三维测量系统和三维测量方法技术方案

提供了具有提高的测量准确性和测量效率的三维测量系统和三维测量方法。该三维测量系统设置有平台18、机械臂50和探针22，所述机械臂被配置为保持待测量的工件W、并且改变所述工件W的姿态，所述探针被配置为能够相对于所述平台18移动、并且对所述工件W执行三维测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维测量系统和三维测量方法
本公开的主题涉及三维测量系统和三维测量方法，并且特别地，涉及使用三维测量机和机械臂的三维测量系统和三维测量方法。
技术介绍
迄今为止，已经提出了在测量作为测量目标的工件时由三维测量机执行的与该工件的安装相关联的各种技术。例如，PTL1提出了当工件安装在平台上时所使用的测量夹具。根据PTL1中公开的测量夹具，块可以适当地设置在板托盘上，并且这些块可以固定三维形状的工件。准备多个托盘，每个托盘具有预先固定在该托盘上的工件，使得通过彼此交换托盘而将每个工件自动地设定在平台上。{引文列表}{专利文献}{PTL1}日本专利申请公开号04-324301
技术实现思路
{技术问题}这里，不一定仅以一种姿态设置待测量的工件，而是可以以多种姿态设置该工件。当如上所描述的以多个姿态测量单个工件时，对于各个姿态，则需要适合于该工件的这些姿态的多个测量夹具。因此，增加了测量夹具的设计过程的数量和成本。此外，需要将工件安装在用于各个测量姿态的测量夹具上，并因此需要很长的时间来准备该测量。即使在使用PTL1中所公开的测量夹具的情况下，当以多个姿态来测量单个工件时，要对于工件的不同姿态生成不同的托盘，并且需要将工件安装在不同测量姿态的不同测量夹具上。相应地，由于工件是由人来安装的，所以存在常规技术的测量效率低的问题。此外，除了提高测量效率之外，提高测量准确性也是三维测量机的重要技术问题之一。本公开的主题是鉴于上述情况而提出的，并且本公开的主题的目的在于提供提高测量准确性和测量效率的三维测量系统和三维测量方法。{问题的解决方案}为了达到上述目的，根据本公开的主题的第一方面的三维测量系统包括：平台；末端执行器，所述末端执行器被配置为保持待测量的工件；机械臂，所述机械臂被配置为改变所述工件的姿态；和探针，所述探针被配置为能够相对于所述平台移动。由于设置了被配置为改变所述工件的姿态的机械臂，因此当使用被配置成能够相对于平台移动的探针执行三维测量时，可以容易地改变该工件的姿态。因此，可以提高三维测量的效率。此外，由于借助于机械臂来改变工件的姿态，因此减少了测量位置的变动，并且可以提高测量准确性。在根据第一方面的三维测量系统中，所述探针优选地在所述机械臂保持所述工件的状态下来对所述工件执行所述三维测量。由于所述探针在所述机械臂的末端执行器保持该工件的状态下对该工件执行三维测量，因此可以容易地改变该工件的姿态。相应地，可以进一步提高三维测量的效率。根据第一方面的三维测量系统，优选地包括相对位置改变检测装置，所述相对位置改变检测装置用于检测所述平台与所述机械臂之间的相对位置的改变；和校正装置，所述校正装置用于基于由所述相对位置改变检测装置执行的检测的结果来校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。影响三维测量的准确性的外部环境(测量环境)的示例包括平台与机械臂之间的相对位置的改变。由于所述相对位置改变检测装置可以检测所述平台与所述机械臂之间的相对位置的改变，并且所述校正装置可以基于所述检测的结果来校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果，因此可以进一步提高对所述工件执行的三维测量的准确性。在根据第一方面的三维测量系统中，所述相对位置改变检测装置优选地包括臂振动检测装置，所述臂振动检测装置用于检测所述机械臂的振动。由此，可以降低机械臂的振动的影响，并且可以进一步提高三维测量的准确性。在根据第一方面的三维测量系统中，所述相对位置改变检测装置优选地包括：平台振动检测装置，所述平台振动检测装置用于检测所述平台的振动；和/或倾斜检测装置，所述倾斜检测装置用于检测所述平台相对于水平方向的倾斜。由此，可以降低所述平台的振动和/或倾斜的影响，并且可以进一步提高三维测量的准确性。