JP7458578B2 - 3D measurement system and 3D measurement method - Google Patents
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Description
本発明は三次元測定システム及び三次元測定方法に関し、特に三次元測定機とロボットアームとを使用した三次元測定システム及び三次元測定方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional measuring system and a three-dimensional measuring method, and particularly to a three-dimensional measuring system and a three-dimensional measuring method using a three-dimensional measuring machine and a robot arm.
従来より、三次元測定の精度を上げるために、三次元測定機で測定対象であるワークを測定する際に、ワークの温度に基づいて三次元測定の測定結果を補正する技術が提案されてきた。 Conventionally, in order to improve the accuracy of 3D measurement, technology has been proposed that corrects the 3D measurement results based on the temperature of the workpiece when measuring the workpiece with a 3D measuring machine. .
例えば、特許文献1では、三次元測定機本体はワークの温度を検出する温度センサを備える。三次元測定を行う際には、三次元測定機に設置されたワークに温度センサを取り付けて、ワークの温度を検出する。そして、検出されたワークの温度を用いて三次元測定の測定結果を補正する。ワークの温度が所定の温度と異なる場合であっても三次元測定の測定結果を補正できるため、ワークの温度慣らしを省略し、測定の効率を上げている。
For example, in
しかし、特許文献1に記載の技術では、ワークの温度を検出するためには三次元測定装置にワークを載置し、人手を介して温度センサを三次元測定装置上のワークに取り付ける必要がある。この取り付け作業によって三次元測定の効率が落ちるという問題があった。
However, with the technology described in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、人手を介さずにワークの温度検出を行うことができる三次元測定システム及び三次元測定方法を提供することである。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a three-dimensional measurement system and a three-dimensional measurement method that can detect the temperature of a workpiece without human intervention.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る三次元測定システムは、定盤と、測定対象であるワークを保持するエンドエフェクタを有し、且つ、ワークの姿勢を可変なロボットアームと、定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブであって、ワークの三次元測定を行うプローブと、エンドエフェクタに設けられ、ワークの温度を検出する温度検出手段と、を備える。 In order to achieve the above object, a three-dimensional measurement system according to a first aspect of the present invention includes a surface plate, an end effector that holds a workpiece to be measured, and a robot that can change the posture of the workpiece. The present invention includes an arm, a probe configured to be movable relative to the surface plate and that performs three-dimensional measurement of the workpiece, and a temperature detection means that is provided on the end effector and detects the temperature of the workpiece.
第1の態様に係る三次元測定システムによれば、ロボットアームのエンドエフェクタに設けられた温度検出手段によりワークの温度を検出することが可能となる。人手を介して温度検出手段をワークに取り付ける作業が不要になるため、三次元測定の効率を向上させることができる。 According to the three-dimensional measurement system according to the first aspect, the temperature of the workpiece can be detected by the temperature detection means provided on the end effector of the robot arm. Since there is no need to manually attach the temperature detection means to the workpiece, the efficiency of three-dimensional measurement can be improved.
第1の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、温度検出手段は、ロボットアームによりワークが保持されている状態で、ワークの温度を検出する。ワークを定盤に設置しなくとも、ロボットアームによりワークを保持した状態で温度を検出することができるため、例えば、ワークが所定の温度条件を満たさない場合、ワークを定盤に一旦設置することなく速やかに搬出することができる。これにより、三次元測定システムの稼働率を向上させることができる。 In the three-dimensional measurement system according to the first aspect, preferably, the temperature detection means detects the temperature of the work while the work is held by the robot arm. The temperature can be detected while the workpiece is being held by the robot arm without having to place the workpiece on the surface plate, so for example, if the workpiece does not meet the specified temperature conditions, it is possible to temporarily set the workpiece on the surface plate. It can be carried out quickly without any problems. Thereby, the operating rate of the three-dimensional measurement system can be improved.
第1の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、温度検出手段は、ロボットアームによりワークが保持されると、ワークの温度の検出を開始する。従来の技術ではワークを定盤に載置してから温度検出を行っていたが、第1の態様に係る三次元測定システムでは従来よりも早いタイミングで温度検出を開始することができる。例えば、温度検出手段の立ち上がりに時間がかかる場合、この利点は顕著になる。 In the three-dimensional measurement system according to the first aspect, the temperature detection means preferably starts detecting the temperature of the workpiece when the workpiece is held by the robot arm. In conventional technology, the temperature detection is performed after the workpiece is placed on the surface plate, but in the three-dimensional measurement system according to the first aspect, temperature detection can be started at an earlier timing than in the past. For example, this advantage becomes more noticeable when it takes a long time for the temperature detection means to start up.
第1の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、温度検出手段は、エンドエフェクタがワークを保持する保持面に設けられる。ワークとエンドエフェクタとの間隙を最小限にすることにより、温度検出を正確に行うことができる。 In the three-dimensional measurement system according to the first aspect, the temperature detection means is preferably provided on a holding surface on which the end effector holds the workpiece. By minimizing the gap between the workpiece and the end effector, temperature detection can be performed accurately.
好ましくは、第1の態様に係る三次元測定システムは、温度検出手段による検出結果に基づいてプローブによるワークの測定結果を補正する補正手段を備える。補正手段により、ワークの温度の検出結果に基づいて三次元測定の結果を補正することができるため、三次元測定の精度を向上させることができる。 Preferably, the three-dimensional measurement system according to the first aspect includes a correction means for correcting the measurement result of the workpiece by the probe based on the detection result by the temperature detection means. The correction means can correct the three-dimensional measurement result based on the detected temperature of the workpiece, so the accuracy of the three-dimensional measurement can be improved.
第1の態様に係る三次元測定システムにおいて、ロボットアームを支持するロボット基台は定盤の外に設けられてもよい。定盤の外にロボット基台を設けるため、比較的大型のロボットアームを用いることができる。 In the three-dimensional measurement system according to the first aspect, the robot base that supports the robot arm may be provided outside the surface plate. Since the robot base is provided outside the surface plate, a relatively large robot arm can be used.
第1の態様に係る三次元測定システムにおいて、ロボットアームを支持するロボット基台は定盤上に設けられてもよい。定盤上にロボット基台を設けるため、ロボットアームの振動系は定盤の振動系と同じになる。これにより、外部環境の振動による影響を低減させ、三次元測定の精度を一層向上させることができる。 In the three-dimensional measurement system according to the first aspect, the robot base that supports the robot arm may be provided on a surface plate. Since the robot base is installed on the surface plate, the vibration system of the robot arm is the same as that of the surface plate. Thereby, the influence of vibrations in the external environment can be reduced, and the accuracy of three-dimensional measurement can be further improved.
第1の態様に係る三次元測定システムにおいて、好ましくは、プローブは、ロボットアームによりワークが保持されている状態で、ワークの三次元測定を行う。ロボットアームによりワークが保持された状態でワークの三次元測定を行うので、三次元測定中にワークの姿勢を簡便に変更することができる。 In the three-dimensional measurement system according to the first aspect, preferably, the probe performs three-dimensional measurement of the work while the work is held by the robot arm. Since the three-dimensional measurement of the workpiece is performed while the workpiece is held by the robot arm, the posture of the workpiece can be easily changed during the three-dimensional measurement.
