本發(fā)明涉及自動測量系統(tǒng)和用于自動測量系統(tǒng)的控制方法。

背景技術：

1、用于測量孔的內徑的測量裝置是內徑測量裝置(例如參見日本特開2010-19783)，諸如孔測定件、缸徑規(guī)和boreatic(注冊商標)等。

2、盡管假設這種小尺寸的尺寸形狀測量裝置是手動操作的，但是由于最近的勞動力不足并且為了進一步改善測量效率，需要使手動執(zhí)行的尺寸或形狀的測量完全自動化。

3、因此，本技術人已經(jīng)提出了如在例如日本特開2021-9115中公開的自動內徑測量系統(tǒng)，其中電驅動的內徑測量裝置附接至關節(jié)式機器人臂的末端，以自動地且按順序地測量待測量點。

4、專利文獻1：日本特開2010-19783

5、專利文獻2：日本特開2021-9115

6、專利文獻3：日本特許5439833

技術實現(xiàn)思路

1、為了通過電動內徑測量裝置測量孔的直徑(尺寸)，需要通過關節(jié)式機器人臂的手部的移動將電動內徑測量裝置插入待測量孔中，但是電動內徑測量裝置的測量頭與待測量孔的內壁之間的間隙非常小(約幾毫米)。如果電動內徑測量裝置未被精確地插入待測量孔中，則測量頭可能與待測量物體碰撞。替選地，即使使用非接觸式測量裝置而不是接觸型測量裝置(諸如內徑測量裝置)，也可能由于非接觸式測量裝置與待測量物體之間的距離和相對姿態(tài)的調整誤差而出現(xiàn)測量誤差。

2、為此，期望精確地設定用于控制附接至機器人的手部的測量裝置的位置和姿態(tài)的工具中心點(tcp)。

3、然而，用于設定工具中心點(tcp)的常規(guī)已知方法是以下方法(日本特許5439833)。

4、首先，工具需要在工具的頂部處具有尖銳點(這被稱為工具末端點)。此外，準備具有單個尖銳點(基準點)的校準夾具。工具末端點與固定校準夾具的基準點進行接觸。在維持工具末端點與基準點之間的接觸的情況下，機器人臂的姿態(tài)以多種圖案(例如，四種圖案)改變。在假設工具末端點(基準點)是不會移動的不可移動點的情況下，通過求解聯(lián)立方程來得到工具中心點(tcp)。

5、然而，如果測量頭大并且不具有尖銳點，如在內徑測量裝置(例如，霍爾測定器)中，則不可能用上述方法設定工具中心點(tcp)。

6、一個替選的可設想到的方法是準備在末端(工具末端點)處具有尖銳點的專用校準工具，其與內徑測量裝置(例如，霍爾測定器)匹配，并且在由專用校準工具設定了tcp之后更換具有電動內徑測量裝置的工具。然而，為測量裝置的各種類型和尺寸準備專用校準工具是困難且昂貴的，并且當更換工具時的安裝誤差也是不能被忽略的問題。

7、本發(fā)明的目的在于提供一種用于諸如機器人等的移動機構的方法，以相對于待測量物體精確地控制測量裝置。

8、一種用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的自動測量系統(tǒng)的控制方法，該自動測量系統(tǒng)包括：

9、測量傳感器工具，其檢測待測量物體的表面以測量待測量物體的尺寸或形狀；

10、移動機構，其相對于待測量物體相對地移動測量傳感器工具；和

11、觀察相機，其對待測量物體進行成像，

12、控制方法包括：

13、相機校準標記成像步驟，其中通過觀察相機對相機校準標記進行成像；

14、傳感器校準部步驟，其中通過測量傳感器工具測量傳感器校準部；和

15、基于在相機校準標記成像步驟中獲取的圖像數(shù)據(jù)以及移動機構的位置和姿態(tài)，并基于在傳感器校準部步驟中獲取的圖像數(shù)據(jù)以及移動機構的位置和姿態(tài)，校準觀察相機與測量傳感器工具之間的位置和姿態(tài)的偏離量的步驟，其中，

16、相機校準標記和傳感器校準部件設置在校準母版中，以及

17、相機校準標記和傳感器校準部具有已知的相對位置。

18、在本發(fā)明的示例性實施方式中，優(yōu)選地，移動機構是一個關節(jié)式機器人，該一個關節(jié)式機器人包括手部；以及

19、手部保持觀察相機和測量傳感器工具。

20、在本發(fā)明的示例性實施方式中，優(yōu)選地，關節(jié)式機器人的手部包括交換部件，該交換部件用于移動觀察相機和測量傳感器工具以將觀察相機的位置與測量傳感器工具的位置交換。

