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接触触发式测量探针

阅读：913发布：2020-11-30

专利汇可以提供接触触发式测量探针专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且描述了一种用于诸如机床等坐标定位设备中的测量探针(2)，其包括触针支架 (10)，所述触针支架(10)可偏转地安装至探针外壳 (4)。设置一个或多个用于感测所述触针支架相对于所述探针外壳的偏转的传感器 (20)。包括一处理器(22；40)，用于在由所述一个或多个传感器(46)所感测的偏转满足触发条件(诸如偏转阙值)时产生触发信号 (T)。所述探针还包括用于测量所述测量探针的加速度的加速度计 (28)。响应于由所述加速度计(28)所测量的加速度，由处理器所应用的触发条件在使用期间可以改变。以这种方式，可以抑制错误的触发。，下面是接触触发式测量探针专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种测量探针，包括：
触针支架，所述触针支架可偏转地安装至探针外壳；
一个或多个传感器，用于感测所述触针支架相对于所述探针外壳的偏转；
处理器，用于在由所述一个或多个传感器所感测的偏转满足触发条件时产生触发信号，以及
 加速度计，用于测量所述测量探针的加速度，
其中响应于由所述加速度计所测量的加速度，所述触发条件在使用期间可以改变。
2.如权利要求1所述的测量探针，其中所述触发条件包括偏转阙值，当由所述一个或多个传感器所感测的偏转超过所述偏转阙值时发出所述触发信号，并且响应于由所述加速度计所测量的加速度，所述偏转阙值在使用期间可以改变。
3.如前面任何权利要求所述的测量探针，包括多个传感器，其中所述触发条件包括多个偏转阙值并且所述处理器单独地将由所述多个传感器的每一个所感测到的偏转与所述多个偏转阙值的其中一个比较。
4.如前面任何权利要求所述的测量探针，包括多个传感器，其中由所述多个传感器所测量的偏转被结合起来以便提供合成偏转，其中所述触发条件包括一合成偏转阙值，当所述合成偏转超出所述合成偏转阙值时发出所述触发信号。
5.如前面任何权利要求所述的测量探针，其中所述触发条件包括偏转阙值和滤波器延迟，当由所述一个或多个传感器所感测的偏转连续地超出所述偏转阙值比所述滤波器延迟更长的时间段时，发出所述触发信号，其中响应于由所述加速度计所测量的加速度，所述滤波器延迟在使用期间可以改变。
6.如前面任何权利要求所述的测量探针，其中，所述加速度计包括微电机系统(MEMS)加速度计。
7.如前面任何权利要求所述的测量探针，其中，所述加速度计由三个加速度计部件形成，所述三个加速度计部件被布置成沿着三个彼此正交的轴线测量加速度。
8.如前面任何权利要求所述的测量探针，其中，响应于由所述加速度计测量的加速度的量值和/或方向，所述触发条件可以改变。
9.如权利要求8所述的测量探针，其中，所述处理器被布置成分析由所述加速度计测量的加速度以便确定所述测量探针所经历的运动类型，其中所述触发条件的改变依赖于由所述处理器所确定的运动的类型。
10.如前面任何权利要求所述的测量探针，包括用于存储多个预设触发条件的存储器，其中基于由所述加速度计所测量的加速度，从所述多个预设触发条件中选择由所述处理器应用的触发条件。
11.如权利要求10所述的测量探针，其中，所述处理器应用预定的标准，用于从所述多个触发条件中选择一触发条件。
12.如前面任何权利要求所述的测量探针，其中，所述处理器包括第一处理器站和第二处理器站，当由所述一个或多个传感器感测到的偏转满足第一触发条件时，所述第一处理器站产生初步触发信号，所述第二处理器站接收所述初步触发信号，并且如果由所述加速度计所感测到的加速度低于一加速度阙值，则在接收到所述初步触发信号时产生一触发信号。
13.如权利要求12所述的测量探针，如果由所述加速度计所感测的加速度高于所述加速度阙值，则所述第二处理器站被布置成改变由所述第一处理器站所应用的第一触发条件，并且当由所述一个或多个传感器所感测的偏转满足所述改变的第一触发条件时，只有所述第一处理器站产生初步触发信号，所述第二处理器站才发出触发信号。
14.如前面任何权利要求所述的测量探针，其中所述一个或多个传感器包括一个或多个应变仪传感器。
15.如前面任何权利要求所述的测量探针，包括用于将所述触发信号传递至一远程探针接口的无线通讯模块。
16.一种操作测量探针的方法，所述测量探针包括探针本体以及用于接触工件的可偏转触针，所述方法包括以下步骤：
(i)测量所述触针相对于所述探针本体的偏转，
(ii)当在步骤(i)所测量的偏转满足触发条件时发出一触发信号，
其中，所述方法进一步包括以下步骤：测量所述测量探针的加速度，并且响应于所述测量的加速度，改变在步骤(ii)中所使用的触发条件。

