本發(fā)明通常涉及用于將光學測量探針連接至坐標測量機(CMM)的探針頭的接口的具體設計。

背景技術(shù)：

通常的實踐是在坐標定位裝置(諸如坐標測量機(CMM))上檢查生產(chǎn)后的工件，以便檢查預定對象參數(shù)(例如對象的尺寸和形狀)的正確性。而且，在許多工業(yè)應用中關注的是檢測未知對象的表面。使用坐標測量機或者任何其他合適類型的掃描設備還能夠典型地提供這種測量。

在常規(guī)3D坐標測量機中，探針頭被支撐用于沿著三個相互垂直軸線(沿X、Y及Z方向)移動。從而，探針頭能夠被引導至坐標測量機的測量體積的空間中的任何任意點，并且對象能夠利用由探針頭承載的測量傳感器(探針或者探測單元)測量。這種探測單元能夠設計為觸覺探針或者光學傳感器，例如基于三角測量或者干涉測量的原理提供對表面的測量。

在簡單形式的機器中，平行于每個軸線安裝的合適的換能器或者線性編碼器能夠確定探針頭相對于機器基座的位置，因此，能夠確定被傳感器照射的對象上測量點的坐標。為了提供探針頭的可移動性，典型的坐標測量機能夠包括：框架結(jié)構(gòu)，探針頭布置在該框架結(jié)構(gòu)上；以及驅(qū)動部件，其用于將框架結(jié)構(gòu)的框架部件相對于彼此移動。

典型的通用系統(tǒng)是門式類型的坐標測量機，諸如DE4325337中描述的，或者是3D坐標測量鉸接臂，例如，從US5,402,582或者EP1474650已知的。

使用光學傳感器的優(yōu)勢為，其不是必須接觸待測量的部件，因此在測量期間不會使部件變形或者不破壞部件，觸覺探針就是這種情形。

但是，與用于坐標測量機的光學測量方法并存的是，需要將光學信號從傳感器元件引導至坐標測量機的控制單元，其中，此處典型地使用光纖作為光學導體以及用于測量輻射的光學信號傳遞。

合適的光纖在用于信號傳遞的通信中分布廣泛。為了聯(lián)接所述光纖，存在與相應的應用對象并列的多個插入聯(lián)接件，能夠使甚至高能量光學輻射經(jīng)由光纖和插入聯(lián)接件傳遞，同時損失較低。但是，插入聯(lián)接件具有的決定性劣勢為：它們主要是被生產(chǎn)用于靜態(tài)連接。由于光學接口對污染和破壞的高水平靈敏性，它們不能夠頻繁被插入。公知聯(lián)接件的預測服務壽命為例如500至1000個插入周期。但是，實踐中打開它們僅是為了維護。此外，為了確保優(yōu)化傳遞，在重新插入在一起之前需要清潔光纖的在光學接口處的表面。

為了能夠使用坐標測量機來測量復雜測量對象，例如氣缸體，需要較頻繁地改變傳感器元件。必須以這種方式選擇用來測量特定工件的光學探針的類型，使得探針的測量屬性適合于工件的相應部分的形狀或者地形屬性。

為了提供適合于相應測量要求的各個合適的探針，通常需要頻繁改變附接至CMM的探針頭的探針。而且，可獲得用于相應測量要求的多個具體探針以用于確保不同工件的精確測量。

例如，為了測量鏜孔，探針能夠優(yōu)選包括棱鏡或者鏡面，從而相對于探針觸針的延伸軸線以預定角度例如90°發(fā)射測量光束。

正如粗略估計的，傳感器元件需要大約每個小時改變一次。因為坐標測量機通常一小時被驅(qū)動一次，因此每周易于達到100個插入周期，因此公知于通信的光學插入聯(lián)接件將最早在約3個月之后達到它們預期服務壽命的終點。

為了能夠合理使用坐標測量機中的光學傳感器元件，光學聯(lián)接件必須滿足至少如機械或者機械/電聯(lián)接元件的堅固性和精度的相同要求。

因而坐標測量機和相應的探針典型地包括接口，接口允許機械及光學地聯(lián)接兩個部件，尤其還允許電聯(lián)接兩個部件。通過這種接口，探針能夠相對快速地以及利用較低努力附接至探針頭以及由用于測量目的的探針頭攜帶以及定位。這種光學-機械接口例如公知于EP2356401B1。

