專利名稱：：模塊化測量探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于與機床等結(jié)合使用的測量探頭，本發(fā)明特別涉及模塊化測量探頭裝置。
背景技術(shù)：
：已知各種測量探頭。例如，已知碰觸觸發(fā)式探頭(參見US4153998),其包括運動學(xué)機構(gòu)，其中當(dāng)觸針接觸物體時觸針保持器從探頭主體中的相關(guān)的位置離開。運動學(xué)機構(gòu)的離開斷開了允許產(chǎn)生"接觸"或者觸發(fā)信號的電路。作為這種碰觸觸發(fā)式探頭的一種替代，已知使用應(yīng)變儀等來測量觸針偏轉(zhuǎn)，或者當(dāng)一定量的觸針偏轉(zhuǎn)發(fā)生時提供對觸針偏轉(zhuǎn)的測量或者發(fā)送觸發(fā)信通常，對于機床，提供測量探頭，其為單個機械堅固的探頭主體的形式，探頭主體中容納電路和可偏轉(zhuǎn)的觸針機構(gòu)。觸針通常例如通過螺紋可釋放地連接到探頭主體的觸針保持器機構(gòu)上，以允許不同的觸針用于不同的測量任務(wù)，并允許替代磨損或者折斷的觸針。在機床環(huán)境中，通常提供電池供電的測量探頭，其通過無線電線路與相關(guān)的探頭接口通信。這種無線(RF)測量探頭的一個例子可從瑞尼斯豪公司(RENISHAWPLC)的產(chǎn)品RMP60獲得。也已知RMP60探頭的模塊化形式，其中適配器和延伸桿允許可連接觸針的探頭模塊位于離探頭主體延長的距離處，該探頭主體容納無線(RF)通信和數(shù)據(jù)處理電子設(shè)備。這種模塊化系統(tǒng)被設(shè)計成提高測量難以接近的部件的能力。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種測量探頭，其包括可釋放地連接到一基部模塊上的觸針模塊，所述觸針模塊包括殼體和可動地連接到所述殼體上的觸針保持器，所述基部模塊可安裝到坐標定位裝置上，所述基部模塊包括測量部分，用于產(chǎn)生表示所述觸針保持器相對于所述殼體的運動的測量數(shù)據(jù)，其中，所述觸針模塊具有內(nèi)置失效模式，并由此具有基本上預(yù)定的使用壽命。本發(fā)明因此提供一種模塊化或多部件的測量探頭，用于與例如數(shù)控機床的坐標定位裝置結(jié)合使用。該測量探頭的基部才莫塊可安裝到該坐標定位裝置上，例如，它可以安裝到機床的心軸上和/或安裝到機床的床身或工作臺上?；磕K還包括測量部分，用于產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)，例如觸發(fā)信號或者觸針偏轉(zhuǎn)信息。優(yōu)選直接且可重復(fù)地連接到基部模塊上的觸針模塊包括觸針保持器，該觸針保持器可動地安裝到殼體上，使得安裝到觸針保持器上的觸針的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致觸針保持器相對于殼體運動。本發(fā)明的測量4果頭的觸針模塊還具有內(nèi)置失效模式，并由此具有基本上預(yù)定的使用壽命。換句話說，該觸針模塊包括至少一個能夠在預(yù)定的時間或者使用量之后失效或者變得不工作的部件。提供根據(jù)本發(fā)明的模塊化布置相比于大多數(shù)部件包含在單一探頭殼體中的上述類型的現(xiàn)有技術(shù)測量探頭具有一些優(yōu)點。特別的是，本發(fā)明的模塊化測量探頭允許測量探頭的大多數(shù)或優(yōu)選全部運動部件結(jié)合到觸針模塊中。這樣，是觸針模塊的這些部件在測量探頭操作期間經(jīng)受機械磨損和撕裂。相反，基部模塊被布置成包含測量探頭的不經(jīng)受機械磨損的部件并因此具有長得多的使用壽命。例如，基部模塊除了包括測量部分的分析原始觸針偏轉(zhuǎn)信號以產(chǎn)生所需測量數(shù)據(jù)的處理電子設(shè)備之外可包括相對復(fù)雜的通信部分，例如跳頻RF通信單元。該觸針模塊可包含一些電子設(shè)備，但優(yōu)選不包含裝備測量探頭所必須的任何相對昂貴的電子設(shè)備。這樣，觸針模塊可設(shè)置為相對低成本(例如可丟棄或者可消耗)的模塊。如上所述，本發(fā)明的測量探頭的觸針模塊具有內(nèi)置失效模式，使得其具有基本上預(yù)定的使用壽命。如下面更詳細描述的，觸針模塊可包括一個或多個用于對測量探頭供電的電池，其在一定的^f吏用量之后失效。提供這種失效模式允許制造商預(yù)設(shè)或者控制觸針模塊的預(yù)期使用壽命。在觸針模塊失效之后，可以通過使新的觸針模塊和基部模塊配對來重新激活測量探頭。本發(fā)明可因此提供在其中的運動部件被磨損得足以使得測量精度變差之前失效的觸針模塊。這確保了保持測量精度。另外，本發(fā)明還可允許制造商初始相對于單件式測量探頭以顯著低的折扣出售模塊化測量探頭，并通過連續(xù)出售觸針模塊來彌補提供這種初始折扣的成本。