CN103105186A - 自动更换测针系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动更换测针的方法。该方法包括步骤：从一个存储器中读取位于所述量测机台上的放针架的校正数据，并从该校正数据中获取该放针架的卡槽在量测机台的机械坐标系中的位置坐标；控制量测机台的机械手臂向上述位置坐标处移动，其中，所述测针位于该机械手臂的末端；及在机械手臂移动到上述位置坐标处时，控制机械手臂自动进行放针、取针的操作。本发明提供一种自动更换测针的系统。使用该系统及方法可以在产品的量测过程中自动换取不同的测针，以简化量测过程。

Description

自动更换测针系统及方法

技术领域

本发明涉及一种量测系统及方法，尤其是关于一种量测过程中自动更换测针的系统及方法。

背景技术

当前，对产品的检测大都是利用量测机台完成的。量测机台在对产品进行检测的过程中可能会使用测针量测产品的特殊部位，如凹槽等。测针有不同的形状，如球形测针、柱形测针等，相同形状的测针也分为不同的大小型号。在量测不同的产品或者某一产品的不同部位时通常需要更换不同型号甚至不同形状的测针。以往，测针的更换都是量测工程师手动执行的，如此不仅浪费人力，而且必然导致延长产品的量测时间。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提出一种自动更换测针系统及方法，其可以在产品的量测过程中自动换取不同的测针，以简化量测过程。

所述的自动更换测针系统应用于计算装置。该计算装置与量测机台相连。所述量测机台包括机械手臂及载物台。所述机械手臂的末端安装有测针。所述载物台上放置有放针架。该放针架包括多个卡槽。每个卡槽中放置不同的测针。该系统包括：校正数据获取模块，用于从所述计算装置的存储器中读取所述放针架的校正数据，并从该校正数据中获取用于放置当前需要放下或者取得的测针的卡槽在量测机台的机械坐标系中的位置坐标；第一控制模块，用于控制量测机台的机械手臂向上述位置坐标处移动；及第二控制模块，用于在机械手臂移动到上述位置坐标处时，控制机械手臂自动进行放针、取针的操作。

所述的自动更换测针方法运行于计算装置。该计算装置与量测机台相连。所述量测机台包括机械手臂及载物台。所述机械手臂的末端安装有测针。所述载物台上放置有放针架。该放针架包括多个卡槽。每个卡槽中放置不同的测针。该方法包括：从所述计算装置的存储器中读取所述放针架的校正数据，并从该校正数据中获取用于放置当前需要放下或者取得的测针的卡槽在量测机台的机械坐标系中的位置坐标；：控制量测机台的机械手臂向上述位置坐标处移动；及在机械手臂移动到上述位置坐标处时，控制机械手臂自动进行放针、取针的操作。

相较于现有技术，本发明所提供的自动更换测针系统及方法在进行产品量测的过程中，可以快速、准确地换取所需要的不同型号、不同形状的测针，从而简化了量测过程，减轻了量测工程师的工作量。

附图说明

图1是本发明自动更换测针系统较佳实施例的应用环境图。

图2是本发明自动更换测针系统较佳实施例的功能模块图。

图3是本发明自动更换测针方法较佳实施例的方法流程图。

图4是图3中步骤S11的细化流程图。

主要元件符号说明

计算设备	1
		自动更换测针系统	10
存储器	11
		处理器	12
量测机台	2
		机械手臂	20
测针	21
		X轴光学尺	22
Y轴光学尺	23
		Z轴光学尺	24
载物台	25

放针架	3
		卡槽	30
判断模块	100
		校正数据创建模块	101
校正数据获取模块	102
		第一控制模块	103
检测模块	104
		第二控制模块	105

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明自动更换测针系统较佳实施例的应用环境图。该自动更换测针系统10应用于计算设备1中，如计算机、服务器等。该计算设备1还包括存储器11及处理器12。