上記目的を達成するために、本発明の第2の態様に係る三次元測定方法は、ロボットアームのエンドエフェクタにより測定対象であるワークを保持して、ワークを搬入する搬入ステップと、エンドエフェクタに設けられた温度検出手段により、ワークの温度を検出する温度検出ステップと、定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブによりワークの三次元測定を行う測定ステップと、を含む。第2の態様に係る三次元測定方法によっても、第1の態様に係る三次元測定システムと同様の効果を得ることができる。 In order to achieve the above object, the three-dimensional measuring method according to the second aspect of the present invention includes a loading step of holding the workpiece to be measured by the end effector of the robot arm and loading the workpiece, a temperature detection step of detecting the temperature of the workpiece by a temperature detection means provided on the end effector, and a measurement step of performing three-dimensional measurement of the workpiece by a probe configured to be movable relative to the surface plate. The three-dimensional measuring method according to the second aspect can also achieve the same effects as the three-dimensional measuring system according to the first aspect.
第2の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、温度検出ステップは、搬入ステップにおいて行われる。エンドエフェクタに設けられた温度検出手段によりワークの温度を検出するため、搬入ステップと並行して温度検出ステップを行うことができる。これにより、三次元測定の効率を向上させることができる。 In the three-dimensional measurement method according to the second aspect, preferably the temperature detection step is performed in the carrying-in step. Since the temperature of the workpiece is detected by the temperature detecting means provided in the end effector, the temperature detecting step can be performed in parallel with the carrying-in step. Thereby, the efficiency of three-dimensional measurement can be improved.
第2の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、温度検出ステップは、ロボットアームによりワークが保持された状態で行われる。ワークを定盤に設置しなくとも、ロボットアームによりワークを保持した状態で、温度検出手段により温度を検出することができるため、三次元測定の効率を向上させることができる。 In the three-dimensional measurement method according to the second aspect, the temperature detection step is preferably performed while the workpiece is held by the robot arm. Since the temperature can be detected by the temperature detection means while the workpiece is held by the robot arm without having to place the workpiece on a surface plate, the efficiency of three-dimensional measurement can be improved.
第2の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、温度検出ステップは、ロボットアームによりワークが保持された際に開始される。従来の技術ではロボットアームによりワークを定盤に載置してから温度検出を行っていたが、第2の態様に係る三次元測定方法では従来よりも早いタイミングで温度検出を開始することができる。 In the three-dimensional measurement method according to the second aspect, preferably, the temperature detection step is started when the workpiece is held by the robot arm. In conventional technology, temperature detection was performed after placing the workpiece on a surface plate using a robot arm, but with the three-dimensional measurement method according to the second aspect, temperature detection can be started at an earlier timing than before. .
好ましくは、第2の態様に係る三次元測定方法は、ワークの温度が所定の温度条件を満たすか否か判定する温度判定ステップを含む。これにより、例えば、ワークの温度が三次元測定に適した温度条件を満たすか否か判定することができる。 Preferably, the three-dimensional measurement method according to the second aspect includes a temperature determination step of determining whether the temperature of the workpiece satisfies a predetermined temperature condition. This makes it possible to determine, for example, whether the temperature of the workpiece satisfies temperature conditions suitable for three-dimensional measurement.
ここで、好ましくは、温度判定ステップは、ロボットアームによりワークが保持された状態で行われる。ここで、更に好ましくは、温度判定ステップにおいて所定の温度条件を満たさないと判定された場合、ワークはロボットアームにより保持された状態のまま搬出される。例えば、ワークが所定の温度条件を満たさないと判定された場合、ワークを定盤に一旦載置することなく速やかに搬出することができる。これにより、三次元測定の効率を一層向上させることができる。 Here, preferably, the temperature determination step is performed with the workpiece being held by the robot arm. More preferably, if it is determined in the temperature determination step that the predetermined temperature condition is not satisfied, the workpiece is carried out while being held by the robot arm. For example, if it is determined that the workpiece does not satisfy a predetermined temperature condition, the workpiece can be quickly removed without being placed on the surface plate. Thereby, the efficiency of three-dimensional measurement can be further improved.
第2の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、測定ステップは、ロボットアームによりワークが保持された状態で行われる。ロボットアームによりワークを保持した状態で、プローブによりワークの三次元測定を行うので、三次元測定中にワークの姿勢を簡便に変更することができる。 In the three-dimensional measuring method according to the second aspect, preferably, the measuring step is performed while the workpiece is held by a robot arm. Since the three-dimensional measurement of the workpiece is performed using the probe while the workpiece is held by the robot arm, the posture of the workpiece can be easily changed during the three-dimensional measurement.
好ましくは、第2の態様に係る三次元測定方法は、温度検出ステップによる検出結果に基づいて測定ステップによるワークの測定結果を補正する補正ステップを含む。補正ステップによりワークの温度の検出結果に基づいて三次元測定の結果を補正することができるため、三次元測定の精度を向上させることができる。 Preferably, the three-dimensional measurement method according to the second aspect includes a correction step of correcting the measurement result of the workpiece in the measurement step based on the detection result in the temperature detection step. Since the correction step allows the three-dimensional measurement result to be corrected based on the detected temperature of the workpiece, the accuracy of the three-dimensional measurement can be improved.
ここで、更に好ましくは、温度検出ステップはロボットアームによりワークが保持された状態でリアルタイムに行われ、補正ステップにおいて、測定ステップよるワークの測定結果を、温度検出ステップによる検出結果に基づいてリアルタイムに補正する。ワークをロボットアームにより保持した状態のままで、温度検出、三次元測定、及び測定結果の補正を行うことができるため、温度検出から測定結果の補正までのタイムラグ(時間差)を短縮することができる。 More preferably, the temperature detection step is performed in real time while the workpiece is held by the robot arm, and in the correction step, the measurement result of the workpiece in the measurement step is updated in real time based on the detection result in the temperature detection step. to correct. Temperature detection, three-dimensional measurement, and measurement result correction can be performed while the workpiece is held by the robot arm, reducing the time lag between temperature detection and measurement result correction. .
第2の態様に係る三次元測定方法において、好ましくは、ロボットアームを支持するロボット基台は定盤の外に設けられる。定盤の外にロボット基台を設けるため、比較的大型のロボットアームを用いることができる。 In the three-dimensional measuring method according to the second aspect, the robot base that supports the robot arm is preferably provided outside the base plate. Since the robot base is provided outside the base plate, a relatively large robot arm can be used.
あるいは、第2の態様に係る三次元測定方法において、好ましくはロボットアームを支持するロボット基台は定盤上に設けられる。定盤上にロボット基台を設けるため、ロボットアームの振動系は定盤の振動系と同じになる。これにより、外部環境の振動による影響を低減させ、三次元測定の精度を一層向上させることができる。 Alternatively, in the three-dimensional measurement method according to the second aspect, the robot base that supports the robot arm is preferably provided on a surface plate. Since the robot base is installed on the surface plate, the vibration system of the robot arm is the same as that of the surface plate. Thereby, the influence of vibrations in the external environment can be reduced, and the accuracy of three-dimensional measurement can be further improved.
本発明によれば、ロボットアームに保持されているワークの温度を温度検出手段によりワークを保持した状態でワークの三次元測定を行うので、人手を介さずにワークの温度検出を行うことができる。 According to the present invention, the temperature of a workpiece held by a robot arm is measured in three dimensions while the workpiece is being held by a temperature detection means, so that the temperature of the workpiece can be detected without manual intervention.