21、在本發(fā)明的示例性實施方式中，優(yōu)選的是，測量傳感器工具是使探頭與待測量物體以預定的測量壓力接觸以測量待測量物體的尺寸的測量裝置，以及

22、探頭與待測量物體之間的接觸不是點接觸，而是線接觸或面接觸。

23、在本發(fā)明的示例性實施方式中，優(yōu)選地，測量傳感器工具是包括遠心透鏡的圖像測量裝置。

24、在本發(fā)明的示例性實施方式中，優(yōu)選地，相機校準標記的部分或全部與傳感器校準部的部分或全部是相同的且通用的。

25、在本發(fā)明的示例性實施方式中，優(yōu)選地，測量傳感器工具是包括遠心透鏡的圖像測量裝置，

26、交換部件將觀察相機的位置與測量傳感器工具的位置交換，以及

27、觀察相機和測量傳感器工具以如下方式附接至交換部件：使得觀察相機在對待測量物體進行成像時的聚焦面與測量傳感器工具在測量待測量物體時的聚焦面在相同的平面上。

28、一種用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的自動測量系統(tǒng)的控制方法，自動測量系統(tǒng)包括：

29、測量傳感器工具，其檢測待測量物體的表面以測量待測量物體的尺寸或形狀；

30、移動機構，其相對于待測量物體相對地移動測量傳感器工具；和

31、觀察相機，其對待測量物體進行成像，

32、控制方法包括：

33、從通過觀察相機對待測量物體進行成像而得到的圖像數(shù)據(jù)中獲取待測量點的位置和姿態(tài)；

34、在考慮觀察相機與測量傳感器工具之間的位置和姿態(tài)的偏離量的情況下，通過移動機構使測量傳感器工具接近待測量點；和

35、通過測量傳感器工具獲取待測量點的測量值。

36、根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的自動測量系統(tǒng)包括：

37、測量傳感器工具，其檢測待測量物體的表面以測量待測量物體的尺寸或形狀；

38、移動機構，其相對于待測量物體相對地移動測量傳感器工具；和

39、觀察相機，其對待測量物體進行成像，其中

40、移動機構是一個關節(jié)式機器人，

41、該一個關節(jié)式機器人包括手部，

42、手部包括交換部件，該交換部件用于移動觀察相機和測量傳感器工具以將觀察相機的位置與測量傳感器工具的位置交換；以及

43、手部經(jīng)由交換部件保持觀察相機和測量傳感器工具。

44、一種記錄介質，其存儲用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的自動測量系統(tǒng)的控制程序，該自動測量系統(tǒng)包括：

45、測量傳感器工具，其檢測待測量物體的表面以測量待測量物體的尺寸或形狀；

46、移動機構，其相對于待測量物體相對地移動測量傳感器工具；

47、觀察相機，其對待測量物體進行成像；和

48、計算機，

49、控制程序使計算機執(zhí)行：

50、相機校準標記成像步驟，其中通過觀察相機對相機校準標記進行成像；

51、傳感器校準部步驟，其中通過測量傳感器工具測量傳感器校準部；以及

52、基于在相機校準標記成像步驟中獲取的圖像數(shù)據(jù)以及移動機構的位置和姿態(tài)，并基于在傳感器校準部步驟中獲取的圖像數(shù)據(jù)以及移動機構的位置和姿態(tài)，校準觀察相機與測量傳感器工具之間的位置和姿態(tài)的偏離量的步驟，其中

53、相機校準標記和傳感器校準部設置在校準母版中，以及

54、相機校準標記和傳感器校準部具有已知的相對位置。

55、一種記錄介質，其存儲用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的自動測量系統(tǒng)的控制程序，該自動測量系統(tǒng)包括：

56、測量傳感器工具，其檢測待測量物體的表面以測量待測量物體的尺寸或形狀；

57、移動機構，其相對于待測量物體相對地移動測量傳感器工具；

58、觀察相機，其對待測量物體進行成像；和

59、計算機，

60、控制程序使計算機執(zhí)行：

61、從通過觀察相機對待測量物體進行成像而得到的圖像數(shù)據(jù)中獲取待測量點的位置和姿態(tài)；

62、在考慮觀察相機與測量傳感器工具之間的位置和姿態(tài)的偏離量的情況下，通過移動機構使測量傳感器工具接近待測量點；以及

63、通過測量傳感器工具獲取待測量點的測量值。