這也通過允許可能對其生產(chǎn)過程中的探測技術(shù)的好處不確信的用戶以低的前期成本采用該技術(shù)來使用戶受益。該測量探頭優(yōu)選由電池驅(qū)動。有利的是，觸針模塊包括至少一個電池。當(dāng)基部模塊連接到觸針模塊上時，所述觸針模塊的至少一個電池可以方便地對基部模塊供電。換句話說，觸針模塊可以包括電源，在使用中對基部模塊的測量部分和任何無線通信部分供電。這允許基部才莫塊設(shè)置成永久密封的單元，其不需要任何必須被周期性打開以接近電池的電池盒。沒有任何電池盒開口，有助于保護基部模塊的部件在更換電池期間不受來自冷卻劑、金屬屑或其他進入該裝置的污染物的損害。應(yīng)當(dāng)注意，盡管觸針模塊優(yōu)選對基部模塊提供所有必須的電能，但是基部模塊也可以包括一個或多個更長壽命的電池，以對某些電子部件(例如存儲器芯片等)連續(xù)供電。有利的是，僅僅從設(shè)置在基部模塊中的任何電池流出很小的電流，以確?；磕K的使用壽命不會被這些電池顯著限制。任何基部模塊電池都可例如利用由觸針模塊提供的電能再充電。優(yōu)選的是，觸針模塊的至少一個電池永久地一體結(jié)合在觸針模塊中。換句話說，觸針模塊的一個或多個電池可與觸針才莫塊一體地設(shè)置或者形成，并優(yōu)選不可從觸針模塊移除。有利的是，至少一個電池不能從觸針模塊的殼體移除，不會不可逆地損壞觸針模塊的至少一部分。例如，觸針模塊可包括模塊化塑料殼體，電池容納在該殼體中。在該例子中，僅僅通過物理破壞或者切開塑料殼體才可去除電池，這減低了觸針模塊的強度，提供了金屬屑、冷卻劑和其他污染物可進入的開口。這樣，測量^:頭可與某個觸針模塊配合直到該模塊的電池被耗盡。此時，觸針模塊被丟棄，替代的觸針模塊與基部模塊結(jié)合，提供可操作的測量探頭。提供這種專用電池也可允許觸針模塊的尺寸相對于具有用于保持標準尺寸的電池的電池盒的觸針模塊減小。相反，可以設(shè)置定制的電池，其使可存儲在一定尺寸的觸針模塊中的電能量最大化。有利的是，測量探頭包括指示器，用于當(dāng)觸針模塊的一個或多個電池快用完時發(fā)出信號。該指示器可以是可視的和/或可聽的。例如，測量探頭可以包括用于提供低電池警告的一個或多個LED和/或發(fā)出"嘟嘟"警告音的揚聲器。優(yōu)選的是，電池監(jiān)控電路和/或低電池指示器設(shè)置為基部模塊的一部分，以提供所連接的觸針模塊4艮快需要更換的警告。在使用中，觸針模塊優(yōu)選包括觸針。觸針的遠端或者稱物體接觸端可具有紅寶石球或者工具調(diào)整立方體。觸針可以可釋》文地連接到觸針保持器上，例如，觸針的近端可包括螺紋，其可與設(shè)置在觸針保持器上的互補的螺紋凹槽螺紋接合。這樣，連接到觸針模塊上的觸針可以根據(jù)需要改變。有利的是，觸針模塊包括與觸針保持器形成一體的觸針。換句話說，觸針設(shè)置為觸針模塊的在正常使用中不能與觸針保持器分離的部分。這樣，對觸針的任何傷害需要更換整個觸針模塊而不是^又更換觸針。提供具有一體的觸針的觸針模塊允許該觸針模塊在連接到基部模塊上之前被適當(dāng)?shù)匦?。換句話說，通常在新的觸針首次連接到測量探頭上時需要進行的原位測量探頭校準過程可以通過設(shè)置已經(jīng)固定有觸針的觸針模塊而被避免。例如，觸針相對于殼體的中立(neutral)位置可以在觸針模塊的制造期間被適當(dāng)?shù)木又谢蛘?跳汰(jig)"。如果觸針模塊還包括機械安座組件，被施加以使觸針回到中立位置的彈簧力可以在觸針^f莫塊制造期間根據(jù)需要設(shè)置。這樣，通過將新觸針模塊連接到基部模塊上來替換破壞的觸針。有利的是，測量探頭包括一個或多個傳感器，用于提供表示觸針保持器和殼體之間的運動的一個或多個偏轉(zhuǎn)信號。一個或多個傳感器可例如包括應(yīng)變儀、電容傳感器、光學(xué)傳感器等。優(yōu)選的是，所述一個或多個傳感器結(jié)合為觸針模塊的一部分。可選擇的是，所述一個或多個傳感器可以位于基部部分中并被布置成感測觸針保持器相對于所連接的觸針模塊的殼體的任何運動。例如，設(shè)置在基部模塊中的光學(xué)傳感器可^L布置成感測連接到觸針保持器上的反射元件的運動。在使用中，由一個或多個傳感器產(chǎn)生的一個或多個偏轉(zhuǎn)信號被方便地傳遞到基部模塊的測量部分。有利的是，測量部分凈皮布置成根據(jù)一個或多個偏轉(zhuǎn)信號產(chǎn)生所需的測量數(shù)據(jù)。例如，該測量部分可包括處理器，其將來自多個傳感器例如應(yīng)變傳感器或電容傳感器的偏轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)換成設(shè)置在測量探頭笛卡爾坐標(a,b,c)中的觸針尖端偏轉(zhuǎn)值?？蛇x擇的是，該測量部分可產(chǎn)生觸發(fā)信號形式的測量數(shù)據(jù)，該觸發(fā)信號在已經(jīng)確定觸針已經(jīng)偏轉(zhuǎn)大于一定量時被發(fā)送。