根據(jù)該方法，每當元件彼此聯(lián)接時，套管或者纖維必須精確地對準。聯(lián)接件包括用于該目的的具體對準單元。這種系統(tǒng)提供了用于角度對準的相當緊密的容差，這同時是該方法的一個劣勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的是提供一種改進的探針和/或CMM設計，其允許快速、容易以及高可重復性地使測量條件適應于期望測量要求。

這些目的通過第一方面的特征實現(xiàn)。在其它方面中以可替換或者有利方式描述進一步發(fā)展的本發(fā)明的特征。

本發(fā)明涉及坐標測量機的技術(shù)領域。更精確地，本發(fā)明處理的問題是如何模塊化地、精確地、可重復地以及可靠地將測量探針(尤其光學探針)與CMM的探針頭連接?？傮w構(gòu)思是將相關接口部分集成為一個單個接口部件，以及通過該單個接口提供接口配對部分的精確對準性。

典型地提供了兩側(cè)式接口，用于連接光學探針與探針頭。該接口的一個部分分配給探針頭，另一部分分配給光學探針。通過聯(lián)接這些部分，建立光學和/或電連接，并且可獲得利用由CMM控制的光學探針進行的測量。

本發(fā)明涉及一種測量探針，其適于附接至坐標測量機的探針頭，坐標測量機用于確定待測量的對象的測量點的至少一個空間坐標。

測量探針能夠優(yōu)選設計為依靠發(fā)射以及接收測量激光束來提供對測量點的距離測量的光學探針。優(yōu)選地，這種探針能夠是光學掃描探針或者三角測量傳感器。

測量探針包括適于提供對對象上的測量點的距離測量的光學測量單元。這種測量單元能夠測量距離并且包括光學元件，例如激光源、透鏡組件等，用于提供如上所述的測量功能性。而且，測量探針包括探針接口，該探針接口提供了將測量探針模塊化安裝至坐標測量機的探針頭并且在探針和坐標測量機之間(當聯(lián)接至探針頭時)傳遞、尤其雙向傳遞光學信號。

此外，探針接口設計為一體形成的模塊，其提供了將測量探針安裝至探針頭的可重復安裝性。探針接口包括球支承部的單側(cè)部件，所述球支承部包括至少三個凹部或者至少三個半球形凸起。換句話說，支承部的一側(cè)設計在探針接口一側(cè)。支承部的配對部分優(yōu)選通過對應接口部分(機器接口)設置在CMM一側(cè)，尤其設置在探針頭上。通過將各接口部分進行聯(lián)接完成了支承部。

正如提到的，形成至少三個凹部或者至少三個凸起。接口配對部分提供了那些未由探針接口提供的元件。

因此，至少以及優(yōu)選3球式支承部是通過將探針接口與對應配對接口部分聯(lián)接而提供的。3球式支承部有利地提供了以高精度及以限定的可重復橫向?qū)蕘戆惭b接口部分。

探針接口還包括容納部，該容納部形成為以公知的精確位置和取向接收限定類型的探針套管。容納部包括根據(jù)精確位置和取向固定地布置的探針套管。容納部具有精確成形的尺寸，因而提供將光學套管布置在內(nèi)部以及通過其調(diào)節(jié)的尺寸和形狀提供套管的精確對準。由此，依靠精確布置的套管，利用相應光學軸線的限定位置和取向，能夠提供激光的發(fā)射或接收方向。

球支承部的部件和容納部由一個件形成(以集成方式)。尤其硬金屬主體包括所述的凹部和容納部，因而代表根據(jù)本發(fā)明的探針接口。優(yōu)選地，凹部和容納部由硬金屬主體而成形。

為了提供模塊化的可安裝接口配對部分的聯(lián)接，測量探針能夠包括聯(lián)接機構(gòu)，聯(lián)接機構(gòu)提供了通過磁聯(lián)接單元將測量探針模塊化安裝至探針頭，所述磁聯(lián)接單元適于根據(jù)需要提供磁吸引保持力，尤其其中，磁聯(lián)接單元包括電磁元件。探針接口能夠通過分別施加磁力而被保持至探針頭。

