CN110307813B - 一种全自动接触式测量设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动接触式测量设备与方法，包括测试台架、纵向滑动设置在测试台架上并可固定放置被测工件的纵向滑台、以及悬于测试台架上方的横梁，在横梁上设有可沿其横向来回移动的至少一个测量臂。与现有技术相比，本发明专门针对表面存在气孔和毛刺的大尺寸工件的几何尺寸进行快速、高精度测量的装置，运用接触式位移传感器测量工件的尺寸，避免了现有的测量方法的弊端，使得测量装置能够避免工件表面气孔和毛刺对精度的影响，使大尺寸工件的测量更加高效、精确，并能够适应较为复杂的工件外形，可以测量厚度、垂直度、平行度、平面度等多种尺寸，同时测量设备的成本更低、维护和校准更加简便。

Description

一种全自动接触式测量设备与方法

技术领域

本发明属于零件表面尺寸测量技术领域，涉及一种全自动接触式测量设备与方法。

背景技术

对大尺寸表面粗糙的多孔材料工件进行多点长度、宽度、高度等尺寸的测量通常难以保证精度和效率。此类工件在实际生产中，大多采用人工测量的方法，缺点是人为测量误差大，测量效率低下，劳动强度大，一般只能能实现抽检，存在品质失控的风险。另外传统的三坐标测量设备通过记录传感器与工件触碰的位置获知工件的尺寸，这要求设备本身必须保证在各个测量位置具备较高的尺寸精度，使得传统的针对大尺寸工件的大型三坐标测量设备价格昂贵，使用、维护的成本也比较高；此外传统的三坐标测量设备难以实现对工件底部的测量，只能通过测量工件上表面的高度推测工件的厚度，而无法获得工件的准确厚度。

中国专利CN108592816A揭示了一种通过光学三角测量法测量大尺寸工件尺寸的方案。该方案通过对工件扫描实现快速检测。但是该方案存在以下缺陷：

1、工件表面通常存在气孔和毛刺，对光学测量结果造成了干扰；

2、该方案只能扫描工件的上表面，对侧面和底面无法实现测量，因而无法完整反映出工件的几何尺寸。此外，如果上表面边缘存在缺陷也会对光学测量结果造成干扰。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全自动接触式测量设备与方法。专门针对表面存在气孔和毛刺的大尺寸工件的几何尺寸进行快速、高精度测量的装置，运用接触式位移传感器测量工件的尺寸，避免了现有的测量方法的弊端，使得测量装置能够避免工件表面气孔和毛刺对精度的影响，使大尺寸工件的测量更加高效、精确，并能够适应较为复杂的工件外形，同时测量设备的成本更低、维护和校准更加简便。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一在于提出了一种全自动接触式测量设备，包括测试台架、纵向滑动设置在测试台架上并可固定放置被测工件的纵向滑台、以及悬于测试台架上方的横梁，在横梁上设有可沿其横向来回移动的至少一个测量臂，

所述测量臂包括可在横梁上沿横向来回移动的上横移底座、安装在上横移底座上的升降杆、以及安装在升降杆底端的双摆测量模组，所述双摆测量模组包括安装在升降杆底部并具有水平横向和水平纵向两个方向的摆动自由度的双摆组件，以及布置在双摆组件上的一个多向接触式位移传感器，即具有沿水平方向和垂直向下多个测量方向的多向接触式位移传感器；

所述测试台架上在纵向滑台下方位置还设置有可沿横向来回移动的顶升测量部，所述顶升测量部包括可沿测试台架横向来回移动的顶升底座、设置在顶升底座上的升降板，以及安装在升降板上并高于其顶端的一个接触式位移传感器，即测量方向垂直向上的Z+接触式位移传感器。

进一步的，，测量臂在横梁上设有镜像布置的两组，采用两个测量臂同时测量可以提升设备的效率，此时，每个测量臂上均可省略掉一个X向接触式位移传感器。

进一步的，横梁可以与竖直立在测试台架两侧的左立柱和右立柱一起组成龙门架，在横梁上还设有沿横向布置的两条平行直线导轨，上横移底座即可以通过此两条直线导轨可移动布置在横梁上。上横移底座在横梁上的移动范围不小于被测工件长度方面的有效测量行程。

更进一步的，上横移底座上可以设置横移驱动组件，其可以包括伺服电机、减速机与齿轮等结构，横向布置的两条直线导轨上同样可以布置与齿轮啮合的齿条。同样的，升降杆上也可以设置升降齿条，上横移底座上设置有升降驱动组件(可由伺服电机、减速机与齿轮等组成)，通过升降驱动组件与升降齿条的啮合，使得升降杆与上横移底座可升降移动连接。

进一步的，所述双摆组件包括安装在升降杆底部位置并可在水平面内来回旋转的旋转单元，以及设置在旋转单元上并可在竖直平面内来回摆动的摆动单元，在摆动单元上设置有所述多向接触式位移传感器；

所述摆动单元的摆动角度满足：其可携带多向接触式位移传感器在与一个水平方向呈0-180°范围内摆动；

所述旋转单元的旋转范围满足：其可使得多向接触式位移传感器的测量方向在横向与纵向之间切换。

更进一步的，双摆组件可以通过法兰底座安装在升降杆上。同时，旋转单元的结构可以设置成旋转底座与旋转电机的组合，旋转底座可旋转连接设置在法兰底座上，并与法兰底座上的旋转电机通过轴连接或齿轮齿条等连接方式传动连接，摆动单元通过可由摆动电机等结构组成，摆动电机固定设置在旋转底座上，并和与旋转底座垂直旋转连接的传感器安装支架设置同样通过轴、或齿轮齿条等方式传动连接，多向接触式位移传感器再设置在传感器安装支架上。传感器安装支架可以采用细长的悬伸结构，此种细长结构使可以避免在测量工件内凹的测量面时测量设备与工件干涉碰撞。

进一步的，顶升底座上设有升降导轨，升降板可通过与升降导轨配合实现升降功能，然后在顶升底座上可以布置与升降板连接的顶升气缸，顶升气缸可以通过如气缸安装座设置在顶升底座上。

进一步的，所述接触式位移传感器包括传感器本体和沿在对应测量方向上弹性伸缩的触头。

更进一步的，所述触头与被测工件测量面的最大接触宽度不小于被测工件表面气孔的直径。优选的，接触宽度不小于4mm。接触式位移传感器的触头端部较宽可以避免工件表面的气孔影响测量精度。

优选地，使得所述接触式位移传感器的触头在材料表面所产生的压强不小于0.07兆帕，用以克服材料表面毛刺的屈服力，这样可以避免工件表面的毛刺影响检测精度。

更进一步的，所述触头的端部还设有接触滚轮，且同一测量方向上的不同接触式位移传感器的接触滚轮的中心轴的方向一致。接触式位移传感器的触头设置为圆柱形滚轮可以允许接触式位移传感器与工件存在相对滑动，可以避免接触式位移传感器与工件因为意外滑动造成损坏，并且可以在检测过程中，当接触式位移传感器与被测工件表面接触式能够在一定距离内移动，实现连续测量，提高检测效率和精度，此外通过滚轮的滚动可以抚平工件表面的毛刺，进一步提升测量的精度。

进一步的，所述接触式位移传感器分别通过传感器防撞块安装在双摆组件或升降板上，所述传感器防撞块通过磁性器件(优选柱状磁铁等)磁性安装在双摆组件或升降板上，且所述传感器防撞块距离对应接触式位移传感器的顶端的距离不大于该接触式位移传感器的最大许可压缩量。

更进一步的，顶升测量部与中部横向支架之间通过第二横移导轨组可移动连接，顶升测量部可以横向位置调整可以沿横向实现多个位置厚度尺寸的测量，可以用更少的位移传感器实现更多测量点的测量。优选的，中部横向支架与顶升测量部之间的横向移动通过第二横移齿条和与其啮合的横移驱动组件实现，横移驱动组件可以包括横移齿轮、横移驱动电机等结构，通过电机驱动定位顶升测量部的横向位置，可以用更少的位移传感器实现更多测量点的测量，同时使厚度尺寸的测量点更加灵活和自动化，避免人工调整。

进一步的，所述测试台架在纵向滑台行程的中间位置设有中部横向支架，在中部横向支架上设有三个所述顶升测量部，其中两个顶升测量部分别位于纵向滑台行程两侧，另一个顶升测量部位于纵向滑台行程下方。

进一步的，纵向滑台包括支撑本体，其可采用中间镂空的框架结构，镂空的十字框架结构使所述装置在测量工件侧面贴近于底面的测量点时，可以避免Z-接触式位移传感器与纵向滑台的台面发生干涉。

进一步的，所述纵向滑台上沿纵向相对设置有纵向定位板与纵向定位气缸，在纵向定位板与纵向定位气缸上接触被测工件的一侧加工有纵向定位面。

进一步的，所述测试台架在纵向滑台行程的前端位置设有前部横向支架，在前部横向支架上固定设有分别位于纵向滑台两侧的两块间距不超过被测工件横向长度的辅助定位板，所述辅助定位板朝向被测工件的一侧加工有辅助定位面，且当纵向滑台移动至测试台架前端时，辅助定位板的辅助定位面与纵向定位板的纵向定位面共面对齐。

本发明的技术方案之二在于提出了一种全自动接触式测量方法，其采用所述的全自动接触式测量设备实施，该测量方法分为厚度测量、长度测量与宽度测量三种模式，其中，

厚度测量步骤具体为：

(1-1)使测量臂返回安全位置(X₀,Y₀,Z₀)，并使顶升测量部下降到底后，将已知尺寸的标准工件放置于测量装置纵向滑台上的第一厚度测量位置处，该工件在第一测量位置(X_T,Y_T)的厚度尺寸已知为T₀；

(1-2)移动测量臂与纵向滑台，并通过调节双摆组件使多向接触式位移传感器的测量方向垂直向下，使多向接触式位移传感器的触头处于设定的第一测量位置(X_T,Y_T,Z_T)的正上方的准备位置，即(X_T,Y_T,Z_T+S)，此时多向接触式位移传感器的触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(1-3)测量臂垂直下降距离S+P，使多向接触式位移传感器的触头接触标准工件上表面并被压缩，记录此时多向接触式位移传感器(311)的被压缩行程为P₁，同时顶起Z+接触式位移传感器，使Z+接触式位移传感器接触工件下表面并被压缩，记录此时Z+接触式位移传感器的被压缩行程为P₂；

(1-4)测量臂抬升，同时顶升测量部下降到底，使多向接触式位移传感器的触头与Z+接触式位移传感器的触头脱离标准工件表面；

(1-5)重复以上步骤(1-1)至步骤(1-4)，记录在其它测量位置时标准工件的厚度尺寸以及对应的多向接触式位移传感器和Z+接触式位移传感器的被压缩行程数据；

(1-6)以被测工件替代标准工件，并按照步骤(1-1)～步骤(1-4)的方式，得到第一厚度测量位置处的多向接触式位移传感器与Z+接触式位移传感器的被压缩行程P₁`、P<sub>2</sub>`，即根据公式计算得到被测工件在第一厚度测量位置处上下两个测量面之间的厚度T＝T₀+(P₁`-P<sub>1</sub>)+(P<sub>2</sub>`-P₂)；