说明书全文

接触触发式测量探针

技术领域

[0001] 本发明涉及用于坐标定位设备的测量探针，尤其涉及可以安装在机床主轴中的接触触发式测量探针。

背景技术

[0002] 已知用于安装在机床主轴中的接触触发式测量探针。这种类型的典型的测量探针包括工件接触触针，所述触针可以相对于探针的本体或外壳偏转。设置一个或多个传感器以便测量探针相对于探针本体的偏转，并且每当发生特定量的触针偏转时就发出所谓的触发信号以表示触针已经与工件接触。该触发信号被供给机床控制器，所述机床控制器在触发信号被发送时读取机床主轴的位置，从而得到测量工件表面上点的坐标。

[0003] 在WO2006/120403和WO2006/100508中描述了基于应变仪的接触触发式探针的例子。该探针包括工件接触触针，该触针经由包括三个应变仪的传感器机构附接至探针本体。来自三个应变仪的信号被传递给处理器，所述处理器结合并分析那些信号，并且每当工件接触触针的偏转超出预定的偏转阙值或限制时就产生触发信号。

[0004] 选择合适的偏转阙值对于确保可靠的接触触发式测量探针的操作是关键的。如果偏转阙值被设定得太低，则机器振动或探针的运动将导致足够的触针偏转，从而即使不发生工件接触也超出阙值；这是通常所定义的“错误触发”。相反，应用高的预定偏转阙值降低了错误触发的敏感度，但是增加了触针偏转量或预行程，在初始触针接触之后以及在发出触发信号之前需要所述预行程。所述增加的预行程以各种方式降低了测量精度；例如，由于触针滑动可能发生误差。

[0005] 为了帮助防止错误的触发，还已知提供所谓的滤波器延迟，使得只有当触针偏转连续地超出偏转阙值一段预定的时间时才由探针发出触发信号。引入滤波器延迟，可以通过确保任何瞬时偏转(例如，由于机器振动或快速的探针运动)不会导致发出触发信号而减少错误的触发。

[0006] 还知道用于机床的测量探针通常将触发信号无线地传递至探针界面，探针界面进而将触发信号传递至坐标定位设备的输入端。以前也已经描述了提供离心开关或其它机构，以便在希望获得测量时打开无线测量探针中的测量传感器。例如，WO2004/090467描述了一种接触触发探针，当加速度计感测到特定特征的运动(例如探针的旋转)时，所述接触触发探针自动地打开。

发明内容

[0007] 根据本发明的第一方面，测量探针包括：可偏转地安装至探针外壳的触针支架，用于感测触针支架相对于探针外壳的偏转的一个或多个传感器，当由所述一个或多个传感器所感测到的偏转满足触发条件时用于产生触发信号的处理器，以及用于测量所述测量探针的加速度的加速度计，其中在使用期间，响应于由加速度计测量的加速度，所述触发条件是可改变的。

