CN118140117A - 来自坐标定位机器的传感器误差数据图 - Google Patents

Abstract

描述了一种从坐标定位机器生成传感器误差数据的空间图的方法。该方法包括：接收通过在机器沿着至少一个机器轴线移动人工制品时测量或跟踪该人工制品而收集的测量数据；通过将接收到的测量数据与测量数据的预期值或理想值进行比较，得出误差数据；以及根据误差数据生成空间误差图，其中每个单元包括从误差数据内的多个误差源得出的误差表示。

Description

来自坐标定位机器的传感器误差数据图

本发明涉及一种来自坐标定位机器(比如机床或坐标测量机器)的传感器误差数据的空间图。

附图中的图1示出了一种已知类型的坐标测量机器1，其具有三条彼此正交串联布置的线性轴线x、y和z，其中，z轴与重力g对齐。测量探针3安装在可在滑架2内沿z方向滑动的竖直柱8上；这种相对移动定义了z轴。滑架2本身被支撑在水平梁7上，并且可沿着梁7在y方向滑动；这种相对移动定义了y轴。进而，梁7可在一对导轨6上沿x方向滑动；这种相对移动定义了x轴。计算机控制器5操作以驱动每个部件(柱8、滑架2、梁7)沿着其对应的相应轴线到达适当的位置，以将测量探针3放置在机器的工作体积内的期望位置，并且将其移动成与支撑在固定平台4上的工件9成感测关系。

每条轴线x、y、z由对应的相应马达(未示出)独立于其他轴线驱动。每条轴线x、y、z也由对应的相应传感器独立于其他轴线进行编码或感测，来自传感器的输出用于确定测量探针3(或附接到柱8的任何工具)的位置。每条轴线配备有长度测量换能器，该长度测量换能器具有与读取头(未示出)配对的编码器标尺(在图1中示意性地描绘为沿着每条轴线的一系列平行线)。为了测量两个零件之间的相对移动，编码器标尺适当地安装在一个零件上，而读取头适当地安装在另一个零件上。

附图中的图2是机床10的示意性展示，该机床通常会安装在工厂或机器车间环境中。机床10用于对工件16执行机械加工操作，该工件在图1中被展示为装载到机床10的底座或床身17上。机床10包括主轴13，用于对工件16执行机械加工操作的钻头12被安装在该主轴中。主轴13又由支撑构件14支撑，该支撑构件本身通过移动***15移动，从而使得钻头12能够移动到用于对工件16进行加工的位置。移动***15通常将提供钻头12在(沿着三个轴线的)三个自由度x、y、z上的移动，并且主轴13可被控制以围绕其纵向轴线R迅速旋转，以便使钻头12对工件16中的特征进行机械加工。

移动***15由机器控制器20控制，并且这些元件经由通常是有线连接的通信链路21来连接。在图2中示出的机床10的窗口的左侧是工具固持器或工具架18，该工具固持器或工具架被示出为固持测量探针22。在机床10已完成对工件16的加工或已完成对工件16的特定特征的加工之后，可以使用机器控制器20来执行一系列移动，这些移动使图2的钻头12与测量探针22互换，从而可以对工件16进行测量。单独地，机器10还包括用于与探针22通信的探针接口22、以及用户界面24，该用户界面由机器操作员用于对机床10(例如机器控制器20)进行设置和编程。用户界面24包括呈显示设备28形式的图形用户界面和呈键盘29形式的输入设备。

如上文所指出的，图1和图2分别示出的坐标测量机器1和机床10都具有包括一系列线性移动轴线x、y、z的移动***。当图1的控制器5或图2的控制器20命令机器沿着这些轴线x、y、z之一移动一定距离，理想的结果是沿着相关轴线精确地实际移动该距离。但是，不可避免地存在与每条轴线相关联的移动误差，使得实际位置与命令位置不同，即存在位置误差。必须对这些位置误差进行测量，以便对其进行考虑并校准，从而不会对机器的定位精度产生影响。

为了此目的，提供了来自雷尼绍公司(Renishaw plc)的XL-80线性轴线校准器，其使得能够精确测量机器沿着机器轴线的实际线性位移。图3示出了安装有这种线性轴线校准器32在位的机床10。校准器32向支撑在主轴13上的目标单元34(代替钻12或探针22)发射激光束，该目标单元将激光束反射回校准器32。在展示的示例中，目标单元34沿着机器的x轴移动，并且沿着该机器轴线的各个位置的测量数据D被发送到处理器30进行处理。