计算设备1与一台量测机台2通讯连接。该量测机台2包括机械手臂20及测针21。所述测针21安装于机械手臂20的末端，因此，可以通过机械手臂20移动到量测机台2的任意位置。所述量测机台2还包括X轴光学尺22、Y轴光学尺23及Z轴光学尺24，分别用于获取量测机台2的机械坐标系(如图1的X YZ坐标系)中任意点的X轴坐标值、Y轴坐标值及Z轴坐标值。所述量测机台2还包括载物台25。放针架3放置于载物台25上，包括多个卡槽30。其中，每个卡槽30中放置有一个测针，不同的卡槽30放置不同形状、不同型号的测针。

所述自动更换测针系统10用于计算出放针架3的校正数据，根据该校正数据控制机械手臂20移动到放针架3的位置处，以实现自动对测针21进行放针、取针等的操作。

存储器11用于储存所述放针架3的校正数据以及所述自动更换测针系统10的程序化代码。该存储器11可以为智能媒体卡(smart media card)、安全数字卡(secure digital card)、快闪存储器卡(flash card)等储存设备。

处理器12用于执行所述自动更换测针系统10的程序化代码，提供自动更换测针系统10的各功能(详见图3中描述)。

参阅图2所示，是本发明自动更换测针系统10较佳实施例的功能模块图。该自动更换测针系统10包括判断模块100、校正数据创建模块101、校正数据获取模块102、第一控制模块103、检测模块104、及第二控制模块105。以下结合图3和图4说明模块100～105的功能。

参阅图3所示，是本发明自动更换测针方法较佳实施例的方法流程图。根据不同的需求，该图3所示流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。

步骤S10，判断模块100判断存储器11中是否存在放针架3的校正数据。本实施例中，所述放针架3的校正数据可以放在存储器11的一个特定位置或者以一个特定名称的文件存储于存储器11的任何位置。所述判断模块100根据存储器11的上述特定位置是否有数据，或者该存储器11中是否有特定名称的文件判断存储器11中是否存在放针架3的校正数据。

当然，判断模块100也可以根据其他方法判断存储器11中是否存在放针架3的校正数据，这里不一一介绍。若存储器11中不存在放针架3的校正数据，则流程进入步骤S11。否则，若存储器11中存在放针架3的校正数据，则流程直接进入步骤S12。所述校正数据包括，但不限于，放针架3的每个卡槽30在量测机台2的机械坐标系中的位置坐标等。

在步骤S11中，校正数据创建模块101创建放针架的校正数据，并将该校正数据存储于存储器11中。如上所述，该校正数据创建模块101可以将校正数据存储在存储器11的一个特定位置或者以一个特定名称的文件存储在存储器11的任何位置。步骤S11，即如何创建放针架3的校正数据在下述对图4的描述中介绍。

在步骤S12中，校正数据获取模块102从存储器11中读取放针架3的校正数据。

步骤S13，校正数据获取模块102从上述校正数据中获取用于放置当前需要放下或者取得的测针21的卡槽30在量测机台2的机械坐标系中的位置坐标。

步骤S14，第一控制模块103控制机械手臂20向上述位置坐标处移动，以使测针21达到上述卡槽30处。

步骤S15，检测模块104实时判断机械手臂20在移动过程中测针21是否有发生碰撞。所述碰撞是指测针21与除了上述位置坐标所指示位置之外的其他位置发生接触。当测针21发生碰撞时，该测针21会发出一个信号，检测模块104根据测针21发出的信号判断机械手臂20在移动过程中测针21有发生碰撞。若有发生碰撞，则流程执行步骤S16。否则，若没有碰撞发生，则流程执行步骤S17。

在步骤S16中，第一控制模块103控制上述机械手臂20停止移动。至此，流程结束。

在步骤S17中，第二控制模块105在机械手臂20移动到上述位置坐标处时，控制机械手臂20自动进行放针、取针的操作，以放下或者更换成其他类型、其他尺寸的测针21。

参阅图4所示，是图3中步骤S11，即如何创建放针架3的校正数据的细化流程图。根据不同的需求，图4所示流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。

步骤S110，校正数据创建模块101接收用户操控机械手臂20，利用测针21在放针架3上任意选取的一个点、一条线及一个面。所述线是通过在放针架3上选择两个点生成，所述面是通过在放针架3上选择三个或者以上点生成。