聯(lián)接機構(gòu)能夠包括彈性元件，尤其是彈簧，其在安裝狀態(tài)提供了沿配對機器接口的方向?qū)μ结樈涌诘陌磯?，因而提供了接口的浮動支撐?/p>

根據(jù)本發(fā)明的實施例，測量探針包括防塵單元。

尤其，防塵單元設計成以模塊化方式附接至測量探針并且能夠分別被拆卸。在上下文中，防塵單元能夠被構(gòu)建為獨立單元，用于與光學測量探針結(jié)合(還見下文的描述)。

防塵單元設計成使得處于未安裝狀態(tài)的探針套管通過保護元件保護而免于接觸灰塵。處于未安裝狀態(tài)的保護元件定位在阻擋位置，使得用于傳遞光學信號的路徑被阻擋。依靠探針套管將光學信號傳遞至處于安裝狀態(tài)的探針頭以及從處于安裝狀態(tài)的探針頭傳遞光學信號是通過定位在打開位置的保護元件提供的，使得光路徑未被阻擋。

一些類型的移動機構(gòu)提供了保護元件的根據(jù)其相應安裝狀態(tài)的位移，即提供了在安裝或者拆卸探針的過程中保護元件的移動。

根據(jù)防塵單元的具體實施例，該單元包括保護元件，保護元件沿著位移軸線可移動地布置，位移軸線橫向于、尤其是垂直于由接口限定的期望安裝方向所限定的安裝軸線。單元還包括在結(jié)構(gòu)上連接至保護元件的第一磁性元件和沿著致動軸線可移動地布置的第二磁性元件，該致動軸線基本平行于或者共軸于安裝軸線。第一磁性元件和第二磁性元件相對于彼此布置并且彼此協(xié)作，使得保護元件的橫向位移(沿著位移軸線)取決于第二磁性元件沿著致動軸線的位置。

尤其，第一磁性元件定向成使得其磁極沿基本平行于位移軸線或者基本平行于安裝軸線的方向依次布置。

尤其，相應地，第二磁性元件定向成使得其磁極沿基本平行于安裝軸線或者基本平行于位移軸線的方向依次布置。

第二磁性元件能夠機械地從第一磁性元件脫開。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，關于磁性元件的相對布置，第二磁性元件布置成，使得在未安裝狀態(tài)吸引力源自于第一和第二磁性元件的磁極的相對布置并且保護元件被保持在阻擋位置。在安裝狀態(tài)時，排斥力源自于第一和第二磁性元件的磁極的相對布置并且保護元件被保持在未阻擋位置。

優(yōu)選地，第一磁性元件定向成使得其磁極沿基本平行于位移軸線的方向依次布置，第二磁性元件定向成使得其磁極沿基本平行于安裝軸線的方向依次布置。當然，只要提供了保護元件的相應位移，就能夠?qū)崿F(xiàn)磁性元件的可替換對準以及布置。

尤其，第二磁性元件布置成使得當將測量探針從未安裝狀態(tài)設定為安裝狀態(tài)時，第二磁性元件的最靠近第一磁性元件的磁極切換。由此，所引起的磁力的性質(zhì)改變，例如從吸引力變?yōu)榕懦饬Α?/p>

保護單元的位移取決于第一和第二磁性元件的相對布置。在第一相對位置，例如根據(jù)探針的未安裝狀態(tài)，由于它們的相對位置以及磁極的取向能夠生成磁吸引力，且保護元件被保持或者移動在所述阻擋位置，用于保護光學套管。

可替換地，在這種第一相對位置，兩個磁性元件之間的磁力能夠忽略，且保護元件能夠借助于聯(lián)接至保護元件的彈簧被保持在阻擋位置。

在第二相對位置，例如根據(jù)探針的安裝狀態(tài)，由于磁極的相對位置和取向能夠生成排斥的磁力，且保護元件被保持或者移動在用于依靠套管提供光傳遞的打開位置。

磁性元件能夠設計成使得得到的磁力在第二位置大于由彈簧提供的排斥力，因而保護元件抵抗彈簧力而移動。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，保護單元包括與第二磁性元件聯(lián)接并且沿安裝方向提供回復力的回復設備(例如彈簧)。由此，只要探針不安裝至探針頭，第二磁性元件能夠設置在限定位置。當將探針安裝至頭部時，第二磁性元件移離限定位置并且引起保護元件的位移。