以下、添付図面に従って本発明に係る測定方法の実施形態について説明する。なお、図面において基本的に同じ構成要素には同じ参照符号を付している。 Below, an embodiment of the measurement method according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. Note that essentially the same components in the drawings are given the same reference symbols.
<第1実施形態>
図1は第1実施形態に係る三次元測定システム1000の概略構成図である。図1及び他のいくつかの図では、ロボットアーム装置100を図示するために三次元測定機1のコラム16の一部の図示が省略されている。第1実施形態に係る三次元測定システム1000は、三次元測定機1、ロボットアーム装置100、温度検出手段55、及び、統括制御装置70を備える。
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a three-
図1に示すように、ロボットアーム50のロボット基台52は三次元測定機1の定盤18の外に配置されている。ロボット基台52は定盤18の外に配置するため、ロボットアーム装置100は比較的大型でもよい。
As shown in FIG. 1, the
三次元測定機1は、測定機本体10と、データ処理装置30と、測定機コントローラ40とを含む。図2は、測定機本体10の一例を示す図である。なお、以下の説明では、三次元直交座標系を用いて説明する。
The coordinate measuring
以下の説明では、三次元測定機1として接触式プローブを備える接触式三次元測定機について説明する。当然ながら、三次元測定機1は非接触式三次元測定機でもよい。三次元測定機1が非接触式三次元測定機である場合、例えば、下記の接触式のプローブ22に代えてレーザプローブを用いてもよい。
In the following description, a contact three-dimensional measuring machine including a contact probe will be described as the three-
測定機本体10は、プローブ22(スタイラス24を含む。)の先端に形成された測定子26を、測定対象であるワークWに接触させて走査させることにより、ワークWの形状(輪郭)及び寸法等を測定する。
The measuring device
図2に示すように、測定機本体10は、基台20と、基台20上に設けられた定盤18とを含む。定盤18の表面は、X-Y平面に平行な平面状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the measuring device
定盤18には、定盤18の表面から図中上側(+Z方向)に伸びる一対のコラム(支柱)16が取り付けられている。コラム16の上端部(+Z側の端部)には、ビーム(梁)14が架け渡されている。一対のコラム16は、定盤18上をY方向に同期して移動可能となっており、ビーム14は、X方向に平行な状態で、Y方向に移動可能となっている。コラム16を定盤18に対して移動させるための駆動手段としては、モータを使用することができる。なお、ビーム14及びコラム16により門が構成される門型の三次元測定機1である。
A pair of columns (pillars) 16 are attached to the
ビーム14には、Z方向に伸びるヘッド12が取り付けられている。ヘッド12は、ビーム14の長さ方向(X方向)に沿って移動可能となっている。ヘッド12をビーム14に対して移動させるための駆動手段としては、モータを使用することができる。
A
ヘッド12の下端部(-Z側の端部)には、プローブ22が図中上下方向(Z方向)に移動可能に取り付けられている。プローブ22を上下方向に移動させるための駆動手段としては、モータを使用することができる。
A
測定機本体10は、コラム16、ヘッド12及びプローブ22のそれぞれの移動量を測定するための移動量測定部(例えば、リニアエンコーダ。不図示)を含んでいる。
The measuring device
プローブ22は、剛性が高い軸状の部材(スタイラス24)を含んでいる。このスタイラス24の材料としては、例えば、超硬質合金、チタン、ステンレス、セラミック、カーボンファイバー等を使用することができる。
The
プローブ22のスタイラス24の先端部には、測定子26が設けられている。測定子26は、硬度が高く、耐摩耗性に優れた球状の部材である。測定子26の材料としては、例えば、ルビー、窒化珪素、ジルコニア、セラミック等を使用することができる。測定子26の直径(以下、スタイラス径という。)は一例で4.0mmである。
A
ワークWの測定を行う場合には、コラム16、ヘッド12及びプローブ22をXYZ方向に移動させて測定子26をワークWに接触させる。そして、測定子26をワークWの外形に沿って走査させながら、測定子26の変位量等を測定する。この変位量の測定値等のデータはデータ処理装置30に送信される。データ処理装置30は、汎用測定プログラムを使用してこのデータを処理することにより、ワークWの形状(輪郭)及び寸法等を求めることが可能となっている。
When measuring the workpiece W, the
測定機コントローラ40は、測定機本体10との間で通信を行うための手段であり、測定機本体10との間で送受信するデータの変換処理を行う。測定機コントローラ40は、データ処理装置30から測定機本体10に送信されるデジタルの指令をアナログ信号に変換するためのD/A(digital-to-analog)変換器と、測定機本体10からデータ処理装置30に送られる測定値等のデータをデジタルデータに変換するためのA/D(analog-to-digital)変換器とを含んでいてもよい。
The measuring
ロボットアーム装置100は、ロボットアーム50とロボットアームコントローラ60とを備える。図3は、ロボットアーム50の一例を示す図である。
ロボットアーム50は、複数の可動部と、複数の可動部をそれぞれ駆動する複数のモータとを備える。ロボットアームコントローラ60は、ロボットアーム50に備えられているモータ等を制御することにより、ロボットアーム50を作動させる。ロボットアームコントローラ60は、例えば、コンピュータで構成され、ユーザの操作又は専用のプログラムにより自動で、ロボットアーム50を作動させる。
The
ロボットアーム50は、ワークWを保持することが可能に設計されている。具体的には、ロボットアーム50は、第1関節部(手首部分)J1に接続されるエンドエフェクタEEによりワークWを保持(把持)する。また、エンドエフェクタEEは、ワークWの姿勢を自由に変更することができる。例えば、エンドエフェクタEEはY-Z平面と平行に回転し、またはX-Y平面に平行に回転することにより、ワークWの姿勢を変更することができる。
The
図3に示すように、ロボットアーム50は、例えば、4つの関節部(第1関節部J1~第4関節部J4)、これらの関節によって順次連結される3つのアーム(第1アームA1~第3アームA3)、及びロボット基台52を有する多関節アームである。具体的には、第1関節部J1は、エンドエフェクタEEと第1アームA1とを連結し、エンドエフェクタEEは第1アームA1に対して相対的に回転可能である。第2関節部J2は第1アームA1と第2アームA2とを連結し、第1アームA1の長手方向に伸びる軸回りに第1アームA1は回転可能である。第3関節部J3は第2アームA2と第3アームA3とを連結し、第2アームA2は第3アームA3に対して水平方向に伸びる軸回りに回転可能である。第4関節部J4は第3アームA3とロボット基台52の先端部52aとを連結し、第3アームA3はロボット基台52に対して水平方向に伸びる軸回りに回転可能である。なお、図3に示すロボットアーム装置100は一例であり、他の形態の公知のロボットアーム装置が使用されてもよい。
As shown in FIG. 3, the
温度検出手段55は温度センサ57とセンサコントローラ56を含む。温度センサ57はワークWの温度を検出する。センサコントローラ56は、例えば、コンピュータで構成され、ユーザの操作又は専用のプログラムにより自動で、温度センサ57を作動させる。
Temperature detection means 55 includes a
ここで、温度検出手段55はワークWの温度をリアルタイムに検出し、統括制御装置70に出力することにしてもよい。リアルタイムとは、振動(相対位置の変化)の検出が必要な時間(ワークWの三次元測定が行われている時間)内において常時あるいは一定間隔で振動が検出されることを意味する。また、一定時間間隔に限らず、不等時間間隔で振動を検出してもよい。更に、リアルタイムに振動検出する場合に限らず、外部から振動に関するデータを受信することにしてもよい。あるいは、統括制御装置70からの通知に従って、温度検出手段55からワークWの温度を統括制御装置70に出力することとしてもよい。
