CN102019620A - 对操纵器的测量 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量操纵器(10)的测量装置(1；1′)，其具有测量体(2；2′)，该测量体具有至少一个特定于测量体的测点(3；3′)，用于确定相对于特定于操纵器的参考点(TCP)的位置(T_TCP，3；T_TCP，3′)；和连接所述测量体的固定装置(5)，用于在环境中的固定；所述测量装置包括至少一个与该测量装置相关联的校准点(7；7′)，用于确定相对于环境的位置(T_R，M；T_R，M′)；和/或至少一个设置在固定装置上的测点(6)。

Description

对操纵器的测量

技术领域

本发明涉及用于对操纵器(Manipulator)、特别是对机器人进行测量的方法和装置，以及制造这种测量装置的装置。

背景技术

为了将工具运送到理想的位置，操纵器、例如工业机器人要以较高的精度通常多次进入某种姿势。

特别是由驱动电机所散发的热量、在操纵器运动学中的摩擦以及环境的影响都可以使机器人的肢体和关节发热。随之产生的变形、特别是热膨胀导致：虽然关节姿势相同，即理论上姿势的相同，但工具却已不再处于相同的位置。

因此，例如由专利文献10 2004024378 A1已知，为了在运行期间采集操纵器的运动学的偏差，需要对操纵器进行相关的测量。在这里，操纵器在有规律的重复校准周期中到达相同的关节姿势，即理论上相同的姿势，并借助于操纵器控制的传感器来采集球状的参考体。如果检测到的静态的参考体相对于操纵器控制的传感器的位置发生改变，则可以由此确定机器人运动学的变化并进行相应的校正。

除此之外，已知的还有对操纵器的绝对测量，用于校准操纵器，或确定操纵器控制装置所基于的操纵器模型的参数。如果例如提前离线地规划工业机器人的轨迹，则该轨迹取决于该模型参数的准确性，即真实的机器人能够多准确地到达理论上预先给定的位置。为此，专利文献DE 19826395 A1提出，由静态的摄像机对操纵器控制的参考体进行检测，并基于该实际位置与利用模型确定的理论位置的偏差来匹配模型参数。

专利文献WO 2008/107715 A2提出，利用安装在机器人臂上的激光追踪器检测位于机器人底座上的后向反射体，并由此准确地确定臂相对于基座的位置。

发明内容

本发明的目的在于，改进对操纵器的测量。

本发明的目的通过一种测量装置和一种方法来实现。根据本发明的用于测量操纵器的测量装置具有测量体，该测量体具有至少一个特定于测量体的测点，用于确定相对于特定于操纵器的参考点的位置；和与该测量体连接的固定装置，用于在环境中的固定；其中，设有至少一个与该测量装置连接的校准点，用于确定相对于环境的位置；和/或至少一个设置在所述固定装置上的测点。本发明提出了一种装置或一种方法，用于制造这种测量装置；本发明还提出了一种具有根据本发明的测量装置的测量系统；另外，本发明也提出了一种控制装置、一种计算机程序或计算机程序产品，特别是一种数据载体或一种存储介质，用于在受到保护的状态下执行根据本发明的方法。

根据本发明的测量装置，用于测量操纵器、特别是如工业机器人、服务机器人或轻型机器人那样的机器人，优选是具有一个或多个控制机器人的传感器(如照相机或激光追踪器)的测量机器人，该测量装置具有测量体

该测量体具有一个或多个特定于测量体的测点，用于确定相对于特定于操纵器的参考点的位置，例如工具中心点(“TCP”)。

在一种优选实施方式中，测量体基本上是球状的，以基本上在所有空间方向上表示的相同条件。在另一优选实施方式中，测量体基本上是立方体，特别是正方体，这一方面可以择优取向，另一方面便于工作。优选测量体仅具有细微的受热变形，特别是其线膨胀系数α小于或等于10·10^-6/K，优选使用碳纤维增强塑料CFK来构成测量体。

以下将称其为测量体测点的特定于测量体的测点例如可以具有传感器，特别是用于发送或接收电磁辐射的传感器，如照相机或激光追踪器，利用该传感器可以确定相对于如反射标志(例如后向反射体)的特定于操纵器的参考点的位置，尤其是距离。由于测量体优选具有多个测量体测点，因此在一种优选的实施方式中通过做标记来定义相反的测量体测点，例如反射标志，这些测点是通过传感器，特别是如照相机或激光追踪器的光学传感器来检测的。附加或替代地，还可以通过几何特征来定义测量体测点，如孔、槽、段等等，优选通过照相机对它们进行拍照，以通过图像识别来确定测量体测点的位置。