根據(jù)防塵單元的實施例，保護元件沿著位移軸線可移動地布置，位移軸線橫向于、尤其垂直于由接口限定的安裝方向所限定的安裝軸線，防塵單元包括滑動機構(gòu)，其設計成這樣并且與保護元件布置成，使得在安裝或者拆卸處理的過程中，滑動機構(gòu)被致動并且引起保護元件沿著位移軸線移動。

這種滑動機構(gòu)能夠包括結(jié)構(gòu)上的接頭元件，接頭元件可相對于彼此移動。該機構(gòu)的第一端能夠連接至保護單元以提供相應的位移，該機構(gòu)的第二端能夠連接至沿著安裝軸線可移動地布置的元件。通過移動該元件，例如在安裝探針的過程中，能夠提供保護元件的相應移動。

尤其，保護單元包括回復設備，該回復設備聯(lián)接保護元件并且沿著位移軸線在要保護的探針套管的方向提供回復力。

優(yōu)選地，至少一個回復設備實施為復位彈簧。

關于接口的設計，在一個實施例中，探針套管依靠粘著劑、尤其是膠水固定在容納部的內(nèi)部。容納部能夠形成為其內(nèi)徑大于套管的直徑，以能夠在套管和容納部之間應用膠水。

一體形成的模塊能夠由金屬，尤其是由硬金屬，尤其由碳化鎢或者硬化鋼制成。

本發(fā)明還涉及探針的配對部分和探針接口，即CMM(探針頭)和對應機器接口。

因此，本發(fā)明還涉及一種坐標測量機，其用于確定待測量的對象的測量點的至少一個空間坐標，坐標測量機包括具有多個結(jié)構(gòu)部件的機器結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)部件包括至少一個基座和用于接近測量點的探針頭，其中，機器結(jié)構(gòu)提供了將探針頭鏈接至基座。探針頭包括提供了將測量探針模塊化安裝至探針頭的機器接口。

機器接口設計為一體形成的模塊，其提供了測量探針在探針頭上的可重復安裝性并且包括球支承部的單側(cè)部件，該球支承部包括至少三個凹部或者至少三個半球形凸起以及容納部。容納部形成為以公知的精確位置和取向接收限定類型的機器套管，并且具有根據(jù)精確位置和取向固定地布置的這種機器套管。球支承部的部件和容納部形成為一個件。

機器接口設計成使得探針接口匹配機器接口，以提供以期望的可重復方式聯(lián)接探針。

尤其，機器套管依靠粘著劑、尤其是膠水固定在容納部內(nèi)部。

而且，機器接口能夠?qū)嵤橐惑w形成的模塊，其由金屬、尤其由硬金屬、尤其由硬化鋼制成。

關于根據(jù)本發(fā)明實施例的接口部分(機器和探針)的聯(lián)接方式，機器接口包括適于根據(jù)需要提供磁保持力的磁聯(lián)接單元，尤其其中，磁聯(lián)接單元包括電磁元件。尤其，配對探針接口部分還提供了用于建立保持力的相應磁性元件。

如上所述，構(gòu)思涉及將接口的兩側(cè)進行聯(lián)接。因而，本發(fā)明還涉及一種由上述的坐標測量機(具有機器接口)以及上述的測量探針(具有探針接口)構(gòu)成的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的測量探針依靠部件(探針頭和測量探針)的接口聯(lián)接至探針頭，其中，探針接口和機器接口相對于彼此這樣設計以及布置，使得探針套管和機器套管相對于彼此以非接觸方式精確地定位并且定向，其中，在套管之間設置限定間隙。精確的球支承部是通過彼此協(xié)作的相應一側(cè)球支承部部件的相互作用而提供的。

尤其，探針套管和機器套管共軸對準，并且間隙的寬度為最大200μm，尤其是最大為100μm或者50μm。

正如上文已經(jīng)提到的，保護單元不是必須、但是能夠設置為單獨的，優(yōu)選是模塊化安裝部件(可安裝至光學探針或者其接口)。

因此，本發(fā)明的另一方案涉及一種保護單元，其用于坐標測量機的光學測量探針的光學探針套管。探針套管適于以及布置成雙方向地從測量探針傳遞光學信號以及傳遞光學信號至測量探針。