(1-7)重复步骤(1-6)，记录其余测量位置被测工件的多向接触式位移传感器与Z+接触式位移传感器的被压缩行程，即得到被测工件其余测量位置对应厚度；

长度或宽度测量步骤具体为：

(2-1)使测量臂返回安全位置(X₀,Y₀,Z₀)，并使顶升测量部下降到底后，将已知尺寸的标准工件放置于测量装置纵向滑台上的第一测量位置处，标记第一测量位置处分别位于标准工件上沿长度或宽度方向的两侧面的两个法向量相对并重合的测量点K点和F点，

不沿垂直方向，则标准工件在K点和F点之间的尺寸已知为L₀；

(2-2)调节双摆组件使得多向接触式位移传感器的测量方向指向

同时移动测量臂与纵向滑台，使多向接触式位移传感器触头(316)处于设定的测量点F一侧的准备位置，即

此时多向接触式位移传感器的触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(2-3)使测量臂沿

方向移动距离S+P，使多向接触式位移传感器触头接触标准工件被测位置表面并压缩，记录此时多向接触式位移传感器的被压缩行程为P₁；

(2-4)测量臂沿

方向移动，使多向接触式位移传感器的触头脱离标准工件表面；

(2-5)调节双摆组件使多向接触式位移传感器的测量方向指向

同时移动一测量臂与纵向滑台，使多向接触式位移传感器触头处于设定的测量点K一侧的准备位置，即

此时多向接触式位移传感器触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(2-6)测量臂沿

方向移动距离S+P，使多向接触式位移传感器的触头接触标准工件被测位置表面并压缩，记录此时多向接触式位移传感器的被压缩行程为P₂；

(2-7)测量臂沿

方向移动，使多向接触式位移传感器触头脱离标准工件表面；

(2-8)重复以上步骤(2-1)至步骤(2-7)，记录在其它测量位置时标准工件的长度尺寸，以及多向接触式位移传感器在对应的两个测量点的被压缩行程数据；

(2-9)以被测工件替代标准工件，并按照步骤(2-1)～步骤(2-7)，得到第一测量位置时多向接触式位移传感器分别在两个测量点F点与K点的被压缩行程P₁`和P<sub>2</sub>`，即得到被测工件在第一测量位置对应两个测量点之间的长度尺寸L＝L₀+(P₁`-P<sub>1</sub>)+(P<sub>2</sub>`-P₂)；

(2-10)重复上述步骤(2-9)，即测量被测工件其余长度测量位置的长度或宽度尺寸值。

进一步的，可以由两个测量臂分别同步测量某一测量位置处的左右两个不同的测量点，这样可以提升设备的效率。

进一步的，厚度、宽度与长度测量过程中，距离P等于对应接触式位移传感器有效测量行程的二分之一。这一步骤的目的是使测量设备最大可能地容许工件的摆放位置的偏差，即工件摆放位置偏差最大可以达到传感器有效压缩行程的二分之。

进一步的，距离S的值大于距离P的值，此外，测量前，当接触式位移传感器处于准备位置，即距离标准工件或被测工件表面距离为S时，移动接触式位移传感器接近标准工件或被测工件至距离为P，移动过程中，若检测接触式位移传感器的压缩量大于0，则立即停止移动并退出后续检测步骤，同时，提示标准工件或被测工件摆放位置偏差过大。这一步骤的目的是在测量时避免因为工件摆放偏差导致设备与被检测工件碰撞而造成损伤的可能，最大容许的偏差安全范围即±P。

进一步的，在测量

方向的尺寸前还包括首先测量坐标位置

处的厚度尺寸的步骤，并且如果这些位置工件的厚度测量过程中双摆测量模组上的多向接触式位移传感器检测到压缩量大于0时立即停止移动并退出后续步骤，同时提示工件摆放位置偏差过大；这一步骤的目的是在测量时避免因为工件摆放偏差导致设备与被检测工件碰撞而造成损伤的可能。

进一步的，在厚度尺寸标定和测量之后，还包括使全自动接触式测量机的纵向滑台沿Y方向移动或使全自动接触式测量机的测量臂沿X方向移动，使接触式位移传感器的触头贴着被测工件表面沿触头上滚轮的滚动方向移动到下一测量点，并记录测量数据的步骤；

在长度尺寸标定和测量之后，还包括使全自动接触式测量机的纵向滑台沿Y方向移动或使全自动接触式测量机的测量臂沿Z方向移动，使接触式位移传感器的触头贴着被测工件表面沿触头上滚轮的滚动方向移动到下一测量点，并记录测量数据的步骤；

在宽度尺寸标定和测量之后，还包括使全自动接触式测量机的测量臂沿X方向或Z方向移动，使接触式位移传感器的触头贴着被测工件表面沿触头上滚轮的滚动方向移动到下一测量点，并记录测量数据的步骤。

这一步骤的目的一方面可以快速获得多个测量点的数据，节约测量时间，提升测量效率；另一方面，通过滚轮的滚动可以抚平工件表面的毛刺，进一步提升测量的精度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)相比传统的三坐标测量机，本发明采用高精度接触式位移传感器测量工件，通过比较参考工件和实际工件的测量值获得工件的尺寸，初始标定位置与测量位置是同一位置，测量精度取决于设备的重复定位精度和传感器的测量精度，而与设备本身的直线度和线性度等因素无关，在实现较高测量精度的同时降低了对设备本身的精度要求，因而设备成本更低，维护和校准更加简便。

(2)本发明装置的测量臂上采用了双摆机构，仅使用一个接触式位移传感器就能够实现多个方向上尺寸的测量，并使测量更加灵活。

(3)本发明运用接触式测量法，并且接触式位移传感器端部与被测量面的接触宽度大于工件表面气孔的直径，接触式位移传感器探针的顶出力能够克服工件表面毛刺的屈服力，避免了工件表面的气孔和毛刺对测量结果的干扰，相比采用光学测量方法能够有效提高测量精度。

(4)本发明对工件的摆放位置要求不高，只要工件摆放的偏移量小于位移传感器测量行程的一半就能够实现测量，如果工件摆放的偏移量超过限制，能够在测量步骤中通过位移传感器智能地探查到并报警，有效避免了测量过程中碰撞和损伤昂贵的传感器。同时，通过纵向滑台上的定位气缸、定位板以及辅助定位板能够对工件进行夹紧定位，进一步避免了工件的摆放位置偏差的影响，使设备能够自动可靠地执行测量动作。

(5)本发明可以一次性对工件多部位的进行尺寸测量，通过两个测量臂可以对工件两侧的测量面同时测量，通过三个底部顶升测量部可以同时对工件三个位置的厚度进行测量，提升了测量的效率，同时使对工件表面的平行度或平面度的测量提供了可能。

(6)本发明装置设置有磁吸式接触式位移传感器防撞块，能够有效避免测量过程中碰撞和损伤昂贵的传感器，降低了设备维护的成本。

(7)本发明的横向滑台采用十字镂空的框架结构，接触式位移传感器在测量工件侧面较低的测量点时有效避免双摆测量模组与台面发生干涉；同时底部顶升测量部能够从镂空处顶出测量工件的底面，此外，细长的传感器安装支架进一步增强了接触式位移传感器测量工件复杂表面的能力，减少了干涉区域，增加了设备可测量尺寸的范围。此外这种框架形式也便于人工上下料操作，以及方便人工在设备上对工件尺寸进行复核测量。

(8)本发明采用了横梁固定，纵向滑台可移动，而底部顶升测量部沿纵向位置固定的结构，上下测量单元可以同时测量工件的上下表面，以较为简洁的结构实现了测量工件厚度尺寸的功能，设备成本得到了有效控制。

附图说明

图1为全自动接触式测量设备的结构示意图；

图2为测试台架部分的结构示意图；

图3为顶升测量部的结构示意图；

图4为测量臂的结构示意图；

图5为双摆测量模组部分的示意图；

图6为纵向滑台的结构示意图；

图7为被测工件的测量面与测量点的示意图；

图中标记说明：

101为右立柱，102为左立柱，103为横梁，104为第一横移导轨组，105-第一横移齿条；

201为第一测量臂，202第二测量臂，203为上横移底座，204为升降驱动组件，205为横移驱动组件；

300为升降杆，301为传感器安装支架，302为传感器防撞块，303为多向接触式位移传感器，304为滚轮，305为柱状磁铁，306为升降齿条，307为摆动电机，308为旋转底座，309为旋转电机，310为法兰底座，311为双摆测量模组；

400为纵向滑台，401为纵向定位板，402为纵向定位气缸，403为支撑本体；

501为第一顶升测量部，502为第二顶升测量部，503为第三顶升测量部，504为顶升底座，505为升降导轨，506为气缸安装座，507为顶升气缸，508为升降板，509为Z+接触式位移传感器；

600为测试台架，601为前部横向支架，602为中部横向支架，603为滑台导轨组，604为滑台齿条，605为第二横移导轨组，606为第二横移齿条，607为辅助定位板；

700为被测工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明的技术方案之一在于提出了一种全自动接触式测量设备，请参见图1和图3等所示，包括测试台架600、纵向滑动设置在测试台架600上并可固定放置被测工件700的纵向滑台400、以及悬于测试台架600上方的横梁103，在横梁103上设有可沿其横向来回移动的至少一个测量臂，

所述测量臂包括可在横梁103上沿横向来回移动的上横移底座203、安装在上横移底座203上的升降杆300、以及安装在升降杆300底端的双摆测量模组311，所述双摆测量模组311包括安装在升降杆300底部并具有水平横向和水平纵向两个方向的摆动自由度的双摆组件，以及布置在双摆组件上的一个多向接触式位移传感器303，即具有沿水平方向和垂直向下多个测量方向的多向接触式位移传感器303；

所述测试台架600上在纵向滑台400下方位置还设置有可沿横向来回移动的顶升测量部，所述顶升测量部包括可沿测试台架600横向来回移动的顶升底座504、设置在顶升底座504上的升降板508，以及安装在升降板508上并高于其顶端的一个接触式位移传感器，即测量方向垂直向上的Z+接触式位移传感器509。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，测量臂在横梁103上设有镜像布置的两组，采用两个测量臂同时测量可以提升设备的效率，此时，每个测量臂上均可省略掉一个X向接触式位移传感器。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，横梁103可以与竖直立在测试台架600两侧的左立柱102和右立柱101一起组成龙门架，在横梁103上还设有沿横向布置的两条平行直线导轨，上横移底座203即可以通过此两条直线导轨可移动布置在横梁103上。上横移底座203在横梁103上的移动范围不小于被测工件700长度方面的有效测量行程。

更具体的实施方式中，上横移底座203上可以设置横移驱动组件205，其可以包括伺服电机、减速机与齿轮等结构，横向布置的两条直线导轨(即第一横移导轨组104)上同样可以布置与齿轮啮合的第一横移齿条105。同样的，升降杆300上也可以设置升降齿条306，上横移底座203上设置有升降驱动组件204(可由伺服电机、减速机与齿轮等组成)，通过升降驱动组件204与升降齿条306的啮合，使得升降杆300与上横移底座203可升降移动连接。

在本发明的一种具体的实施方式中，请参见图4和图5所示，所述双摆组件包括安装在升降杆300底部位置并可在水平面内来回旋转的旋转单元，以及设置在旋转单元上并可在竖直平面内来回摆动的摆动单元，在摆动单元上设置有所述多向接触式位移传感器303；