有利的是，觸針模塊包括偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，該偏轉(zhuǎn)才幾構(gòu)將觸針保持器安裝到殼體上。方便的是，該偏轉(zhuǎn)機構(gòu)在沒有任何外力的情況下將觸針保持器推壓到可重復(fù)的中立或零點位置。如果電池被設(shè)置成觸針模塊的一體的部分，則觸針模塊的殼體可被布置成使得任何接近殼體的企圖都會不可逆地損壞偏轉(zhuǎn)機構(gòu)。例如，電池外殼可以形成提供偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的一部分，以使得移除電池的企圖會干擾偏轉(zhuǎn)機構(gòu)。這樣，可防止在電池已經(jīng)^皮耗盡之后使用觸針模塊。優(yōu)選的是，該偏轉(zhuǎn)機構(gòu)采取已知類型的運動學(xué)安座組件的形式。偏轉(zhuǎn)機構(gòu)可因此包括設(shè)置在殼體上的第一定位元件和設(shè)置在觸針保持器上的第二定位元件，其中，所述第一定位元件和所述第二定位元件相互配合以將所述觸針保持器相對于所述殼體定位在可重復(fù)的位置。該偏轉(zhuǎn)機構(gòu)還可方便地包括偏壓裝置，例如彈簧機構(gòu)，用于推壓所述第一定位元件和所述第二定位元件使所述第一定位元件和所述第二定位元件接觸。在一種優(yōu)選實施方式中，第一定位元件可包括三對球，每對球提供v形座，第二定位元件可包括三個滾子，用于與球接合，從而將觸針保持器支撐在座上。該測量探頭可包括所謂的電阻接觸觸發(fā)式4笨頭，其中，當(dāng)觸針保持器的第一定位元件從殼體的相關(guān)聯(lián)的第二定位元件移開時，觸發(fā)信號被發(fā)送。有利的是，第一定位元件和第二定位元件還形成導(dǎo)電路徑的一部分，當(dāng)?shù)谝欢ㄎ辉c第二定位元件脫離時，所述導(dǎo)電路徑^:斷開。在這種布置中，基部模塊的測量部分被方便地布置成監(jiān)控所述導(dǎo)電路徑的電阻并當(dāng)所述導(dǎo)電路徑被斷開時產(chǎn)生觸發(fā)信號形式的測量數(shù)據(jù)。該測量部分可包括已知類型的數(shù)據(jù)處理電子設(shè)備，例如WO03/021182中描述的設(shè)備，來減小錯誤觸發(fā)等的可能性。如上所述，本發(fā)明的觸針模塊的使用壽命可以通過在該模塊中建立機械失效模式來預(yù)設(shè)。有利的是，觸針模塊的至少一個部件被構(gòu)造成在一定的使用量之后機械失效。為了提供這種機械失效^^莫式，偏轉(zhuǎn)機構(gòu)可被方便地構(gòu)造成在一定的使用量之后突然失效。通過突然失效，意味著偏轉(zhuǎn)機構(gòu)可在一定的使用量期間正常操作，并然后完全失效。突然失效與漸進失效形成鮮明對照，在漸進失效模式中，觸針模塊的測量性能隨著時間逐漸降低，直到完全失效。為了實現(xiàn)突然失效模式，觸針模塊可包括脆弱的、易碎的或者易剪切的部分，例如彈簧的削弱部分，其可在折斷或者剪斷之前彎曲或者運動一定次數(shù)。取代提供上述機械失效模式，或者除了提供上述機械失效模式之外，可以在觸針模塊中結(jié)合預(yù)編程的或者電子的失效4莫式。例如，觸針模塊可包括電路，該電路包括失活部分，其防止觸針模塊在一定使用量或者使用一定時間之后正操操作(由此使得觸針模塊不能工作)。裝置使用模塊可以設(shè)置為觸針模塊的一部分，其存儲適當(dāng)?shù)臏y量探頭使用信息(例如觸發(fā)計數(shù)值)，該信息可通過失活部分讀取。可以從本申請人的同樣要求歐洲申請07252959.7的優(yōu)先權(quán)的待審申請中了解有關(guān)這種失活布置的更多細節(jié)。觸針模塊可包括多個內(nèi)置失效模式。有利的是，上述電池和/或電子失效模式可與機械失效模式結(jié)合使用。例如，可以通過提供在一定使用量之后(例如在多于大致一萬次觸發(fā)之后)機械失效的部件(作為觸針偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的一部分)來提供機械失效模式。而電子失效模式可被布置成防止觸針模塊在這種機械失效發(fā)生之前(例如八千次觸發(fā)之后)進行工作。這樣，如果需要，可以對用戶提供即將發(fā)生觸針模塊失效的適當(dāng)警告。在這種布置中，在機械失效模式阻止正在進行的操作之前，用戶對電子設(shè)備的任何未經(jīng)許可的干擾或者重置提供短的且不可預(yù)知的額外觸針模塊使用量。漸進機械失效模式也可使用在這種布置中。該測量探頭可以是無線裝置?；磕K的測量部分產(chǎn)生的全部或者一些測量數(shù)據(jù)可以通過無線電(例如RF或者光學(xué))線路傳遞到相關(guān)聯(lián)的接口或者控制器?；磕K可有利地包括無線通信部分，所述無線通信部分允許這些測量數(shù)據(jù)通過無線電線路傳遞到遠程探頭接口。