根据接收到的测量数据D，处理器30计算校准器32与目标单元34之间的间隔(或该间隔的变化)。实际线性位移(如由校准器32测量的)与预期线性位移(如由机器控制器20命令的)之间的比较导致沿着机器轴线的该位置的误差值。然后，将这些误差值(也可以称为传感器误差数据)作为结果R发送到用户界面24，并绘制在用户界面24上，使得可以分析机器轴线的性能，并且使得机器操作员可以基于误差曲线采取适当的行动。图4(以及图3中的用户界面24)示意性地描绘了这种曲线，其中线性误差值相对于沿着x机器轴线的位置进行绘制。也可以为y机器轴线和z机器轴线生成对应曲线。当然，一些机器可以仅具有机器轴线的子集，比如仅具有z轴、或者仅具有x轴和z轴。

除了XL-80和XM-60校准器之外，雷尼绍公司还提供了CARTO软件套件，该软件套件具有三个不同的模块：(a)捕获(用于捕获来自机器的测量/误差数据)；(b)探索(用于可视化并探索测量/误差数据)；以及(c)补偿(用于基于测量/误差数据执行误差补偿，比如体积补偿)。本申请人已经认识到，即使对于有经验的机器操作员来说，理解和解释这种误差曲线(例如使用CARTO软件套件的探索模块)并从这些误差曲线图中得出适当的技术结论也是困难的。希望解决该问题，以使机器操作员更容易基于机器轴线误差数据做出明智的技术决策。

根据本发明的第一方面，提供了一种从坐标定位机器生成传感器误差数据的空间图的方法，包括：接收通过在机器沿着至少一个机器轴线移动人工制品时测量或跟踪该人工制品而收集的测量数据；通过将接收到的测量数据与测量数据的预期值或理想值进行比较，得出误差数据；以及根据误差数据生成空间误差图，其中每个单元包括从误差数据内的多个误差源得出的误差表示。

空间误差图中的每个单元可以对应于机器内的多个位置之一，例如沿着对应的机器轴线。

多个误差源可以包括与人工制品的移动相关联的两个或更多个自由度上的误差。

每个单元的表示基于根据两个或更多个自由度中的误差而执行的变换来生成。变换可以是旋转和/或平移。变换可以是几何和/或空间和/或三维变换。

每个单元的表示可以根据两个或更多个自由度中这两个单元的相应误差之间的差异来相对于另一单元的表示进行变换，例如旋转和/或平移。

该方法可以包括提供从误差数据生成空间误差图的能力，其中每个单元包括仅从误差数据内的诸如单个自由度的单个误差源得出的误差表示。

该方法可以包括控制在任一时刻使用多个误差源中的哪一个或多个来生成空间误差图。

误差表示可以是离散误差表示和/或单元误差表示。

误差表示中的至少一个可以是或基于长方体表示。

误差表示中的至少一个可以是或基于正方形表示或矩形表示。

该方法可以包括在用户界面上或经由用户界面(向用户)显示空间误差图。用户界面可以是图形用户界面，

该方法可以包括通过在机器沿着至少一个机器轴线移动人工制品时测量或跟踪该人工制品来收集测量数据。

空间误差图的生成可以实时执行，例如在收集测量数据时或之后不久。

坐标定位机器可以是机床或坐标测量机器。坐标定位机器可以是线性定位平台(有时仅称为线性平台)或旋转定位平台(旋转平台)，无论是作为较大移动***的一部分还是作为移动***本身。坐标定位机器可以是具有多个定位支柱的并联运动学机器，也可以是或包括这种并联运动学机器的一个或多个支柱，例如具有六个这种支柱的六足机器。实际上，坐标定位机器可以被认为是机器的移动***，比如机床或坐标测量机器或并联运动学机器(即，仅是移动***本身，其可以与机器的其余部分完全分开制造)。