所述摆动单元的摆动角度满足：其可携带多向接触式位移传感器303在与一个水平方向呈0-180°范围内摆动；

所述旋转单元的旋转范围满足：其可使得多向接触式位移传感器303的测量方向在横向与纵向之间切换。

更进一步的，请再参见图4和图5所示，双摆组件可以通过法兰底座310安装在升降杆300上。同时，旋转单元的结构可以设置成旋转底座308与旋转电机309的组合，旋转底座308可旋转连接设置在法兰底座310上，并与法兰底座310上的旋转电机309通过轴连接或齿轮齿条等连接方式传动连接，摆动单元通过可由摆动电机307等结构组成，摆动电机307固定设置在旋转底座308上，并和与旋转底座308垂直旋转连接的传感器安装支架301设置同样通过轴、或齿轮齿条等方式传动连接，多向接触式位移传感器303再设置在传感器安装支架301上。传感器安装支架301可以采用细长的悬伸结构，此种细长结构使可以避免在测量工件内凹的测量面时测量设备与工件干涉碰撞。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图3所示，顶升底座504上设有升降导轨505，升降板508可通过与升降导轨505配合实现升降功能，然后在顶升底座504上可以布置与升降板508连接的顶升气缸507，顶升气缸507可以通过如气缸安装座506设置在顶升底座504上。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图4和图5所示，所述接触式位移传感器包括传感器本体和沿在对应测量方向上弹性伸缩的触头。

更进一步的，所述触头与被测工件700测量面的最大接触宽度不小于被测工件700表面气孔的直径。优选的，接触宽度不小于4mm。接触式位移传感器的触头端部较宽可以避免工件表面的气孔影响测量精度。

更进一步的，使得所述接触式位移传感器的触头被压缩的力不小于1N，即接触式传感器的触头在材料表面所产生的压强约为0.0796兆帕，这样可以避免工件表面的毛刺影响检测精度。

更进一步的，所述触头的端部还设有接触滚轮304，且同一测量方向上的不同接触式位移传感器的接触滚轮304的中心轴的方向一致。接触式位移传感器的触头设置为圆柱形滚轮304可以允许接触式位移传感器与工件存在相对滑动，可以避免接触式位移传感器与工件因为意外滑动造成损坏，并且可以在检测过程中，当接触式位移传感器与被测工件700表面接触式能够在一定距离内移动，实现连续测量，提高检测效率和精度，此外通过滚轮304的滚动可以抚平工件表面的毛刺，进一步提升测量的精度。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图5等所示，所述接触式位移传感器分别通过传感器防撞块302安装在双摆组件或升降板508上，所述传感器防撞块302通过磁性器件(优选柱状磁铁305)磁性吸附安装在双摆组件或升降板508上，且所述传感器防撞块302距离对应接触式位移传感器的顶端的距离不大于该接触式位移传感器的最大许可压缩量。如果传感器防撞块302或接触式位移传感器与工件或设备发生横向碰撞，传感器防撞块302与接触式位移传感器会整体从传感器安装支架301上脱落，从而避免昂贵的传感器被撞坏。如果传感器防撞块302与工件或设备发生纵向碰撞，传感器防撞块302与设备或工件刚性接触可以避免接触式位移传感器被过度压缩，从而起到保护作用。

更进一步的，顶升测量部与中部横向支架602之间通过第二横移导轨组605可移动连接，顶升测量部可以横向位置调整可以沿横向实现多个位置厚度尺寸的测量，可以用更少的位移传感器实现更多测量点的测量。优选的，中部横向支架602与顶升测量部之间的横向移动通过第二横移齿条606和与其啮合的横移驱动组件205实现，横移驱动组件205可以包括横移齿轮、横移驱动电机等结构，通过电机驱动定位顶升测量部的横向位置，可以用更少的位移传感器实现更多测量点的测量，同时使厚度尺寸的测量点更加灵活和自动化，避免人工调整。

在本发明的一种具体的实施方式中，请参见图2和图6所示，所述测试台架600在纵向滑台400行程的中间位置设有中部横向支架602，在中部横向支架602上设有三个所述顶升测量部，其中两个顶升测量部分别位于纵向滑台400行程两侧，另一个顶升测量部位于纵向滑台400行程下方。更进一步的，请再参见图2和图6等所示，顶升测量部与中部横向支架602之间通过第二横移导轨组605可移动连接，顶升测量部可以横向位置调整可以沿横向实现多个位置厚度尺寸的测量，可以用更少的位移传感器实现更多测量点的测量。优选的，中部横向支架602与顶升测量部之间的横向移动通过第二横移齿条606和与其啮合的横移驱动组件205实现，横移驱动组件205可以包括横移齿轮、横移驱动电机等结构，通过电机驱动定位顶升测量部的横向位置，可以用更少的位移传感器实现更多测量点的测量，同时使厚度尺寸的测量点更加灵活和自动化，避免人工调整。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图2和图6等所示，纵向滑台400包括支撑本体403，其可采用中间镂空的框架结构，镂空的十字框架结构使所述装置在测量工件侧面贴近于底面的测量点时，可以避免Z-接触式位移传感器与纵向滑台400的台面发生干涉。纵向滑台400可通过滑台导轨组603与测试台架600纵向滑动配合，在滑台导轨组603旁还可以设置有与布置在纵向滑台400上的纵向驱动件的纵向齿轮啮合的滑台齿条604。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图2和图6等所示，所述纵向滑台400上沿纵向相对设置有纵向定位板401与纵向定位气缸402，在纵向定位板401与纵向定位气缸402上接触被测工件700的一侧加工有纵向定位面。

在本发明的一种具体的实施方式中，请再参见图2和图6等所示，所述测试台架600在纵向滑台400行程的前端位置设有前部横向支架601，在前部横向支架601上固定设有分别位于纵向滑台400两侧的两块间距不超过被测工件700横向长度的辅助定位板607，所述辅助定位板607朝向被测工件700的一侧加工有辅助定位面，且当纵向滑台400移动至测试台架600前端时，辅助定位板607的辅助定位面与纵向定位板401的纵向定位面共面对齐。

本发明的技术方案之二在于提出了一种全自动接触式测量方法，其采用所述的全自动接触式测量设备实施，该测量方法分为厚度测量、长度测量与宽度测量三种模式，其中，

厚度测量步骤具体为：

(1-1)使测量臂返回安全位置(X₀,Y₀,Z₀)，并使顶升测量部下降到底后，将已知尺寸的标准工件放置于测量装置纵向滑台400上的第一厚度测量位置处，该工件在第一测量位置(X_T,Y_T)的厚度尺寸已知为T₀；

(1-2)移动测量臂与纵向滑台400，并通过调节双摆组件使多向接触式位移传感器303的测量方向垂直向下，使多向接触式位移传感器303的触头处于设定的第一测量位置(X_T,Y_T,Z_T)的正上方的准备位置，即(X_T,Y_T,Z_T+S)，此时多向接触式位移传感器303的触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(1-3)测量臂垂直下降距离S+P，使多向接触式位移传感器303的触头接触标准工件上表面并被压缩，记录此时多向接触式位移传感器303(311)的被压缩行程为P₁，同时顶起Z+接触式位移传感器509，使Z+接触式位移传感器509接触工件下表面并被压缩，记录此时Z+接触式位移传感器509的被压缩行程为P₂；

(1-4)测量臂抬升，同时顶升测量部下降到底，使多向接触式位移传感器303的触头与Z+接触式位移传感器509的触头脱离标准工件表面；

(1-5)重复以上步骤(1-1)至步骤(1-4)，记录在其它测量位置时标准工件的厚度尺寸以及对应的多向接触式位移传感器303和Z+接触式位移传感器509的被压缩行程数据；

(1-6)以被测工件700替代标准工件，并按照步骤(1-1)～步骤(1-4)的方式，得到第一厚度测量位置处的多向接触式位移传感器303与Z+接触式位移传感器509的被压缩行程P₁`、P<sub>2</sub>`，即根据公式计算得到被测工件700在第一厚度测量位置处上下两个测量面之间的厚度T＝T₀+(P₁`-P<sub>1</sub>)+(P<sub>2</sub>`-P₂)；

(1-7)重复步骤(1-6)，记录其余测量位置被测工件700的多向接触式位移传感器303与Z+接触式位移传感器509的被压缩行程，即得到被测工件700其余测量位置对应厚度；

长度或宽度测量步骤具体为：

(2-1)使测量臂返回安全位置(X₀,Y₀,Z₀)，并使顶升测量部下降到底后，将已知尺寸的标准工件放置于测量装置纵向滑台400上的第一测量位置处，标记第一测量位置处分别位于标准工件上沿长度或宽度方向的两侧面的两个法向量相对并重合的测量点K点和F点，

不沿垂直方向，则标准工件在K点和F点之间的尺寸已知为L₀；

(2-2)调节双摆组件使得多向接触式位移传感器303的测量方向指向

同时移动测量臂与纵向滑台400，使多向接触式位移传感器303触头(316)处于设定的测量点F一侧的准备位置，即

此时多向接触式位移传感器303的触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(2-3)使测量臂沿

方向移动距离S+P，使多向接触式位移传感器303触头接触标准工件被测位置表面并压缩，记录此时多向接触式位移传感器303的被压缩行程为P₁；

(2-4)测量臂沿

方向移动，使多向接触式位移传感器303的触头脱离标准工件表面；

(2-5)调节双摆组件使多向接触式位移传感器303的测量方向指向

同时移动一测量臂与纵向滑台400，使多向接触式位移传感器303触头处于设定的测量点K一侧的准备位置，即

此时多向接触式位移传感器303触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(2-6)测量臂沿

方向移动距离S+P，使多向接触式位移传感器303的触头接触标准工件被测位置表面并压缩，记录此时多向接触式位移传感器303的被压缩行程为P₂；

(2-7)测量臂沿

方向移动，使多向接触式位移传感器303触头脱离标准工件表面；

(2-8)重复以上步骤(2-1)至步骤(2-7)，记录在其它测量位置时标准工件的长度尺寸，以及多向接触式位移传感器303在对应的两个测量点的被压缩行程数据；

(2-9)以被测工件700替代标准工件，并按照步骤(2-1)～步骤(2-7)，得到第一测量位置时多向接触式位移传感器303分别在两个测量点F点与K点的被压缩行程P₁`和P<sub>2</sub>`，即得到被测工件700在第一测量位置对应两个测量点之间的长度尺寸L＝L₀+(P₁`-P<sub>1</sub>)+(P<sub>2</sub>`-P₂)；

(2-10)重复上述步骤(2-9)，即测量被测工件700其余长度测量位置的长度或宽度尺寸值。

在本发明的一种具体的实施方式中，可以由两个测量臂分别同步测量某一测量位置处的左右两个不同的测量点，这样可以提升设备的效率。

在本发明的一种具体的实施方式中，厚度、宽度与长度测量过程中，距离P等于对应接触式位移传感器有效测量行程的二分之一。这一步骤的目的是使测量设备最大可能地容许工件的摆放位置的偏差，即工件摆放位置偏差最大可以达到传感器有效压缩行程的二分之。

在本发明的一种具体的实施方式中，距离S的值大于距离P的值，此外，测量前，当接触式位移传感器处于准备位置，即距离标准工件或被测工件700表面距离为S时，移动接触式位移传感器接近标准工件或被测工件700至距离为P，移动过程中，若检测接触式位移传感器的压缩量大于0，则立即停止移动并退出后续检测步骤，同时，提示标准工件或被测工件700摆放位置偏差过大。这一步骤的目的是在测量时避免因为工件摆放偏差导致设备与被检测工件碰撞而造成损伤的可能，最大容许的偏差安全范围即±P。

