WO1990015982A1

WO1990015982A1 - Measuring robot system

Info

Publication number: WO1990015982A1
Application number: PCT/JP1990/000800
Authority: WO
Inventors: Mitsuru Shiraishi; Hideo Kato
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1990-12-27
Also published as: EP0429677A4; EP0429677A1; DE69028076D1; DE69028076T2; US5156053A; EP0429677B1

Description

明細計測ロボットシステム

技術分野

本発明は計測口ボットシステムに関し、特に、プラスチック成形品のような成形品の機械的特性として、例えば、変位歪み、応力特性及びこれらの分布特性を自動的に測定し評価する計測ロボットシステムに関する。

背景技術

成形品として代表的なプラスチック成形品は、種々の製品分野、特に電気製品、電子機器等の筐体に多く使用されている。これらの製品には常に市場から成形品の高機能化と軽量化の要請があるので、これらを設計するメーカーの構造設計の部門では成形品材料の薄肉化を図り、必要最小限の強度を得るべく極限的な設計が試みられている。従って、構造設計に反映させるためにこのような構造物の機械的特性を迅速かつ正確に測定する必要がある。

プラスチック成形品は、通常、製品として完成したときに曲げ荷重が加わる状態で使用されるので、この曲げ荷重が加わるときの変位と歪みと応力を測定する必要がある。この場合、応力は直接測定できる量ではないので歪みとの相関関係から換算されることが多い。

一般に、構造物の機械的特性を解析する基礎方程式は材料力学で与えられており、その基本的な考え方は構造物の微小領域 d Aにおける、力の均衡、変位と歪みの関係、応力と歪みの関係、に集約することができる。

機械的特性の評価は、このように変位、歪み、応力、力が重要な要因である。この内、変位と歪みは幾何学的な量であり、力と応力は力学的な量である。

一般に、成形品の仕様は「成形品に所定の外力、例えば、 1 N (ニュートン）を加えたときの最大変位を所定値（例えば、 1 誦）以下にする」如く規定する。即ち、機械的特性は変位で規定することが多い。そして、このときの成形品の強度は加わった外力に対する歪み又は応力で評価する。周知のように、成形品に所定値以上の応力（歪み）が生じると成形品は破壊する。この破壊に到る応力（歪み）は材質、構造により異なる。ここで、強度は成形品に要求される力と変位の関係とは別個に評価される。

ところで、従来から、プラスチック成形品に代表される成形品の機械的特性の評価は、 2つの方法、即ち、特定の試験片による方法と成形品による方法とがある。前者は、成形品から切り取った所定の寸法の試験片で行われるもので、試験片の縦、横、厚み等の寸法は国家の試験基準で決められている。また、後者は成形後に製造メーカーにより前述のような所定の仕様に基づき成形品について行われる。

例えば、変位の測定は前述のように、成形品の特定の測定点に所定の押付けを加えそのときの変位を測定する。従って従来の方法では成形品の測定点以外の任意の位置に押付け力を加え、そのときに生じている変位を迅速かつ全体的に捉えることは著しく時間を必要とする問題があった。

また、歪みの測定においては、一般に、被測定物に歪みゲージを貼り付け、力を加える前と力を加えた後での歪みゲージの電気的特性の変化を測定する。しかし、歪みゲージで測定できる範囲はそれが貼り付けられた特定の測定点のみであり、さらに、この歪みゲージの接着作業や配線作業は煩雑であり、そのため測定に多くの時間を必要とする問題があった, ところで、一般に成形品には成形温度、成形圧等の成形条件により特性が変化し易いという性質がある。従って、成形品の機能を十分に引き出すためには、使用条件に応じた実物での特性評価を、成形品の任意の測定点において迅速かつ簡単に行う必要がある。この場合、被測定物の変形状態や加わつている押付け力に対して、より実際的な評価を行うためには、前述のように変位、歪み、応力の測定を迅速かつ簡単に行う必要がある。