空间误差图可以是图形空间误差图。每个单元的误差表示可以是图形误差表示。每个单元的误差表示可以是以图形或图像形式表示。图形表示可以理解为适于或适合于在图形用户界面上显示的表示。图形用户界面可以理解为允许用户通过图形图标或图像与诸如计算机或机器控制器等电子设备交互的用户界面的形式。图形用户界面可以包括显示设备，该显示设备可以是输出设备(仅用于显示/输出图像)或输入/输出设备(能够显示/输出图像以及接受用户输入，例如触摸屏设备)。图形误差表示中的至少一个可以是三维对象的图形表示，该三维对象可以以二维形式表示，例如用于在二维图形用户界面上显示。三维对象可以是长方体对象，在这种情况下，误差表示是长方体表示。

可以调整与沿着该或每个机器轴线的移动有关的误差数据相关联的误差表示，使得这些误差表示可沿着空间误差图中的单个对应轴线布置和/或显示，尽管它们是从多个不同的误差源得出的。可以例如在诸如图形用户界面等用户界面上显示和/或布置这些误差表示。

该方法可以包括显示和/或布置与误差数据相关联的误差表示，该误差数据与沿着该机器轴或每个机器轴沿着空间误差图中的单个对应轴线的移动有关。可以例如在诸如图形用户界面等用户界面上显示和/或布置这些误差表示。

单个对应轴线可以是多维(如三维)空间误差图中的轴线。

要用于得出空间误差图的机器轴线和/或误差源是可选择的，例如由机器操作员选择。

将理解的是，在向用户呈现信息的情况下，呈现给用户的信息的认知内容(例如，空间误差图)与技术***(例如，机床)中普遍存在的内部状态有关，并使得用户能够正确操作该技术***(如机床)，因此必须认为其具有技术效果。在该上下文中，内部状态可以被认为是与***(例如，机床)使用的移动***相关联的误差(在一个或多个自由度上)。这可以被认为是与***内部功能有关的技术状况，该技术条件可以动态改变并被自动检测到，并且其呈现通常提示用户与***交互，例如以避免技术故障。

相应地，测量数据和/或误差数据可以被认为与在技术***中普遍存在的内部状态有关，该技术***是坐标定位机器。

应注意的是，本文描述的“轴线”不需要沿着直线布置，而是可以是弯曲的。在适当的情况下，术语“路径”可以用来代替“轴线”(例如，“机器路径”而不是“机器轴线”)。

根据本发明的第二方面，提供一种操作坐标定位机器的方法，包括：(a)使用根据本发明的第一方面的方法生成空间误差图，或接收这种空间误差图；以及(b)基于预定标准识别空间误差图的趋势或模式或区域。

该方法可以包括基于所识别的趋势或模式或区域来控制或配置机器。

该趋势或模式或区域可以在基本上没有人为干预的情况下被识别。或者，趋势或模式或区域可以由人工操作员基于空间误差图、可选地基于包括在或添加到空间误差图中或与空间误差图相关联的指导来识别。这种指导可以包括例如突出或强调误差图的特定部分(比如基于预定标准被识别为实际上或潜在有问题的那些部分)或显示给机器操作员的其他消息或指示。

根据本发明的第三方面，提供了一种数据可视化机器或坐标定位机器，其被适配为执行根据本发明的第一方面的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序在由计算机运行时，使该计算机执行根据本发明的第一方面或第二方面的方法。程序可以承载在载体介质上。载体介质可以是存储介质。载体介质可以是传输介质。

根据本发明的第五方面，提供了一种其中存储有计算机程序指令的计算机可读介质，这些计算机程序指令用于控制计算机执行根据本发明第一方面或第二方面的方法。

根据本发明的第六方面，提供了一种其上存储有指令的数据载体，其中，当由处理器执行这些指令时，使得该处理器执行根据本发明第一方面或第二方面的方法。

现在将通过示例的方式参考附图，在附图中：

上文中讨论的图1是笛卡尔坐标定位机器的示意性展示，该坐标定位机器具有包括三条机器轴线的移动***；

上文中还讨论的图2是机床的示意性展示，该机床具有包括三条机器轴线的移动***；

上文中还讨论的图3示出了图2的机床，该机床具有用于测量机器轴线中线性误差的线性轴线校准器；

上文中还讨论的图4是示意性地示出与机器轴线之一相关联的线性误差如何随沿着机器轴线的位置而变化的曲线图；

图5示出了六个单独的曲线图，每个曲线图都示意性地示出与六个自由度中不同的一个相关联的误差如何随沿着机器轴线的位置而变化；

图6示出了根据本发明的实施例的***，该***包括类似于图2机床，用于测量沿着每条机器轴线移动的六个自由度的误差的多轴线校准器，以及从校准器的测量数据得出的空间误差图；

