入。例如，圖3繪示包括在設置第一工具50及第二工具52時使用之第一工具安裝器30及第二工具安裝器40之一實施例。此等工具可為切割、碾磨、研磨工具或類似者。在此實施例中，該等工具安裝器係非接觸工具安裝器且特定言之通常被稱為分束工具安裝器。如將瞭解，可使用其他類型之工具安裝器，包含接觸工具安裝器。各工具安裝器包括用於發射一光束之一發射器32、42及用於偵測該光束之一接收器34、44。在此情況中，當光束被其各自工具破壞時，該接收器將一信號(例如，一觸發信號)發佈至介面16。如以上相同之方式，可使用一重複機器移動且可依次使用來自各接收器之信號(例如，藉由使用MODE信號來告訴介面16將哪個接收器信號用作為SKIP信號之源)以量測第一工具及第二工具之各者上之標稱上相同之點。如將瞭解，在此情況中，一第一組標稱上相同之點可(例如)在工具之尖端位置，一第二組標稱上相同之點可為該工具之一第一直徑量測且一第三組標稱上相同之點可為該工具之一第二直徑量測。如同上文，可藉由重複機器移動且使用各移動之間之介面16在該等工具安裝器之間切換而非量測該等工具之一者上之所有點且接著量測該等工具之另一者上之所有點來依次量測此等標稱上相同之點。 如將瞭解，在由各自量測系統數次(例如兩次)在標稱上量測各工件上之相同點之意義上「重複」重複之移動。例如，在圖2之以上描述之實施例中，探針6多次與量測點22接合。如將瞭解，第一移動及第二移動(及任何後續移動)無需相同。例如，其等可以不同速度執行，或自不同方向接近部件，例如具有一不同路徑。然而，視情況至少重複移動之路徑在標稱上係相同的。視情況，該等重複移動之速度在標稱上可係相同的。 圖8展示根據本發明之一工具機之一進一步實例性實施例。如同其他描述之實施例，圖8之工具機包括兩個心軸2、4。然而，在圖8中兩次展示第一心軸2及第二心軸4以繪示在某一時段其等可各經負載具有一探針6、8以量測物體20、20' (例如，如以上結合圖1所描述)，且在另一時段其等可各經負載具有可使用第一工具安裝器30及第二工具安裝器40量測(例如，如以上結合圖3所描述)之一工具50、52。 類似於圖7之實施例，圖8之實施例之控制器18包括兩個SKIP輸入(SKIP1及SKIP2)。然而，在此實施例中，SKIP1連接至一第一介面單元16以用於第一探針信號接收器12及第二探針信號接收器14，且連接至一第二介面單元16'以用於第一工具安裝器30及第二工具安裝器40。在此情況中，在控制器18上運行之一巨集/程式可選擇監測哪個SKIP輸入。據此，在一探測路徑期間，控制器18可經指導以監測SKIP1輸入上之一信號。此外，與以上結合圖1所描述之一致，可使用一重複移動操作來量測第一物體20及第二物體20'，且可將一MODE信號供應至第一介面16以告訴第一介面16是否將第一探針6或第二探針8用作為SKIP信號之源。例如，可使用至第一介面單元16之MODE信號，使得在一第一移動中(或在至部件內之移動中，如以下更詳細地描述)，使用來自第一探針6/接收器12之信號將一SKIP信號發佈至控制器18且使得在第二(重複)移動中(或在離開部件之移動中，如以下更詳細地描述)，使用來自第二探針8/接收器14之信號將一SKIP信號發佈至控制器18。在一不同時間點處，於一工具設置程序期間，接著控制器18可經指導以監測SKIP2輸入上之一信號。據此，例如，與以上結合圖3所描述之一致，可使用一重複移動操作來量測第一心軸2及第二心軸4中之第一工具50及第二工具52，且可將一MODE信號供應至介面16'以告訴介面16'將哪個接收器(34或44)信號用作為各移動中之SKIP信號之源。 參考圖4a及圖4b，現將描述本發明之一進一步實施例。圖4a及圖4b再次展示用於量測第一標稱上相同之工件20及第二標稱上相同之工件20'之第一探針6及第二探針8。以類似於以上描述之實例之一方式，依次量測各工件上之標稱上相同之點122及122'對。 在以上描述之實例中，存在第一探針6及第二探針8朝向第一標稱上相同之工件20及第二標稱上相同之工件20'之重複運動以允許相繼量測各對點之標稱上相同之點。然而，亦可能在探針朝向工件之運動期間(即，當首次接觸第一工件20之表面時藉由感測)使用第一探針6量測一第一點122，但可能在探針遠離工件之運動期間(即，當斷開與第二工件20'之表面接觸時藉由感測)使用第二探針8量測第二點122'。換言之，第一探針6可經組態以在朝向表面之運動期間量測點，同時第二探針可經組態以在遠離該表面之運動期間量測點。此允許在朝向工件且接著遠離該工件之一移動期間收集各對標稱上相同之點。此通常可比使用兩個重複移動更快。 