在測量探針的未安裝狀態(tài)下，保護單元為測量探針的光學探針套管提供防塵。保護單元設計成使得通過定位在阻擋位置的保護元件來保護處于未安裝狀態(tài)的探針套管免受污染，尤其被灰塵污染，使得套管至少部分地被覆蓋，且用于傳遞光學信號的路徑至少部分地被阻擋，以及使得依靠處于安裝狀態(tài)的探針套管的光學信號傳遞通過保護元件來提供，該保護元件處于打開位置，使得路徑未被阻擋。保護單元設計成使得其模塊化地可附接(可安裝/可拆卸)至坐標測量機的測量探針。保護單元包括位移機構(gòu)，位移機構(gòu)提供了在安裝光學探針(至所述探針頭)的過程中保護元件從阻擋位置自動移位至打開位置。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，防塵單元包括保護元件，保護元件沿著位移軸線可移動地布置，位移軸線橫向于、尤其垂直于由用于光學探針的安裝方向限定的安裝軸線。單元包括：第一磁性元件，其在結(jié)構(gòu)上連接至保護元件；第二磁性元件，其沿著基本平行于安裝軸線或與安裝軸線共軸的致動軸線可移動地布置。第一磁性元件和第二磁性元件相對于彼此布置并且彼此協(xié)作，使得保護元件的橫向位移取決于第二磁性元件沿著致動軸線的位置。

尤其，第一和/或第二磁性元件定向成使得其磁極沿基本平行于位移軸線或者基本平行于安裝軸線的方向依次布置。

第二磁性元件優(yōu)選從第一磁性元件機械地脫開。

在另一實施例中，第二磁性元件布置成使得在未安裝狀態(tài)中吸引力源自于第一和第二磁性元件的磁極的相對布置，并且保護元件保持在阻擋位置，和/或在安裝狀態(tài)時，排斥力的源自于第一和第二磁性元件的磁極的相對布置，并且保護元件保持在非阻擋位置。

尤其，第二磁性元件布置成使得當將測量探針從未安裝狀態(tài)設定為安裝狀態(tài)時，第二磁性元件的最靠近第一磁性元件的磁極切換。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，保護元件沿著位移軸線可移動地布置，位移軸線橫向于、尤其垂直于通過由接口限定的安裝方向限定的安裝軸線，防塵單元包括滑動機構(gòu)，滑動機構(gòu)這樣設計以及布置，使得在安裝或者未安裝處理的過程中，滑動機構(gòu)被致動并且引起保護元件沿著位移軸線移動。

保護單元能夠包括第一回復設備，其聯(lián)接第二磁性元件并且沿致動軸線的方向提供第一回復力，尤其其中，保護單元包括第二回復設備，其聯(lián)接保護元件并且沿著位移軸線在向阻擋位置的方向上提供第二回復力，和/或至少一個回復設備實施為復位彈簧。當然，第二回復元件能夠獨立于第一回復元件而設置。

要理解的是，上文測量探針提供以及描述的保護單元的具體實施例還適用于獨立的保護單元，反之亦然。

附圖說明

僅僅通過舉例，參考附圖示意示出的作業(yè)例子，下文將描述或者更詳細地解釋根據(jù)本發(fā)明的設備。具體地，

圖1示出了用于根據(jù)本發(fā)明的坐標測量機的一體形成的接口；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的探針接口的頂側(cè)視圖；

圖3a示出了光學以及機械接口的實施例，根據(jù)本發(fā)明用于提供限定的及精確的接口部件的相對位置，接口部件中的一個分派給探針頭，另一個分派給CMM的光學測量探針；

圖3b和圖3c示出了根據(jù)本發(fā)明的光學以及機械接口的另一實施例；

圖4a和圖4b示出了坐標測量機的探針頭的接口部分以及設計成要安裝在探針頭處的光學探針的接口配對部分；

圖5示出了以獨立方式設計的根據(jù)本發(fā)明的保護單元的實施例；以及

圖6示出了以獨立方式設計的根據(jù)本發(fā)明的保護單元的另一實施例。

具體實施方式

圖1示出了兩部分式接口10，其設計成重復地以及精確地將測量探針連接至根據(jù)本發(fā)明的坐標測量機的探針頭。示出了接口10的剖切立體圖。接口10包括機器接口部分11和探針接口部分21。