在本发明的一种具体的实施方式中，在测量

方向的尺寸前还包括首先测量坐标位置

处的厚度尺寸的步骤，并且如果这些位置工件的厚度测量过程中双摆测量模组311上的多向接触式位移传感器303检测到压缩量大于0时立即停止移动并退出后续步骤，同时提示工件摆放位置偏差过大；这一步骤的目的是在测量时避免因为工件摆放偏差导致设备与被检测工件碰撞而造成损伤的可能。

在本发明的一种具体的实施方式中，在厚度尺寸标定和测量之后，还包括使全自动接触式测量机的纵向滑台400沿Y方向移动或使全自动接触式测量机的测量臂沿X方向移动，使接触式位移传感器的触头贴着被测工件700表面沿触头上滚轮304的滚动方向移动到下一测量点，并记录测量数据的步骤；

在长度尺寸标定和测量之后，还包括使全自动接触式测量机的纵向滑台400沿Y方向移动或使全自动接触式测量机的测量臂沿Z方向移动，使接触式位移传感器的触头贴着被测工件700表面沿触头上滚轮304的滚动方向移动到下一测量点，并记录测量数据的步骤；

在宽度尺寸标定和测量之后，还包括使全自动接触式测量机的测量臂沿X方向或Z方向移动，使接触式位移传感器的触头贴着被测工件700表面沿触头上滚轮304的滚动方向移动到下一测量点，并记录测量数据的步骤。这一步骤的目的一方面可以快速获得多个测量点的数据，节约测量时间，提升测量效率；另一方面，通过滚轮304的滚动可以抚平工件表面的毛刺，进一步提升测量的精度。

以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两或更多的组合实施。

实施例1：

典型的测量工件如附图7所示，工件厚度方向为A面与B面，相对布置有9个测点，即A1～A9；长度方向为E面与F面，相对布置有四个测点，即E3～E6；垂直于E面与F面指向工件内侧的方向记为L-，指向工件外侧的方向记为L+；宽度方向为C面与D面，相对布置有四个测点，即C3～C6；另外，在工件的长度与宽度的角上，平行于长度与宽度面向工件内部偏移一定距离，从而形成四个缺角，沿长度方向缺角的深度记做角长，沿宽度方向缺角的深度记做角宽，角长与角宽统称为角深，如图7中E1、E2、C1、C2、F1、F2、C7、C8、E7、E8、D1、D2、F7、F8、D7、D8所示；特别的，由于部分工件分为上下两层，下层的宽度或长度大于上层，在工件边缘形成台阶形状，需要对台阶深度的测量。

全自动接触式测量机坐标系统如下：X轴定义为测量臂沿横梁103移动的方向，参考附图1，沿横梁103从左向右的方向定义为X+；纵向滑台400移动的方向定义为Y方向，参考附图1，沿纵向滑台400从前向后的方向为Y+；垂直于纵向滑台400的方向为Z方向，垂直向上的方式为Z+。

工件摆放在纵向滑台400上时，C面贴靠于纵向滑台400前端挡板的定位面，且测量点A4～6的横向位置与中间的接触式位移传感器触头位置对齐。

全自动接触式测量机控制系统可以由PLC与上位机软件组成，所述PLC控制器控制全自动接触式测量机的各个运动轴、气动部件、传感器数据采集以及数据计算；所述上位机软件实现与PLC的通信、测点测量顺序的编制、数据录入、参数设置以及测量配方的选择；所述上位机软件部署在触摸屏中，通过触摸屏可以实现数据录入，参数设置，工件类型选择，测量步骤编制及测量结果显示等功能。

全自动接触式测量机横梁103上设置有左右两个测量臂，每侧测量臂上设置有一个接触式位移传感器。测试台架600的中部沿横梁103下方设置有三个Z+方向接触式位移传感器，其中，中间的接触式位移传感器横向位置固定，当工件位于纵向滑台400上的测量位置时，使测量点A4～A6的横向位置与中间的接触式位移传感器触头位置对齐。两侧的接触式位移传感器可以跟随底座沿横移导轨组移动，并通过人工定位，使右侧的Z+方向接触式位移传感器的X坐标与工件测量点A1～A3对齐，同时使左侧的Z+方向接触式位移传感器的X坐标与工件测量点A7～A9对齐。

特别的，定义不同方向的多向接触式位移传感器303所对应的旋转电机309与摆动电机307的方位如下：

(a)Z-接触式位移传感器：控制旋转电机309与摆动电机307，使得多向接触式位移传感器303触头垂直向下；

(b)Y-接触式位移传感器：控制旋转电机309与摆动电机307，使得多向接触式位移传感器303触头水平指向Y-方向；

(c)Y+接触式位移传感器：控制旋转电机309与摆动电机307，使得多向接触式位移传感器303触头水平指向Y+方向；

(d)X-接触式位移传感器触头：控制旋转电机309与摆动电机307，使得第一测量臂201的多向接触式位移传感器303触头水平指向X+方向，第二测量臂202的多向接触式位移传感器303触头水平指向X-方向。

整个测量设备的结构要点如下：

1)第一测量臂201包括上横移底座203，上横移底座203通过沿横梁103平行设置的两条直线导轨可移动地与横梁103连接，上横移底座203的移动范围不小于工件长度方向的有效测量行程的1/2，第一测量臂201与第二测量臂202对应的上横移底座203在横梁103直线导轨的移动范围通过光电限位开关限制，保证两个测量臂在导轨上移动时不发生机械干涉，横梁103上沿直线导轨平行布置有齿条，上横移底座203上设置有横移驱动组件205，第一测量臂201还包括升降杆300，升降杆300上设置有升降齿条306，上横移底座203上还设置有升降驱动组件204，升降杆300与升降驱动组件204通过升降齿条306啮合，并升降可移动地连接；升降杆300在Z+与Z-方向设置光电限位开关，保证升降杆300连接的安装底座在Z+移动时不与横梁103干涉，Z-移动时不与纵向滑台400干涉；第一测量臂201底部的安装底座位置设置有双摆测量模组311；双摆测量模组311包括法兰底座310、旋转底座308、摆动电机307、旋转电机309、传感器安装支架301和多向接触式位移传感器303，法兰底座310固定连接在测量臂底部，旋转底座308垂直地与法兰底座310水平可旋转连接，旋转电机309固定设置在法兰底座310上，并与旋转底座308通过轴和/或齿轮传动连接，摆动电机307固定设置在旋转底座308底部，传感器安装支架301)与旋转底座308垂直可旋转连接，并与摆动电机307通过轴和/或齿轮传动连接，多向接触式位移传感器303固定连接在传感器安装支架301上，(多向)接触式位移传感器包括传感器本体和触头，触头在测量方向上的测量范围内可弹性压缩入本体，传感器本体通过传感器安装支架301连接到旋转底座308上，传感器安装支架301为细长的悬伸结构；接触式位移传感器的端部与被测量物体测量面的最大接触宽度不小于工件表面气孔的直径尺寸。

2)第二测量臂202在横梁103上与第一测量臂201镜像设置，两臂沿分别设置有一个多向接触式位移传感器303，两个测量臂配合完成尺寸测量。

3)两个测量臂上布置的位移传感器为基恩士GT-A22气缸型，测量范围22mm，相对于GT-H22感测头，GT-A22在非测量状态时通过内置微型气缸将感测头缩回，正常测量状态微型气缸将感测头顶出完成测量工作，保护昂贵的感测头不被碰撞损坏，与传感器防撞块302共同防护传感器。接触式位移传感器的端部还设置有滚轮304，滚轮304的表面为圆柱形，同一测量方向上的不同接触式位移传感器端部的滚轮304中心轴的方向一致。

4)传感器安装支架301上还设置有传感器防撞块302，所述接触式位移传感器固定安装在传感器防撞块302上，所述传感器防撞块302内设置有柱状磁铁305，传感器防撞块302通过磁力与传感器安装支架301端部连接，传感器防撞块302距离接触式位移传感器的端部不大于接触式位移传感器的最大许可压缩量22mm，即使发生传感器方向的相对碰撞，也能保证防撞块在碰撞状态下，传感器还具有被压缩的能力，保护传感器不被过度压缩而损坏。另外，传感器防撞块302距离接触式位移传感器的端部需要大于接触式位移传感器的最大许可压缩量22mm的85％，即18.7mm，保证传感器正常工作测量时拥有较大的有效测量范围，放宽对测量工件的定位要求。

5)测试台架600上还设置有三个顶升测量部；顶升测量部设置在纵向滑台400下方，其中第一顶升测量部501与第一测量臂201配合，第二顶升测量部502与第二测量臂202配合，分别对称设置在两侧，第三顶升测量部503根据测量需求选择第一测量臂201与第二测量臂202之一配合，且固定设置在纵向滑台400中间。三个顶升测量部均设有防撞块，其设定方式与测量臂上的传感器防撞块302一致，既要保证测量顶升部在不正确的位置顶升发生碰撞时传感器还有被压缩的能力，又要保证位移传感器的有效测量范围。

6)纵向滑台400上沿纵向相对设置有纵向定位板401和纵向定位气缸402，所述纵向定位板401和纵向定位气缸402有两个，沿台面边缘横向间隔布置；纵向定位板401和纵向定位气缸402接触工件的一侧设置有定位面。测试台架600上还设置有辅助定位板607，所述辅助定位板607的数量为两个，并固定设置在测试台架600靠近纵向滑台400的纵向定位板401的一侧，所述辅助定位板607朝向工件一侧设置有定位面，所述两个辅助定位板607的定位面处于同一平面上，并与纵向定位板401的定位面平行，辅助定位板607的间距小于工件的长度，且不能遮挡工件宽度方向上的测量点。

7)第一测量臂201与第二测量臂202的传感器布置允许进行工件角长与角宽的测量；允许厚度方向台阶深度的测量。传感器支架在角深测量方向的悬伸长度不小于角深的测量范围，台阶深度的测量不能超过Z-传感器伸出时传感器滚轮304下表面与摆动电机307下表面的距离。

上述全自动接触式测量机可以在进行长度、宽度、厚度及角深测量的同时附加进行平面度、垂直度与直线度的测量；测量平面度时对测量臂的定位位置有精确的要求，具体表现在：

(1)测量厚度(Z)方向平面度时，两个测量臂在厚度方向平面上每个厚度测点的Z向位置完全一致，即所有厚度测点的Z坐标完全相同，通过不同测点处的位移传感器的压缩量来计算平面度，理想平面的所有测点传感器压缩量都是相同的。

(2)测量长度(L)方向平面度时，单个测量臂在长度平面上每个长度测点的L向位置完全一致，即同一测量臂所有长度测点的X坐标完全相同，通过不同测点处位移传感器的压缩量来计算长度方向平面度。

(3)测量宽度(W)方向平面度时，纵向滑台400的Y坐标保持一致，通过不同测点的位移传感器压缩量来计算宽度方向平面度，此处的平面度跟单个测量臂关联，两个测量臂之间的测点数据对比性不大。