在此，作为位置特别是可以通过笛卡尔距离或笛卡尔坐标在图像平面中或三维参考系统中描述的一维、二维或三维位置，和/或例如可以通过相对于参考系统或四元数的EULER角(欧拉角)或KARDAN角(卡尔丹角)来描述的方向。点的位置可以相应地包括：例如，该点与参考点的一维距离，该点在参考系统中的三维地点，或可通过六坐标给出的在该点上定义的参考坐标系(例如TCP系统)相对于参考系统的位置和方向。

例如，可以通过棒状、管状或杆状的连接件将固定装置，特别是法兰或底板与测量体连接起来，其中，连接件优选与测量体一体化构成，以便减少装配公差和热变化，并简化制造或装配；固定装置设置为，将测量装置可松脱或不可松脱地固定在环境(Umgebung)中，优选固定在不活动的环境中，如操纵器基座固定在其中的加工单元或机器人单元中。为此，固定装置可以具有相应的孔，以与环境螺旋接合。

根据本发明的第一方面，在该固定装置上跟随在固定装置测点之后设置一个或多个测点。对这些测点可象测量体测点那样同样用传感器和可通过传感器采集的标记和/或几何特征来定义。优选将测量体测点和固定装置测点设计为相同类型的，从而能够由相同的传感器、特别是照相机来采集。

由此一方面可以检查测量装置、特别是测量体相对于固定装置的位置以及进而相对于固定装置固定在其上的环境的位置。因此可以例如识别测量体由于与操纵器的碰撞而发生的移动，并进行必要地补偿。

为此，例如借助于坐标测量机、成像方法和/或操纵器控制的传感器，特别是光学传感器，预先确定测量体测点相对于测量装置参考系统的位置，测量装置参考系统是关于固定装置测点定义的。

然后，一方面确定特定于操纵器的参考点相对于测量体测点的位置，另一方面确定特定于操纵器的参考点相对于固定装置测点的位置，其中，例如由位于机器人的工具法兰上的照相机或激光追踪器对位于测量体和底板上的标记或后向反射体进行拍照，并通过图像处理或距离测量来确定该标记或后向反射体和工具法兰之间的相对位置。由此能够确定测量体测点相对于固定装置测点的位置，并进而能够确定测量体相对于固定装置或环境的位置。如果在关于固定装置测点定义的测量装置参考系统中该位置偏离了预先确定的位置，则可以由此识别出测量体相对于固定装置或环境的的移动或转动。在一种优选的扩展方案中，对测量体的这种移动或转动进行补偿，其中，例如在确定测量体测点和特定于操纵器的参考点相对于彼此的位置时，考虑相对于在其上曾进行过测量体测点相对于测量装置参考系统的位置的测量的起始位置的移动或转动。这种对测量体的移动或转动的识别或补偿优选在诊断中进行。

另一方面，由此可以确定操纵器的状态，特别是其运动学的由于热的改变或机械的改变。

为此又确定特定于操纵器的参考点相对于测量体测点的位置。例如，利用位于工具法兰上的照相机或激光追踪器拍摄测量体上的标记，并通过图像处理或距离测量来确定该标记与工具法兰之间的相对位置。如果该相对位置在两次、优选为循环进行的状态检测或校准之间发生改变，则能够由此确定出操纵器运动学的改变，在一种优选实施方式中，在操纵器运动学模型中考虑该变化。

根据本发明的可以与上述第一方面相结合的第二方面，优选在固定装置或测量体上设置一个或多个与测量装置连接的校准点(Einmesspunkt)，用于确定相对于环境的位置。如同测量体测点或固定装置测点一样，这样的校准点同样可以由传感器、能够被传感器检测到的标记或几何特征来定义。在一种优选的实施方式中，通过后向反射体来定义校准点，后向反射体相对于环境的位置则由激光追踪器来确定。为了确定测量体相对于环境的空间位置，可以将该激光追踪器设置在自身的支架(Stativ)上，并优选在所述环境中进行自我校准。

例如，还可以借助于坐标测量机、成像方法和/或操纵器控制的传感器，预先确定测量体测点相对于测量装置参考系统的位置，该测量装置参考系统现在是关于校准点进行定义的。如果将本发明的第一方面和第二方面相结合，则测量装置参考系统优选不但是关于固定装置测点，而且还关于设置在固定装置上的校准点来定义的。

