[其他]使用坐標測量儀進行測量的方法

無效

• 申請號: 86101800
• 申請日: 1986-03-19
• 公開（公告）號: CN86101800A
• 公開（公告）日: 1986-09-17
• 發明（設計）人: 中谷忠雄;井出信次
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐制作所;清水機電株式會社
• 主分類號: G01B21/04
• 分類號: G01B21/04;G06F15/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 余剛

本發明涉及一種用坐標測量儀進行測量的方法，尤其是通過手動型坐標測量儀的機器人進行自動化測量的方法。

為了測量一個工件的形狀、尺寸等（其通常具有復雜的外形），已經廣泛地應用了坐標測量儀。

關于坐標測量儀，眾所周知的有以下兩種。即其中一種是手動型的，測量時操作者抓住探頭或探頭附近的部位，按照予定的測量步驟使探頭相繼與探測表面緊密接觸，然后通過接觸時探頭的位移值來求出工件的尺寸、形狀及其它參數。另外一種是自動型的，例如一個計算機數控的三維測量儀，其測量儀的主體部備有諸如螺桿與馬達之類的驅動裝置，以便在相應的X軸、Y軸、Z軸方向上移動探頭。在這些驅動裝置按照予先定好的程序步驟進行控制時，探頭連續地與工件的被測表面緊密接觸。

前一種類型結構簡單，幾乎沒有由于結構問題而影響測量精度的因素，因此可以獲得具有很高精度的測量值。但在另一方面，它卻存在下述缺點。即：

（1）由于操作者必須記住每一個工件需要測量的所有部位及所有測量步驟，很容易出現錯誤的操作。而且這種狀況隨每個工件而改變。

（2）在上述操作的同時，需要進行與數據處理裝置相關的操作，這就要求操作者具有專門的技術知識。結果，很難說每個人都可以進行這種操作。從測量方式看，專家被測量儀纏住身而不能進行其它操作。而且也很難找到這么多的專家。

（3）在使用有大的測量范圍的大型測量儀器時，工件所有測量點都要進行測量，測量者要在測量儀周圍移動或在測量臺上操作測量儀，因而測量效率降低并且缺少安全保障。

（4）當操作時間延長時，人體的溫度通過手傳遞給探頭等，結果由于探頭的熱脹而引起測量精度降低。

與之相反，后一種類型中的探頭避免了前一種的缺點，適于工件的重復測量，即相同工件的測量。另一方面，為了自動地在X軸、Y軸和Z軸方向上移動探頭，諸如螺桿、馬達之類的驅動工具將被固定在測量儀器的主體部分上，特別是在支撐探頭軸的滑動架上及支撐滑動架的柱上。支撐上述部件的結構不能大而實際是大的。那么，隨著上述元件重量的增加，引起基礎結構的變形與撓曲，結果是測量精度下降。

本發明能避免已有技術的上述缺點，其目的在于提供一種用坐標測量儀進行測量的方法。這種儀器保持了手動和自動兩種測量儀器的優點，同時避免了這兩種儀器的缺點，有效地建立了用于自動操作、按照測量程序移動檢測元件的移動路徑。

為此，本發明設想一個可在三維方向上移動的檢測元件，如接觸信號的可移動探頭，它通過獨立于測量儀器主體的機器人裝置來控制。即，自動化驅動裝置獨立配備，這樣就避免了手動和自動測量儀器的缺點。檢測元件按照予定步驟用人工移動，從檢測器或位移檢測器輸出的信號被送往機器人裝置旁邊的機器人操作指令單元。測量時，機器人裝置按照測量步驟程序開動，同時其移動路徑的數據被存貯下來并可于后來讀出。

本發明的特征在于用坐標測量儀進行測量的方法，這個坐標測量儀包括一個用于在三維方向上移動檢測元件使之與放在固定裝置上的工件緊密接觸的移動裝置，用于檢測上述檢測元件位移值的檢測器以及按照予定方式處理上述位移檢測器的輸出信號以求出該工件尺寸的數據處理裝置，該方法包括：

一個檢測元件移動步進存貯過程，上述檢測元件通過上述機械裝置，按照予定的測量步進程序（包括復雜的步進組合），沿著放置于固定臺架上的被測工件樣品移動。同時，由上述位移檢測器測及上述檢測元件的移動路徑，位移檢測器的輸出信號輸出到獨立于測量儀主體的機器人裝置的機器人操作指令單元;

一個數據檢出過程，用于操作上述機器人裝置，根據機器人操作指令單元記錄下來的移動路徑數據，相應于測量步進程序的每一步使檢測元件與工件緊密接觸同時，檢出位移檢測器的輸出信號送至數據處理單元;和

一個測量值計算過程，用以在測量數據檢出過程中檢出的測量數據的基礎上計算工件的尺寸等，并在計算完成以后向機器人操作指令單元給出后續步進激勵指令;

其中，測量數據檢出過程和測量數據計算過程在測量程序的每一步都要重復進行，以便進行自動的測量。

圖1-5給出本發明的一個實施例，其中：

圖1是總透視圖;

圖2是一個說明機器人基本部件的側視圖。

圖3是說明配線的框圖;

圖4是說明數據處理單元和機器人操作指令單元的操作流程圖;

圖5是應用本發明的另一實施例的裝置的總透視圖;