[0008] 因此本发明提供了一种测量探针，其具有用于保持工件接触触针的触针支架，所述工件接触触针可以相对于探针外壳偏转。还设有一个或多个传感器(例如应变仪、压电传感器、光学传感器或电容传感器)来测量触针的偏转。测量探针还包括处理器，所述处理器被布置成在使用期间，每当传感器所测量的触针偏转满足特定的触发条件时就产生触发信号。例如，无论何时所测量的触针偏转连续地超出特定偏转阙值一段特定时间时就满足触发条件(即，使得产生触发信号)。根据本发明，在使用期间可以改变由处理器应用的触发条件，特别地，响应于由加速度计测量的加速度可以改变所述触发条件。以这种方式改变触发条件使得在使用期间可以改变测量探针的灵敏度，特别允许当测量探针所经历的加速度是特定类型(例如，旋转、振动、线性加速度等)时和/或超出特定值时，测量探针的灵敏度降低。

[0009] 因此，与现有技术的装置相比，本发明的测量探针具有以下优点，即既可以在被用于获取接触触发测量数据时是敏感的，也可以在经受长时间加速度时相对不敏感，所述长时间加速度可以与在各测量之间或者在刀具更换操作期间在机器环境中移动测量探针相关。根据本发明在使用期间改变触发条件允许加速度导致的偏转被忽略，所述加速度导致的偏转否则会导致错误触发的发出。特别地，可以获得所述改善的性能，而不用永久地使用高的偏转阙值设定，所述高的偏转阙值设定在测量获取期间也会降低探针敏感度。因此本发明的测量探针可以提供接触触发式探针测量系统，所述系统与现有系统比较能够以改善的自信程度获取物体表面上点的位置的测量值。

[0010] 由一个或多个传感器感测的偏转可以通过处理器与许多不同类型的触发条件相比较。有利地，所述触发条件包括偏转阙值，当由一个或多个传感器感测的偏转超出偏转阙值时，发出触发信号。在使用期间，响应于由加速度计测量的加速度，可以便利地改变所述偏转阙值。例如，可以响应于由加速度计测量的加速度提高偏转阙值，并且当这种加速度不再存在时降低偏转阙值。

[0011] 如果提供多个传感器，则触发条件可以包括多个偏转阙值并且每个传感器所测量的偏转可以与所述多个偏转阙值的其中一个单独地比较。用于每个传感器的偏转阙值可以是相同的或不同的。便利地，在使用期间，响应于由加速度计测量的加速度，可以改变每个偏转阙值。响应于所测量的加速度，可以以与其它偏转阙值类似或不同的方式改变每个偏转阙值。在这个例子中，当由传感器的其中一个(或子集)感测的偏转超过相关偏转阙值时可以满足触发条件。换言之，可以提供“第一过杆制”触发条件，其中当由一个传感器测量的偏转超出其阙值时发出触发信号。

[0012] 替换地，由多个传感器测量的偏转可以被结合起来(例如通过处理器)以提供合成偏转。那么触发条件可以包括合成偏转阙值；当合成偏转超出合成偏转阙值时发出触发信号。由每个传感器测量的偏转可以被结合以便以多种方式提供合成偏转；例如，可以使用校正并求和或平方和技术来结合来自多个传感器的偏转测量。有利地，可以应用在WO2006/120403中所描述的技术结合来自多个传感器的偏转信号，上述专利申请的内容以参考的方式被结合在这里。响应于由加速度计所测量的加速度，在使用期间可以改变合成的偏转阙值。

[0013] 还应当注意，不需要计算触针偏转的实际值(例如以微米)。必要的是一个或多个传感器产生一个或多个信号，所述信号关于触针偏转的值改变。例如，传感器可以提供电压的传感器信号，其与触针偏转的值成比例，或者可以结合许多这种传感器信号以便提供合成触针偏转电压信号。触发条件可以包括电压阙值形式的偏转阙值；如果传感器信号或合成信号的电压超过电压阙值，则产生触发信号。在这个例子中，可以响应于所测量的探针加速度升高或降低电压阙值。