垂直度测量主要针对长度，宽度与角深方向，具体定位位置要求与测平面度时的位置要求一致；测量直线度时对测量臂的定位位置，运动参数有精确的要求，具体表现在：

(1)确定好待测的边或者直线时，首先需要矫正位移传感器滚轮304方向，使得滚轮304滚动方向与直线方向一致；

(2)控制相应传感器感测头与工件接触，压缩量控制在最大压缩量的1/2左右，且压缩方向的坐标轴位置需保持一致；

(3)沿着直线方向控制对应坐标轴(X,Y,Z)以低速进行移动，此时以一定频率对传感器压缩量进行采集，通过传感器压缩量的变化计算直线度。

(4)为了防护昂贵的传感器，同时避免被测工件700放置偏差带来的工件被碰撞损伤，传感器损坏的影响，在进行尺寸测量的过程中，还会执行有关的监测探查操作，以提前预知可能存在的危险操作，监测探查可分为：单点测量探查、长度探查、宽度探查、缺角探查、厚度台阶探查以及最大压缩量监测，具体表现为：

(1)单点测量探查：测量步骤距离P约等于接触式位移传感器有效测量行程的二分之一，距离S大于传感器有效测量行程的二分之一即P；传感器触头低速缓慢定位到距离工件表面约为P的位置的过程中，如果传感器检测到有压缩量则立即停止并退出后续步骤，此时表明工件的摆放位置偏差过大，或者工件类型，工件尺寸偏差过大，导致传感器在本不应该有压缩量的位置具有了压缩量，发生了工件接触；此探查针对每个测点均有效。

(2)长度探查：测量长度方向的尺寸前首先采用测量厚度的步骤流程测量坐标位置(X_LL-S,Y_L1,Z_L1)和(X_LR+S,Y_L1,Z_L1)，如果传感器检测到有压缩量则立即停止并退出后续步骤，同时提示工件摆放位置偏差过大。此探查目的是进行长度测量之前，先在标定工件长度尺寸方向外的两侧位置进行厚度测量流程步骤，若探查过程中传感器有压缩量说明此位置存在工件干涉情况，如果进行后续的长度测量将会发生传感器碰撞的危险。

(3)宽度探查：测量宽度方向的尺寸前首先采用测量厚度的步骤流程测量坐标位置(X_W1,Y_WB-S,Z_W1)和(X_W1,Y_WF+S,Z_W1)，如果传感器检测到有压缩量则立即停止并退出后续步骤，同时提示工件摆放位置偏差过大。此探查目的是进行宽度测量之前，先在标定工件宽度尺寸方向外的两侧位置进行厚度测量流程步骤，若探查过程中传感器有压缩量说明此位置存在工件干涉情况，如果进行后续的宽度测量将会发生传感器碰撞的危险。

(4)缺角探查：在进行工件角宽或者角长的测量时，角的深度通常会小于传感器安装支架301(309)的伸出长度，并且传感器防撞块302具有一定的宽度wd，此宽度往往比多向接触式位移传感器303触头要宽，因此有可能遇到在角的测量过程中，传感器触头能够正常移动到缺角之中，而防撞块因为宽度原因与缺角的的边缘发生碰撞的情况。如附图7，以测量点C7、C8、F1、F2所在的缺角为例，C7和C8标定位置的X坐标为X_C，F1和F2标定位置的Y坐标为Y_C，A7标定位置的Z坐标为Z_C，缺角探查就是在角宽，角长测量之前，首先采用测量厚度的步骤流程测量坐标位置(X_C+wd/2,Y_C+wd/2,Z_C)，如果测量过程中传感器检测到有压缩量则立即停止并退出后续步骤，同时提示工件摆放位置偏差过大或尺寸偏差过大。其余的缺角探查原理类似，本质上是使用传感器的触头接触缺角的两平面分别向内侧偏移距离wd/2后与厚度测点等高的位置是否干涉，如果有干涉，当进行角长或者角宽的测量时，传感器防撞块302必定会与工件发生碰撞。

(5)厚度台阶探查：由于部分工件分为上下两层，下层的宽度或长度大于上层，在工件边缘形成台阶台阶形状，针对台阶尺寸的测量需求，台阶方向可能位于宽度方向，即X轴方向，也可能位于长度方向，即Y轴方向；探查的原理与缺角探查类似，将探查点设置在沿台阶垂直面向外偏移wd/2距离的位置，以厚度标定位置坐标进行厚度流程测量，如果测量过程中传感器检测到有压缩量则立即停止并退出后续步骤，同时提示工件摆放位置偏差过大或尺寸偏差过大。

(6)最大压缩量监测：此监测的目的是在传感器触头已经接触工件表面并开始缓慢移动压缩触头的过程中，设定一个最大检测压缩量P_max，如果移动过程中的传感器压缩量大于P_max，则立即停止并退出后续步骤，同时提示工件尺寸偏差过大。在标定时，传感器的压缩量保持在最大压缩量的1/2左右(22*0.5＝11mm),同时传感器防撞块302的约束使得传感器的有效压缩量为最大压缩量的85％左右(22*0.85＝18.7mm)，因此Pmax的设定需要满足11＜Pmax＜18.7才能满足最大压缩量监测的要求，通常设置Pmax＝17mm。

在完整的测量流程中，一个测点完成后需要自动过渡到下一个测点的测量；从测量效率的角度，采用最短路径法进行测点过渡，具体实施有两种情况：

(a)同一类测点，如附图7所示，比如厚度测点A1～A9,长度测点F3～F6，宽度测点C3～C6，D3～D6，角深测点C1～C2，C7～C8,D1～D2，D7～D8，E1～E2，E7～E8,F1～F2，F7～F8，这些测点在测点完成后沿着滚轮304方向移动到下一个点，滚轮304同时挤压毛刺的同时也可以采集更多的点。

(b)不同类型的测点之间进行过渡时，首先需要将测点回归到准备位置，然后两个测量臂回到安全高度后，移动到下一个测点继续测量。

上述一种优选的最短路径测点路径如下，括号中表示两个测量臂同时参与测量，参考附图7：

A4→A1(A7)→A1(A7)缺角探查→前宽度探查→长度探查→C3(C5)→C4(C6)→C1(C7)→C2(C8)→E1(F1)→E2(F2)→E3(F3)→E4(F4→A2(A8)→A5→A6→A3(A9)→A3(A9)缺角探查→后宽度探查→E5(F5)→E6(F6)→E7(F7)→E8(F8)→D1(D7)→D2(D8)→D3(D5)→D4(D6)→测量结束。

下述将对该路径进行详细的检测流程描述，流程分为标定和测量两部分。

标准工件的标定流程：

首先将标定工件的各个测点的标准尺寸录入全自动接触式测量机的控制系统，然后由于标定时的传感器压缩量记录流程与工件测量时的采集流程全部一样，将在测量流程中一并阐述。被测工件700的测量流程：

当标准工件的位置信息，位移传感器压缩量信息均已知的情况下，对被测工件700的测量就是将全自动接触式测量机的各个坐标按最短路径依次移动到对应位置，通过记录对应的传感器压缩量，然后与标定的传感器压缩量进行计算得到测量尺寸；详细流程见下述；

(1)【准备就绪】：全自动接触式测量机回到原点位置，该原点位置处两测量臂分别处于横梁103两侧，纵向滑台400处于最前端，使之在机器人的工作范围内，升降杆300上升到最顶部，使之与平台，机器人不发生干涉；

(2)【上料已到位】：机器人将工件搬运至纵向滑台400定位并退出后，给全自动接触式测量机发送上料已完成信号，并随后发送一个启动信号；

(3)【工件定位夹紧完成】：全自动接触式测量机接收到启动信号，通过纵向滑台400上的有料检测开关判断是否有被测工件700；确认被测工件700上料无误后，控制纵向定位气缸402顶出，夹紧被测工件700。

(4)【A4准备定位】：移动全自动接触式测量机的第一测量臂201，使Z-接触式位移传感器触头位于测量点A4正上方的位置，即(X_A4,Y_A4,Z_A4+S)，第二测量臂202保持在当前位置。

(5)【传感器伸出】：多向接触式位移传感器303触头旋转到位，形成厚度方向的Z-接触式位移传感器。

(6)【A4探查定位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，第一测量臂201沿Z轴向下移动，使Z-接触式位移传感器触头移动到测量点A4正上方的位置(X_A4,Y_A4,Z_A4+P)；这个过程中，如果任何一个测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(7)【A4测量定位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，第一测量臂201沿Z轴向下移动距离2P，同时第三顶升测量部503顶出，使Z+接触式位移传感器509触头接触测量点B4；这个过程中，上下传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(8)【A4去抖暂停】：维持第一测量臂201X，Y，Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的多向接触式位移传感器303触头压缩量记为P_L1,第三顶升测量部503的Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_L2；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的多向接触式位移传感器303触头压缩量记为P_L1’,第一顶升测量部501的Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_L2’。

(9)【A4尺寸计算】：A4与B4之间的厚度标定尺寸为T_A4，计算被测工件700的厚度尺寸T_A4’＝T_A4+(P_L1’-P_L1)+(P_L2’-P_L2)。

(10)【A4准备复位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，使第一测量臂201的Z轴运动到Z_A4+S，同时第一测量臂201的多向接触式位移传感器303触头(321)退回，第一顶升测量部501缩回，使得传感器脱离被测工件700表面。

(11)【A1-A7准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到测量点A7正上方的位置，即(X_A7,Y_A7,Z_A7+S)，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到测量点A1正上方的位置，即(X_A1,Y_A1,Z_A1+S)。

(12)【传感器伸出】：多向接触式位移传感器303触头顶出，使得厚度方向传感器处于正常工作状态。

(13)【A1-A7探查定位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，第一测量臂201沿Z轴向下移动，使Z-接触式位移传感器触头移动到测量点A7正上方的位置(X_A7,Y_A7,Z_A7+P)；维持第二测量臂202X,Y坐标不变，第二测量臂202沿Z轴向下移动，使Z-接触式位移传感器触头移动到测量点A1正上方的位置(X_A1,Y_A1,Z_A1+P)；这个过程中，如果任何一个测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(14)【A1-A7测量定位】：维持两测量臂X,Y坐标不变，两测量臂Z轴向下移动距离2P，同时第一顶升测量部501与第三顶升测量部503顶出，使Z+接触式位移传感器509触头分别接触测量点B7与B4；这个过程中，上下传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(15)【A1-A7去抖暂停】：维持两测量臂X，Y，Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的多向接触式位移传感器303触头压缩量记为P_L1,第一顶升测量部501的Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_L2；第二测量臂202的多向接触式位移传感器303触头压缩量记为P_R1,第二顶升测量部502的Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_R2；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的接触式位移传感器触头压缩量记为P_L1’,第一顶升测量部501的Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_L2’；第二测量臂202的多向接触式位移传感器303触头压缩量记为P_R1’,第二顶升测量部502的Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_R2’。

(16)【A1-A7尺寸计算】：A7与B7之间的厚度标定尺寸为T_A7，A1与B1之间的厚度标定尺寸为T_A1；计算被测工件700的厚度尺寸T_A7’＝T_A7+(P_L1’-P_L1)+(P_L2’-P_L2)，T_A1’＝T_A1+(P_R1’-P_R1)+(P_R2’-P_R2)。

(17)【A1-A7准备复位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，使Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7+S，同时第一测量臂201缩回，Z-接触式位移传感器缩回，第一顶升测量部501缩回；维持第二测量臂202X,Y坐标不变，使Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1+S，同时第二测量臂202缩回，Z-接触式位移传感器缩回，第二顶升测量部502缩回使得传感器脱离被测工件700表面。

(18)【A1-A7缺角探查】：设全自动接触式测量机防撞块的宽度为wd,使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C7+wd/2,Y_F1-wd/2)上方，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C1+wd/2,Y_F1-wd/2)上方，两测量臂顶出，Z-接触式位移传感器顶出，使得厚度方向传感器处于正常工作状态；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1；此步骤探查是否含有缺角且尺寸是否在范围内，如果任何一个测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(19)【A1-A7缺角探查复位】：维持两测量臂X,Y坐标不变，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7+S，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1+S。