如果现在例如相对于环境参考系统测量校准点，或在例如加工单元的环境中的已知位置上设置测量装置和操纵器基座，而且特定于操纵器的参考系统相对于环境的位置是已知的，则还能够由此识别测量体测点在特定于操纵器的参考系统中、特别是在特定于操纵器基座的参考系统中的绝对位置，在此，就此说来也可以将操纵器基座表达为环境。

因此，可以对操纵器进行绝对测量及校准。特别是可以通过这样的校准来调整操纵器模型的模型参数，使得它们能够尽可能准确地描述真正的操纵器的运动学或动力学。

由于对于不同的姿势，模型参数可以有所不同，这些模型参数例如为操纵器肢体的刚性或弹性变形，所以在一种优选的实施方式中，使用至少4个不在同一平面上的测量体。这4个测量体始终在操纵器的工作空间中占据一定的体积。通过借助这四个测量体对操纵器进行校准，优选在平衡的情况下，特别是对通过各个测量体确定的模型参数取平均值，能够生成或修改这样的操纵器模型，该模型高精度地描述了操纵器的运动学，特别是特定于操纵器的参考点的位置，例如TCP的位置。

替代或附加地，尤其是在为了重校准而进行的相对测量中，对测量体测点在特定于环境或特定于操纵器的参考系统中绝对位置的位置的认知使得测量体或测量体测点能够高效地行驶，因为这些位置已经不再迭代地通过操纵器控制的传感器来检测，而是在特别是预先离线完成的轨迹规划中作为目标坐标来提供。

如果在这样的关于校准点和/或固定装置测点定义的测量装置参考系统的基础上，达到一个或多个这样的测量姿势，则优选在测量装置参考系统中预先给定绕行点(Umfahrungspunkte)，以便无碰撞地达到测量姿势。例如，如果测量体的球表面上的标记的位置在测量装置参考系统中以及由此在特定于操纵器的参考系统中是已知的，则这些位置中的每个都可以沿径向以预定的距离从球体向外移动。然后，这样定义的绕行点形成距球体一定距离围绕该球体的网络，在操纵器控制的工具或如TCP的参考点离开该网络时，可以避免测量装置和操纵器之间的碰撞。

在一种优选的实施方式中，设置在固定装置上的一个或多个校准点和/或固定装置中的固定装置测点至少部分地下沉和/或由盖保护。这在危险的环境影响面前能够保护测点或定义测点的标记、后向反射体等等。

优选根据本发明的测量装置具有3个、4个、或者更多的测量体测点、固定装置测点和/或校准点。3个不共线的固定装置测点或校准点可以唯一地定义测量装置参考系统。4个不在同一直线上，但优选在同一平面上的点则提高了下述可能性：在不同的、特别是任意方向上检测至少3个点，并因此对参考系统进行定义。如果检测到多于3个的固定装置测点或校准点，则这样的冗余可用于提高精度，例如，利用得到的测量值以解决相应的平衡问题。

本发明的第三方面可以与本发明的第一和/或第二方面结合使用，其关系到对具有特定于操纵器的测点的测量体的制造。为此，提出一种优选具有两个或多个部分的模板(Schablone)，该模板可以沿限定的方向设置在测量体上。

例如，这种限定的方向可以通过以下来实现：使模板在至少部分地三对非共面的平面上包围非旋转对称的测量体，例如，立方体的边沿毗连的一个底面和两个侧面。在非旋转对称的测量体中，例如具有一体化模制的圆筒状的杆的球，测量体和模板的其中一个具有一个或多个凹处和/或凸起，当沿限定的方向在测量体上设置模板时，这些凸起和/或凹处能够嵌入该测量体和模板中的另一个上对应的凹处和/或凸起。

在将模板这样设置在测量体上之后，在由模板所预先给定的位置上，将测量体测点设置在该测量体上。例如，为此模板可以具有通孔，通过这些通孔能够输入标记、钻机或标记工具。在去除模板后，可以在通过钻机或如钉子这样的标记工具所标示出的位置上设置标记，例如，将标记贴在上面。