[0014] 有利地，触发条件包括偏转阙值以及滤波器延迟，当由一个或多个传感器感测的偏转连续地超出偏转阙值比滤波器延迟更长的时间时，就发出所述触发信号。可以响应于由加速度计所测量的加速度在使用期间便利地改变滤波器延迟。如上所述，在使用期间可以改变偏转阙值。

[0015] 测量探针可以包括任何已知类型的加速度计。便利地，所述加速度计包括微电机系统(MEMS)加速度计。优选地，所述加速度计由三个加速度计部件形成。所述三个加速度计部件可以被便利地布置成沿三个彼此正交的轴线测量加速度。以这种方式，可以确定探针所经受的不同类型的加速度(例如，旋转、线性运动等等)。有利地，加速度沿着其被测量的其中一条轴线与纵向探针轴线或探针触针的长轴线大致重合。

[0016] 响应于加速度计所测量的加速度值，可以有利地改变由处理器所应用的触发条件。例如，可以与由加速度计所测量的加速度值成比例地改变触发条件(例如，偏转阙值和/或滤波器延迟增加)。还可以响应于由加速度计所测量的加速度方向改变由处理器应用的触发条件。例如，当测量到特定的加速度方向时，可以改变触发条件。还可以响应于由加速度计所测量的加速度的值和方向改变触发条件。例如，触发条件可以改变一个值或一个系数，所述值与沿特定方向的加速度成比例，所述系数产生自沿多个不同方向所测量的加速度值的结合。

[0017] 可以依赖于所发生的加速度类型便利地改变触发条件。有利地，布置处理器以便分析由加速度计测量的加速度，从而确定测量探针所经受的运动类型。因此所述处理器被布置成区分可能预期的各种不同类型的加速度，诸如探针旋转、探针的线性运动、施加到探针上的振动或机械震动等。便利地，对于触发条件的改变依赖于由处理器确定的运动类型。例如，可以仅仅响应于特定的运动类型改变触发条件，或者对触发条件的改变对于不同类型的运动是不同的。例如，与纵轴线或z轴线垂直的加速度相比较沿着z轴线的加速度，前者对触发条件的改变更大。相比较具有相同值的线性加速度，旋转加速度或振动可以被布置成产生触发条件的不同改变。

[0018] 关于由加速度计测量的加速度，触发条件可以连续地或递增地改变。所述触发条件可以便利地在多个触发条件之间改变。优选地，响应于由加速度计测量的加速度来改变触发条件，但是没有完全抑制触发。有利地，可以从所储存的之前确定的触发条件组中选择触发条件。因此，所述探针可以便利地包括用于储存多个预设触发条件的存储器，其中基于由加速度计测量的加速度从多个预设的触发条件中选择由处理器应用的触发条件(即，由一个或多个传感器所感测的偏转相对于其被比较的触发条件)。而且，处理器可以应用预定标准，用于从多个触发条件中选择一触发条件。

[0019] 换言之，可以在测量探针中的存储器(例如电子存储器)中储存多个可能的触发条件，并且然后基于一组预定标准选择这些触发条件中的其中一个以供处理器使用。例如，在没有任何大的加速度时，所述处理器可以将由一个或多个传感器所测量的偏转与第一触发条件比较。然后，处理器可以在线性加速度处于特定范围时使用第二触发条件、在由于旋转使得加速度超出特定限制时使用第三触发条件、在存在大的振动时使用第四触发条件，等等。以这种方式，提前确定在存在特定类型加速度时由测量探针应用的触发条件。