图7是展示了根据本发明的实施例的来自校准器的测量数据生成传感器数据的空间误差图的方法的流程图；

图8展示了根据本发明的实施例的基于误差值的长方体表示的空间误差图的概念；

图9展示了根据本发明的实施例的基于误差值的正方形表示的另一种类型的空间误差图；

图10示出了用户界面的更详细的示例，该用户界面用于向机器操作员展示空间误差图，并且用于控制用于生成空间误差图的输入及其外观的其他方面；

图11与图10类似，示出了如何通过机器操作员可用的各种控制来改变空间误差图；以及

图12以图形形式示出了与图11中作为空间误差图表示的相同的误差值。

上文参考图3和图4解释了与来自机器的传感器误差数据的解释相关联的问题。先前的解释是基于测量沿着被校准机器轴线的线性误差。但是，当诸如探针3或钻12等部件由机器的运动***沿着单个机器轴线移动时，除了沿着该机器轴线(即主线性自由度)的期望的移动之外，实际上还会在其他五个自由度中的一个或多个自由度上发生不想要的移动，从而潜在地导致多达六个自由度上的误差。

雷尼绍公司的XM-60多轴线校准器可以测量所有六个自由度上的误差：(1)线性；(2)俯仰；(3)偏航；(4)横滚；(5)水平直线度；以及(6)竖直直线度。这产生了分别与六个自由度相对应的六个误差曲线图，如图5示意性地描绘的。本申请人已经认识到，即使对于有经验的机器操作员来说，理解和解释六个单独的误差曲线图并从这些误差曲线图中得出适当的技术结论也是特别困难的。对于如图4所示的单个误差曲线图而言，这个问题甚至比上述问题更加明显，并且特别期望使机器操作员更容易基于来自多个源(例如，多个自由度)的机器轴线误差数据做出明智的技术决策。

图6示出了并入本发明实施例的机床100。机床100类似于图3中的机床，因此不需要详细描述共同的部件。代替图3的线性校准器32，提供了多轴线校准器42(比如XM-60)，以用于测量沿着每个机器轴线移动的六个自由度上的误差。图7是展示了根据本发明的实施例的来自校准器42的测量数据生成传感器数据的空间误差图的方法的流程图。

作为图7的步骤S1的部分，多轴线校准器42将多个激光束发射到接收单元44，该接收单元将该多个激光束反射回校准器42。将所得到的测量数据D从校准器42发送到处理器40以进行处理，并由处理器40在图7的步骤S2中接收该测量数据。在步骤S3中，处理器40根据测量数据得出误差数据(也可以称为传感器误差数据)，并在步骤S4中生成空间误差图。

根据本发明实施例的空间误差图的基础概念是使用单个或单元表示来表示传感器误差数据中的多个误差源。在这方面，可以认为空间误差图具有多个单元，其中每个单元包括从误差数据中的多个误差源得出的误差表示。可以替代性地使用术语“位置”或“地点”或“坐标”来代替术语“单元”。空间误差图中的每个单元对应于机器内的多个位置之一(在该示例中沿着相关联的机器轴线的位置)。在本示例中，多个误差源包括与人工制品(接收单元44)相对于机器(如由相对于机器固定的校准器42表示)的移动相关联的两个或更多个自由度上的误差。

现在将参考图8更详细地解释这一点，该图示出了从误差数据D生成的空间误差图M的五个代表性单元C1至C5。图8左上角的单元C1包括与沿着x机器轴线的起始位置相对应的误差表示，并且该系列中的每个后续单元对应于沿着x机器轴线的相应不同的位置。空间误差图中的每个单元的误差表示都是呈长方体形式，该长方体基于来自校准器42的基础误差数据进行扭曲和/或平移和/或旋转。