無線通信部分也可被布置成從相關(guān)聯(lián)的探頭接口接收信息，例如，測量探頭操作指令可以通過探頭接口傳遞到測量探頭。無線電線路可以是擴展頻譜例如跳頻線路，例如WO2004/057552中描述的線路。觸針模塊可以直接地和可重復(fù)地連接到基部模塊上?？蛇x擇的是，中間張性節(jié)可以位于觸針模塊和基部模塊之間。有利的是，觸針模塊包括第一運動學(xué)安裝部分，基部模塊包括第二運動學(xué)安裝部分，所述第一運動學(xué)安裝部分和所述第二運動學(xué)安裝部分相互配合以將觸針模塊相對于基部模塊定位在可重復(fù)的位置。有利的是，觸針模塊和基部模塊每個都包括多個互補的電觸點，用于在基部模塊連接到觸針模塊上時在觸針模塊和基部模塊之間提供多個電連接。通過這些電觸點，能量和/或電信號可在基部模塊和觸針模塊之間傳遞。測量探頭可被布置成用作心軸安裝的探頭和/或臺面安裝的探頭。例如，基部模塊可包括或者可連接到軸(shank)上，該軸可被保持在機床的心軸中?？尚妮S安裝的測量探頭方便地與觸針模塊結(jié)合使用，該觸針模塊包括遠端連接有球的觸針?？蛇x擇的是，基部模塊可包括安裝機構(gòu)(例如運動學(xué)或者磁性支座)，其允許安裝到機床的床身上。包括工具調(diào)整尖端(例如立方體)的觸針模塊可與這種臺面安裝的基部模塊結(jié)合使用。盡管這里詳細描述了測量探頭與機床的結(jié)合使用，但是本發(fā)明的測量探頭可以與任何定位測量裝置結(jié)合使用。例如，本發(fā)明的測量探頭可以與專用坐標測量機器(CMM)等結(jié)合使用。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于測量探頭的觸針模塊，所述觸針模塊包括殼體和可動地連接到所述殼體上的觸針保持器，所述觸針模塊可連接到相關(guān)聯(lián)的基部模塊上，所述基部模塊包括測量部分，用于產(chǎn)生表示所述觸針保持器相對于所述殼體的運動的測量數(shù)據(jù)，其中，所述觸針模塊具有內(nèi)置失效模式，并由此具有基本上預(yù)定的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種電池驅(qū)動的測量探頭，其包括基部模塊和觸針模塊，其中，基部模塊包括測量電路，觸針模塊包括可偏轉(zhuǎn)的觸針保持器，工件接觸觸針可連接到所述觸針保持器上，其中，所述觸針模塊結(jié)合有至少一個電池，當(dāng)所述基部模塊連接到觸針模塊上時，所述至少一個電池對所述基部模塊的測量電路供電。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種觸針模塊，其包括觸針，其中，所述觸針模塊包括至少一個電池。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種觸針模塊，其包括連接到殼體上的觸針保持器，其中，所述觸針模塊具有內(nèi)置失效模式，并由此具有基本上預(yù)定的使用壽命。有利的是，觸針保持器通過可偏轉(zhuǎn)機構(gòu)連接到殼體上，其中，所述可偏轉(zhuǎn)機構(gòu)被構(gòu)造成在基本上預(yù)定的使用量之后突然失效?，F(xiàn)在將借助示例，參照附圖來描述本發(fā)明，其中圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)的測量探頭；圖2示意性地示出了本發(fā)明的模塊化測量探頭，其具有包括一體的電池的觸針模塊；以及圖3示出了本發(fā)明另一種模塊化測量探頭，其具有機械失效模式。具體實施例方式參照圖1，其示意性示出了用于機床的現(xiàn)有技術(shù)的無線測量模塊。所示的測量模塊可從UK的Gloucestershire的Wotton-under-edge的瑞尼斯豪公司商業(yè)獲得，產(chǎn)品名稱為RMP60。該測量探頭包括連接到軸4上的探頭主體2，該軸4可以收納在機床的心軸中。觸針6的近端通過螺紋連接件10可釋放地連接到探頭主體2的觸針保持器上。觸針6的遠端或者尖端包括工件接觸紅寶石球12。該測量探頭是碰觸觸發(fā)式探頭，其中觸針保持器通過如US4153998中原始公開的類型的彈簧加載的運動學(xué)組件連接到探頭主體上。該彈簧加載的運動學(xué)組件提供在觸針保持器和探頭主體的支座之間的六個觸點，使得觸針保持器被保持在可重復(fù)的"中立(neutral)"或原始位置。彈簧加載的運動學(xué)組件允許觸針在遇到工件的表面時相對于探頭主體偏轉(zhuǎn)，而彈簧確保該機構(gòu)在觸針處于自由空間時復(fù)位。導(dǎo)電路徑通過這些觸點延伸，通過該電路的電阻由探頭的電子設(shè)備測量。使一個或者多個運動觸點移開，能夠使電路的電阻產(chǎn)生可測量的變化。處理器設(shè)置為測量探頭的一部分，以分析電路的電阻并當(dāng)觸針通過與物體接觸而偏轉(zhuǎn)時產(chǎn)生觸發(fā)信號，這在WO03/021182中進行了更詳細的描述。