在根据第一方面的三维测量系统中，所述相对位置改变检测装置优选地检测在水平方向和竖直方向上相对位置的改变量；并且所述校正装置优选地将所述相对位置的所述改变量加到在所述水平方向和所述竖直方向上由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果，或从在所述水平方向和所述竖直方向上由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果减去所述相对位置的所述改变量。在根据第一方面的三维测量系统中，所述相对位置改变检测装置优选地实时检测所述相对位置的改变；并且所述校正装置优选地基于实时检测到的所述相对位置的改变来实时校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。在根据第一方面的三维测量系统中，所述相对位置改变检测装置优选地包括激光跟踪器，所述激光跟踪器包括：反射器，和激光跟踪器本体，所述激光跟踪器本体被配置为向所述反射器发射激光，并且从所述反射器接收所述激光的反射光，从而获得所述反射器的位移。所述反射器优选地设置在所述机械臂上。将所述反射器设置在所述机械臂上，使得能够更准确地检测会影响工件W的机械臂本身的振动。根据第一方面的三维测量系统，优选地包括：温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述工件的温度；和校正装置，所述校正装置用于基于由所述温度检测装置执行的检测的结果来校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。影响三维测量的准确性的外部环境(测量环境)的示例包括工件的温度。由于所述温度检测装置可以检测工件的温度，并且所述校正装置可以基于所述工件的温度来校正所述三维测量的结果，因此可以减小工件温度的影响，并且可以进一步提高三维测量的准确性。在根据第一方面的三维测量系统中，所述机械臂的末端执行器优选地包括温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述工件的温度。所述温度检测装置优选地设置在所述末端执行器的保持所述工件的保持表面上。因此，可以以高准确性地来检测由末端执行器保持的工件的温度。此外，由于末端执行器包括温度检测装置，所以当机械臂保持工件时，可以自动地开始温度检测。因此，可以提高三维测量的效率。根据第一方面的三维测量系统，更优选地包括校正装置，所述校正装置用于基于所述温度检测装置执行的检测的结果来校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。由于可以基于所述工件的温度来校正所述三维测量的结果，因此可以减小工件温度的影响，并且进一步提高三维测量的准确性。在根据第一方面的三维测量系统中，所述温度检测装置在所述机械臂保持所述工件的状态下检测所述工件的温度。由于可以在工件未安装在平台上而是由机械臂保持的状态下检测温度，因此例如一旦当工件不满足预定温度要求时，该工件在没有安装在平台上的情况下可以被快速地传送。因此，可以提高三维测量系统的操作率。在根据第一方面的三维测量系统中，所述温度检测装置优选地当所述机械臂保持所述工件时开始对所述工件的温度的检测。尽管根据常规技术在工件安装在平台上之后执行温度检测，但是在根据第一方面的三维测量系统中，可以在比常规技术中的时刻更早的时刻开始温度检测。当温度检测装置的启动需要相对较长的时间段时，这是相当有利的。在根据第一方面的三维测量系统中，支撑所述机械臂的机械基座可以设置在所述平台之外。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维测量系统，包括：/n平台；/n机械臂，所述机械臂被配置为保持待测量的工件并且改变所述工件的姿态；和/n探针，所述探针被配置为能够相对于所述平台移动并且对所述工件执行三维测量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190314 JP 2019-047103;20200304 JP 2020-037113;201.一种三维测量系统，包括：
平台；
机械臂，所述机械臂被配置为保持待测量的工件并且改变所述工件的姿态；和
探针，所述探针被配置为能够相对于所述平台移动并且对所述工件执行三维测量。