このような要求を満足させるために、本発明者等は成形品に押付け力を加えたときの変形状態や、受けている押付け力の状態から成形品の機械的特性を自動的に迅速、正確かつ簡単に測定することができる計測口ボットシステムの開発を行

発明の開示

本発明の目的は、成形品、特に、プラスチック成形品の、変位、歪み、応力に代表される機械的特性及びその分布特性を自動的に迅速、正確かつ簡単に測定することができる計測ロボットシステ厶を提供することにある。

本発明による被測定物の機械的特性を自動的に測定する計測 πボットシステムは、被測定物に所定の押付け力を加える押付け口ボットと、押付けロボットの先端部に押付け口ッドを介して取付けられ押付け力の大きさを検出する力検出機構と、被測定物に接触し押付け力により被測定物に生じた機械的変位を検出する変位検出機構と、変位検出機構を支持し測定位置まで変位検出機構を移動させるセンシングロボットと、力検出機構の検出結果を入力し検出結果に基づき押付けロボットの動作を制御し変位検出機構の検出結果を入力し検出結果に基づき各種の機械的特性を算出するマイク口プロセッサと、マイクロプロセッサの算出した各種の機械的特性を格納するメモリを備え、機械的特性の算出はスプライン平滑法により行うようにしたものである。図面の簡単な説明

第 1図は本発明の計測ロボットシステムの外観構造図、第 2図は本発明の計測 πボットシステムの基本プロック構成図、

第 3図は本発明の計測ロボットシステムのセンシングロボットの位置制御の説明図、

第 4図は第 3図構成におけるォペレータが指令する移動、測定コマンドの一例の説明図、

第 5図は第 4図の MOVE命令の処理フローチャート、第 6図は本発明の歪み測定装置のプロック構成図、第 7図 (a)は被測定物の変形前の状態の説明図、

第 7図 (b)は被測定物の変形後の状態の説明図、

第 8図は縁を補強した被測定物の歪み分布の説明図、第 9図は第 6図装置の動作フローチヤ一ト、

第 10図は本発明のスプライン平滑法による曲率算出装置の基本ブ σ ック構成図、

第 1 1図は従来のスプラィン補間式の説明図、

第 12図は従来の曲率算出の処理フ口一チャート、

第 13図は本発明のスプライン平滑法の説明図、

第 14図は本発明の曲率算出の処理フローチャート、

第 15図は被測定物の装着状態の説明図、

第 16図は被測定物の変位量の説明図、

第 17図は従来の方法による曲率の算出結果の説明図、第 18図は本発明の方法による曲率の算出結果の説明図、第 19図は求めた曲率と有限要素法との比較説明図、

第 20図は本発明の変位量測定装置の一実施例ブ σ ック構成図、

第 21図は被測定物の座標の説明図、

第 22図は本発明の変位測定治具の一実施例構造図、

第 23図は本発明の変位測定治具の他の実施例構造図、第 24図は本発明の変位測定治具のさらに他の実施例構造図，第 25図は本発明の曲げ疲労試験装置の保持部の取付け位置の説明図、

第 26図 (a)、（b)は第 25図の保持部の側面図及び正面図、及び第 27図は本発明の曲げ疲労試験装置の一実施例プロック構成図である。発明を実施するための最良の形態

第 1図は本発明の計測ロボットシステムの外観構造図である。計測口ボットシステム 10は、台座の上に 2種類の口ボット、即ち、押付けロボット 12とセンシングロボット 14を備え、さらに、押付け口ボット 12の先端付近には被測定物 11に接触する押付けロッドをカ覚センサ 13を介して設け、センシングロボット 14の先端付近には変位計 15を備える。

押付けロボット 12は、カ覚センサ 13を介して押付け口ッドを被測定物 11の任意の場所に接触させ、力制御による任意の押付け力を与えることができる。本実施例で、押付けロボット 12が制御できる押付け力は 0〜20 Nである。また、カ覚センサ 13は 6 自由度を持ち、その先の押付け口ッドに加わる力の検出に用いる。