(20)【前宽度探查】：设全自动接触式测量机的传感器安装支架301的伸出宽度为wd，使第一测量臂201上的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C5,Y_C5-wd+P)上方，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C3,Y_F1-wd/2)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1；此步骤探查宽度尺寸是否在范围内，如果任何一个测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(21)【前宽度探查复位】：维持两测量臂X,Y坐标不变，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7+S，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1+S。

(22)【长度探查】：设全自动接触式测量机的传感器安装支架301的伸出宽度为wid，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_F3-wid+P,Y_F3)上方，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_E3-wid+P,Y_F3)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1；此步骤探查长度尺寸是否在范围内，如果任何一个测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(23)【长度探查复位】：维持两测量臂X,Y坐标不变，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7+S，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1+S。

(24)【C3-C5准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C5,Y_C5+S)上方，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C3,Y_C5+S)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_C5，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_C3，两测量臂的Y+位移传感器顶出。

(25)【C3-C5探查定位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，移动纵向滑台400，使第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到测量点C5正前方的位置(X_C5,Y_C5+P)，第二测量臂202上的Y+接触式位移传感器触头运动到测量点C3正前方的位置(X_C3,Y_C3+P)；这个过程中，任意一个测量臂的Y+接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(26)【C3-C5测量定位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，移动纵向滑台400使两测量臂Y轴向后移动距离2P；这个过程中，Y+传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(27)【C3-C5去抖暂停】：维持两测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Y+接触式位移传感器压缩量记为P_L1,第二测量臂202的Y+接触式位移传感器压缩量记为P_R1；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Y+接触式位移传感器压缩量记为P_L1’,第二测量臂202的Y+接触式位移传感器压缩量记为P_R1’。注意D面的测量还没开始，所以此时是无法计算宽度尺寸的，假设测量D面时的过程中，当对标准工件进行标定时，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_L2,第二测量臂202的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_R2；当对被测工件700进行测量时，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_L2’,第二测量臂202的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_R2’。

(28)【C3-C5尺寸计算】C5与D5之间的宽度标定尺寸为T_C5，计算被测工件700的宽度尺寸T_C5’＝T_C5+(P_L1’-PL₁)+(P_L2’-P_L2)；C3与D3之间的宽度标定尺寸为T_C3，计算被测工件700的宽度尺寸T_C3’＝T_C3+(P_R1’-P_R1)+(P_R2’-P_R2)。

(29)【C3-C5准备复位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，移动纵向滑台400，使两测量臂Y+接触式位移传感器触头运动到Y_C5+S或Y_C3+S，两测量臂Y+位移传感器微型气缸缩回。

(30)【C4-C6测量】参考(24)～(29)测量C4,C6前宽面的测点，并回到准备位置。

(31)【C1-C7测量】参考(24)～(29)测量C1,C7的角宽，并回到准备位置。角宽的计算方法：C1标定角宽尺寸为WC_C1，标定时的压缩量为PC_R，测量时的压缩量为PC_R’；C7标定角宽尺寸为WC_C7，标定时的压缩量为PC_L，测量时的压缩量为PC_L’。结合步骤0，计算被测工件700的角宽尺寸WC_C1’＝WC_C1+(PC_R’-PC_R)-(P_L1’-P_L1)，WC_C7’＝WC_C7+(PC_L’-PC_L)-(P_L1’-P_L1)。

(32)【C2-C8测量】参考(24)～(29)测量C2,C8的角宽，并回到准备位置，计算结果参考步骤(31)。

(33)【E1-F1测量】参考(35)-(40)测量E1,F1的角长，并回到准备位置，计算结果参考步骤(31)。

(34)【E2-F2测量】参考(35)-(40)测量E2,F2的角长，并回到准备位置，计算结果参考步骤(31)。

(35)【E3-F3准备定位】全自动接触式测量机的第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到(X_F3-S,Y_F3)上方，第二测量臂202的L-接触式位移传感器触头运动到(X_E3+S,Y_E3)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的L-接触式位移传感器触头运动到Z_F3，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_E3，两测量臂的Y-接触式位移传感器形成顶出。

(36)【E3-F3探查定位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到X_F3-P，第二测量臂202的L-接触式位移传感器触头运动到X_E3+P；这个过程中，如果两个测量臂的X-接触式位移传感器任意一个有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(37)【E3-F3测量定位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头向右移动2P，第二测量臂202的X-接触式位移传感器触头向左移动2P；这个过程中，两测量臂的X-传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(38)【E3-F3去抖暂停】：维持两测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的X-接触式位移传感器压缩量记为P_L1,第二测量臂202的X-接触式位移传感器压缩量记为P_R1；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的X-接触式位移传感器压缩量记为P_L1’,第二测量臂202的X-接触式位移传感器压缩量记为P_R1’。

(39)【E3-F3尺寸计算】：E3与F3长度标定尺寸为L_E3，计算被测工件700的长度尺寸L_E3’＝T_E3+(P_L1’-P_L1)+(P_L2’-P_L2)。

(40)【E3-F3准备复位】：维持两测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到X_F3-S，第二测量臂202的X-接触式位移传感器触头运动到X_E3+S；两测量臂L-位移传感器微型气缸缩回。

(41)【E4-F4测量】参考(35)-(40)测量E4,F4长度尺寸，并回到准备位置。

(42)【A2-A8测量】参考(11)-(17)测量A2,A8厚度尺寸，并回到准备位置。

(43)【A5测量】参考(4)-(10)测量A5厚度尺寸，并回到准备位置。

(44)【A6测量】参考(4)-(10)测量A6厚度尺寸，并回到准备位置。

(45)【A3-A9测量】参考(11)-(17)测量A3,A9厚度尺寸，并回到准备位置。

(46)【A3-A9缺角探查】参考(18)-(19)进行缺角探查，并回到准备位置。

(47)【后宽度探查】参考(20)-(21)进行宽度探查，并回到准备位置。

(48)【E5-F5测量】参考(35)-(40)测量E5,F5长度尺寸，并回到准备位置。

(49)【E6-F6测量】参考(35)-(40)测量E6,F6长度尺寸，并回到准备位置。

(50)【E7-F7测量】参考(35)-(40)测量E7,F7角长尺寸，并回到准备位置。

(51)【E8-F8测量】参考(35)-(40)测量E8,F8角长尺寸，并回到准备位置。

(52)【D1-D7测量】参考(54)-(58)测量D1,D7角宽尺寸，并回到准备位置。

(53)【D2-D8测量】参考(54)-(58)测量D2,D8角宽尺寸，并回到准备位置。

(54)【D3-D5准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_D5,Y_D5-S)上方，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_D3,Y_D3-S)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_D5，第二测量臂202的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_D3，两测量臂Y-位移传感器微型气缸顶出。

(55)【D3-D5探查定位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，移动纵向滑台400，使第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到测量点D5正后方的位置(X_D5,Y_D5-P)，第二测量臂202的Y-接触式位移传感器触头运动到测量点D3正前方的位置(X_D3,Y_D3-P)；这个过程中，任意一个测量臂Y-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(56)【D3-D5测量定位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，移动纵向滑台400，使两测量臂Y轴向前移动距离2P；这个过程中，Y-传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(57)【D3-D5去抖暂停】：维持两测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_L2,第二测量臂202的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_R2；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_L2’，第二测量臂202的Y-接触式位移传感器压缩量记为P_R2’，尺寸计算参考步骤(0。

(58)【D3-D5准备复位】：维持两测量臂X,Z坐标不变，移动纵向滑台400，使两测量臂Y-接触式位移传感器触头运动到Y_D5-S或Y_D3-S，两测量臂Y-位移传感器微型气缸缩回。

(59)【D4-D6测量】参考(54)-(58)测量D4,D6宽度尺寸，并回到准备位置。

(60)【返回原点】：所有测点测量结束，两测量臂Z轴回到原点位置；待到位之后，两测量臂X轴回到原点位置，纵向滑台400回到原点位置，定位气缸缩回，工件松开。

(61)【机器人下料】向机器人发送下料的指令，等待机器人下料完成。机器人下料完成后，返回步骤(1)等待下一次工件的上料与测量。

实施例2

全自动接触式测量机横梁103上设置有一个测量臂，测量臂上设置有一个多向接触式位移传感器303。其中多向接触式位移传感器303可以旋转与摆动，测试台架600中间设置有一个顶升测量部，所述顶升测量部还包括横移驱动组件205，横移驱动组件205采用伺服电机驱动顶升测量部沿X向横移导轨组在工件长度范围内能够精确定位到工件B面任一测量点的位置。所述顶升测量部上设置有一个Z+方向接触式位移传感器。

特别的，定义不同方向接触式位移传感器触头所对应的旋转电机309的与摆动电机307的方位如下：

(a)Z-接触式位移传感器触头：控制旋转电机309与摆动电机307，使得多向接触式位移传感器303触头垂直向下；

(b)Y-接触式位移传感器触头：控制旋转电机309与摆动电机307，使得多向接触式位移传感器303触头水平指向Y-方向；

(c)Y+接触式位移传感器触头：控制旋转电机309与摆动电机307，使得多向接触式位移传感器303触头水平指向Y+方向；

(d)X-接触式位移传感器触头：控制旋转电机309与摆动电机307，使得第一测量臂201的多向接触式位移传感器303触头水平指向X-方向；

(e)X+接触式位移传感器触头：控制旋转电机309与摆动电机307，使得第一测量臂201的多向接触式位移传感器303触头水平指向X+方向。

本实施例中各部件结构要点如下：

第一测量臂201上部件与实施例1一致。

全自动接触式测量机横梁103上设置有唯一一个测量臂，完成所有测点的测量。

测量臂上多向接触式位移传感器303的布置与要求与实施例1完全一致。

传感器安装支架301设置有传感器防撞块302，其布置与要求参考实施例1。

测试台架600上还设置有一个顶升测量部，记为第三顶升测量部503，且设置在纵向滑台400中间，第三顶升测量部503由伺服电机驱动且可以沿第二横移导轨组605移动并定位(定位范围在纵向滑台400两导轨之间)，与测量臂配合完成厚度测量，厚度测量范围需要在顶升测量部的移动范围内。顶升测量部设有防撞块，其设定方式与测量臂的传感器防撞块302一致，既要保证测量顶升部在不正确的位置顶升发生碰撞时传感器还有被压缩的能力，又要保证位移传感器的有效测量范围。

纵向滑台400上纵向相对设置的纵向定位板401和纵向定位气缸402与实施例1一致。

第一测量臂201的传感器进行角宽与角长尺寸的测量请参考实施例1。

全自动接触式测量机平面度、垂直度与直线度测量请参考实施例1。

尺寸测量的过程中有关监测探查操作参考实施例1。

在完整的测量流程中，一个测点完成后需要自动过渡到下一个测点的测量；从测量效率的角度，采用最短路径法进行测点过渡，具体实施有两种情况：

1)同一类测点，如附图7所示，比如厚度测点A1～A9,长度测点F3～F6，宽度测点C3～C6，D3～D6，角深测点C1～C2，C7～C8,D1～D2，D7～D8，E1～E2，E7～E8,F1～F2，F7～F8，这些测点在测点完成后沿着滚轮304方向移动到下一个点，滚轮304同时挤压毛刺的同时也可以采集更多的点。