測量探頭的電子設(shè)備通過電池供電，密封的電池盒14設(shè)置成4果頭主體2的一部分。跳頻射頻通信單元也設(shè)置在探頭主體2內(nèi)，用于對相關(guān)的遠程探頭接口(未示出)無線發(fā)送觸發(fā)信號數(shù)據(jù)。WO2004/057552更詳細描述了用于與接口通信的跳頻協(xié)議。用于機床的現(xiàn)有技術(shù)的測量探頭通常為如圖1所示的單個整體式探頭主體。但是，已知可以提供兩件式模塊化測量探頭系統(tǒng)。這種系統(tǒng)目前可從瑞尼斯豪公司獲得，產(chǎn)品名稱為RMP60M。在這種模塊化系統(tǒng)中，測量探頭被分成兩個單獨的模塊，它們可以重復(fù)地彼此相連。這可以被認為將如圖l所示的主體2分成兩個部分，例如第一部分2a和第二部分2b。第一部分2a是包括彈簧加載的運動學(xué)組件的探頭模塊，第二部分2b是包括電池盒和相關(guān)的測量和通信電子設(shè)備的探頭基部。然后不同長度的延伸桿可以安裝在探頭基部和探頭模塊之間，以增加探頭的有效長度，不必增加觸針的長度。這種類型的模塊化布置使得能夠?qū)Ψ悄K化更短的測量頭難以接近的部件特征進行檢查，而不需要使用過長的觸針。參照圖2，示意性示出了本發(fā)明的模塊化測量探頭。測量探頭包括基部模塊20和觸針模塊22。觸針模塊22包括已知類型的彈簧加載的運動學(xué)組件，其中觸針保持器24被彈簧推動成與觸針模塊殼體的座26接觸。觸針保持器還包括一體的不可拆卸的工件接觸觸針30和電池34。該觸針可以永久地結(jié)合(例如膠*接或者焊接)到觸針保持器上，或者觸針和觸針保持器可以一起形成為單個部件。在制造過程中，觸針的中立位置和由彈簧28施加的復(fù)位力被設(shè)置。盡管對于碰觸觸發(fā)式探頭優(yōu)選在制造過程中設(shè)置中立位置和復(fù)位力，但是如果觸針模塊構(gòu)成類似的探頭，可以可選擇地測量觸針偏移值。盡管觸針模塊22具有一體的觸針，也可提供一種觸針保持器，觸針可以可拆卸地連接到該觸針保持器上(例如通過標準的螺紋連接件)。這允許替換觸針，但是可使得用戶在更換觸針之后需要重新校準觸針模塊的中立位置和/或調(diào)節(jié)復(fù)位力。觸針模塊22還包括外殼32,其被密封，以防止在制造后接近觸針模塊的各個內(nèi)部部件。該密封也足以防止流體(例如冷卻劑)在使用過程中流出到觸針模塊中?；磕K20包括測量部分36,用于監(jiān)控通過觸針模塊的彈簧加載的運動學(xué)組件的觸點形成的電路的電阻。因此在檢測到物體接觸時，該測量部分36產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號被傳遞到跳頻RF通信部分40,并向前傳送到相關(guān)聯(lián)的探頭接口42。RF通信部分和相關(guān)聯(lián)的接口可執(zhí)行任何合適的通信協(xié)議，例如可使用WO2004/057552中描述的協(xié)議?；磕K20還包括密封的外殼33,用以防止對其中的電子部件造成損壞。觸針模塊22可以可釋放地連接到基部模塊20上。特別地，可以在觸針模塊22和基部模塊20之間提供運動學(xué)或者偽運動學(xué)(pseudo-kinematic)連接，使得觸針模塊22和基部模塊20可以反復(fù)安裝到彼此上。為了提供運動學(xué)定位，三個突出的球44設(shè)置在基部模塊20上，三個互補的溝槽46形成在觸針模塊22上(注意圖2僅僅示出了一個球和一個溝槽)。還設(shè)置螺紋連接件48用于保持觸針模塊22和基部模塊20在連接之后的接合。應(yīng)當(dāng)注意，本領(lǐng)域技術(shù)人員了解用于在觸針模塊和基部模塊之間提供可重復(fù)的物理連接的各種替代技術(shù)。例如，可使用EP293036中描述的接頭。多個第一電觸點50設(shè)置在基部模塊20上，互補的第二電觸點52設(shè)置在觸針模塊22上。第一電觸點50和第二電觸點52在觸針模塊和基部模塊彼此連接時允許電能從觸針模塊22的電池34路由到基部模塊20的電子部件(即，測量部分36和無線通信部分40)。類似地，導(dǎo)電路徑可以設(shè)置在基部模塊和觸針模塊之間，以允許基部模塊的測量部分36測量通過觸針模塊的彈簧加載的運動學(xué)組件的觸點形成的電路的電阻。此外，本實施例僅僅描述了多個電連接可以形成在基部才莫塊和觸針才莫塊之間的一種方式，并且不應(yīng)該被認為是任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以替代地或者額外地釆用多種替代技術(shù)例如設(shè)置一個或者多個互補的電連接器來建立必要的電連接。在使用中，觸針模塊22和基部模塊20形成接合。如上所述，觸針模塊22位于密封單元中，其中彈簧力和觸針中立位置在制造過程中已經(jīng)被設(shè)置。通過基部模塊和觸針模塊之間的運動學(xué)連接，模塊的相對位置被準確地限定。