センシングロボット 14は、先端にレーザ変位計 15を備え、 0. 5 i m 分解能で変位量を測定することができる。

押付けロボット 12及びセンシングロボット 14はいずれも X， Υ , Ζ , の 4 自由度を持つ直交型ロボットである。このような構成において、例えば変位量の測定では、押付けロボット 12が被測定物 11に所定の押付け力を加えている状態でセンシング oボット 14が被測定物 11の変位量を逐次測定し変位分布を求める。

第 2図は本発明の計測口ボットシステムの基本ブ α ック構成図である。図示のように、被測定物 11に所定の押付け力を与える作用部 21と、被測定物 11の変化を測定する測定部 22と. 測定データに基づき変位、歪み、曲率等を算出するマイクロプロセッサ 23と、各種のデータを格納するメモリ 24とにより構成される。そして、より具体的に説明すると、

作用部 21は、前述の押付けロボット 12と、カ覚センサである力検出部 13と、押付けロボット 12の動作を制御する制御部 211 により構成される。

測定部 22は、センシングロボット 14と、変位計である変位検出部 15と、センシングロボット 14の動作を制御する制御部 221 により構成される。

マイクロプロセッサ 23は、後述する各種の測定手段、即ち- 変位測定手段、歪み測定手段、曲率算出手段、曲げ疲労測定手段等を包含する。

メモリ 24は、変形前後の形状データ、変位分布関数データ、中立面の歪みデータ、歪み分布データ、曲率成分データ、及び制御プ πグラム等を格納する。

第 3図は本発明の計測口ボットシステム 10のセンシング σ ボット 14の位置制御の説明図である。計測口ボットシステム 10では被測定物の各微小領域毎に、押付け πボット 12により所定の押付け力（荷重）を与え、そのときの変位を各測定点毎に順次測定する必要がある。従って、このセンシングロボット 14を制御する制御部にオペレータが作業指示を与える方法として、 ①全ての測定点の絶対位置を全てロボットに指示する（ロボット絶対位置移動命令）方法、 ②最初の測定点だけ絶对位置で指定し、その後は最初の測定点を基準にして単位移動量（単位ステップ量）を繰り返して順次次の測定点に移る（口ボット相対位置移動命令）方法、とがある。

従来、 ①の方法はセンシングロボットへの作業指令中に多くの移動命令を指示する必要があり、そのためオペレータの負担が大きい、という問題があり、一般には②の方法が採用されている。

しかしながら、 ②の方法においても相対移動命令を繰り返すと相対移動量の演算に伴う誤差、例えば、エンコーダによる誤差や振動による誤差が蓄積され、これらの誤差等が測定結果に悪影響を及ぼす問題がある。

本発明のセンシングロボット 14の動作制御は、制御部 221 内に相対移動の際の基準位置となる点を予め記憶し名称を与え、さらに、相対移動の単位ステップ量にも名称を与える。そして実際のセンシングロボット 14の移動の際には、目標位置は、下式に示すように基準位置と、単位ステップ量とステップ係数との積の和で示すようにする。即ち、

(目標位置） = (基準位置）

+ (単位ステップ量） X (ステップ係数）を演算してセンシングロボット 14の移動を行う。

第 3図に示すように、オペレータからの作業指令がマイク口プロセッサ 23を介して制御部 221 に与えられると、制御部 221 はオペレータの作業命令を解釈し、センシングロボット 14に絶対位置指令を発し、さらに測定指令を発する。そしてセンシングロボット 14の読出し位置は制御部 221 にフィードノックされる。

第 4図は第 3図の構成においてオペレータが指令する移動測定コマンドの一例である。

第 4図において、今、被測定物 11上の測定点が、位置（0， 0， 50)から X方向に 10誦間隔で 10点並んでいるとする。そして、オペレータが図示の一連のコマンドを作業指令として制御部 221 に与えるものとする。

まず、 ①、 ②の SET 命令による測定点の始点（0， 0， 50)を示す" S0KU 0 0 50" と、測定点間の距離 10を示す" STEP 10 0 0 " を制御部 221 内のメモリ（図示せず）に登録する。

