[0001] 本发明涉及一种测量单元，其特别用于在机床、尤其是在研磨机上进行机加工期间的加工中测量(in-process measuring)。

[0002] 机床、特别是研磨机在本领域中是公知的。此外，研磨机通常包括工件单元、工具单元、测量单元、以及能连接至测量单元和工具单元的控制单元。已知测量单元或装置被设置成用于在机加工过程中进行加工中测量，其中，控制程序被集成在机加工程序中，用以简化探针周期与机加工操作的集成，从而减少设置时间。所谓的加工中测量(即在机加工操作过程中进行的测量)可以实现高精度机加工操作，并且能够帮助提高制造质量和工艺可靠性。

[0003] 通过与自动化系统相结合来减少设置和工艺调整时间，精密零件机加工的生产率得以提高。因此，由于加工漂移(process drift)得到了快速校正，所以能够保持零件尺寸接近标称值。探测是一种既定的最佳实践，用于使机床的效率、质量、性能和精度得以最大化。

[0004] 已知一种研磨机，其包括被设置成用于进行加工中测量的测量单元，其中，测量单元包括测量头，该测量头与测量单元的基部本体(base body)枢转式地连接，以将测量头设置成在静止位置与测量位置之间枢转，在测量位置，测量头与待测量的表面测量接触。此外，已知设置一止动件，该止动件用于限制测量头从静止位置到测量位置的运动。

[0005] 为了允许进行加工中测量，已知测量单元包括用于将测量头连接至研磨机的基部本体的臂。该臂被可移动地支撑，以在研磨操作期间跟随研磨机的研磨轮的运动。测量头设置有用于在所有触碰矢量上进行触觉扫描的触碰式触发器亦即触碰式探针，以对具有坚固结构的3D零件几何形状进行精确测量。

[0006] 然而，需要提供一种测量头，其能精确地适配于对每个待测量工件的尺寸、以及空间坐标(room coordinate)中的每个点进行符合预期的测量。这可以包括单用途测量头，或举例来说以能够调节的方式设有两个测量探针的测量头。测量探针必须以高精度的方式和方位来调整。

[0007] 由EP 1 370 391得知一种测量装置，该测量装置用于在研磨机的研磨操作期间对曲柄销进行加工中测量。该已知的测量装置具有测量头，测量头通过杆式组件连接至测量装置的基部本体，以便能围绕第一枢轴线枢转并且将测量头带进和带出测量位置。为了执行加工中测量，测量头被枢转到测量位置并且紧靠待测量的曲柄销。在研磨加工期间，曲柄销围绕曲柄轴的旋转轴线进行轨道旋转。研磨轮保持与曲柄销接触，且为此目的而相对于曲柄轴的旋转轴线被径向可移动地支撑。为了确保在整个研磨操作期间都可以在曲柄销处执行测量，测量头跟随曲柄销的运动。为此目的，测量装置的基部本体通过多个连杆元件连接至研磨机的基部本体，由此在研磨操作期间，测量装置与研磨机的研磨轮同步地在曲柄轴的径向上移动。连杆元件的运动关系的任何偏差都可以反映在测量头相对于工件的位置上。

[0008] 根据US2011/0232117，已知一种测量装置，其用于在机床(特别是研磨机)上的机加工操作期间对测试件进行加工中测量，该测量装置包括用于限制测量头从静止位置到测量位置的运动的止动件，其中，止动件可通过与该止动件操作式地相关联的机动驱动单元来调节。因此，机动驱动单元与止动件以止动件的位置可调节的方式相关联，以使得测量位置能够调节、并且能够通过所设置的控制单元而被可控调节。但是，停止测量头的运动可能产生影响精度的振动。

[0025] 测量单元在图1中被示出且其整体用“10”来表示。在该示例中，测量单元10被设置在机床中，例如被设置在研磨机中。根据本发明，测量单元10用于在研磨机上的机加工操作期间对工件进行加工中测量。研磨机可以具有研磨轮，研磨轮固定至机器(研磨机)；该研磨轮能围绕旋转轴线旋转，并且用于机加工工件。测量单元10包括基部元件12，基部元件可被设置在研磨机的机头座(未示出)处，以便能围绕枢轴线(未示出)枢转。

[0026] 此外，测量单元10包括测量头14，该测量头通过一臂16或更多个臂与测量单元10的基部元件12连接，以便能围绕枢轴线枢转。测量单元10还具有使测量头14枢转到以及枢转出测量位置的装置。在静止位置，测量头14与待探测的工件的表面脱离接合。在静止位置，测量单元的运动被使测量头14进行枢转的装置阻挡。为了使测量头14在朝向测量位置的方向上枢转，上述装置以使得测量单元10行进到测量头14处于测量位置(即与工件的表面接触)的那个位置的方式被启动。测量位置可以是位于静止位置与所设止动件之间的任何预定位置。用于使测量头14进行枢转的装置被适配为使得测量头14的测量位置能够调节，并且适配有用以启动进行枢转的装置的控制单元。如果需要调整测量位置，则操作员可以在控制单元处输入所期望或所需的位置，该控制单元启动和控制使测量单元10进行枢转的装置。

[0027] 从图1显然，臂16形成一个支撑测量头14的双臂式保持臂。然而，臂16可包括多于两个臂。测量头14通过支撑件18被支撑在臂16上。测量头14具有能偏转的测量探针20，该测量探针基本上是本领域技术人员已知的，因此不再详细解释。

[0028] 在测量头14与待测量表面的接触期间，测量探针20记录测量值，由此基于该测量值，举例来说，3D部件的几何形状得以被高精度地确定。当测量探针被切换时，控制单元的快速输入被触发，并且机器的高精度测量刻度值(measurement scale)被读取。