因此用戶無需在使用前進行任何測量探頭的校準，但是如果需要可以進行校準4企查。使觸針模塊22和基部模塊20物理接合也能在這些模塊之間建立必要的電連接?；磕K20的電子設(shè)備通過觸針模塊22的電池34供電。此時，測量探頭可以以與傳統(tǒng)的測量探頭相同的方式操作。例如，測量探頭可以保持在機床的心軸中并被用于檢查工件。觸針30的任何偏轉(zhuǎn)通過測量部分36產(chǎn)生觸發(fā)信號，其經(jīng)由通信部分40傳遞到探頭接口42。探頭接口可將觸發(fā)信號傳遞到機床數(shù)字控制器的適當(dāng)?shù)妮斎肷?。觸針模塊22的電池34具有有限容量，通過基部模塊20的電子設(shè)備從電池34排出的能量的大小取決于測量探頭的使用量。典型的電池可以用于對基部模塊20的電子設(shè)備連續(xù)供電幾百小時。但是，測量探頭通常僅間歇地用于機加工操作之間的檢查過程。測量探頭可因此包括備用模式，其中當(dāng)未進行測量時基部模塊20的大多數(shù)電子設(shè)備斷電。測量探頭然后可以以各種已知的方式(例如通過軸開關(guān)，通過旋轉(zhuǎn)打開開關(guān)或者通過使用探頭接口的無線電打開技術(shù))從備用模式喚醒。典型的電池能夠?qū)@種備用模式供電幾百天，這取決于與特定的備用模式相關(guān)聯(lián)的電力消耗。因此制造商可以選擇電池34的存儲容量以提供測量探頭的一定的或者預(yù)定的使用量。換句話說，觸針模塊在電池失效發(fā)生前具有有限的預(yù)定的使用壽命。觸針模塊的使用壽命可以基于對典型的探頭使用量和需要的使用天數(shù)的估計。在電池34已經(jīng)耗盡之后，或者電池可提供的能量已經(jīng)下降到可接受的水平之下之后，測量探頭的操作停止。測量探頭與觸針模塊形成一體并且不能從觸針模塊上移下，因此用戶不能接近并替換電池34。取而代之的是，耗盡的觸針模塊必須被丟棄或者返回到制造商以再循環(huán)。新的觸針模塊可被連接到基部模塊20上，無需進行如上所述的任何校準，以繼續(xù)測量操作。該基部模塊20可包括電池狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備60,用于評價觸針模塊的電池34中剩余的能量。電池的狀態(tài)可通過設(shè)置在基部模塊20上的一個或者多個LED傳遞到用戶。例如，LED指示器可以被設(shè)置成當(dāng)電池處于良好狀態(tài)時指示綠色，當(dāng)電池接近耗盡時指示琥珀色，當(dāng)電池被耗盡或者馬上要被耗盡時指示紅色。電池狀態(tài)信息也可通過無線電線路傳遞到接口42。這種類型的電池監(jiān)控給予用戶提前警告很快需要更換觸針模塊。雖然圖2中未示出，觸針模塊22可包括電池，該電池沒有正好定位在或者密封在觸針模塊中，而是實際上設(shè)置為該模塊的一體的部分。例如，該電池可以與使觸針保持器復(fù)位的彈簧接合，使得任何想移除電池的企圖都需要重新調(diào)節(jié)彈簧力。可選擇地，電池外殼可以形成保持器所接合的安座機構(gòu)的一部分，使得移除電池需要使觸針中立位置被重置。這樣，用戶替換電池(例如通過砸開電池外殼)不僅會損壞外殼而且需要重新校準觸針模塊。盡管上述實施例描述了觸針模塊包括最小量的電子設(shè)備，但是應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)需要，額外的電子部件可以包括在觸針模塊中。例如，觸針模塊本身可以包括用于監(jiān)控電池壽命的電路和/或用于處理觸針偏轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的電路系統(tǒng)的至少一些。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明決不限于包括如上所述類型的彈簧加載的運動學(xué)組件的觸針模塊。該測量探頭可包括任何類型的觸針偏轉(zhuǎn)測量機構(gòu)。類似地，應(yīng)變儀或者光學(xué)傳感器可用來測量觸針偏轉(zhuǎn)。類似地，本發(fā)明不僅適用于當(dāng)觸針偏轉(zhuǎn)超過一定閾值時發(fā)送觸發(fā)信號的碰觸觸發(fā)式探頭，同樣適用于所謂的模擬或者掃描探頭，其中產(chǎn)生表示觸針位置的坐標數(shù)據(jù)。另外，測量觸針保持器偏轉(zhuǎn)的傳感器不是一定必須設(shè)置為觸針模塊的一部分。取而代之的是，基部模塊可包括監(jiān)控相關(guān)聯(lián)的觸針模塊的觸針保持器的偏轉(zhuǎn)的傳感器(例如一個或多個光學(xué)傳感器)。上述實施例包括用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到探頭接口的RF部分。雖然描述的RF通信線路，但是測量探頭可包括其它類型的無線(例如光學(xué))通信系統(tǒng)。