圖4a繪示係如何在探針朝向工件之運動期間收集一對標稱上相同之點之第一點122。特定言之，圖4a展示第一探針6及第二探針8朝向第一標稱上相同之工件20及第二標稱上相同之工件20'之運動。在此移動期間，第一探針6係用於量測之「作用中」探針。例如，如以上所描述，可提供當發生第一探針6之尖筆之偏轉時將一SKIP信號發佈至工具機控制器之一介面(在圖4a或圖4b中未展示)。該工具機一旦接收到SKIP信號後即停止移動且記錄該工具機之編碼器位置，使得其可在工具機之座標量測系統中判定第一工件20上之第一點122之量測之位置。因此，以類似於以上參考圖1描述之第一點22之量測之一方式執行第一點122之量測。 圖4b繪示可如何收集一對標稱上相同之點之第二點122'。在工具機已停止遵循接收由第一探針6之尖筆之偏轉產生之SKIP之後，探針移動遠離工件(即，自工件回縮或後退)。在此移動期間，介面由工具機控制器指導以選擇第二探針8為用於量測之「作用中」探針。因此，當不存在第二探針8之尖筆之任何偏轉時，該介面將一信號發佈至工具機控制器。例如，來自第二探針8之SKIP信號在介面中可反向。由工具機控制器接收反向SKIP信號(即，當第二探針斷開與表面之接觸時發生)將使得機器在一回縮觸發點處暫時停止。接著，在接收到此反向SKIP信號時該工具機控制器記錄工具機之編碼器位置，藉此允許在工具機之座標量測系統中判定第二工件20'上之第二點122'之位置。一旦擷取必要位置資料後，可立即發生探針之連續運動(例如，在運動中作出終端使用者察覺不出之任何暫停)。亦應注意，若工具機控制器本身能夠執行一類比功能，則該介面可無需使得來自第二探針8之SKIP信號反向。例如，該工具機控制器可經程式化(例如，經由一巨集呼叫命令或參數)以使得一SKIP輸入反向，藉此允許以與以上相同之方式之操作(但無需介面使得SKIP信號反向)。熟習技術者因此將能夠不同地實施用於不同工具機控制器之此一功能。 如將瞭解，可在執行移開表面之前發生第二探針8已偏轉之一檢查。若不發生該檢查，則可發佈一錯誤信號或警告。該檢查可包括指導該機器少量移動探針(例如，小於100 µm，例如大約50 µm)且判定該移動是否成功。若由作用中探針(即，在此情況中係第二探針)發佈一「觸發之」信號，例如因為該探針已離開表面(且在此情況中SKIP信號已反向)，則接著該移動將不成功且所以將知道該探針不在物體之表面上。 應注意，第一量測探針6及第二量測探針8將較佳已針對其等將需要執行之量測類型經校準。因此可藉由將探針驅動至一表面(例如，一校準假影之表面)內而獲得量測點以執行第一量測探針6之校準，同時使用當使得探針移動遠離一表面時獲得之量測點來校準第二量測探針8。依此方式，可針對至一工件表面內及遠離該工件表面之兩個運動獲得準確量測點。 儘管圖4a及圖4b描述使用心軸安裝之探針量測工件之一方法，但亦可在此實施例中實施本文描述之其他實施例之各種特徵。例如，亦可將相同技術應用於使用工具安裝器之工具之量測。亦應注意，儘管描述一雙重心軸/工件配置，但並未有理由為何該技術不可用於具有三個或三個以上心軸之工具機上。若提供兩個以上心軸，則在進出該表面之運動期間之量測可與該運動之重複組合以允許收集三個或三個以上物體上之標稱上相同之點之量測。依此方式，可進一步減少量測多個物體上之多個點所需之循環時間。 如以上所描述，在任何給定移動期間抑制量測系統之一者。據此，若在一移動期間，抑制之量測系統與部件處於一位置感測關係(例如，一探針之尖筆已偏轉)，則其將不發佈一SKIP/觸發信號或其之SKIP/觸發信號將忽略且所以該機器將繼續移動。因此，存在抑制之量測系統與一部件之間之一損害性碰撞之一風險，例如，若該部件不在其預期位置時。為了避免此發生，可提供用於偵測此一情況(例如，用於偵測抑制之/非作用探針之偏轉)及用於採取行動以回應於其(例如，停止機器之運動及/或發佈一錯誤/警告信號)之一碰撞偵測機制。例如，即使當抑制量測系統時，亦可由該量測系統發佈與SKIP信號分離之一狀態信號(例如，一二次偏轉狀態信號)。可由工具機設備(例如，其控制器)接收此一狀態信號，且當該狀態信號指示該量測系統與部件處於一位置感測關係時(例如，當探針之尖筆已偏轉)採取行動。在一個實施例中，量測系統(例如，抑制之量測系統)可經組態以在常規間隔處發佈指示該量測系統是否與某物處於一位置感測關係(例如，探針之尖筆是否已偏轉)之一信號。此一信號可與SKIP信號分離且獨立於SKIP信號。一旦接收到指示該量測系統處於一位置感測關係之此一信號後，工具機可(例如)停止運動以避免對量測系統及/或部件之損害，及/或發佈一錯誤/警告信號。