機器接口部分11由硬金屬制成并且環(huán)狀地形成。容納部12設置在機器接口11的中心，用于在內(nèi)部附接光纖或者套管。此外，機器接口11包括至少三個凹部13(示出了其中兩個)，它們代表三點支承(尤其3球式支承部)的一側(cè)。描述的整個模塊以非常高的精度一體地形成(即，由一個件形成)。這種構(gòu)造允許以非常高的位置精度來設計部件，以進一步相對于接口連接狀態(tài)提供高精度的重復性。

套管14(光纖15終止于其中)固定地布置在凹部12內(nèi)。凹部12和套管14以對應方式成形并且形成，即，凹部12的內(nèi)徑和/或形狀基本對應于套管14的外徑和/或形狀。尤其，套管14粘合在凹部12中。例如沿著凹部的凹槽允許膠水在套管以及凹部之間漫延，從而以低橫向容差實現(xiàn)緊密固定。

當將位于一側(cè)和另一側(cè)的兩個接口部分聯(lián)接時，為了提供對應高精度，用于硬金屬接口11的制造容差較低，還提供將套管14高精度地插入到機器接口11中。

探針接口部分21設計成匹配機器接口11，即，尤其用于三點支承和/或用于光傳遞的配對部分的尺寸和形狀設置成適合于機器接口11的相應部分。

根據(jù)本實施例，探針接口2也由一個件制成，即一體地形成。

探針接口21的整體主體26包括凹部22，套管24附接在凹部22內(nèi)，用于傳遞通過光學探針纖維25提供或者接收的光。此外，探針接口21包括用于機器接口11的凹部13的至少三個配對部分23。這些配對部分實施為半球形凸起23，當探針接口21附接至探針頭并且接口部分11、21彼此聯(lián)接時其提供(至少)三點支承，使得凸起23與凹部13協(xié)作。

由于設置了三點支承，所以以高精度以及可回復/可重復方式提供了探針接口21和機器接口11的相對定位。

接口10設計成使得在聯(lián)接狀態(tài)下套管14和24之間存在(空氣)間隙，因而防止彼此接觸，因此防止由這種物理接觸引起的破壞。套管14、24的端表面之間的距離(＝空氣間隙)優(yōu)選設置為100μm。

正如能夠看見的，接口10的探針側(cè)能夠包括聯(lián)接機構(gòu)，聯(lián)接機構(gòu)提供了將探針附接至探針頭。這種機構(gòu)能夠包括彈簧狀布置27，其中，彈簧確保限定量的按壓力，按壓力提供了在連接狀態(tài)中接口部分11和21的穩(wěn)定連接。探針接口21通過彈簧布置27被按壓至機器接口11。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的探針接口31的頂側(cè)視圖。接口主體36設置為單個硬金屬塊(例如硬化鋼)，其包括三個凹部33以及一個容納部32。

容納部32設計成接收纖維套管，纖維套管用于經(jīng)由套管提供測量激光的傳遞。能夠以非常精確的方式實現(xiàn)這種光的傳遞，以便非常精確形成容納部32和凹部33。三個凹部33提供了將接口31相對于接口(未示出)的配對部分進行穩(wěn)定及可重復的安裝。三點支承設置在探針接口31的安裝狀態(tài)中，即當連接至探針頭的接口配對部分時。

由于包括容納部32和凹部33的接口主體36的整體設計(一個件)，給出了它們相對位置和取向的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因而能夠避免變形或者位移，或者至少降低至最小。使用類似于硬化鋼的相對剛硬的材料能夠進一步改善接口的行為(尤其是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性)。

三點支承(例如3球式支承部)提供了兩個對應接口部分的自身對準，這引起分別與兩個接口部分布置的兩個對置套管的相應的精確對準。對于經(jīng)由套管的光學傳遞，這種設計實現(xiàn)了非常精確的聯(lián)接。

將理解的是，在本發(fā)明的內(nèi)容中，在CMM的探針頭處的機器接口能夠根據(jù)示出的探針接口31來設計，然后對應探針接口將在結(jié)構(gòu)上適于匹配接口。

圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的光學以及機械接口40的實施例，其用于提供接口部件41、42的限定的及精確的相對位置，接口部件41、42中的一個分配給探針頭，另一個分派給CMM的光學測量探針。