Here, the temperature detection means 55 may detect the temperature of the work W in real time and output it to the
温度センサ57として任意の種類の温度センサを用いることができる。温度センサ57として、例えば、熱電対温度計、抵抗温度計、赤外線温度計、バイメタル温度計等が挙げられる。
Any type of temperature sensor can be used as the
温度センサ57は、エンドエフェクタEEによりワークWを保持した状態でワークWの温度が検出できれば、温度センサ57は特に限定されないが、好ましくは、温度センサ57は、ロボットアーム50のエンドエフェクタEEにおいてワークWを保持する(保持する)保持面に設けられる。これにより、エンドエフェクタEEに保持されたワークWの温度を精度良く検出することができる。
The
次に、図4及び図5を参照して、温度センサ57を備えるエンドエフェクタEEの例について説明する。エンドエフェクタEEはワークWの形状及び材質に応じて適宜交換される。
Next, an example of an end effector EE equipped with a
図4は、角形状のワークWを保持する際に好適に用いることができるエンドエフェクタEEの一例を示す。図4の符号4AはエンドエフェクタEEの正面図であり、符号4Bは保持面を示す図である。符号4Aに示すように、エンドエフェクタEEは、基部71と一対の爪部72とを備える。基部71の基端側はロボットアーム50の第1アームA1と接続される。一対の爪部72は基部71の先端側に設けられる。一対の爪部72は互いに対して離隔及び近接するように移動可能に構成され、符号4Cに示すようにワークWは一対の爪部72の間隙に保持される。つまり、一対の爪部72の互いに対向する面は、ワークWを保持する一対の保持面73を構成する。
FIG. 4 shows an example of an end effector EE that can be suitably used when holding a rectangular workpiece
符号4Bに示すように、保持面73のうち少なくとも1つには、温度センサ57が設けられる。エンドエフェクタEEにワークWが保持されると、ワークWは保持面73に設けられた温度センサ57と接触し、温度センサ57によるワークWの温度検出が開始される。好ましくは、全ての保持面73に温度センサ57が設けられる。これにより、温度の測定精度を上げることができる。
As shown at 4B, a
図5は、円筒形状のワークWを保持する際に好適に用いることができるエンドエフェクタEEの一例を示す。図5の符号5AはエンドエフェクタEEの正面図であり、符号5Bは底面図である。符号5A及び5Bに示すように、エンドエフェクタEEは、基部75と、3つで一組のチャック76とを備える。基部75の基端側は、ロボットアーム50の第1アームA1と接続される。
Figure 5 shows an example of an end effector EE that can be suitably used to hold a cylindrical workpiece W. In Figure 5,
一組のチャック76は基部75の先端側に設けられる。一組のチャック76は、同一円周上に120度間隔に配置され、それぞれ径方向に移動可能に構成される。符号5Cに示すようにワークWは一組のチャック76の間隙に保持される。つまり、一組のチャック76の径方向の中心側の面は、ワークWを保持する一組の保持面77を構成する。符号5Bに示すように、保持面77のうち少なくとも1つには、温度センサ57が設けられる。好ましくは、全ての保持面77に温度センサ57が設けられる。
The set of
このように、エンドエフェクタEEに温度センサ57が設けられているため、三次元測定機1に搬入されたワークWに人手で温度センサ57を取り付ける必要がない。よって、三次元測定の効率を向上させることができる。
In this way, since the
また、従来、温度センサは磁石で取り付けるタイプである場合に、ワークの材質によっては温度センサを取り付けることができないという問題があったが、この問題も解決することができる。 In addition, in the past, when temperature sensors were attached using magnets, there was a problem that the temperature sensor could not be attached depending on the material of the workpiece, but this problem can also be solved.
図6は、三次元測定システム1000の機能ブロック図である。図6に示すように、統括制御装置70は、データ処理装置30、測定機コントローラ40、センサコントローラ56及びロボットアームコントローラ60と接続され、これらとの間でデータ及び信号を通信することによりこれらを統括して制御する。
FIG. 6 is a functional block diagram of the three-
更に、統括制御装置70は補正手段71を備える。補正手段71は温度検出手段55により検出されたワークWの温度に基づいて三次元測定機1による測定結果を補正する。
Furthermore, the
統括制御装置70、データ処理装置30、測定機コントローラ40、ロボットアームコントローラ60及び補正手段71は、プロセッサを備えるコンピュータを用いて実現することができる。プロセッサとして、CPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などが挙げられる。
The
コンピュータとして例えば、パソコン、マイクロコンピュータ、PLC(Programmable Logic Controller)等が挙げられる。コンピュータは、ROMやRAMなどのメモリ、ハードディスクなどの外部記録装置、入力装置、出力装置、ネットワーク接続装置などを備えてもよい。メモリには、各装置及び手段を制御するためのプログラムが記憶されており、このプログラムをプロセッサが読み出し実行することにより、各種の演算処理や制御処理が実行される。 Examples of the computer include a personal computer, a microcomputer, a PLC (Programmable Logic Controller), and the like. A computer may include a memory such as a ROM or RAM, an external storage device such as a hard disk, an input device, an output device, a network connection device, and the like. A program for controlling each device and means is stored in the memory, and when a processor reads and executes this program, various arithmetic processing and control processing are performed.
例えば、ロボットアームコントローラ60のメモリには、ロボットアーム50を動かすためのプログラムが記憶されており、このプログラムをプロセッサが読み出し実行することにより、ワークWの搬送及び姿勢の変更が自動で行われてもよい。更に、データ処理装置30とロボットアームコントローラ60とを連携させることにより、三次元測定全般が自動的に行われるようにしてもよい。
For example, a program for moving the
[測定方法]
次に、第1実施形態に係る三次元測定方法について説明する。図7は、第1実施形態に係る三次元測定方法を示すフローチャートである。
[Measuring method]
Next, a three-dimensional measurement method according to the first embodiment will be explained. FIG. 7 is a flowchart showing the three-dimensional measurement method according to the first embodiment.