2.根据权利要求1所述的三维测量系统，其中，
所述探针在所述机械臂保持所述工件的状态下对所述工件执行所述三维测量。


3.根据权利要求1或2所述的三维测量系统，还包括：
相对位置改变检测装置，所述相对位置改变检测装置用于检测所述平台与所述机械臂之间的相对位置的改变；和
校正装置，所述校正装置用于基于由所述相对位置改变检测装置执行的检测的结果来校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。


4.根据权利要求3所述的三维测量系统，其中，
所述相对位置改变检测装置包括臂振动检测装置，所述臂振动检测装置用于检测所述机械臂的振动。


5.根据权利要求4所述的三维测量系统，其中，
所述臂振动检测装置检测所述机械臂的末梢端部部分附近的振动。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述相对位置改变检测装置包括平台振动检测装置，所述平台振动检测装置用于检测所述平台的振动。


7.根据权利要求3至6中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述相对位置改变检测装置包括倾斜检测装置，所述倾斜检测装置用于检测所述平台相对于水平方向的倾斜。


8.根据权利要求3至7中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述相对位置改变检测装置检测在水平方向和竖直方向上相对位置的改变量；并且
所述校正装置将所述相对位置的所述改变量加到在所述水平方向和所述竖直方向上由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果，或从在所述水平方向和所述竖直方向上由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果减去所述相对位置的所述改变量。


9.根据权利要求3至8中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述相对位置改变检测装置实时检测所述相对位置的改变；并且
所述校正装置基于实时检测到的所述相对位置的改变来实时校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。


10.根据权利要求3至9中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述相对位置改变检测装置包括激光跟踪器，所述激光跟踪器包括：
反射器，和
激光跟踪器本体，所述激光跟踪器本体被配置为向所述反射器发射激光并且从所述反射器接收所述激光的反射光，从而获得所述反射器的位移；并且
所述反射器设置在所述机械臂上。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的三维测量系统，还包括：
温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述工件的温度；和
校正装置，所述校正装置用于基于由所述温度检测装置执行的检测的结果来校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。


12.根据权利要求1至10中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述机械臂的末端执行器包括温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述工件的温度。


13.根据权利要求12所述的三维测量系统，其中，
所述温度检测装置设置在保持所述工件的所述末端执行器的保持表面上。


14.根据权利要求12或13所述的三维测量系统，还包括：
校正装置，所述校正装置用于基于所述温度检测装置执行的检测的结果来校正由所述探针对所述工件执行的所述测量的结果。


15.根据权利要求11至14中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述温度检测装置在所述机械臂保持所述工件的状态下检测所述工件的温度。


16.根据权利要求15所述的三维测量系统，其中，
所述温度检测装置在所述机械臂保持所述工件时开始对所述工件的温度的检测。


17.根据权利要求1至16中任一项所述的三维测量系统，其中，
支撑所述机械臂的机械基座设置在所述平台之外。


18.根据权利要求1至16中任一项所述的三维测量系统，其中，
支撑所述机械臂的机械基座设置在所述平台上。


19.根据权利要求1至18中任一项所述的三维测量系统，其中，
所述机械臂包括抵接部分，当所述探针测量所述工件时，所述抵接部分直接地或间接地抵接在所述平台上。


20.根据权利要求19所述的三维测量系统，其中，
在所述平台上设置阻尼构件；并且
所述机械臂的所述抵接部分通过所述阻尼构件间接地抵接在所述平台上。


21.根据权利要求19或20所述的三维测量系统，其中，
所述机械臂包括多个臂和多个关节部分，所述多个关节部分将所述多个臂以能够旋转的方式彼此联接；并且
所述机械臂的所述抵接部分是所述多个关节部分中的一个关节部分。


22.根据权利要求21所述的三维测量系统，其中，
所述机械臂的所述抵接部分是所述多个关节部分中的最靠近所述末端执行器的一个关节部分。


23.一种三维测量方法，包括：
传送步骤，所述传送步骤通过机械臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村仁，山形智生，栗原健人，外川阳一，
申请(专利权)人：株式会社东京精密，
类型：发明
国别省市：日本;JP