此外，可以替代地設(shè)置硬連接的布置。這里描述的測量探頭可連接到用于心軸安裝的軸上?？蛇x擇地，測量探頭可以是臺面安裝(tablemounted),以允許進行工具調(diào)整操作。可以設(shè)置包括不同類型的觸針(例如不同長度的觸針、具有不同尖端的觸針等)的各種觸針模塊。也可以設(shè)置多個不同類型的觸針模塊，它們與單個基部模塊相容，用戶可以簡單地選擇需要的觸針模塊用于特定的任務(wù)。參照圖3，示意性示出了本發(fā)明的另一測量探頭，其包括基部模塊120和觸針模塊122。基部模塊和觸針模塊以與參照圖2描述的實施方式相同的方式可釋放地且可重復(fù)地相互連接，但是圖3中為了清楚起見未示出連接機構(gòu)。基部模塊120包括測量部分124、電池126和RF通信部分128。觸針模塊122包括殼體130和觸針保持器132,它們通過偏轉(zhuǎn)機構(gòu)134連接。觸針保持器132具有從其突出的一體的觸針136。偏轉(zhuǎn)機構(gòu)134允許觸針136和觸針保持器132相對于殼體130運動。在使用中，觸針保持器132相對于殼體130的運動被;險測，當(dāng)觸針偏轉(zhuǎn)大于一定量時，通過測量部分124產(chǎn)生觸發(fā)信號。RF通信部分128將這種觸發(fā)信號傳遞到遠程探頭接口(未示出)。偏轉(zhuǎn)機構(gòu)134還被布置成具有在一定的使用量之后突然失效的部件。觸針模塊的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)134可包括脆弱的、易碎的或者易剪切的部件，例如彈簧的削弱部分，其可在折斷或者剪斷之前被彎曲或者運動一定次數(shù)。如上所述，偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的突然失效優(yōu)于漸進失效模式，漸進失效模式會導(dǎo)致隨著使用性能逐漸變差。雖然描述了偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的一部分的機械失效，但是應(yīng)當(dāng)注意，觸針模塊的任何適當(dāng)?shù)牟考商峁┍匾臋C械失效。雖然圖3中未示出，但是觸針^f莫塊122可包括電子失活部分，其防止在已經(jīng)獲得一定數(shù)量的測量結(jié)果和/和已經(jīng)過去一定時間之后觸針模塊進行操作。這種電子失效模式可與機械失效模式結(jié)合使用。例如，觸針模塊的壽命可以最終由嵌入到硬件(例如觸針偏轉(zhuǎn)模塊)中的突變性或者漸進性失效模式限制，也可以設(shè)置電子失效模式，其防止通常在機械失效發(fā)生之前的操作。這樣，可以對用戶提供即將發(fā)生觸針^f莫塊失效的適當(dāng)警告，而在機械失效模式阻止正在進行的操作之前，用戶對電子設(shè)備的任何未經(jīng)許可的干擾或者重置僅提供短的且可能不可預(yù)知的額外觸針模塊使用量。上述電池失效模式也可基于類似的原因與機械失效模式結(jié)合使用。域技術(shù)人員理解，根據(jù)本發(fā)明可以提供各種替代裝置。權(quán)利要求1.一種測量探頭，其包括可釋放地連接到一基部模塊上的觸針模塊，所述觸針模塊包括殼體和可動地連接到所述殼體上的觸針保持器，所述基部模塊可安裝到坐標定位裝置上，所述基部模塊包括測量部分，所述測量部分用于產(chǎn)生表示所述觸針保持器相對于所述殼體的運動的測量數(shù)據(jù)，其中，所述觸針模塊具有內(nèi)置失效模式，并由此具有基本上預(yù)定的使用壽命。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量探頭，其特征在于，所述觸針保持器包:括至少一個電池。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量探頭，其特征在于，所述基部模塊連接到所述觸針模塊上，所述觸針模塊的所述至少一個電池對所述基部模塊供電。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量探頭，其特征在于，所述至少一個電池與所述觸針模塊永久地形成一體。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量探頭，其特征在于，所述內(nèi)置失效模式來自于所述至少一個電池的耗盡，所述基本上預(yù)定的使用壽命由所述電池的容量確定。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量探頭，其特征在于，所述觸針模塊包括觸針，所述觸針與所述觸針保持器永久地形成一體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量探頭，其特征在于，所述觸針模塊包括一個或多個傳感器，用于提供表示所述觸針保持器和所述殼體之間的相對運動的一個或多個偏轉(zhuǎn)信號。