[0020] 在优选实施例中，处理器包括第一处理器站和第二处理器站。所述第一处理器站被布置成当由一个或多个传感器感测到的偏转满足第一触发条件时产生初步触发信号。第二处理器站被布置成接收所述初步触发信号，并且如果由加速度计感测到的加速度低于加速度阙值，则在收到初步触发信号时产生触发信号。换言之，如果不存在探针加速度(或者存在最小的探针加速度)，则可以基于第一触发条件发出触发信号。因此可以看出，在不存在任何加速度时，可以基于由一个或多个传感器感测的偏转与第一触发条件的比较发出触发信号。换言之，在没有大的加速度时，测量探针作为标准探针操作。

[0021] 如果由加速度计感测到加速度高于加速度阙值，则第二处理器站可以布置成在从第一处理器站收到初步触发信号时不发出触发信号。换言之，如果由加速度计感测到加速度高于阙值，则第二处理器站可阻止发出触发信号。以这种方式，处理器因此可以被看作在所感测的加速度低于加速度阙值时应用正常或第一触发条件并且在加速度超过加速度阙值时应用第二触发条件，在第二触发条件中完全阻止发出触发信号。

[0022] 有利地，如果由加速度计感测的加速度大于加速度阙值，则第二处理器站被布置成改变由第一处理器站应用的第一触发条件，并且当由一个或多个传感器感测的偏转满足被改变的第一触发条件时只有第一处理器站产生初步触发信号时才发出触发信号。以这种方式，通过应用第一触发条件提供正常触发响应，直到产生一初步触发信号，该信号表示由一个或多个传感器感测的偏转满足那个第一触发条件。如果探针不经历任何大的加速度，则发出触发信号。如果探针已经经历或者正在经历加速度，则改变第一触发条件以考虑这种加速度，并且仅仅在由一个或多个传感器所感测的偏转满足所改变的第一触发条件时才发出触发信号。

[0023] 以这种方式，只有在满足第一触发条件时才发生触发条件的改变。换言之，当由所测量的探针加速度确定似乎可能发生错误的触发事件时，由处理器应用的触发条件被改变。当加速度被感测时降低测量探针灵敏度而不是完全使探针丧失灵敏度具有以下优点：如果探针由于接触物体而偏转，则仍然会发出触发信号。

[0024] 应当注意：可以设置处理器(包括任何组成的处理器站)作为合适的模拟和/或数字处理回路。例如，处理器可以是定制模拟和/或数字(例如硬接线)回路。还可以应用可编程逻辑线路(诸如现场可编程门阵列(FPGA)或类似物)提供处理器。所述处理器还可以借助在普通用途微处理器上运行的软件实施。所述处理器可以位于探针外壳的外侧(例如在单独的接口中)。便利地，所述处理器位于探针外壳内。

[0025] 可以使用合适的传感器来感测触针支架相对于探针外壳的偏转。例如，可以设置压电传感器、光学传感器或电容传感器。便利地，所述一个或多个传感器包括一个或多个应变仪传感器。有利地，设置三个应变仪传感器。例如，可以设置之前在WO2006/120403中描述类型的应变仪布置。

[0026] 测量探针可以包括与触针支架整体地形成的工件接触触针。有利地，触针可以利用螺纹附件或类似物可释放地附接至触针支架。测量探针可以硬接线连接至接口或机床控制器以便传递触发信号。有利地，测量探针包括无线通讯模块，用于将触发信号传递至远程探针接口。所述探针可以是电池操作的并且可以被构造成安装在机床的主轴中。

[0027] 根据本发明的第二方面，提供了一种操作测量探针的方法，所述测量探针包括探针本体和用于接触工件的可偏转触针，所述方法包括以下步骤：(i)测量触针相对于探针本体的偏转，(ii)当在步骤(i)中所测量的偏转满足触发条件时发出触发信号，其中所述方法进一步包括以下步骤：测量测量探针的加速度并且响应于所测量的加速度改变步骤(ii)中所用的触发条件。