接口部件41和42都以集成方式實施，即由一個單個件形成的精度相關元件。

接口部分41和42均包括容納部43和44以及相應的接觸元件45和46，相應的接觸元件45和46在聯(lián)接狀態(tài)中尤其通過在聯(lián)接狀態(tài)下構(gòu)建三點支承而提供部分41和42相對于彼此的精確對準。

套管47和48布置(例如粘合)在相應的容納部43、44的內(nèi)部，并且由于接觸元件45、46的精確對準性而提供光傳遞。因此，套管47、48相對于彼此對應地精確地對準。

在聯(lián)接狀態(tài)中，由套管47、48限定的光學軸線優(yōu)選地彼此共軸對準。因此，能夠以最合適的方式經(jīng)由套管47、48提供光傳遞，即避免或者降低光強度的損失。這種改進的更可靠的光傳遞是部件41、42的實心結(jié)構(gòu)的結(jié)果，其提供了接口元件(套管47、48和支承元件45、46)精確及長期的穩(wěn)定布置以及對置部件41、42的接口元件的高精度相對對準。

另外，接口部件41、42包括相應的及共同作業(yè)的聯(lián)接元件49a和49b。這些元件49a、49b實施為磁性元件，更精確地實施為可切換的電磁體。當已經(jīng)對磁體49a、49b切換時，部件41、42之間提供磁吸引力，且下部42(例如是光學探針的部分)通過該力被保持至上部41(例如，是CMM的探針頭的部分)。通過關斷(switch off)磁體，相應地力被關斷，并且能夠?qū)⒉考?1、42分離。

圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的光學以及機械接口50的另一實施例，用于提供接口部件51、52的限定的及精確的相對位置，接口部件51、52中的一個分派給探針頭，另一個分派給CMM的光學測量探針。

接口的兩側(cè)(即部件51和52)以集成方式設計。每個部件包括容納部53、54，用于接收光纖或者纖維套管以提供測量激光的精確傳遞。此外，每個部件51、52包括凹部55、56，尤其包括三個凹部，它們用于提供三點支承，與相應的球57結(jié)合在接口50的閉合狀態(tài)下，即聯(lián)接狀態(tài)下，提供球支承部。

以這種方式布置凹部55、56、球57和光纖或者套管，使得套管/纖維在聯(lián)接狀態(tài)中彼此沒有任何接觸。圖3c中能夠看到這種聯(lián)接狀態(tài)。通過避免套管的物理接觸，尤其通過聯(lián)接或者斷開接口，顯著降低引起破壞套管的可能性。因此，由于更穩(wěn)定的信號傳遞，利用裝備有這種接口的光學探針的測量更可靠。

套管之間的間隙或者此處纖維端部之間的間隙(在聯(lián)接狀態(tài)中)尤其保持為至少50μm或者最多200μm。

圖4a示出了坐標測量機的探針頭的接口部分61，并且光學探針的接口配對部分71設計成安裝在探針頭處。

探針頭接口61實施為一個件62，其由硬金屬制成并且包括容納部，套管63被接收在容納部的內(nèi)部。此外，凹部64(尤其三個，示出了其中一個)通過集成接口主體62的相應形狀形成及提供。

探針接口71包括容納部以及相應的凹部74(尤其三個，示出了其中一個)，容納部的內(nèi)部接收套管73。設置在聯(lián)接狀態(tài)(見圖4b)的相應的球75，作為例如3球式支承部的元件位于凹部74處。探針接口還以集成方式設計，即包含凹部74和容納部的接口主體72由一個單個部件制成。

由于接口61的結(jié)構(gòu)上的集成設計，如上所述，提供了精確的聯(lián)接以及信號傳遞。

另外，防塵系統(tǒng)80附接至接口部分61、71。上部61包括截擋元件81(撥爪)，通過截擋元件81能夠在探針接口71處啟動保護單元82的保護功能。

尤其，以模塊化方式設計防塵系統(tǒng)80，即截擋元件81和保護單元82能夠模塊化地安裝至接口以及從接口拆卸。根據(jù)可替換實施例，截擋元件81由CMM的探針頭的結(jié)構(gòu)部分表示。