对于起始位置，校准器42测量的误差在所有六个自由度上均为零，并且空间误差图M中的该单元C1的误差表示是具有六个平面的未扭曲的长方体，其中所有角都是直角。对于沿着x机器轴线的下一个位置，校准器42测量x方向上的误差(沿着x机器轴线的线性误差)，而其他所有自由度仍然具有零测量误差，并且这在空间误差图M的单元C2中由初始长方体的变换(或变形或扭曲)版本表示。具体地，单元C2的长方体表示在x方向上的长度与单元C1的长度相比被修改(减少或增加)了对应于x方向上的测量误差值的量Tx。在所示的示例中，与单元C1的长方体相比，单元C2的长方体在x方向上被压缩。替代性地，为了得出单元C2的长方体表示，可以在x轴上平移(相对于沿着x机器轴线的零误差位置)单元C1的长方体，而不改变其尺寸，实际上，即使对于图8所示的单元C2的长方体，可以认为长方体的一个面(垂直于x轴)已经相对于相对的这个面平移了量Tx。

类似地，对于沿着机器轴线的下一个位置，测量y方向上的误差(水平直线度误差)，而其他自由度上的误差没有任何变化(即单元C2中表示的x方向上的误差仍与单元C1中表示的误差相同)。因此，单元C3的长方体表示相对于单元C2的长方体表示在y方向上平移了对应于y方向上测量误差值的量Ty，而尺寸没有任何进一步的变化。替代性地，为了得出单元C3的长方体，单元C2的长方体可以在y方向上拉伸或收缩，而不仅是(或同时)在y方向上平移。

对于沿着机器轴线的下一个位置，对应于单元C4，测量绕x轴的旋转误差(横滚误差)，与单元C3相比，其他自由度上的误差没有任何变化。这在单元C4中通过单元C3的长方体旋转量Rx来表示，该量对应于绕x轴测量的旋转误差值。对于沿着机器轴线的最终位置，对应于单元C5，测量绕y轴的旋转方向上的误差(俯仰误差)，与单元C4相比，而其他自由度上的误差没有任何变化。这在单元C5中通过单元C4的长方体旋转量Ry来表示，该量对应于绕y轴测量的旋转误差值。

图9展示了体现本发明的替代性类型的空间误差图。图9的空间误差图是基于在正方形(或矩形)而不是根据图8的长方体上执行平移和旋转变换，同样是基于六个自由度上的误差值，其方式完全类似于上面针对图8的长方体表示所描述的方式。因此，在图9所示的示例中，每个单元的误差表示是基于误差值进行了变换(旋转和/或平移)的正方形(或矩形)的形式。可选地，可以在所得到的误差表示周围拟合实心或半透明表面，以将离散表示连接在一起，并提供在某些情况下可能更容易解释的更连续的空间误差图M。

回到图7的流程图，如上所述步骤S4中生成空间误差图M后，将空间误差图M发送到用户界面24并由用户界面接收(见图6)，并在步骤S5中显示在用户界面24上。通过考虑显示在用户界面24上的空间误差图M，在步骤S6中，机器操作员可以比使用如图5所示的六个单独的误差曲线图更容易地识别误差数据的趋势或模式。附加指导可以包括在或添加到空间误差图M或与空间误差图相关联，包括例如突出或强调空间误差图M的特定部分(比如基于预定标准被识别为实际上或潜在有问题的那些部分)或显示给机器操作员的其他消息或指示。基于这种分析和检查，在步骤S7中，机器操作员可以控制或配置机器的一个或多个方面。

例如，图9所示的所得到的空间误差图M就像是可视化正方形(或矩形)人工制品样本如何由机器沿着相关机器轴线移动，这可以为机器操作员提供有价值的技术见解，以帮助进行技术评估和决策，例如识别(步骤S6)沿着机器轴线的一部分的驱动机构存在特定问题，该问题导致组合的横滚和俯仰的量增加，并且得出结论，即需要采取适当行动(步骤S7)来解决所识别的技术问题。

将理解的是，显示空间误差图M是可选的，如图7中直接位于步骤S4与S6之间的虚线路径所示(绕过步骤S5)，在这种情况下，步骤S6和S7可以是自动的(例如由处理器40执行)。在这方面，更容易从一种表示类型中自动确定趋势和模式，在这种表示类型中，多个误差源被提炼为每个单元位置的单个误差表示。在这方面，误差表示不必是视觉表示，而可以是多个误差源的数字表示。