通过这种方式，能够将测量体测点准确地设置在测量体的预先给定的位置上，这样例如能够使通过控制操纵器的传感器进行的检测工作变得容易。

附图说明

本发明的其它优点和特征将结合实施例给出。在此部分示意地示出：

图1：根据本发明的一种实施方式，利用测量系统对操纵器进行测量；

图2：根据图1的测量系统的测量装置的底板沿虚线切线II-II的俯视图；

图3：另一种测量装置；以及

图4：根据图1的测量装置的制造。

具体实施方式

图1示出了一种根据本发明的实施方式的测量系统，用以测量六轴测量机器人10。

该测量系统包括具有球形测量体2的测量装置1，标记3贴在测量体2上预先给定的位置上，利用位于测量机器人10的工具法兰上的CCD-照相机12可以采集这些标记。

首先参考图1和图4，对测量体2的制造进行说明。测量体2是由碳纤维增强塑料(CFK)与集成的杆4一体化成型的，从而使测量体2和杆4具有最小程度的线性膨胀系数(Laengenausdehnungskoeffizient)α，约为0.2·10^-6/K。杆例如可以借助螺丝可松脱地，或者例如通过粘合非松脱地连接到底板5形式的固定装置，从而将底板5与地面螺栓连接，使得整个测量装置1固定在安装单元或机器人单元的环境中。

为了使标记3贴在球体2上的预定位置上，将可分为两部分的、球冠状的模板20设置在球体2上，在图4中示出了半个模板。在杆4上设计了一个或多个半球形的凸起，在模板内侧有相应的与半球形凸起互补的半球形的凹处(未示出)。利用这种交错嵌入的凸起8和凹处，使模板20仅能够沿一个或多个定义的方向可再现地设置在旋转对称的测量体3上。

模板20在预定的位置上具有多个通孔21。通过这些通孔能够在贴靠模板时导入例如标记针，以在去除模板20后标示出用于粘贴标记3的位置，或者直接粘贴标记3。通过这种方式可以将标记3设置在通过模板所预定的球体2的位置上。

在图4中可以看出，虽然球体2和由多部分组合而成的模板20具有旋转对称性，但是对于模板在球体上的特定的设置而言一对对称折射的凸起-凹处已经足够了，例如，只在两个半球形模板的帽檐处设置的凸起或凹处。如图4所示，如果相反在杆4上分散地设置多个凸起和/或凹处，则仅利用在图4中所示出的模板部件20通过移动到其它的凸起8上，就可以依次对球体2上的所有标记3进行定位。

特别是正如在图2的俯视图中可看到的，底板5装配有4个可由CCD照相机12采集的标记6，和4个可由激光追踪器(未示出)检测到的后向反射体7，其中标记6也设置在球体2上。无论是标记6，还是所谓的激光追踪器-巢形式的后向反射体7、即可错角度地设置的激光追踪器，都部分地下沉到底板5中，并由透光的覆盖物保护(未示出)。通过它们或接受它们的凹处定义出测量装置参考系统M(见图1)。

随后，例如借助于坐标测量机或图像分析装置提前对测量装置1进行准确地测量。在此将确定利用标记3所定义的测量体测点相对于测量装置参考系统M的位置，该测量装置参考系统M可通过由后向反射体或激光追踪器巢所定义的校准点，和/或通过设置在底板5上的标记或固定装置测点6来定义。因此，在测量装置参考系统M和位于球体2上的标记3的位置之间的位置T_M，3是已知的，如图1中的箭头所示。

现在，机器人单元中的测量装置1通过螺旋连接其底板5而被固定。激光追踪器(未示出)确定了通过后向反射体7所定义的校准点相对于特定于环境且特定于操纵器的参考系统在机器人基座11中的位置。因此，在特定于操作器的参考系统和测量装置参考系统M之间的位置T_R，M也是已知的(如图1所示)。由此，还能够利用激光追踪器不但对测量装置参考系统M，而且还对特定于操作器的参考系统R进行校准。

接下来参考图1，首先对用于补偿温度漂移以及检查测量装置1的测量机器人10的相关测量进行说明。

例如，为了开始运行，机器人10利用它的照相机12达到不同的测量姿势，其中，利用照相机检测球体2上的标记3或底板5上的标记6，并通过图像识别确定这些标记例如在照相机参考系统中的位置。这些确定的位置在图1中用位置T_TCP，3和T_TCP，6示出。在图1中，一方面用实线画出用以确定特定于操纵器的参考点TCP和测量体测点3彼此相对的位置的机器人10的测量姿势；另一方面用虚线画出机器人的另一种测量姿势，其用以确定固定装置测点6相对特定于操纵器的参考点TCP的位置。在一种优选的实施方式中，经历约20个不同的测量姿势。基于在图1中由箭头T_R，TCP表示的机器人模型，也可以将这些位置变换为相对于特定于基座的参考系统R的位置T_3，R或T_6，R。