[0028] 同样如这里所描述的，测量探针可以包括可偏转地安装至探针外壳的触针支架、用于在由于与物体接触而发生触针偏转时产生触发信号的部件、以及用于测量所述测量探针的加速度的加速度计，其中当测量探针经受加速度时测量探针相对于触针偏转的灵敏度降低。

[0029] 同样在这里描述的是一种测量探针，其包括：可偏转地安装至探针外壳的触针支架，用于感测触针支架相对于探针外壳的偏转的一个或多个传感器，用于在由一个或多个传感器感测的偏转满足触发条件时产生触发信号的处理器，以及用于测量所述测量探针的加速度的加速度计，其中只有当由加速度计测量的加速度低于加速度阙值时才由测量探针输出由处理器产生的触发信号。换言之，当由加速度计测量的加速度超过加速度阙值时阻止触发信号的发出。在使用期间可以改变由处理器应用的触发条件。附图说明

[0030] 下面将参照附图并仅借助例子描述本发明，其中：

[0031] 图1显示了本发明的测量探针；

[0032] 图2a-2c显示了相对于触发条件的偏转信号；

[0033] 图3a-3b显示了在操作期间改变触发条件，以及

[0034] 图4更详细地显示了本发明的处理器。

具体实施方式

[0035] 参照图1，显示了一种接触触发式测量探针2，其具有附接至机床的可旋转主轴6的探针外壳或本体4。所述主轴6被附接至机器头部(未示出)，所述头部6可以沿着三条彼此正交的轴线(x、y、z)围绕机器包络线移动。通过计算机数字控制器8来控制主轴的运动。通过位置编码器(未示出)测量主轴6的位置并且该位置信息被提供给CNC8。

[0036] 测量探针2具有触针支架10，触针12通过螺纹连接被附接至触针支架10。触针12包括杆14，用于连接安装至机床床身的物体(例如工件或校准制造品)，所述杆14沿着纵轴线16延伸并且终止于触针尖端或球18。

[0037] 触针支架10经由应变传感器20连接至探针外壳4。在该例子中，所述应变传感器20包括三个相当坚硬的径向间隔开的辐条，每个辐条具有附接至其上的应变仪用于感测每个辐条中的应变。被感测的应变因此提供了力的表示，触针12借助该力相对于探针本体4偏转。在其它地方可以发现关于应变传感器布置的更多细节；例如，见专利文献WO2006/100508和WO2006/120403，它们的内容通过参考被结合在这里。

[0038] 探针2还包括处理器22，所述处理器22接收应变传感器20的输出。特别地，处理器22接收三个应变仪的改变电压信号形式的三个输出，所述改变的电压信号由所施加的应变导致的电阻改变引起。处理器被布置成以已知方式将从应变传感器20接收的三个应变仪信号结合起来以便产生合成触针偏转信号并且还在满足特定触发条件时产生触发信号。例如，当合成的触针偏转信号已经连续地超出偏转阙值一特定时间段时，处理器22可以发出触发信号，所述时间段通常被称为滤波器延迟期间或者滤波器延迟。如下面更详细解释的，触发条件不是固定的并且在使用期间可以改变。

[0039] 探针2还包括无线(RF)通讯模块24，该模块24以已知方式将触发信号经过RF连接传递给远程探针接口26。然后触发信号通过接口26被传递给NC8。以这种方式，每当测量探针发出触发信号时就可以发现机器包络线内的主轴的坐标位置，从而允许对于物体表面上的点建立坐标位置数据。

[0040] 接触触发探针2还包括加速度计28。所述加速度计28是基于MEMS的加速度计，所述加速度计测量沿着三个彼此正交轴线的三个加速度分量。加速度计28被确定方位以便测量沿着纵轴线16以及沿着与纵轴线16垂直的平面中的两个轴线的加速度分量。当评估由从应变传感器20接收的信号所产生的合成触针偏转信号时，加速度计的输出被传递给处理器22，在处理器22中使用上述输出来调节由处理器应用的触发条件。特别地，可以响应于测量探针加速度的增加通过处理器增加偏转阙值和/或滤波器延迟并且在这种加速度降低时减小偏转阙值和/或滤波器延迟。