ロボットアーム装置100は、三次元測定機1の測定空間の外にあるワークWをエンドエフェクタEEで保持する(ステップS10:保持ステップ)。エンドエフェクタEEがワークWを保持すると、ワークWと温度センサ57とが接触し、温度検出手段55はワークWの温度の検出を開始する(ステップS20:温度検出ステップ)。ここで、ワークWをエンドエフェクタEEで保持したタイミングで、例えば、統括制御装置70から温度検出手段55に対して温度検出の開始を指示する信号を送ることとしてもよい。
The
エンドエフェクタEEがワークWを保持したタイミングでワークWの温度を自動的に検出し始めるため、ワークWの保持から(ステップS10)後述のワークWの配置(ステップS12:配置ステップ)までの時間にワークWの温度検出を行うことができる。温度センサ57の立ち上がりに比較的長い時間がかかる場合、この利点は顕著である。
The end effector EE automatically starts detecting the temperature of the workpiece W when it holds the workpiece W, so the temperature of the workpiece W can be detected during the time from when the workpiece W is held (step S10) to when the workpiece W is placed (step S12: placement step), which will be described later. This advantage is significant when it takes a relatively long time for the
続いて、ワークWを三次元測定機1に搬入し(ステップS11:搬入ステップ)、ワークWを測定空間内の所定の測定位置に配置する。第1実施形態の場合、ワークWを定盤18上に載置する(ステップS12)。ここで、ワークWを定盤18上に直接的に載置してもよいし、治具(不図示)を介して定盤18上に間接的に載置してもよい。ここで、温度検出手段55から温度の検出結果が統括制御装置70に自動的に出力されていない場合、ワークWを載置した後(ステップS12)、例えば、統括制御装置70から温度検出手段55に対して温度の検出結果の出力を指示する信号を送ることとしてもよい。
Subsequently, the workpiece W is carried into the coordinate measuring machine 1 (step S11: carrying-in step), and the workpiece W is placed at a predetermined measurement position within the measurement space. In the case of the first embodiment, the workpiece W is placed on the surface plate 18 (step S12). Here, the work W may be placed directly on the
ステップS12においてワークWを載置した後、少なくとも温度の検出結果が出力されるまでワークWはエンドエフェクタEEにより保持された状態であることが好ましい。エンドエフェクタEEがワークWを外してしまうと、エンドエフェクタEEに設けられた温度センサ57が外気に触れてしまい、正しくワークWの温度を測定することができない可能性があるからである。
After the workpiece W is placed in step S12, it is preferable that the workpiece W is held by the end effector EE at least until the temperature detection result is output. This is because if the end effector EE removes the workpiece W, the
ステップS12の後、温度検出手段55から統括制御装置70にワークWの温度の検出結果が出力されると(ステップS21)、統括制御装置70は、ワークWの温度の検出結果が所定の温度条件を満たすか否か判定する(ステップS13:温度判定ステップ)。ここで、温度条件は、例えば、三次元測定機1により測定可能なワークWの温度範囲に基づいて予め設定される。例えば、三次元測定する雰囲気の温度が摂氏20度である場合、所定の温度条件を摂氏20度±2度、あるいは、摂氏20度±1度に設定してもよい。
After step S12, when the temperature detection result of the workpiece W is output from the temperature detection means 55 to the overall control device 70 (step S21), the
ワークWの温度の検出結果が所定の温度条件を満たさないと判定された場合(ステップS13でNO)、統括制御装置70は、その旨をユーザに通知する(不図示)。統括制御装置70は、例えば、表示灯を点灯させる、ブザーで警告を出す等によりこの通知を行ってもよい。続いて、エンドエフェクタEEは保持しているワークWを測定位置から三次元測定機1外の所定の位置に移動させた後(ステップS23:搬出ステップ)、ステップS19に進む。例えば、ステップS23において、所定の位置として温度慣らし場にワークWを移動させてもよい。
If it is determined that the detection result of the temperature of the workpiece W does not satisfy the predetermined temperature condition (NO in step S13), the
第1実施形態によれば、ワークWを保持した状態で温度を判定することができるため、ワークWを一旦エンドエフェクタEEから外すことなく、温度条件を満たさないワークWを速やかに三次元測定機1から搬出させることができる。これにより、三次元測定機1の稼働効率を向上させることができる。
According to the first embodiment, since the temperature can be determined while the workpiece W is being held, the workpiece W that does not meet the temperature conditions can be quickly removed from the coordinate measuring machine without first removing the workpiece W from the end effector EE. It can be carried out from 1. Thereby, the operating efficiency of the coordinate measuring
ワークWの温度の検出結果が所定の温度条件を満たすと判定された場合(ステップS13でYES)、エンドエフェクタEEからワークWを外し、ロボットアーム50は退避する(ステップS14)。続いて、ワークWについて三次元測定が行われる(ステップS15)。補正手段71は、ステップS21において温度検出手段55から出力された温度の検出結果に基づいて三次元測定の測定結果を補正する(ステップS16)。
If it is determined that the detection result of the temperature of the workpiece W satisfies the predetermined temperature condition (YES in step S13), the workpiece W is removed from the end effector EE, and the
なお、三次元測定を行う際にワークWの姿勢の変更が必要な場合は、エンドエフェクタEEでワークWを再び保持してワークWの姿勢を変更した後に、ステップS14から16を繰り返す(不図示)。 Note that if it is necessary to change the posture of the workpiece W when performing three-dimensional measurement, after holding the workpiece W again with the end effector EE and changing the posture of the workpiece W, steps S14 to S16 are repeated (not shown). ).
三次元測定が終了すると、統括制御装置70は温度補正された測定結果を出力する(ステップS17)。ロボットアーム装置100は測定が終わったワークWを三次元測定機1から搬出する(ステップS18:搬出ステップ)。測定すべきワークWが他に存在する場合(ステップS19でYES)、ステップS10に戻り、新たなワークWについて同様の処理を繰り返す。
When the three-dimensional measurement is completed, the
測定すべきワークWが他に存在しない場合(ステップS19でNO)、処理を終了する。このように、本実施形態によれば、温度検出手段55をエンドエフェクタEEに設けることにより、人手を介さずに、ワークWをエンドエフェクタEEで保持したタイミングで速やかに温度検出を開始することができる。そのため、三次元測定の効率を向上させることができる。また、エンドエフェクタEEで保持した状態で温度を検出し、温度条件を満たさないワークWをその状態から速やかに搬出することができるため、三次元測定機1の稼働率を上げることができる。
If there is no other workpiece W to be measured (NO in step S19), the process ends. As described above, according to the present embodiment, by providing the temperature detection means 55 in the end effector EE, temperature detection can be started promptly at the timing when the workpiece W is held by the end effector EE without manual intervention. can. Therefore, the efficiency of three-dimensional measurement can be improved. Further, since the temperature can be detected while the workpiece is being held by the end effector EE, and the workpiece W that does not meet the temperature conditions can be quickly removed from that state, the operating rate of the three-
<第1実施形態の変形例>
第1実施形態では、ワークWが所定の温度条件を満たすか否か判定している(図7のステップS13)。しかし、ワークWが所定の温度条件を満たすことが予めわかっている場合、例えば、図7のステップS13及びステップS23を省略してもよい。これにより、三次元測定の効率を一層向上させることができる。
<Modified example of the first embodiment>
In the first embodiment, it is determined whether the workpiece W satisfies a predetermined temperature condition (step S13 in FIG. 7). However, if it is known in advance that the workpiece W satisfies a predetermined temperature condition, for example, steps S13 and S23 in FIG. 7 may be omitted. Thereby, the efficiency of three-dimensional measurement can be further improved.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。第1実施形態では、ワークWを定盤18上に直接的又は間接的に配置した状態で三次元測定を行っている。第2実施形態では、ワークWをエンドエフェクタEEで保持した状態で三次元測定を行う。第2実施形態に係る三次元測定システムの構成は第1実施形態に係る三次元測定システム1000と同様であるため、システムの構成についての説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the three-dimensional measurement is performed with the workpiece W placed directly or indirectly on the
図8に第2実施形態に係る三次元測定方法のフローチャートを示す。図8に示すように、第2実施形態に係る三次元測定方法では、図7に示す第1実施形態に係る三次元測定方法のフローチャートからステップS12及びステップS14を削除し、ステップS11とステップS13との間にステップS30を追加する。他のステップは第1実施形態と基本的に同じであるため、これらについての説明を省略する。 FIG. 8 shows a flowchart of the three-dimensional measurement method according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the three-dimensional measuring method according to the second embodiment, step S12 and step S14 are deleted from the flowchart of the three-dimensional measuring method according to the first embodiment shown in FIG. Step S30 is added between. Since the other steps are basically the same as those in the first embodiment, a description thereof will be omitted.