2)不同类型的测点之间进行过渡时，首先需要将测点回归到准备位置，然后两个测量臂回到安全高度后，移动到下一个测点继续测量。

上述一种优选的最短路径测点路径如下，参考附图7：

A7缺角探查→A7→A4→A1→A1缺角探查→E3→E4→E1→E2→C1→C2→C3→C4→C5→C6→C7→C8→F1→F2→F3→F4→A8→A5→A2→A3缺角探查→A3→A6→A9→A9缺角探查→F5→F6→F7→F8→D7→D8→D5→D6→D3→D4→D1→D2→E7→E8→E5→E6→测量结束。

下述将对该路径进行详细的检测流程描述，流程分为标定和测量两部分。

标准工件的标定流程：

首先将标定工件的各个测点的标准尺寸录入全自动接触式测量机的控制系统，然后由于标定时的传感器压缩量记录流程与工件测量时的采集流程全部一样，将在测量流程中一并阐述。被测工件700的测量流程：

当标准工件的位置信息，位移传感器压缩量信息均已知的情况下，对被测工件700的测量就是将全自动接触式测量机的各个坐标按最短路径依次移动到对应位置，通过记录对应的传感器压缩量，然后与标定的传感器压缩量进行计算得到测量尺寸；详细流程见下述；

(1)【准备就绪】：全自动接触式测量机回到原点位置，该原点位置处第一测量臂201处于横梁103左侧，纵向滑台400处于最前端，使之在机器人的工作范围内,升降杆300上升到最顶部，使之与平台，机器人不发生干涉；

(2)【上料已到位】：机器人将工件搬运至纵向滑台400定位并退出后，给全自动接触式测量机发送上料已完成信号，并随后发送一个启动信号；

(3)【工件定位夹紧完成】：全自动接触式测量机接收到启动信号，通过纵向滑台400上的有料检测开关判断是否有被测工件700；确认被测工件700上料无误后，控制纵向定位气缸402顶出，夹紧被测工件700。

(4)【A7缺角探查】：设全自动接触式测量机防撞块的宽度为wd，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C7+wd/2,Y_F1-wd/2)上方；使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7；此步骤探查是否含有缺角且尺寸是否在范围内，如果测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(5)【A7缺角探查复位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7+S。

(6)【A7准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到测量点A7正上方的位置，即(X_A7,Y_A7,Z_A7+S)，第三顶升测量部503运动到X_A7。

(7)【传感器伸出】：Z-接触式位移传感器顶出，使得厚度方向传感器处于正常工作状态。

(8)【A7探查定位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，第一测量臂201沿Z轴向下移动，使Z-接触式位移传感器触头移动到测量点A7正上方的位置(X_A7,Y_A7,Z_A7+P)；这个过程中，如果测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(9)【A7测量定位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，使第一测量臂201Z轴向下移动距离2P，同时第三顶升测量部503顶出；这个过程中，上下传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(10)【A7去抖暂停】：维持第一测量臂201X,Y，Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Z-接触式位移传感器压缩量记为P_L1,第三顶升测量部503的Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_L2；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Z-接触式位移传感器压缩量记为P_L1’,第一顶升测量部501Z+接触式位移传感器509压缩量记为P_L2’。

(11)【A7尺寸计算】：A7与B7之间的厚度标定尺寸为T_A7，计算被测工件700的厚度尺寸T_A7’＝T_A7+(P_L1’-P_L1)+(P_L2’-P_L2)。

(12)【A7准备复位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，使Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7+S，Z-接触式位移传感器缩回，第三顶升测量部503缩回，使得传感器脱离被测工件700表面。

(13)【A4测量】：参考(6)-(12)测量A4厚度的尺寸，并回到准备位置。

(14)【A1测量】：参考(6)-(12)测量A1厚度的尺寸，并回到准备位置。

(15)【A1缺角探查】：设全自动接触式测量机防撞块的宽度为wd,使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到(X_C1-wd/2,Y_F1-wd/2)上方；使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A7；此步骤探查是否含有缺角且尺寸是否在范围内，如果测量臂的Z-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(16)【A1缺角探查复位】：维持第一测量臂201X,Y坐标不变，使第一测量臂201的Z-接触式位移传感器触头运动到Z_A1+S。

(17)【E3准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到(X_E3+S,Y_E3)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到Z_E3，测量臂L-位移传感器微型气缸顶出。

(18)【E3探查定位】：维持测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到X_E3+P；这个过程中，如果测量臂的L-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(19)【E3测量定位】：维持测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头向左移动2P；这个过程中，第一测量臂201的X-位移传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(20)【E3去抖暂停】：维持测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的X-接触式位移传感器压缩量记为P_L1；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的X-接触式位移传感器压缩量记为P_L1’。此时E3对应的长度测点F3还没有测量，因此计算暂不能执行，假设对F3测量时，当对标准工件进行标定时，将第一测量臂201的X+接触式位移传感器压缩量记为P_L2；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的X+接触式位移传感器压缩量记为P_L2’。

(21)【E3尺寸计算】：E3与F3长度标定尺寸为L_E3，计算被测工件700的长度尺寸L_E3’＝T_E3+(P_L1’-P_L1)+(P_L2’-P_L2)。

(22)【E3准备复位】：维持两测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到X_E3+S，第一测量臂201L-位移传感器微型气缸缩回。

(23)【E4测量】：参考(17)～(22)测量E4长度的尺寸，并回到准备位置。

(24)【E1准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到(X_E1+S,Y_E1)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到Z_E1，测量臂L-位移传感器微型气缸顶出。

(25)【E1探查定位】：维持测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到X_E1+P；这个过程中，如果测量臂的L-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(26)【E1测量定位】：维持测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头向左移动2P；这个过程中，第一测量臂201的X-位移传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(27)【E1去抖暂停】：维持测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的X-接触式位移传感器压缩量记为PL_C1；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201(201)L-接触式位移传感器压缩量记为PL_C1’。

(28)【E1尺寸计算】：E1的角长标定尺寸为LC_E1，若标定流程，标定时的压缩量为P_C,若为测量流程，测量时的压缩量为P_C’；结合步骤(0，计算被测工件700的角宽尺寸LC_E1’＝LC_E1+(P_C’-P_C)-(P_L1’-P_L1)。

(29)【E1准备复位】：维持两测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的X-接触式位移传感器触头运动到X_E1+S，第一测量臂201的X-位移传感器微型气缸缩回。

(30)【E2测量】：参考(24)-(29)测量E2角长的尺寸，并回到准备位置。

(31)【C1准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到(X_C1,Y_C1+S)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到Z_C1，测量臂Y+位移传感器微型气缸顶出。

(32)【C1探查定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到Y_C1+P；这个过程中，如果测量臂的Y+接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(33)【C1测量定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头向前移动2P；这个过程中，第一测量臂201的Y+位移传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(34)【C1去抖暂停】：维持测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Y+接触式位移传感器压缩量记为PC；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Y+接触式位移传感器压缩量记为PC’。

(35)【C1尺寸计算】：C1角宽标定尺寸为WC_C1，C1的角宽尺寸需要C3测点的信息，此时角宽数据不足暂不能计算；假设C3测点对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Y+接触式位移传感器压缩量记为P_L1；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Y+接触式位移传感器压缩量记为P_L1’；则C1角宽的计算方法WC_C1’＝WC_C1+(P_C’-P_C)-(P_L1’-P_L1)。

(36)【C1准备复位】：维持两测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到Y_C1+S，第一测量臂201Y+位移传感器微型气缸缩回。

(37)【C2测量】：参考(31)-(36)测量C2角宽的尺寸，并回到准备位置。

(38)【C3准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到(X_C3,Y_C3+S)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到Z_C3，测量臂Y+位移传感器微型气缸顶出。

(39)【C3探查定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到Y_C3+P；这个过程中，如果测量臂的Y+接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(40)【C3测量定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头向前移动2P；这个过程中，第一测量臂201的Y+位移传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(41)【C3去抖暂停】：维持测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201(201)Y+接触式位移传感器压缩量记为P₁；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201(201)Y+接触式位移传感器压缩量记为P₁’。

(42)【C3尺寸计算】：C3宽度标定尺寸为W_C3，C3的宽度尺寸需要D3测点的信息，此时角宽数据不足暂不能计算；假设D3测点对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P₂；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P₂’；则C3宽度的计算方法W_C3’＝W_C3+(P₁’-P₁)+(P₂’-P₂)。

(43)【C3准备复位】：维持两测量臂Y,Z坐标不变，第一测量臂201的Y+接触式位移传感器触头运动到Y_C3+S，第一测量臂201Y+位移传感器微型气缸缩回。

(44)【C4测量】：参考(38)-(43)测量C4宽度的尺寸，并回到准备位置。

(45)【C5测量】：参考(38)-(43)测量C5宽度的尺寸，并回到准备位置。

(46)【C6测量】：参考(38)-(43)测量C6宽度的尺寸，并回到准备位置。

(47)【C7测量】：参考(31)-(36)测量C7角宽的尺寸，并回到准备位置。

(48)【C8测量】：参考(31)-(36)测量C8角宽的尺寸，并回到准备位置。

(49)【F1测量】：参考(24)-(29)测量F1角长的尺寸，并回到准备位置。

(50)【F2测量】：参考(24)-(29)测量F2角长的尺寸，并回到准备位置。

(51)【F3测量】：参考(17)-(22)测量F3长度的尺寸，并回到准备位置。

(52)【F4测量】：参考(17)-(22)测量F4长度的尺寸，并回到准备位置。

(53)【A8测量】：参考(6)-(12)测量A8厚度的尺寸，并回到准备位置。

(54)【A5测量】：参考(6)-(12)测量A5厚度的尺寸，并回到准备位置。

(55)【A2测量】：参考(6)-(12)测量A2厚度的尺寸，并回到准备位置。

(56)【A3测量】：参考(6)-(12)测量A3厚度的尺寸，并回到准备位置。

(57)【A6测量】：参考(6)-(12)测量A6厚度的尺寸，并回到准备位置。

(58)【A9测量】：参考(6)-(12))测量A9厚度的尺寸，并回到准备位置。

(59)【F5测量】：参考(17)-(22)测量F5长度的尺寸，并回到准备位置。

(60)【F6测量】：参考(17)-(22))测量F6长度的尺寸，并回到准备位置。

(61)【F7测量】：参考(24)-(29)测量F7角长的尺寸，并回到准备位置。

(62)【F8测量】：参考(24)-(29)测量F8角长的尺寸，并回到准备位置。

(63)【D7准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到(X_D7,Y_D7-S)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到Z_D7，测量臂Y-位移传感器微型气缸顶出。

(64)【D7探查定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到Y_D7-P；这个过程中，如果测量臂的Y-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(65)【D7测量定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头向后移动2P；这个过程中，Y-传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(66)【D7去抖暂停】：维持测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为PC；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为PC’。

(67)【D7尺寸计算】：D7角宽标定尺寸为WC_D7，D7的角宽尺寸需要D5测点的信息，此时角宽数据不足暂不能计算；假设D5测点对标准工件进行标定，将第一测量臂201(201)Y-接触式位移传感器压缩量记为P_L1；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201(201)Y-接触式位移传感器压缩量记为P_L1’；则D7角宽的计算方法WC_D7’＝WC_D7+(P_C’-P_C)-(P_L1’-P_L1)。