次に、 ③の MOVE命令において、ステップ係数 = 3 、単位ステツプ量 = STEP = (10， 0， 0)、基準位置 = S0KU = (0， 0， 50) となり、算出した目標位置 = (30, 0， 50) にセンシングロボットを移動させる。

④、 ⑤の MOVE命令でも同様に目標位置算出と絶対移動を行うが、 ④ではステップ係数が指定されていないためステップ係数 = 1 となり、目標位置 = (10， 0， 50) への絶対移動を行う。 ⑤ではさらに単位ステツプ量も措定されていないため、単位ステップ量 = (0, 0， 0) となり、目標位置 =基準位置 (S0KU) = (0, 0, 50)への絶対移動を行う。

⑥〜⑨にかけては実際に測定を行うためのループを構成している。 ⑥の" LOOP 10 " はループ内を 10回繰り返すことを指

/L "9 る Ο

⑦の MOVE命令ではステップ係数に "LOOP"が指定されているため、ステツプ係数はループ通過の回数を示すループ力ゥンタ値となる。ループカウンタ（図示せず）は制御部 221 に設けられ、ループの繰返し回数を把握する。ループ開始後は 0 にセットされ、ループが繰り返される度に + 1 される。従つて、 ⑦の MOVE命令の目標位置は最初は（0， 0， 50)、次に（10， 0， 50) 、 (20, 0， 50) ……となり、最後の（90， 0, 50) の点まで、測定点に沿って順次絶对移動する。移動の度に⑧の測定命令で測定を行い、合計 10の測定点を自動的に測定することができる。

第 5図は第 4図の MOVE命令の処理フローチャートである。先ず、ステップ 1で、ステップ係数が指定されたか否か判断し、ステップ 2で、指定されていなければステツプ = 1を指定し、ステップ 3で、指定されていればステップ係数は" L00P^: か否か判断する。

ステツプ係数が" LOOP"のときは、ステップ 4でステツプ係数はループカウンタ値となり、ステツプ係数が" LOOP"でないときは、ステップ 5でステップ係数は指定数値となる。

次に、ステップ 6で単位ステップ量が指定されたか否か判断し、指定されていなければ、ステップ 7で単位ステップ量 = (0, 0， 0) となり、指定されていれば、ステップ 8で単位ステツプ量をメモリ内のデータペースから読み出す。

そして、ステップ 9で基準位置をデータベースから読み出し、ステップ 10で、目標位置二基準位置 +単位ステップ量 X ステップ係数、の演算を行い、ステップ 11で目標位置へ絶対移動する。

第 6図は本発明の歪み測定装置のプロック構成図である。 10は第 1図に示す直交型ロボットであり、第 2図に示す作用部 21及び測定部 22を含む。 23は第 2図のマイクロプロセッサであり、 24は第 2図のメモリに対応する。メモリ 24内は、計測値及び計算値を格納する領域 24a 〜24f と制御プログラムを格納する領域 24x を有し、前者は、変形前の形状データ、変形後の形状データ、変位分布データ、中立面の歪みデータ - 曲率成分データ、歪み分布データ等からなる。これらの計測値及び計算値はマイクロプロセッサ（CP U) 23 との間で書込み Z読出しされる。また C P U 23は制御プログラム 24x を読み出しその内容に従ってロボットに指令する。

以下に被測定物の歪みについて詳細に説明する。

第 7図 (a)は被測定物である平面板の変形前の状態、即ち、測定前の状態を示し、第 7図 (b)は押付け力 Pによる平面板の変形後の状態を示している。座標は X— Y— Z軸とし、以下の説明では簡単のために X軸方向に変形させた場合について説明する。