然后在运行期间，重新到达一个或多个这些测量姿势并重新确定位置T_TCP，3和T_TCP，6，其中，T_TCP，3是特定于操纵器的参考点TCP相对于测量体测点3的位置，而T_TCP，6是特定于操纵器的参考点TCP相对于固定装置测点6的位置，其中，照相机12拍下标记3或6，并利用图像识别和图像识别和分析来确定它们在特定于照相机的参考系统中的位置。

由标记3和6在特定于照相机的参考系统中的相对于彼此的位置，还可以确定测量体测点3相对于关于固定装置测点6定义的测量装置参考系统M的位置T_M，3。

例如，如果通过与机器人控制的照相机12的碰撞，在杆4出现变形的情况下，测量体2相对于底板5移位和/或转动，如图1中的虚线所示，则测量体测点3相对于测量装置参考系统M的相对位置T_M，3将会偏离在以前或初期的现场测量中或在制造测量装置的过程中所确定的位置。由此可以相应地识别出测量装置1的变形，并且在一种优选的实施方式中，通过计算上的考量对这种由相对位置的偏差而而确定出的变形进行补偿。换言之，确定测量体测点3和固定装置测点6之间的相对位置，并利用这种相对位置的变化来确定测量装置1的变形：

(T_TCP，3，T_TCP，6)_当前＝＞(T_M，3)_当前

(T_M，3)_当前-(T_M，3)_参考＝＞变形(1)

在此，为了使描述更加紧凑，还可以特别将例如测量体测点3这样的点相对于其他的点(例如固定装置测点6)的位置或位置变化，视为相对于通过其他的点所定义的参考系统的位置，例如固定装置参考系统；或者视为相对于该参考系统的位置变化，其中，在本发明的实际转换中，不必这样定义参考系统，而且还可以将点之间彼此相对的位置直接用作例如位置向量的差来使用。

如果另一方面，虽然测量体测点3和固定装置测点6之间的相对位置在预先给定的容差范围内没有变化，但是测量体测点3的位置T_TCP，3偏离了在以前或初期的现场测量中确定的位置，则根据例如通过热或机械所引发的操纵器运动学的变化(例如碰撞)造成机器人肢体的变形，因为照相机12尽管在理论上处于相同的测量姿势但却处于相对于标记3的其他的位置上。可以相应地对运动学机器人模型的参数进行匹配，使得与事先确定的测量体测点3相对特定于操纵器的参考点TCP的位置T_TCP，3的差最小。换言之，可以对控制装置所基于的机器人模型进行调整，使得照相机12在由关节角所确定的、理论上相同的测量姿势中仍采取相同的相对于标记3的位置。同样，由标记3相对于照相机12的位置变化可以确定操纵器运动学的改变，并在机器人模型中加以考量。特别是借助于机器人模型能够在针对基座的参考系统中对所测量到的标记3的位置进行变换，并对该机器人模型的参数进行调整，从而再次得出在以前或初期的现场测量中所确定的位置：

改变T_R，TCP，使(T_TCP，3)_当前-(T_TCP，3)_参考→0或者

(T_TCP，3)_当前，T_R，TCP＝＞(T_R，3)_当前；

改变T_R，TCP，使(T_R，3)_当前-(T_R，3)_参考→0。

在这样的再校准中，优选还考虑固定装置测点6的位置。但是与设置在底板5上的标记6相比，粘贴在球体2上的标记3允许以机器人10的最不同的测量姿势来进行位置检测，以便尽可能准确地匹配尽可能多的模型参数。

通过对标记3相对于关于后向反射体7定义的测量装置参考系统M的测量，以及对校准点相对于针对操纵器的参考系统R的测量，还可以识别标记3在特定于操纵器的参考系统R中的绝对位置。

这使得前面所述的为了补偿温度漂移等而进行的再校准变得更加容易。因为根据已知的在特定于操纵器的参考系统R中标记3的位置，可以最佳地达到该位置。特别是在特定于操纵器的参考系统R中的轨迹规划中可以确定绕行点，以便无碰撞地达到以该位置为基础的测量姿势。因此，例如可以在球体上通过绕行点来确定辅助点，用以无碰撞地绕过测量体2，其中，将绕行点在径向上从球体向外与标记3相对地隔开。