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量探頭，其特征在于，在使用中，所述一個或多個偏轉(zhuǎn)信號祐:傳遞到所述基部模塊的所述測量部分，所述測量部分祐二布置成根據(jù)所述一個或多個偏轉(zhuǎn)信號產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量探頭，其特征在于，所述觸針模塊的至少一個部件被構(gòu)造成在一定的使用量之后機械失效。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量探頭，其特征在于，所述觸針模塊包括將所述觸針保持器安裝到所述殼體上的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的測量探頭，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機構(gòu)包括設(shè)置在所述殼體上的第一定位元件和設(shè)置在所述觸針保持器上的第二定位元件，所述第一定位元件和所述第二定位元件相互配合以將所述觸針保持器相對于所述殼體定位在可重復(fù)的位置，其中，所述偏轉(zhuǎn)機構(gòu)還包括偏壓裝置，用于推壓所述第一定位元件和所述第二定位元件使所述第一定位元件和所述第二定位元件接觸。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的測量探頭，其特征在于，所述第一定位元件和所述第二定位元件還形成導(dǎo)電路徑的一部分，當(dāng)?shù)谝欢ㄎ辉c第二定位元件脫離時，所述導(dǎo)電路徑被斷開，其中，所述基部模塊的測量部分被布置成監(jiān)控所述導(dǎo)電路徑并當(dāng)所述導(dǎo)電路徑被斷開時產(chǎn)生觸發(fā)信號形式的測量數(shù)據(jù)。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的測量探頭，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機構(gòu)被構(gòu)造成在一定的使用量之后突然失效。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量探頭，其特征在于，所述基部模塊包括無線通信部分，所述無線通信部分允許測量數(shù)據(jù)通過無線電線路傳遞到遠程探頭接口。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量探頭，其特征在于，所述觸針模塊包括第一運動學(xué)安裝部分，所述基部模塊包括第二運動學(xué)安裝部分，所述第一運動學(xué)安裝部分和所述第二運動學(xué)安裝部分相互配合以將所述觸針模塊相對于所述基部模塊定位在可重復(fù)的位置。16.—種用于測量探頭的觸針模塊，所述觸針模塊包括殼體和可動地連接到所述殼體上的觸針保持器，所述觸針模塊可連接到相關(guān)聯(lián)的基部模塊上，所述基部模塊包括測量部分，所述測量部分用于產(chǎn)生表示所述觸針保持器相對于所述殼體的運動的測量數(shù)據(jù)，其中，所述觸針模塊具有內(nèi)置失效模式，并由此具有基本上預(yù)定的使用壽命。17.—種用于坐標定位裝置的電池驅(qū)動的測量探頭，其包括基部模塊，其可安裝到坐標定位裝置上，所述基部模塊包括測量電路；以及觸針模塊，其可釋放地連接到所述基部模塊上，所述觸針模塊包括可偏轉(zhuǎn)的觸針保持器，工件接觸觸針可連接到所述觸針保持器上，其中，所述觸針模塊結(jié)合有至少一個電池，當(dāng)所述基部模塊連接到觸針模塊上時，所述至少一個電池對所述基部模塊的所述測量電路供電。全文摘要公開了一種測量探頭，例如碰觸觸發(fā)式探頭，其包括連接到基部模塊(20；120)上的觸針模塊(22；122)。所述觸針模塊(22；122)包括殼體和可動地連接到所述殼體上的觸針保持器(24；132)。所述基部模塊(20；120)包括測量部分(36；124)，用于產(chǎn)生表示所述觸針保持器(24；132)相對于所述殼體的運動的測量數(shù)據(jù)。所述觸針模塊(22；122)具有內(nèi)置失效模式，并由此具有基本上預(yù)定的使用壽命。在一種實施方式中，通過將電池(34)一體地結(jié)合到所述觸針模塊(22)中提供所述內(nèi)置失效模式。還描述了提供機械失效模式，其中，觸針模塊(122)的部件在一定的使用量之后突然失效。文檔編號B23Q17/00GK101352815SQ20081013502公開日2009年1月28日申請日期2008年7月28日優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日發(fā)明者喬納森·保羅·菲格,史蒂芬·愛德華·盧默斯,斯圖爾特·克斯騰·坎貝爾,蒂姆·普利斯蒂吉申請人:瑞尼斯豪公司