图10示出了如何将图9的空间误差图M呈现在用户界面24的显示器上的更具体的示例。图10的空间误差图类似于图9所示的空间误差图，但可能添加了如上文所述的实心表面。显示器的左侧是控制面板，操作员可以使用各种控件来定制误差图。例如，具有标记为ZRX、ZRY、ZRZ、ZTX、ZTY、ZTZ的六个开关，分别对应于六个自由度，其中，第一个字母“Z”表示误差图与沿着Z机器轴线的移动有关，并且其中，后续字母表示自由度(例如，“RZ”是绕Z轴的旋转，即，Z轴的横滚误差，并且“TZ”是沿着Z轴的平移，即，Z轴的线性误差)。这些开关可以单独打开和关闭，这样做将改变空间误差图，以使其仅基于所选择的这些自由度。

例如，图11示出了当仅启用“ZRZ”开关(切换到“打开”位置)时用户界面24上的显示。然后，空间误差图仅示出了绕Z轴的横滚误差的效果，对于空间误差图而言，忽略所有其他自由度上的误差。图12以类似于图4和图5的格式示出了与该误差数据相对应的常规图形曲线。这些切换开关提供了强大的技术能力以探索误差数据并识别误差数据的趋势和模式，使得机器操作员能够隔离特定自由度或自由度的组合。这使得机器操作员能够更直观地理解误差数据，并协助机器操作员做出正确的技术评估。例如，参考图11，机器操作员可以容易地理解，存在与Z轴的第二部分中的移动机器部分的扭转(或横滚)相关联的技术问题，这在图12的曲线图中并不明显。通过切换其他误差源(其他自由度上的误差)，机器操作员能够探索误差的组合，以及这些组合中的任何一个是否可能与有关机器轴线的特定问题相关联。

将理解的是，旋转(角度)误差值和线性误差值可以被适当地缩放，以使其出于可视化目看起来更夸张，例如，使得空间误差图的每个单元的正方形表示的旋转可能比实际情况更多。实际上，机器误差往往很小，而且除非这些误差被适当地放大，否则在空间误差图上不一定很明显。例如，以度为单位测量的旋转(角度)误差可以按比例放大例如3600倍，从而10角秒(其中1角秒等于1/3600度)的测量旋转(角度)误差将在空间误差图中表示为10度的旋转(角度)旋转。这些比例因子的滑块控件示出在图10和图11左侧的控制面板中。控制面板还包含对空间误差图其他方面的控制，比如是否将线框添加到空间误差图(如图9和图11中所示)，以及是否在空间误差图周围添加实心(阴影)表面(如图10中所示)。各种其他的控件可用于控制空间误差图的外观和内容。

将理解的是，虽然图8和图9中展示了空间误差图的每个单元的两种类型的误差表示(分别为3D长方体和2D正方形)，但是可以使用许多其他类型的表示。例如，还可以使用除长方体或正方形以外的不同的形状。这种表示也可以是基于颜色的，例如，沿着轴线的不同颜色表示来自各种误差源(如自由度)的不同误差值。可以认为，这些类型的表示之间的共同特征是它们可以沿着单个轴线布置或显示(即使它们是从多个不同的误差源得出的)，这与例如图5所示的表示类型不同，其需要沿着多个不同的轴线绘制多个误差值，其中每个误差源(自由度)对应一条轴线。本发明的这些各种实施例提供了一种技术效果，因为它们中的每一个都与技术***中普遍存在的内部状态(例如，沿着机床的机器轴线的多个不同自由度上的误差)有关，并且使得操作员能够正确地操作该技术***。

应注意的是，当由校准器42进行测量时，可以实时执行测量数据D的处理和空间误差图M的生成。或者可以存储测量数据D以供后续分析。此外，虽然处理器40和用户界面24在图6中被示出为机床100本身的一部分，但是当然可以理解，这些部件中的一个或两个可以单独提供给机床100，例如由从校准器42接收测量数据D的通用计算机来实施。无论是通过硬件、软件或其组合来实施，这些部件都可以一起被视为形成数据可视化机器。这样的计算***或数据可视化机器50在图6中示出为与机床100分离(机器50可以远离机床100所在的地点)。

机器50包括壳体52，其中提供了数据存储设备54和CPU 56。机器50还包括显示设备58和键盘59。机器50从校准器42接收测量数据D(无线地或由直接链路)，并将其存储在数据存储设备54中。来自存储设备54上保存的计算机程序数据的指令被发送到CPU 56并由CPU 56执行，CPU从存储设备54请求并接收数据D以进行处理。生成空间误差图M并将其存储回存储设备54中，以用于后续分析(例如识别趋势)和/或发送到显示设备58，以用于在其上显示(以使得用户能够使用键盘59来操纵和/或修改空间误差图M、解释误差图M、并且基于这些解释做出适当的技术决策)。