另一方面还使绝对测量成为可能，以便在限定的工作空间中对高精度的机器人模型进行精确地校准。

为此，以如以上参考图1和图4所描述的、原则上相同的方式，在工作空间中设置4个测量装置1′(或1)，使它们构成一个空间(Volumen)，在该空间内高精度地校准机器人模型。下面将参考图3，只讨论与上面所描述的实施方式的不同之处。

可以看到，这种测量装置1′的测量体2′是立方体形的。在4个与杆4不连接的每一个侧面上都设置5个盲孔3′形式的测量体测点，这些测量体测点可以由照相机12检测，并通过图像识别和图像分析来确定它们的位置。可由激光追踪器检测、后向反射体形式的校准点在这种实施方式中设置在测量体2′直接邻近的周围，以便在确定几何特征3′的绝对位置时将测量误差降到最低。

如上所述，例如通过坐标测量机，提前对盲孔3′相对于关于校准点7定义的测量装置参考系统M′的位置T_M，3′进行精确地测量。根据利用激光追踪器测量到的、校准点7相对于特定于基座的参考系统R的位置，可以确定设置在机器人单元中的测量装置1′的盲孔3′在针对基座的参考系统R中的位置。

现在，利用照相机12确定所述的4个测量装置1′的测量体3′的位置，并根据高精度的机器人模型同样在特定于基座的参考系统中对该位置进行变换。根据利用激光追踪器所确定的测量装置参考系统M相对特定于操纵器的参考系统R的位置以及利用坐标测量机所确定的钻孔3′在测量装置参考系统M中的位置得到钻孔3′的一个位置，而根据利用照相机12确定的钻孔3′相对于照相机参考系统的位置以及利用机器人模型确定的钻孔3′在特定于基座的参考系统R中的位置也可得到钻孔3′的一个位置，基于这两个位置之间的偏差，就可以在由4个不在同一个平面中的测量体2′所形成的空间内精确地改变用于TCP的位置的高精度机器人模型的参数：

(T_M′，3′)，(T_R，M′)＝＞(T_R，3′)_当前

(T_TCP，3′)，(T_R，TCP)＝＞(T_R，3′)_模型

改变T_R，TCP，使(T_R，3′)_当前-(T_R，3)_模型→0

上面描述了几种优选的实施方式，其中根据本发明的几个方面可以相互结合。但是，每一个单独的方面也可以单独地实现。因此，例如可以在不校正测量装置参考系统M的情况下利用激光追踪器实现对温度漂移补偿的再校准，但是对该测量装置参考系统M相对于针对基座的系统R的位置的了解能够使达到测量姿势变得简单。同样，也可以利用根据图1的测量装置1实现绝对测量，以确定高精度机器人模型的参数。

附图标记列表

1，1′测量装置

2，2′测量体

3，3′测量体测点

4杆

5底板(固定装置)

6固定装置测点

7校准点(Einmesspunkt)

8凸起

10机器人

11机器人基座

12照相机(传感器)

20模板(n半个)

21用于标记测量体测点位置的孔

T_X，Y X系统和Y系统之间的位置

R特定于操纵器的参考系统

M，M′测量装置的参考系统

TCP工具中心点

Claims (24)

1.一种用于测量操纵器(10)的测量装置(1；1′)，该测量装置具有：测量体(2；2′)，该测量体具有至少一个特定于测量体的测点(3；3′)，用于确定相对于特定于操纵器的参考点(TCP)的位置(T_TCP，3；T_{TCP， 3′})；和与该测量体连接的固定装置(5)，用于在环境中的固定；其特征在于，至少一个与该测量装置连接的校准点(7；7′)，用于确定相对于环境的位置(T_R，M；T_R，M′)；和/或至少一个设置在所述固定装置上的测点(6)。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，测量体测点和/或固定装置测点具有可由传感器、特别是光学传感器采集的标记(3)和/或几何特征、特别是留空(3′)和/或凸起。

3.如权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，校准点具有特别是可调节的发送器、接收器和/或反射体(7；7′)，用于发送、接收或反射辐射，特别是电磁辐射。