第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、エンドエフェクタEEがワークWを保持すると(ステップS10)、ワークWと温度センサ57とが接触し、温度検出手段55はワークWの温度の検出を開始する(ステップS20)。エンドエフェクタEEがワークWを保持したタイミングで自動的に温度検出手段57はワークWの温度検出を開始できるため、ワークWの温度を検出するセンサを、人手を介してロボットアーム50等に取り付ける工程を省くことができる。
Similarly to the first embodiment, in the second embodiment, when the end effector EE holds the workpiece W (step S10), the workpiece W and the
温度検出の開始後(ステップS20)、ステップS11からS19に並行して、一定時間間隔で又は不等時間間隔で、又はリアルタイムに、温度検出手段55からワークWの温度の検出結果が統括制御装置70に出力(転送)される。 After the start of temperature detection (step S20), in parallel with steps S11 to S19, the detection result of the temperature of the workpiece W is sent from the temperature detection means 55 to the central control device at fixed time intervals, at irregular time intervals, or in real time. It is output (transferred) to 70.
ワークWを三次元測定機1に搬入すると(ステップS11)、ワークWを測定空間内の所定の測定位置に配置する。第2実施形態の場合、エンドエフェクタEEで保持した状態のままでワークWを所定の姿勢に設定する(ステップS30:配置ステップ)。第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、ワークWを保持してから(ステップS11)、ワークWの姿勢を決定する(ステップS30)までの時間にワークWの温度検出を行う。 When the workpiece W is carried into the coordinate measuring machine 1 (step S11), the workpiece W is placed at a predetermined measurement position within the measurement space. In the case of the second embodiment, the workpiece W is set in a predetermined posture while being held by the end effector EE (step S30: placement step). In the second embodiment as well, similarly to the first embodiment, the temperature of the workpiece W is detected during the period from when the workpiece W is held (step S11) to when the posture of the workpiece W is determined (step S30).
ここで、温度検出手段55から温度の検出結果が統括制御装置70にリアルタイムで出力されていない場合、ステップS30においてワークWの姿勢を設定した後、例えば、統括制御装置70から温度検出手段55に対して温度の検出結果の出力を指示する信号を送ることとしてもよい。
Here, if the temperature detection result from the temperature detection means 55 is not output in real time to the
ステップS30の後、ワークWをエンドエフェクタEEで保持した状態のままで、第1実施形態と同様にワークWの温度の判定(ステップS13)、三次元測定(ステップS15)及び補正(ステップS16)を行う。第2実施形態でも、第1実施形態と同様に、ワークWを保持した状態で温度を判定するため、ワークWを一旦エンドエフェクタEEから外すことなく、温度条件を満たさないワークWを速やかに三次元測定機1から搬出させることができる。
After step S30, while the workpiece W is held by the end effector EE, the temperature of the workpiece W is determined (step S13), three-dimensional measurement (step S15), and correction (step S16) as in the first embodiment. I do. In the second embodiment, as in the first embodiment, the temperature is determined while the workpiece W is being held, so that the workpiece W that does not meet the temperature conditions can be immediately removed from the It can be carried out from the
第2実施形態では、ワークWを定盤18上に直接的又は間接的に載置するステップ(図7のステップS12)、及び、三次元測定を行う前にロボットアーム50を退避させるステップ(図7のステップS14)が省かれるため、三次元測定の効率を一層向上させることができる。
In the second embodiment, the step of directly or indirectly placing the workpiece W on the surface plate 18 (step S12 in FIG. 7), and the step of retracting the
加えて、第2実施形態では、ワークWをエンドエフェクタEEで保持した状態のままで、温度検出、三次元測定、及び測定結果の補正を行うため、温度検出から測定結果の補正までのタイムラグ(時間差)を短縮することができる。これにより、三次元測定の測定結果を精度良く温度補正することができる。 In addition, in the second embodiment, temperature detection, three-dimensional measurement, and measurement result correction are performed while the workpiece W is held by the end effector EE, so the time lag between temperature detection and measurement result correction ( time difference) can be shortened. Thereby, the measurement results of the three-dimensional measurement can be temperature-corrected with high accuracy.
なお、温度検出手段55によりリアルタイムで温度検出する場合、ステップS21で出力された温度の検出結果に代えて、リアルタイムに温度検出手段55から出力される温度の検出結果(ステップS22)に基づいて補正手段71は三次元測定の測定結果をリアルタイムに補正することとしてもよい(ステップS16)。これにより、三次元測定の精度を一層向上させることができる。 Note that when the temperature detection means 55 detects the temperature in real time, the correction is performed based on the temperature detection result output from the temperature detection means 55 in real time (step S22) instead of the temperature detection result output in step S21. The means 71 may correct the measurement results of the three-dimensional measurement in real time (step S16). Thereby, the accuracy of three-dimensional measurement can be further improved.
更に、三次元測定を行う際にワークWの姿勢の変更が必要な場合は、第2実施形態ではワークWを保持した状態のままで三次元測定を行うため、ワークWの姿勢を第1実施形態よりも容易に変更することができる。例えば、エンドエフェクタEEでワークWを保持した状態のままで、エンドエフェクタEEをX-Z平面と平行に回転させることにより、ワークWの姿勢を変更することができる。 Furthermore, if it is necessary to change the posture of the workpiece W when performing three-dimensional measurement, in the second embodiment, the three-dimensional measurement is performed while the workpiece W is being held, so the posture of the workpiece W can be changed in the first embodiment. It can be changed more easily than the form. For example, the posture of the workpiece W can be changed by rotating the end effector EE parallel to the XZ plane while holding the workpiece W with the end effector EE.
また、第2実施形態ではロボットアーム50のエンドエフェクタEEでワークを保持した状態で三次元測定を行うため、ワークWの姿勢毎に測定治具を用意する必要はない。そのため、三次元測定の効率を一層向上させることができる。
Furthermore, in the second embodiment, three-dimensional measurement is performed with the workpiece held by the end effector EE of the
<第2実施形態の変形例>
第2実施形態でも、第1実施形態の変形例と同様に、ワークWが所定の温度条件を満たすことが予めわかっている場合、図8のステップS13及びステップS23を省略してもよい。これにより、三次元測定の効率を一層向上させることができる。
<Modification of the second embodiment>
In the second embodiment, similarly to the modified example of the first embodiment, if it is known in advance that the workpiece W satisfies a predetermined temperature condition, steps S13 and S23 in Fig. 8 may be omitted, thereby further improving the efficiency of the three-dimensional measurement.