(68)【D7准备复位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到Y_D7-S，测量臂Y-位移传感器微型气缸缩回。

(69)【D8测量】：参考(63)-(68)测量D8角宽的尺寸，并回到准备位置。

(70)【D5准备定位】：全自动接触式测量机的第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到(X_D5,Y_D5-S)上方；待上述位置到位后，使第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到Z_D5，测量臂Y-位移传感器微型气缸顶出。

(71)【D5探查定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到Y_D5-P；这个过程中，如果测量臂的Y-接触式位移传感器有压缩量，则立即停止运动，并提示工件位置偏差。

(72)【D5测量定位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头向后移动2P；这个过程中，Y-传感器将要接触工件，测量臂的移动速度较慢，防止传感器快速接触工件产生振动和冲击。

(73)【D5去抖暂停】：维持测量臂X,Y,Z坐标不变，暂停一定时间t，使传感器数据稳定后记录传感器的压缩量；此步骤中，若是对标准工件进行标定，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P1；若是对被测工件700进行测量，将第一测量臂201的Y-接触式位移传感器压缩量记为P1’。

(74)【D5尺寸计算】：D5的宽度测点会结合C5的测点数据一起参与计算。

(75)【D5准备复位】：维持测量臂X,Z坐标不变，第一测量臂201的Y-接触式位移传感器触头运动到Y_D5-S，测量臂Y-位移传感器微型气缸缩回。

(76)【D6测量】：参考(70)-(75)测量D6宽度的尺寸，并回到准备位置。

(77)【D3测量】：参考(70)-(75)测量D3宽度的尺寸，并回到准备位置。

(78)【D4测量】：参考(70)-(75)测量D4宽度的尺寸，并回到准备位置。

(79)【D1测量】：参考(63)-(68)测量D1角宽的尺寸，并回到准备位置。

(80)【D2测量】：参考(63)-(68)测量D2角宽的尺寸，并回到准备位置。

(81)【E7测量】：参考(24)-(29)测量E7角长的尺寸，并回到准备位置。

(82)【E8测量】：参考(24)-(29)测量E8角长的尺寸，并回到准备位置。

(83)【E5测量】：参考(17)-(22)测量E5长度的尺寸，并回到准备位置。

(84)【E6测量】：参考(17)-(22)测量E6长度的尺寸，并回到准备位置。

(85)【返回原点】：所有测点测量结束，第一测量臂201Z轴回到原点位置；待到位之后，测量量臂X轴回到原点位置，纵向滑台400的回到原点位置，纵向定位气缸402缩回，工件松开。

(86)【机器人下料】向机器人发送下料的指令，等待机器人下料完成，返回步骤(1)等待下一次工件的上料与测量。

以上各实施例中，如无特别说明的部件结构或技术，则表明其为本领域为实现其功能的常规部件结构或常规技术。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全自动接触式测量设备，其特征在于，包括测试台架、纵向滑动设置在测试台架上并可固定放置被测工件的纵向滑台、以及悬于测试台架上方的横梁，在横梁上设有可沿其横向来回移动的至少一个测量臂，

所述测量臂包括可在横梁上沿横向来回移动的上横移底座、安装在上横移底座上的升降杆、以及安装在升降杆底端的双摆测量模组，所述双摆测量模组包括安装在升降杆底部并具有水平横向和水平纵向两个方向的摆动自由度的双摆组件，以及布置在双摆组件上的一个多向接触式位移传感器，即具有沿水平方向和垂直向下多个测量方向的多向接触式位移传感器；

所述测试台架上在纵向滑台下方位置还设置有可沿横向来回移动的顶升测量部，所述顶升测量部包括可沿测试台架横向来回移动的顶升底座、设置在顶升底座上的升降板，以及安装在升降板上并高于其顶端的一个接触式位移传感器，即测量方向垂直向上的Z+接触式位移传感器；

所述接触式位移传感器包括传感器本体和沿在对应测量方向上弹性伸缩的触头所述接触式位移传感器包括传感器本体和沿在对应测量方向上弹性伸缩的触头；

所述触头与被测工件测量面的接触宽度不小于被测工件表面气孔的直径；

使得所述接触式位移传感器的触头被压缩的力在工件表面产生的压强能够克服被测工件表面毛刺的屈服力。

2.根据权利要求1所述的一种全自动接触式测量设备，其特征在于，所述双摆组件包括安装在升降杆底部位置并可在水平面内来回旋转的旋转单元，以及设置在旋转单元上并可在竖直平面内来回摆动的摆动单元，在摆动单元上设置有所述多向接触式位移传感器；

所述摆动单元的摆动角度满足：其可携带多向接触式位移传感器在与一个水平方向呈0-180°范围内摆动；

所述旋转单元的旋转范围满足：其可使得多向接触式位移传感器的测量方向在横向与纵向之间切换。

3.根据权利要求1所述的一种全自动接触式测量设备，其特征在于，所述触头的端部还设有接触滚轮，且同一测量方向上的不同接触式位移传感器的接触滚轮的中心轴的方向一致。

4.根据权利要求1所述的一种全自动接触式测量设备，其特征在于，所述接触式位移传感器分别通过传感器防撞块安装在双摆组件或升降板上，所述传感器防撞块通过磁性器件吸附安装在双摆组件或升降板上，且所述传感器防撞块距离对应接触式位移传感器的顶端的距离不大于该接触式位移传感器的最大许可压缩量。

5.根据权利要求1所述的一种全自动接触式测量设备，其特征在于，所述测试台架在纵向滑台行程的中间位置设有中部横向支架，在中部横向支架上设有三个所述顶升测量部，其中两个顶升测量部分别位于纵向滑台行程两侧，另一个顶升测量部位于纵向滑台行程下方。

6.根据权利要求1所述的一种全自动接触式测量设备，其特征在于，所述纵向滑台上沿纵向相对设置有纵向定位板与纵向定位气缸，在纵向定位板与纵向定位气缸上接触被测工件的一侧加工有纵向定位面；

所述测试台架在纵向滑台行程的前端位置设有前部横向支架，在前部横向支架上固定设有分别位于纵向滑台两侧的两块间距不超过被测工件横向长度的辅助定位板，所述辅助定位板朝向被测工件的一侧加工有辅助定位面，且当纵向滑台移动至测试台架前端时，辅助定位板的辅助定位面与纵向定位板的纵向定位面共面对齐。

7.一种全自动接触式测量方法，其采用如权利要求1-6任一所述的全自动接触式测量设备实施，其特征在于，该测量方法分为厚度测量、长度测量与宽度测量三种模式，其中，

厚度测量步骤具体为：

(1-1)使测量臂返回安全位置(X₀,Y₀,Z₀)，并使顶升测量部下降到底后，将已知尺寸的标准工件放置于测量装置纵向滑台上的第一厚度测量位置处，该工件在第一测量位置(X_T,Y_T)的厚度尺寸已知为T₀；

(1-2)移动测量臂与纵向滑台，并通过调节双摆组件使多向接触式位移传感器的测量方向垂直向下，使多向接触式位移传感器的触头处于设定的第一测量位置(X_T,Y_T,Z_T)的正上方的准备位置，即(X_T,Y_T,Z_T+S)，此时多向接触式位移传感器的触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(1-3)测量臂垂直下降距离S+P，使多向接触式位移传感器的触头接触标准工件上表面并被压缩，记录此时多向接触式位移传感器(311)的被压缩行程为P₁，同时顶起Z+接触式位移传感器，使Z+接触式位移传感器接触工件下表面并被压缩，记录此时Z+接触式位移传感器的被压缩行程为P₂；

(1-4)测量臂抬升，同时顶升测量部下降到底，使多向接触式位移传感器的触头与Z+接触式位移传感器的触头脱离标准工件表面；

(1-5)重复以上步骤(1-1)至步骤(1-4)，记录在其它测量位置时标准工件的厚度尺寸以及对应的多向接触式位移传感器和Z+接触式位移传感器的被压缩行程数据；

(1-6)以被测工件替代标准工件，并按照步骤(1-1)～步骤(1-4)的方式，得到第一厚度测量位置处的多向接触式位移传感器与Z+接触式位移传感器的被压缩行程P₁`、P<sub>2</sub>`，即根据公式计算得到被测工件在第一厚度测量位置处上下两个测量面之间的厚度T＝T₀+(P₁`-P<sub>1</sub>)+(P<sub>2</sub>`-P₂)；

(1-7)重复步骤(1-6)，记录其余测量位置被测工件的多向接触式位移传感器与Z+接触式位移传感器的被压缩行程，即得到被测工件其余测量位置对应厚度；

长度或宽度测量步骤具体为：

(2-1)使测量臂返回安全位置(X₀,Y₀,Z₀)，并使顶升测量部下降到底后，将已知尺寸的标准工件放置于测量装置纵向滑台上的第一测量位置处，标记第一测量位置处分别位于标准工件上沿长度或宽度方向的两侧面的两个法向量相对并重合的测量点K点和F点，

不沿垂直方向，则标准工件在K点和F点之间的尺寸已知为L₀；

(2-2)调节双摆组件使得多向接触式位移传感器的测量方向指向

同时移动测量臂与纵向滑台，使多向接触式位移传感器触头(316)处于设定的测量点F一侧的准备位置，即

此时多向接触式位移传感器的触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(2-3)使测量臂沿

方向移动距离S+P，使多向接触式位移传感器触头接触标准工件被测位置表面并压缩，记录此时多向接触式位移传感器的被压缩行程为P₁；

(2-4)测量臂沿

方向移动，使多向接触式位移传感器的触头脱离标准工件表面；

(2-5)调节双摆组件使多向接触式位移传感器的测量方向指向

同时移动一测量臂与纵向滑台，使多向接触式位移传感器触头处于设定的测量点K一侧的准备位置，即

此时多向接触式位移传感器触头与标准工件被测位置表面的距离为S；

(2-6)测量臂沿

方向移动距离S+P，使多向接触式位移传感器的触头接触标准工件被测位置表面并压缩，记录此时多向接触式位移传感器的被压缩行程为P₂；

(2-7)测量臂沿

方向移动，使多向接触式位移传感器触头脱离标准工件表面；

(2-8)重复以上步骤(2-1)至步骤(2-7)，记录在其它测量位置时标准工件的长度尺寸，以及多向接触式位移传感器在对应的两个测量点的被压缩行程数据；

(2-9)以被测工件替代标准工件，并按照步骤(2-1)～步骤(2-7)，得到第一测量位置时多向接触式位移传感器分别在两个测量点F点与K点的被压缩行程P₁`和P<sub>2</sub>`，即得到被测工件在第一测量位置对应两个测量点之间的长度尺寸L＝L₀+(P₁`-P<sub>1</sub>)+(P<sub>2</sub>`-P₂)；

(2-10)重复上述步骤(2-9)，即测量被测工件其余长度测量位置的长度或宽度尺寸值。

8.根据权利要求7所述的一种全自动接触式测量方法，其特征在于，厚度、宽度与长度测量过程中，距离P等于对应接触式位移传感器有效测量行程的二分之一。

9.根据权利要求7所述的一种全自动接触式测量方法，其特征在于，距离S的值大于距离P的值；

测量前，当接触式位移传感器处于准备位置，即距离标准工件或被测工件表面距离为S时，移动接触式位移传感器接近标准工件或被测工件至距离为P，移动过程中，若检测接触式位移传感器的压缩量大于0，则立即停止移动并退出后续检测步骤，同时，提示标准工件或被测工件摆放位置偏差过大。

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