步骤S111，校正数据创建模块101利用X轴光学尺22，Y轴光学尺23及Z轴光学尺24获取上述点、线、面在量测机台2的机械坐标系中的第一位置坐标。点的位置坐标是指该点的坐标；线的坐标是指生成该条线的两个点的坐标；及面的坐标是指生成该面的三个或者以上点的坐标。

步骤S112，校正数据创建模块101判断上述点、线及面是否能够构建成一个坐标系。例如，当上述线在面的投影为一个点时，该点、线及面不能够成一个坐标系。若不能构建一个坐标系，则步骤S113，校正数据创建模块101通知用户重新选取点、线及面，并返回步骤S110。否则，若能够构建坐标系，则流程执行步骤S114。

在步骤S114中，校正数据创建模块101利用上述点、线及面在机械坐标系中的第一位置坐标构建一个第一坐标系，该校正数据创建模块101利用上述点构建第一坐标系的原点，利用上述线构建第一坐标系的X轴及利用上述面构建第一坐标系的XY平面。

步骤S115，校正数据创建模块101根据机械坐标系与该第一坐标系之间的转换关系，换算出上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标。

步骤S116，校正数据创建模块101根据上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标，自动操作机械手臂20分别移动到上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标处，以利用测针21在放针架3上定位上述点、线及面。

步骤S117，校正数据创建模块101利用X轴光学尺22，Y轴光学尺23及Z轴光学尺24获取该点、线、面在机械坐标系中的第三位置坐标，并根据机械坐标系与第一坐标系之间的转换关系换算出该点、线、面在第一坐标系中的第四位置坐标。

步骤S118，校正数据创建模块101利用上述点、线及面在第一坐标系中的第四位置坐标构建一个第二坐标系。同理，该校正数据创建模块101利用上述点构建第二坐标系的原点，利用上述线构建第二坐标系的X轴及利用上述面构建第二坐标系的X Y平面。

步骤S119，校正数据创建模块101根据放针架3上的尺寸数据计算出放针架3上的各个卡槽30在第二坐标系中的位置坐标。

步骤S120，校正数据创建模块101根据机械坐标系与第二坐标系之间的转换关系，将各个卡槽30在第二坐标系中的位置坐标转换成在机械坐标系中的位置坐标，从而得到放针架3的校正数据。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动更换测针系统，应用于计算装置，该计算装置与量测机台相连，所述量测机台包括机械手臂及载物台，所述机械手臂的末端安装有测针，所述载物台上放置有放针架，该放针架包括多个卡槽，每个卡槽中放置不同的测针，其特征在于，该系统包括：

校正数据获取模块，用于从所述计算装置的存储器中读取所述放针架的校正数据，并从该校正数据中获取用于放置当前需要放下或者取得的测针的卡槽在量测机台的机械坐标系中的位置坐标；

第一控制模块，用于控制量测机台的机械手臂向上述位置坐标处移动；及

第二控制模块，用于在机械手臂移动到上述位置坐标处时，控制机械手臂自动进行放针、取针的操作。

2.如权利要求1所述的自动更换测针系统，其特征在于，该系统还包括：

检测模块，用于判断机械手臂在移动过程中测针是否有发生碰撞；及

所述第一控制模块还用于在测针有发生碰撞时，控制上述机械手停止移动。

3.如权利要求1所述的自动更换测针系统，其特征在于，所述校正数据存储在存储器的一个特定位置，或者以一个特定名称的文件存储在存储器的任何位置。

4.如权利要求3所述的自动更换测针系统，其特征在于，该系统还包括：

判断模块，用于判断存储器中是否存在放针架的校正数据；及

校正数据创建模块，用于当存储器中不存在放针架的校正数据时，创建该放针架的校正数据，并将该校正数据存储于上述存储器中。

5.如权利要求4所述的自动更换测针系统，其特征在于，所述创建放针架的校正数据的流程如下：

接收用户在放针架上任意选取的一个点、一条线及一个面；

利用量测机台的X轴光学尺、Y轴光学尺及Z轴光学尺获取上述点、线、面在量测机台的机械坐标系中的第一位置坐标；

当上述点、线及面不能构建成一个坐标系时，通知用户重新选取点、线及面；

当上述点、线及面能构建成一个坐标系时，利用上述点、线及面在机械坐标系中的第一位置坐标构建一个第一坐标系；

根据机械坐标系与该第一坐标系之间的转换关系，换算出上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标；