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について説明する。第1及び第2実施形態では、温度判定において温度条件を満たさないと判定されたワークWを、三次元測定機1から移動させているが、ワークWを移動させる場所について特に説明していない。第3実施形態では、例として、第2実施形態において温度条件を満たさないと判定されたワークWを温度慣らし場に移動させる。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment will be described. In the first and second embodiments, the workpiece W determined in temperature determination to not satisfy the temperature condition is moved from the coordinate measuring
第3実施形態では、三次元測定システム1000の近傍に、ワークWを保管するワークストッカと、所定の温度条件を満たさないワークWを一時保管する場所(温度慣らし場)とが予め設けられる(不図示)。第3実施形態に係る三次元測定システムの構成は第1実施形態に係る三次元測定システム1000と同様であるため、システムの構成についての説明を省略する。
In the third embodiment, a work stocker for storing workpieces W and a place (temperature acclimatization place) for temporarily storing workpieces W that do not meet predetermined temperature conditions are provided in advance in the vicinity of the three-
図9に第3実施形態に係る三次元測定方法のフローチャートを示す。図9に示すように、第3実施形態では、図8に示す第2実施形態に係る三次元測定方法のフローチャートにおいてステップS23をステップS40に変更し、ステップS19をステップS41及びステップS42に変更する。他のステップは第2実施形態と基本的に同じであるため、これらについての説明を省略する。 FIG. 9 shows a flowchart of a three-dimensional measurement method according to the third embodiment. As shown in FIG. 9, in the third embodiment, step S23 is changed to step S40, and step S19 is changed to step S41 and step S42 in the flowchart of the three-dimensional measurement method according to the second embodiment shown in FIG. . Since the other steps are basically the same as those in the second embodiment, their explanation will be omitted.
第3実施形態では、ワークWの温度の検出結果が所定の温度条件を満たさないと判定された場合(ステップS13でNO)、エンドエフェクタEEに保持されているワークWを温度慣らし場に移動させる(ステップS40:搬出ステップ)。続いて、ワークストッカに別のワークがあるか否か判定する(ステップS41)。ワークストッカに別のワークがあると判定された場合(ステップS41でYES)、ステップS10に戻り、ワークストッカ内の別のワークWについてステップS10以降の処理を行う。 In the third embodiment, when it is determined that the detection result of the temperature of the workpiece W does not satisfy the predetermined temperature condition (NO in step S13), the workpiece W held by the end effector EE is moved to a temperature acclimation area. (Step S40: Export step). Next, it is determined whether there is another work in the work stocker (step S41). If it is determined that there is another workpiece in the workpiece stocker (YES in step S41), the process returns to step S10 and processes from step S10 onward are performed for another workpiece W in the workpiece stocker.
ワークストッカに別のワークがないと判定された場合(ステップS41でNO)、ステップS42に進み、温度慣らし場に別のワークがあるか否か判定する。温度慣らし場に別のワークがあると判定された場合(ステップS42でYES)、ステップS10に戻り、温度慣らし場内の別のワークWについてステップS10以降の処理を行う。温度慣らし場に別のワークがないと判定された場合(ステップS42でYES)、処理を終了する。 If it is determined that there is no other work in the work stocker (NO in step S41), proceed to step S42 and determine whether there is another work in the temperature acclimation area. If it is determined that there is another work in the temperature acclimation area (YES in step S42), return to step S10 and perform the processing from step S10 onwards for the other work W in the temperature acclimation area. If it is determined that there is no other work in the temperature acclimation area (YES in step S42), end the processing.
当然ながら、第3実施形態は第2実施形態と同様の効果の効果を得ることができる。更に、第3実施形態では所定の温度条件を満たさないと判定されたワークWを、ステップS23において温度慣らし場に一旦移動させる。そして、ワークストッカ取得した別のワークWについて三次元測定を行った後に、温度慣らし場で温度慣らししていた(温度慣らし済み)ワークWについて三次元測定を行う。これにより、三次元測定機1の稼働率を上げることができる。
Naturally, the third embodiment can obtain the same effects as the second embodiment. Further, in the third embodiment, the workpiece W determined not to satisfy the predetermined temperature condition is temporarily moved to a temperature acclimation area in step S23. Then, after three-dimensional measurement is performed on another workpiece W acquired by the workpiece stocker, three-dimensional measurement is performed on the workpiece W that has been warmed up (temperature-seasoned) in the temperature-seasoning field. Thereby, the operating rate of the three-
<第3実施形態の変形例>
第3実施形態では、第2実施形態に係る三次元測定方法に温度慣らし場を適用した場合について説明したが、当然ながら、第1実施形態に係る三次元測定方法に温度慣らし場を適用することも可能である。第3実施形態の変形例でも、三次元測定機1の稼働率を上げることができる。
<Modification of third embodiment>
In the third embodiment, a case has been described in which the temperature run-in field is applied to the three-dimensional measurement method according to the second embodiment, but it goes without saying that the temperature run-in field can also be applied to the three-dimensional measurement method according to the first embodiment. is also possible. Even in the modification of the third embodiment, the operating rate of the three-
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について説明する。図10に、第4実施形態に係る三次元測定システム2000の概略構成を示す。第1実施形態から第3実施形態及びこれらの変形例に係る三次元測定システム1000では、ロボットアーム装置100のロボット基台52は定盤18の外に配置されている。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 10 shows a schematic configuration of a three-
一方、図10に示すように、第4実施形態では、定盤18の外に配置されるロボット基台52に代えて、ロボットアーム装置200は定盤18の上に配置されるロボット基台53を備える。その他の構成については、第1実施形態に係る三次元測定システムと同様であるため、これらについての説明を省略する。ロボット基台52が定盤18上に配置されるため、ロボットアーム装置200は比較的小型であることが好ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 10, in the fourth embodiment, instead of the
当然ながら、第4実施形態でも、三次元測定システム2000は温度検出手段55及び補正手段71を備えるため、第1実施形態から第3実施形態及びこれらの変形例と同様の効果を得ることができる。
Naturally, also in the fourth embodiment, since the three-
更に、第4実施形態によれば、第4実施形態に係る三次元測定システム2000ではロボット基台53が定盤18上に配置されているため、ロボットアーム装置100の振動系は三次元測定機1の水平方向(X方向及びY方向)及び垂直方向(Z方向)の振動系と同じになり、第1実施形態から第3実施形態及びこれらの変形例と比べて、外部環境の振動(例えば、地面の振動)に影響を受けづらくなるという効果が得られる。
Further, according to the fourth embodiment, in the three-
また、ロボット基台53が定盤18上に配置されているため、門の移動により定盤18の姿勢が変化した場合でも、定盤18の姿勢の変化に伴って定盤18(及び測定空間G)とワークWとの相対的な位置は大きく変化せず、測定精度が維持される。
In addition, since the
このように、第4実施形態に係る三次元測定システム2000によれば、ロボットアーム装置200は定盤18の姿勢の変化に追従することができるため、定盤18の姿勢の変化による影響を低減させ、一層精度良くワークWの三次元測定を行うことができる。
In this way, according to the three-
<効果>
以上で説明したように、エンドエフェクタEEに設けられた温度検出手段55によりエンドエフェクタEEに保持されているワークWの温度を検出することができるこれにより、ユーザがワークWの温度を検出するセンサをロボットアーム50等に取り付ける工程を省くことができる。また、ワークWを保持してから測定位置に配置するまでの時間にワークWの温度測定を行うことができるため、三次元測定の効率を向上させることができる。
<Effects>
As described above, the temperature detection means 55 provided on the end effector EE can detect the temperature of the workpiece W held by the end effector EE, thereby eliminating the need for a user to attach a sensor for detecting the temperature of the workpiece W to the
エンドエフェクタEEでワークWを保持した状態で、エンドエフェクタEEに設けられた温度検出手段55によりワークWの温度を検出することができる。このため、ワークWを一旦エンドエフェクタEEから外すことなく、所定の温度条件を満たさないワークを三次元測定機1から速やかに搬出することができる。
While the workpiece W is held by the end effector EE, the temperature of the workpiece W can be detected by the temperature detection means 55 provided in the end effector EE. Therefore, a workpiece that does not satisfy the predetermined temperature condition can be promptly removed from the coordinate measuring
また、ワークWをエンドエフェクタEEで保持した状態のまま三次元測定を行う場合において、温度検出から測定結果の補正までのタイムラグを短縮されるため、三次元測定の測定結果を精度良く温度補正することができる。 In addition, when performing three-dimensional measurement with the workpiece W held by the end effector EE, the time lag from temperature detection to correction of measurement results is shortened, so the measurement results of three-dimensional measurement can be temperature-corrected with high accuracy. be able to.