4.如前面任一项权利要求所述的测量装置，其特征在于，在所述固定装置(5)或测量体(2′)上设置至少一个校准点(7；7′)。

5.如前面任一项权利要求所述的测量装置，其特征在于，设置在所述固定装置(5)上的校准点(7；7′)和/或所述固定装置中的固定装置测点(6)至少部分地下沉和/或由盖保护。

6.如前面任一项权利要求所述的测量装置，其特征在于，该测量装置具有至少3个，尤其是至少4个测量体测点(3；3′)、固定装置测点(6)和/或校准点(7；7′)。

7.如前面任一项权利要求所述的测量装置，其特征在于，所述测量体(2；2′)基本上是球状的或六面体状的，特别是立方体状的。

8.如前面任一项权利要求所述的测量装置，其特征在于，将所述测量体和用以连接所述固定装置(5)的、特别是杆状的连接件(4)彼此一体化地构成。

9.如前面任一项权利要求所述的测量装置，其特征在于，所述测量体(2；2′)和/或用以连接所述固定装置(5)的、特别是杆状的连接件(4)具有极小的受热变形。

10.一种生产装置，包括特别是根据前面任一项权利要求所述的、具有测量体(2)的测量装置(1)，所述测量体(2)具有至少一个特定于测量体的测点(3)，用于确定相对于特定于操纵器的参考点(TCP)的位置(T_{TCP， 3})，其特征在于，特别是多个部分的模板(20)，用以在所述测量装置的测量体上设置至少一个测量体测点(3)，该模板沿特定的方向设置在所述测量体上。

11.如权利要求10所述的生产装置，其特征在于，所述测量装置(1)和模板(20)其中的一个具有至少一个凸起和/或留空，而所述测量装置和模板(20)中的另一个具有至少一个、优选为互补的，留空和/或凸起，其中，为了确定方向，在限定的方向上使至少一个凸起嵌入到一个留空中。

12.一种制造测量装置的测量体的方法，特别是根据前面任一项权利要求、利用权利要求10或11所述的生产装置，该方法有以下步骤：

在限定的方向上将所述模板(20)设置在所述测量装置(1)的测量体(2)上；

在由所述模板(20)预先给定的位置(21)上，在所述测量体上设置至少一个测量体测点(3)。

13.一种用于测量操纵器(10)的测量系统，具有：至少一个如前面权利要求1到9中任一项所述的测量装置(1；1′)；尤其是特定于环境的传感器，用于确定所述测量装置的校准点相对于所述环境的位置；和/或特别是操纵器控制的传感器(12)，用于确定所述测量装置的固定装置测点(6)的位置。

14.如权利要求13所述的测量系统，其特征在于，该测量系统具有至少4个不共面的测量体(1′)。

15.一种使用如前面权利要求1到9中任一项所述的测量装置测量操纵器(10)的方法，，该方法具有以下步骤：

利用所述操纵器(10)达到至少一种测量姿势；以及

确定特定于操纵器的参考点(TCP)和测量体测点(3；3′)相对于彼此的位置(T_TCP，3；T_TCP，3′)。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，具有步骤：确定至少一个测量体测点(3)相对于关于校准点(7；7′)和/或固定装置测点(6)的、定义的测量装置参考系统(M)的位置(T_M，3；T_M，3′)。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于以下步骤：确定校准点(7；7′)和/或固定装置测点(6)相对于特定于操纵器的参考系统(R；TCP)、特别是相对于特定于操纵器的参考点(TCP)的位置。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，基于测量体测点(3；3′)相对于特定于操纵器的参考系统(TCP；R)或相对于测量装置参考系统(M)的位置，确定所述操纵器和/或所述测量装置(1；1′)的状态。

19.如前面权利要求15到18中任一项所述的方法，其特征在于以下步骤：确定所述校准点(7；7′)相对于环境的位置。

20.如前面权利要求15到19中任一项所述的方法，其特征在于，基于关于校准点(7；7′)和/或固定装置测点(6)定义的测量装置参考系统(M)来达到测量姿势。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，根据所述测量装置参考系统(M)预先给定绕行点，以便无碰撞地达到测量姿势。

22.一种用于操纵器(10)的控制装置，被设置用于执行如前面权利要求15到21中任一项所述的方法。

23.一种计算机程序，当该程序在如权利要求22所述的控制装置中运行时，执行如权利要求15到21中任一项所述的方法。

24.一种具有程序编码的计算机程序产品，该产品存储在机器可读的载体上并包括如权利要求23所述的计算机程序。

Images