2‧‧‧第一心軸

4‧‧‧第二心軸

6‧‧‧第一量測探針

8‧‧‧第二量測探針

11‧‧‧工作台

12‧‧‧第一接收器

14‧‧‧第二接收器

16‧‧‧介面/介面單元

16'‧‧‧第二介面單元/介面

18‧‧‧控制器

20‧‧‧第一工件/第一部件

20'‧‧‧第二工件/第二部件

22、22'‧‧‧第一組標稱上相同之點

24、24'‧‧‧第二組標稱上相同之點

26、26'‧‧‧第三組標稱上相同之點

28、28'‧‧‧第四組標稱上相同之點

30‧‧‧第一工具安裝器

32‧‧‧發射器

34‧‧‧接收器

40‧‧‧第二工具安裝器

42‧‧‧發射器

44‧‧‧接收器

50‧‧‧第一工具

52‧‧‧第二工具

100‧‧‧工具機設備

102‧‧‧工具機

104‧‧‧電腦

122、122'‧‧‧標稱上相同之點

x‧‧‧座標

y‧‧‧座標

z‧‧‧座標

將參考下圖描述本發明之實施例，其中： 圖1係本發明之一第一實施例之一示意系統圖； 圖2係具有待使用圖1之系統量測複數個標稱上相同之點之標稱上相同之第一部件及第二部件之一示意圖； 圖3係本發明之一第二實施例之一示意系統圖； 圖4a及圖4b展示本發明之一進一步實施例，其中亦在一量測探針移動遠離一表面時採取量測；及 圖5至圖8係根據本發明之展示用於一工具機之各種系統架構之示意圖。

Claims (25)

1. 一種操作一定位設備之方法，該定位設備包括至少各自第一量測系統及第二量測系統，以用於量測位於至少各自第一標稱上相同之部件及第二標稱上相同之部件上之複數組標稱上相同的點，該方法包括：針對各組標稱上相同的點，依次引起該等部件與該等量測系統之間之一第一相對移動，以使用該等量測系統之一者來量測該等部件之一者，且隨後引起該等部件與該等量測系統之間之一第二相對移動，以使用該另一量測系統來量測該等部件之另一者。
2. 如請求項1之方法，其中該第二相對移動包括該第一相對移動之一重複。
3. 如請求項1之方法，其中該第一相對移動包括該等部件朝向該等量測系統之移動，且該第二相對移動包括該等部件遠離該等量測系統之移動。
4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該至少第一部件及該第二部件包括視情況被安裝於該定位設備之至少第一工具基座及第二工具基座中的第一工具及第二工具。
5. 如請求項4之方法，其中該至少第一量測系統及該第二量測系統包括第一工具安裝器及第二工具安裝器。
6. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該至少第一部件及該第二部件包括至少第一工件及第二工件。
7. 如請求項6之方法，其中該至少第一量測系統及該第二量測系統包括視情況被安裝於該定位設備之至少第一工具基座及第二工具基座中的第一探針及第二探針。
8. 如請求項7之方法，其中該第一探針及該第二探針包括具有一可偏轉尖筆之接觸探針且經組態以提供指示尖筆偏轉之一信號。
9. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該第一量測系統及該第二量測系統經組態以與一接收器無線通信。
10. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該定位設備包括經組態以自僅一個量測系統接收輸入之一控制器。
11. 如請求項10之方法，其中該輸入包括一SKIP信號輸入。
12. 如請求項10之方法，其包括在該等量測系統之輸出之間切換，使得該等量測系統之一者之該輸出被傳遞至該控制器用於該等部件之該一者之該量測，且使得該等量測系統之該另一者之該輸出被傳遞至該控制器用於該等部件之該另一者之該量測。
13. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該定位設備包括一介面，該至少第一量測系統及該第二量測系統將指示尖筆偏轉的信號提供至該介面。
14. 如請求項13之方法，其中該介面經組態以在將來自該等量測系統之一者與該等量測系統之另一者的量測資訊提供至該控制器之間切換。
15. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該至少第一量測系統及該第二量測系統皆係在該等移動期間開啟。
16. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該定位設備包括一電腦數值控制定位設備。
17. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該方法包括移動該定位設備之至少第一工具基座及第二工具基座，以引起該相對移動。
18. 如請求項4之方法，其中該第一工具基座及該第二工具基座包括第一心軸及第二心軸。
19. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該方法包括移動該定位設備之工作台，以引起該相對移動。
20. 如請求項1至3中任一項之方法，其包括在該第一相對移動期間抑制該等量測系統之一者，且接著在該第二相對移動期間抑制該等量測系統之該另一者。
21. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該定位設備包括一控制器，該控制器包括比存在的量測系統數目更少的信號輸入。
22. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該定位設備係一工具機設備。
23. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該定位設備包括至少第一心軸及第二心軸。
24. 一種定位設備，其經組態以根據如前述請求項中任一項之方法操作。
25. 如請求項24之定位設備，其中該定位設備包括一工具機設備。