ワークWをエンドエフェクタEEで保持した状態のまま三次元測定を行う場合において、エンドエフェクタEEに設けられた温度検出手段55によりリアルタイムにワークWの温度を検出し、リアルタイムに検出された温度に基づいて補正手段71によりワークWの三次元測定の測定結果をリアルタイムに補正することができる。これにより、三次元測定の測定結果を精度良く補正することができる。 When three-dimensional measurement is performed while the workpiece W is held by the end effector EE, the temperature of the workpiece W is detected in real time by the temperature detection means 55 provided in the end effector EE, and the temperature is measured based on the temperature detected in real time. The measurement result of the three-dimensional measurement of the workpiece W can be corrected in real time by the correction means 71. Thereby, the measurement results of three-dimensional measurement can be corrected with high accuracy.
定盤18上にロボット基台53が配置されている場合、外部環境の振動のワークWへの影響を低減し、且つ、門の移動に伴う定盤18の姿勢変化への追従性を確保できる。延いては、三次元測定の精度を一層向上させることができる。
When the
<その他>
以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
<Others>
Although examples of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記では補正手段71を統括制御装置70内に設けた構成について説明したが、当然ながら補正手段71を統括制御装置70とは別体の外部装置に設けてもよい。
For example, in the above description, a configuration in which the correction means 71 is provided within the
1:三次元測定機
10 :測定機本体
12 :ヘッド
14 :ビーム
16 :コラム
18 :定盤
20 :基台
22 :プローブ
24 :スタイラス
26 :測定子
30 :データ処理装置
40 :測定機コントローラ
50 :ロボットアーム
52、53 :ロボット基台
52a :先端部
55 :温度検出手段
56 :センサコントローラ
57 :温度センサ
60 :ロボットアームコントローラ
70 :統括制御装置
71 :補正手段
100、200:ロボットアーム装置
1000、2000:三次元測定システム
A1 :第1アーム
A2 :第2アーム
A3 :第3アーム
EE :エンドエフェクタ
J1 :第1関節部
J2 :第2関節部
J3 :第3関節部
J4 :第4関節部
W :ワーク
1: Coordinate measuring machine 10: Measuring machine body 12: Head 14: Beam 16: Column 18: Surface plate 20: Base 22: Probe 24: Stylus 26: Measuring head 30: Data processing device 40: Measuring machine controller 50:
Claims (13)
測定対象であるワークを保持するエンドエフェクタを有し、且つ、前記ワークの姿勢を可変なロボットアームと、
前記エンドエフェクタに設けられ、ワークの温度を検出する温度検出手段であって、前記ロボットアームにより前記ワークが保持されると、前記保持されたワークの温度の検出を開始する温度検出手段と、
前記ワークの温度が温度条件を満たすか否か判定する手段と、
前記定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブであって、前記ロボットアームにより前記ワークが保持されている状態で、前記温度条件を満たす前記ワークの三次元測定を行うプローブと、
を備える三次元測定システム。 With a fixed plate,
a robot arm having an end effector for holding a workpiece to be measured and capable of varying the posture of the workpiece ;
a temperature detection means provided in the end effector for detecting a temperature of a workpiece, the temperature detection means starting to detect the temperature of the held workpiece when the workpiece is held by the robot arm;
A means for determining whether the temperature of the workpiece satisfies a temperature condition;
a probe configured to be movable relative to the surface plate, the probe performing three-dimensional measurement of the workpiece that satisfies the temperature condition while the workpiece is held by the robot arm;
A three-dimensional measuring system comprising:
請求項1に記載の三次元測定システム。 The temperature detection means is provided on a holding surface on which the end effector holds the workpiece.
The three-dimensional measurement system according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の三次元測定システム。 comprising a correction means for correcting the measurement result of the workpiece by the probe based on the detection result by the temperature detection means;
The three-dimensional measurement system according to claim 1 or 2 .
請求項1から3のいずれか1項に記載の三次元測定システム。 a robot base supporting the robot arm is provided outside the surface plate;
The three-dimensional measurement system according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1から3のいずれか1項に記載の三次元測定システム。 a robot base supporting the robot arm is provided on the surface plate;
The three-dimensional measurement system according to any one of claims 1 to 3 .
前記エンドエフェクタに設けられた温度検出手段により、前記ロボットアームにより前記ワークが保持されると、前記保持されたワークの温度の検出を開始する温度検出ステップと、
前記ワークの温度が所定の温度条件を満たすか否か判定する温度判定ステップと、
定盤に対して相対移動可能に構成されたプローブにより、前記ロボットアームにより前記ワークが保持されている状態で、前記温度条件を満たす前記ワークの三次元測定を行う測定ステップと、
を含む三次元測定方法。 a loading step of holding a workpiece to be measured by an end effector of a robot arm and loading the workpiece;
a temperature detection step of starting to detect the temperature of the held workpiece when the workpiece is held by the robot arm by a temperature detection means provided on the end effector;
a temperature determination step of determining whether the temperature of the workpiece satisfies a predetermined temperature condition;
a measuring step of performing three-dimensional measurement of the workpiece that satisfies the temperature condition while the workpiece is held by the robot arm using a probe configured to be movable relative to the surface plate;
Three-dimensional measurement methods including.
請求項6に記載の三次元測定方法。 The temperature detection step is performed in the loading step,
The three-dimensional measuring method according to claim 6 .
請求項6又は7に記載の三次元測定方法。 The temperature detection step is performed with the workpiece being held by the robot arm.
The three-dimensional measuring method according to claim 6 or 7 .
請求項6から8のいずれか1項に記載の三次元測定方法。 If it is determined in the temperature determination step that the predetermined temperature condition is not satisfied, the workpiece is carried out while being held by the robot arm.
The three-dimensional measuring method according to any one of claims 6 to 8 .
請求項6から9のいずれか1項に記載の三次元測定方法。 A correction step of correcting a measurement result of the workpiece in the measurement step based on a detection result in the temperature detection step,
The three-dimensional measuring method according to any one of claims 6 to 9 .
前記補正ステップにおいて、前記測定ステップよる前記ワークの測定結果を、前記温度検出ステップによる検出結果に基づいてリアルタイムに補正する、
請求項10に記載の三次元測定方法。 The temperature detection step is performed in real time while the workpiece is held by the robot arm,
In the correction step, the measurement result of the workpiece in the measurement step is corrected in real time based on the detection result in the temperature detection step.
The three-dimensional measuring method according to claim 10 .
請求項6から11のいずれか1項に記載の三次元測定方法。 a robot base that supports the robot arm is provided outside the surface plate;
The three-dimensional measuring method according to any one of claims 6 to 11 .
請求項6から11のいずれか1項に記載の三次元測定方法。 A robot base supporting the robot arm is provided on the base plate.
The three-dimensional measuring method according to any one of claims 6 to 11 .
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