[0041] 参照图2a-2c，显示了应用单个触发条件的处理器的操作。特别地，图2a-2c显示了一种处理器，其在偏转阙值d1连续地超出一个时间段t1时发出触发信号。

[0042] 图2a显示了当触针与物体表面上的点接触时来自测量探针的应变传感器20的合成偏转(电压)信号。可以看出，当触针尖端被驱动到表面中时偏转增加。在初始接触之后，偏转阙值被突破并且偏转保持位于阙值之上一个时间t1，藉此发出触发信号(T)并且探针的运动中止。应当注意，实际上，表面弹跳以及其它效果可能导致与图2a中所示曲线形状的偏离，特别在进行初始表面接触之后不久的时间段内。

[0043] 如图2b所示，滤波器延迟的应用可以防止当探针在测量之间围绕机床运动时一些错误的触发。特别地，图2b显示了当测量探针从第一速度(例如，零)加速到第二速度(例如，用来将探针从安全平面移到工件附近所用的速度)时触针偏转的瞬时增加。虽然偏转暂时地超过偏转阙值d1，但是仅仅短时间内这样。特别地，不会在大于滤波器延迟t1的时间段超出偏转d1，因此在这个例子中不会发出(错误的)触发信号。在对探针存在振动或机械冲击时发生偏转阙值的类似瞬时超出。

[0044] 图2c显示了第三种情形，其中将发出错误的触发信号。特别地，图2c显示了当测量探针在主轴中旋转时所产生的合成偏转信号。可以看出，所述旋转导致被感测的偏转超出偏转阙值d1并且该阙值被超出一个比滤波器延迟(t1)更大的时间段。因此即使没有发生工件接触也会发出(错误的)触发信号T。

[0045] 在本发明之前，应当注意，测量探针经常被构造成在进行任何测量之前使用一定的偏转阙值d1和滤波器延迟t1。特别地，操作员可以将偏转阙值和滤波器延迟设定为合适的值，以便努力确保测量探针的任何期望的运动或振动不会导致错误地发出触发信号。虽然已知在进行测量时增加偏转阙值来减少错误的触发，但是这也增加了逝去时间的值以及在初始接触工件表面上的点的触针与被超过的偏转阙值之间的触针偏转量。预行程的这种增加可以导致增加的触针滑动并因此降低测量精度。对于典型的测量探针，也可以将滤波器延迟t1设定为数微秒或数十微秒长。

[0046] 滤波器延迟的使用可以移除由于振动或者短时期探针加速度引起的错误触发，但是已经发现不适于区分长时期加速度(例如由于沿着弧形或圆形路径的探针旋转或探针运动)与由于触针接触物体所产生的偏转。在任何情况下，滤波器延迟的最大长度都由最大触针过行程设定，在触针断裂之前对于给定速度可能发生所述最大过行程。滤波器延迟的延长通常不能提供一种移除由于探针加速度的延长时期(例如为几十分之一秒的数量级)而导致的错误触发的方法。

[0047] 本发明允许在使用期间改变触发条件(例如偏转阙值和/或滤波器延迟)。特别地，使用来自包含在测量探针中的加速度计的探针加速度数据来动态地在使用期间调节触发条件。换言之，通过测量探针加速度可以区分加速度的延长时间与由于与工件接触而导致的触针偏转。

[0048] 参照图3，显示了当测量探针通过机床主轴旋转时所感测到的作为时间函数的合成偏转的图表。图3中以实线显示了在特定时间由处理器使用的偏转阙值并且在滤波器延迟t1保持恒定。