根据上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标，自动操作机械手臂分别移动到上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标处，以利用测针在放针架上定位上述点、线及面；

利用X轴光学尺、Y轴光学尺及Z轴光学尺获取该点、线、面在机械坐标系中的第三位置坐标，并根据机械坐标系与第一坐标系之间的转换关系换算出该点、线、面在第一坐标系中的第四位置坐标；

利用上述点、线及面在第一坐标系中的第四位置坐标构建一个第二坐标系；

根据放针架上的尺寸数据计算出放针架上的各个卡槽在第二坐标系中的位置坐标；及

根据机械坐标系与第二坐标系之间的转换关系，将各个卡槽在第二坐标系中的位置坐标转换成在机械坐标系中的位置坐标，从而得到放针架的校正数据。

6.一种自动更换测针方法，运行于计算装置，该计算装置与量测机台相连，所述量测机台包括机械手臂及载物台，所述机械手臂的末端安装有测针，所述载物台上放置有放针架，该放针架包括多个卡槽，每个卡槽中放置不同的测针，其特征在于，该方法包括：

校正数据获取步骤：从所述计算装置的存储器中读取所述放针架的校正数据，并从该校正数据中获取用于放置当前需要放下或者取得的测针的卡槽在量测机台的机械坐标系中的位置坐标；

第一控制步骤：控制量测机台的机械手臂向上述位置坐标处移动；及

第二控制步骤：在机械手臂移动到上述位置坐标处时，控制机械手臂自动进行放针、取针的操作。

7.如权利要求6所述的自动更换测针方法，其特征在于，在第一控制步骤之后，该方法还包括：

检测步骤：判断机械手臂在移动过程中测针是否有发生碰撞；及

第三控制步骤：在测针有发生碰撞时，控制上述机械手停止移动。

8.如权利要求6所述的自动更换测针方法，其特征在于，所述校正数据存储在存储器的一个特定位置，或者以一个特定名称的文件存储在存储器的任何位置。

9.如权利要求8所述的自动更换测针方法，其特征在于，在校正数据获取步骤之前，该方法还包括：

判断步骤：判断存储器中是否存在放针架的校正数据；及

校正数据创建步骤：当存储器中不存在放针架的校正数据时，创建该放针架的校正数据，并将该校正数据存储于上述存储器中。

10.如权利要求9所述的自动更换测针方法，其特征在于，所述校正数据创建步骤包括：

接收用户在放针架上任意选取的一个点、一条线及一个面；

利用量测机台的X轴光学尺、Y轴光学尺及Z轴光学尺获取上述点、线、面在量测机台的机械坐标系中的第一位置坐标；

当上述点、线及面不能构建成一个坐标系时，通知用户重新选取点、线及面；

当上述点、线及面能构建成一个坐标系时，利用上述点、线及面在机械坐标系中的第一位置坐标构建一个第一坐标系；

根据机械坐标系与该第一坐标系之间的转换关系，换算出上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标；

根据上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标，自动操作机械手臂分别移动到上述点、线及面在第一坐标系中的第二位置坐标处，以利用测针在放针架上定位上述点、线及面；

利用X轴光学尺，Y轴光学尺及Z轴光学尺获取该点、线、面在机械坐标系中的第三位置坐标，并根据机械坐标系与第一坐标系之间的转换关系换算出该点、线、面在第一坐标系中的第四位置坐标；

利用上述点、线及面在第一坐标系中的第四位置坐标构建一个第二坐标系；

根据放针架上的尺寸数据计算出放针架上的各个卡槽在第二坐标系中的位置坐标；及

根据机械坐标系与第二坐标系之间的转换关系，将各个卡槽在第二坐标系中的位置坐标转换成在机械坐标系中的位置坐标，从而得到放针架的校正数据。

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