将理解的是，数据可视化机器(作为机床100的一部分或单独提供为数据可视化机器50)的操作可以由在机器上运行的程序来控制。这种程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以例如体现在比如从互联网网站提供的可下载数据信号的信号中。所附权利要求应被解释为覆盖程序本身，或解释为在载体上的记录，或解释为信号，或以任何其他形式解释。

Claims (27)

1.一种从坐标定位机器生成传感器误差数据的空间图的方法，包括：

接收通过在所述机器沿着至少一个机器轴线移动人工制品时测量或跟踪该人工制品而收集的测量数据；

通过将所述接收到的测量数据与所述测量数据的预期值或理想值进行比较，得出误差数据；以及

根据所述误差数据生成空间误差图，其中每个单元包括从所述误差数据内的多个误差源得出的误差表示。

2.如权利要求1所述的方法，包括在用户界面上显示所述空间误差图。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述用户界面是图形用户界面。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，每个单元的所述误差表示是图形误差表示。

5.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述空间误差图中的每个单元对应于所述机器内的多个位置之一。

6.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述多个误差源包括与所述人工制品的移动相关联的两个或更多个自由度上的误差。

7.如权利要求6所述的方法，其中，基于根据所述两个或更多个自由度上的误差的例如旋转和/或平移等变换来生成每个单元的所述误差表示。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中，根据所述两个或更多个自由度上两个单元的相应误差之间的差异，每个单元的所述误差表示相对于另一单元的所述误差表示被变换，例如旋转和/或平移。

9.如任一前述权利要求所述的方法，包括提供从所述误差数据生成空间误差图的能力，其中每个单元包括仅从所述误差数据内的诸如单个自由度的单个误差源得出的误差表示。

10.如任一前述权利要求所述的方法，包括控制在任一时刻使用所述多个误差源中的哪一个或多个来生成所述空间误差图。

11.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述空间误差图的生成可以实时执行，例如在收集所述测量数据时或之后不久。

12.如任一前述权利要求所述的方法，包括通过在所述机器沿着至少一个机器轴线移动所述人工制品时测量或跟踪所述人工制品来收集所述测量数据。

13.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述坐标定位机器是机床。

14.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述测量数据和/或误差数据与在技术***中普遍存在的内部状态有关，所述技术***是所述坐标定位机器。

15.如任一前述权利要求所述的方法，其中，每个单元的所述误差表示是离散误差表示和/或单元误差表示。

16.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述误差表示中的至少一个是长方体表示。

17.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述误差表示中的至少一个是正方形或矩形表示。

18.如任一前述权利要求所述的方法，其中，与所述机器轴线或每个机器轴线相关联的所述误差表示被调整，使得所述误差表示能够沿着单个对应轴线布置和/或显示。

19.如任一前述权利要求所述的方法，包括，对于所述机器轴线或每个机器轴线，显示和/或布置与沿着单个对应轴线的该机器轴线相关联的误差表示。

20.如任一前述权利要求所述的方法，其中，要用于得出所述空间误差图的所述机器轴线和/或误差源是可选择的。

21.一种操作坐标定位机器的方法，包括：(a)使用如任一前述权利要求所述的方法生成空间误差图，或接收使用如任一前述权利要求所述的方法所生成的空间误差图；以及(b)基于预定标准来识别所述空间误差图中的趋势或模式或区域。

22.如权利要求21所述的方法，包括基于所述所识别的趋势或模式或区域来控制或配置所述机器。

23.如权利要求21或22所述的方法，其中，所述趋势或模式或区域在基本上没有人为干预的情况下被识别。

24.一种数据可视化机器，所述数据可视化机器被适配为执行如任一前述权利要求所述的方法。

25.一种坐标定位机器，所述坐标定位机器被适配为执行如权利要求1至23中任一项所述的方法。

26.一种计算机程序，所述计算机程序当由计算机运行时，使所述计算机执行如权利要求1至23中任一项所述的方法。

27.一种计算机可读介质，在其中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令用于控制计算机执行如权利要求1至23中任一项所述的方法。