[0049] 可以看出，当探针旋转开始时所测量的偏转快速地增加并且很快超过第一偏转阙值d1。然而，探针内的加速度计探测到正在进行旋转运动并且偏转阙值从d1增至d2。新的偏转阙值d2比所感测的偏转更高并且因此不会发出(错误的)触发信号。加速度计还拾取旋转运动的减慢并且因此当探针旋转停止时所应用的偏转阙值被降低回到d1。因此仅仅在存在探针旋转的时间段期间(在图3的A点和B点之间)应用偏转阙值d2，并且在该时间之前和之后(例如在测量期间)应用较低的偏转阙值d1。以这种方式，可以使测量探针对旋转运动不敏感，而不必设定较高的偏转阙值，在进行测量时还使用上述较高的偏转阙值。

[0050] 应当注意，虽然图3显示了两个离散的偏转阙值d1和d2，但是可以使用任何数目的阙值。例如，可以提供多个阙值并且基于在那个特定点的所测量加速度的值及时地选择所需的阙值。所述阙值还可以响应于所测量的加速度连续地或递增地变化。而且，所述滤波器延迟也可以响应于所测量的加速度附加地或替换地改变。所述处理器还可以布置成分析加速度计的输出以便确定所存在运动的类型；然后基于这种运动的类型和/或量值设定偏转阙值或滤波器延迟。探针可以包括存储器以存储在存在特定类型和/或量值的加速度时所应用的触发条件的查询表，或者所述触发条件可以按照需要应用一组预定规则计算。

[0051] 所述触发条件可以改变以便每当加速度计测量到特定的加速度值时就降低测量探针的灵敏度。替换地，仅仅在存在导致满足特定触发条件的加速度时降低探针的灵敏度。

[0052] 参照图4，更详细地显示了本发明的处理器的一个实施例。特别地，显示了一个处理器单元40，其包括第一处理器站42和第二处理器站44。该例子中的所述处理器单元40是特定应用集成电路(ASIC)，但是可以替换地使用其它类型的处理器。

[0053] 第一处理器站42被布置成从测量探针的应变传感器20接收合成探针偏转信号46。所述第一处理器站监测所述偏转信号46并且当偏转信号46满足第一触发条件时发出初步触发信号48。在该例子中，当偏转信号连续地超出第一偏转阙值d1一段时间t1时，满足第一触发条件。

[0054] 所述第二处理器站44被布置成接收初步触发信号48并且也监测来自加速度计28的加速度信号50。如果接收到初步触发信号48，则第二处理器发出触发信号52以表示已经发生工件的接触，但除非在刚好接收初步触发信号之前没有感测到加速度。

[0055] 如果已经感测到加速度，则可以不是因为工件接触而是因为由加速度导致的触针偏转产生初步触发信号。在这种情况下，第二处理器站44不会发出触发信号，而是将指示信号54传递给改变第一触发条件的第一处理器站42。这种改变可以基于被感测到的加速度的值和/或类型。

[0056] 然后第一处理器站将改变的触发条件应用于所接收的偏转信号46并且只有在所改变的第一触发条件满足时继续发出初步触发信号。如果即使在第一触发条件改变之后仍然发出初步触发信号，则第二处理器站发出触发信号52。如果在改变第一触发条件之后抑制初步触发信号，则可以安全地假设没有发生触针接触并且测量探针将不会发出触发信号。一旦第二处理器站44感测到加速度已经降低，则它可以指示第一处理器站42还应用(未改变的)第一触发条件。

[0057] 上述两个站处理具有以下优点：只有在产生初步(可能是“错误的”)触发信号(例如由于加速度)时才调节触发条件。以这种方式，可以单独使用第一触发条件(例如所选择的偏转阙值和滤波器延迟)来抑制特定加速度所导致的偏转并且仅仅通过调节第一触发条件(如果证明该触发条件是不充分的)来降低探针的灵敏度。

[0058] 应当记住，上述特定实施例仅仅是例子，并且本领域的普通技术人员将理解本发明可以以多种方式实施。

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接触触发式测量探针

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