保護單元82在探針接口71處包括保護元件83，在光學探針的未安裝狀態(tài)(正如圖4a示出的)，其提供了對套管73的覆蓋。由此，能夠避免可能弄臟或者污染套管73的光傳遞端部。在未聯(lián)接狀態(tài)中這種保護的巨大優(yōu)勢在于，在保持光學探針可用在測量期間(例如在相應的探針交換單元中)的同時，能夠防止上述弄臟。

保護元件83沿著位移軸線A可移動地布置。位移軸線A垂直于將光學探針聯(lián)接至探針頭的方向。保護元件83優(yōu)選布置成或者實施為滑架，其能夠至少基本平行于位移軸線A而移動。

此外，第一磁性元件84(例如永磁體)連接至保護元件83。第一磁性元件84的磁極沿基本平行于位移軸線A的方向依次布置。

保護單元82進一步包括可移動切換元件85，其具有第二磁性元件86。切換元件85沿著基本垂直于位移軸線A的致動軸線B可移動地布置。

正如能夠看到的，切換元件85和滑架相對于彼此布置，使得第一磁性元件84和第二磁性元件86的磁力彼此相互作用。

作為一個例子，第二磁性元件86的上部代表南磁極，第二磁性元件86的下部代表北磁極。相應地，第一磁性元件84的左部代表其南磁極，第一磁性元件84的右部代表北磁極。

由于這種構(gòu)造，在圖4a所示的聯(lián)接狀態(tài)中，第一磁性元件86被第二磁性元件84吸引，這引起通過保護元件83覆蓋套管73。

相比之下，在圖4b所示的聯(lián)接狀態(tài)中，切換元件85沿著致動軸線B向下移動，這引起兩個磁性元件84和86的相同磁極的對置布置，例如，如示出的，南磁極布置成最靠近彼此。當接口聯(lián)接時由于第二磁性元件86引發(fā)的移動-該移動是通過將截擋元件81按壓在切換元件85上提供的，磁吸引力變?yōu)榇排懦饬Γ@使得保護元件83移動至非阻擋位置。套管不再被保護元件83覆蓋，并且提供了光傳遞。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，彈簧或者任何其他類型的回復元件與切換元件85連接，并且引起在未聯(lián)接狀態(tài)下的切換元件85移動到上取向置，如圖4a所示的。

可替換地，例如，切換元件85通過具體連接設備連接至截擋元件81，因而根據(jù)截擋元件81的垂直移動而移動，例如該連接設備包括另一磁性元件。

根據(jù)保護單元80的另一實施例(未示出)，由于沿著位移軸線的方向施加的回復力，保護元件83的位移保持在覆蓋位置。保護因排斥力被解除，排斥力是通過切換元件沿著致動軸線的相應移動導致的對置相同磁極而引發(fā)的。切換單元的磁性元件能夠布置成，使得其磁極沿基本平行于位移軸線的方向依次設置。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，保護元件83能夠包括位于其遠側(cè)端部處(面向套管73)的清潔表面。這種清潔表面在套管73的每次覆蓋/暴露處理時提供了對套管73的清潔。

圖5示出了以獨立方式設計的根據(jù)本發(fā)明的保護單元82的實施例，尤其用于附接至CMM的探針以保護光學連接件(例如光纖的套管或者端部)免受污染。

圖6示出了以獨立方式設計的根據(jù)本發(fā)明的保護單元92的實施例。致動部件即保護元件93和切換元件95，沿著上文已經(jīng)描述的相應的移動軸線布置。單元92再次包括兩個磁性元件94和96，它們相對于彼此布置并且定向，使得在如圖所示的未安裝狀態(tài)下，在這些元件之間引起可忽略的排斥磁力。排斥磁極面向彼此。

兩個彈簧97和98布置成用于向相應的部件提供回復力。第一彈簧97將切換元件95保持在上取向置，第二彈簧將保護元件93保持在阻擋位置。

通過向下移動切換元件95，例如通過由探針頭的部分引起的按壓，在磁性元件94、96之間建立或者增加排斥磁力。磁力具有的量值使得第二彈簧98被壓縮，并且保護元件93向右移動(相對于切換元件95)。因此，保護元件93移位至打開位置。

雖然部分地參考一些具體實施例在上文示出了本發(fā)明，必須理解的是，能夠進行實施例的不同特征的多種修改以及結(jié)合，并且不同特征能夠彼此結(jié)合，或與公知于現(xiàn)有技術(shù)的坐標測量機結(jié)合。