第 7図 (b)において、変位が小さい場合は、平面板 11の厚み方向のほぼ中央の面では歪みが殆ど生じないことが知られている。このように歪み「 0」の面は「中立面」と呼ばれている。なお、本発明では「中立面」という語を、曲げ歪みが「 0」と見なせる仮想的な面という意味で使用することにする。平面板の場合は中立面は厚みのほぼ中央面にほぼ一致するので、中立面から考えている点までの距離を z とすると、板の表面では zの値は平面板の厚みの約 1 Z 2 となる。

このとき、中立面から zの距離の位置における X軸方向の歪み ε _χχは、曲率半径の逆数に比例し、

e X = z / r XX

で表すことができる。ここで、 Γ _XXは図示のように平面板上の X軸に沿った曲線の曲率半径である。

同様にして、 Y軸方向の歪みは、

Y Y — Z / Υ Υ

剪断歪みは

ε X Υ = Ζ X X Υ

で表すことができる。

但し、以下の説明では ε _χχ， ε γγ, ε _χγ、を歪みとし、

XX - y γ, Τ ΧΥ を曲率半径とする。

そして、曲率半径 r _xxの逆数である 1 Z r _xxは曲率を示し. 曲率は平面板の変位分布 wを Xについて 2階偏微分することにより求めることができる。

1 d w

1 X X d χ ²

— 1 ― d ²w

ι" γ y d y ²

1 d ²w

Γ χ γ ό x d y

従って、測定した離散的な変位データから、変位曲面の微分値或いはその近似値を求めることにより、歪み分布を求めることができる。さらに、歪み量が小さいときは材料特性は線型と見なせるので、歪み分布から応力分布を求めることができる。第 8図は平面板の緣部に強度補強用のリブを設けた場合の歪みの説明図である。プラスチック成形品を薄肉にすると強度を補強するために、本図のように板の縁にリブを設けたものが多い。このような薄板に大きな押付け力を加えると大きな変形が起こり中立面の伸長が無視できなくなつてくる。従つて、中立面の歪みも重要になってくる。

図示のように平面板 11は両端のリブ部 l la， l i b にて支点 A - Bで支持されている。このような構造は両端を支持された梁の曲げに相当する。今、平面板 11の上方から力 Pを加えると平面板 11は図示のように撓む。 L。は撓んだ平面板 11の X軸への投影長さであり一定値である（即ち、梁の長さである） C また、平面板 11の力 Pによる中立面の撓み曲線を wとする。平面板が撓んだ状態では原点 0から距離 Xにおける平面板 11 に沿った長さ Lは次式で表すことができる。

d W 1 / 2

L = J 1 + ( d x (1) d x

d w Z d x《 l とすると、上式は、

κ 丄 a w -I

L = S 1 + —— ( ) ² d X (2)

2 d χ ^J

となる。従って、原点 0からの位置 Xにおける中立面の伸び量 u X は、

» 1 d w

u X = X —— ( ) ² ··· ··· (3)

° 2 d X

となる。従って、比較的撓みが大きいときは中立面に歪みを生じ、この中立面に生じる歪み ε D は、 1 d w

e n = ( ) (4)

2 d x

となる。

従って、曲げを受ける平面板 11に生じる歪みは、曲率から求めた歪みと中立面の伸びによる歪みとの和になり、次式で表すことができる。 X軸方向の歪み（垂直歪み） ε _χ は、

d ²w 1 d w

= - z ( ) + ( ) (5)

d x ² 2 d x

Y軸方向の歪み（垂直歪み） ε _Υ は、同様にして.

d ²w 1 d w

― z ( ) + ( ) (6)

d y ² 2 d y

また、 X Y軸方向の歪み（剪断歪み） ε _χγも同様

d w 1 d w d w

ε X γ =一 ζ ( ) + ( ) ( ) (7) d x d y 2 d χ d y

で表すことができる。

第 9図は第 6図装置の動作フローチャートである。第 1 ,

2図構成を参照しつつ説明する。

ステップ 1では、 C P U23は、メモリ 24内の制御プログラ

ム 24x に従って、先ずセンシングロボット 14を移動し、被測定物 11上の X— Y面内の予め定められた測定点毎に Z軸方向の位置座標を測定する。そして C P U23は各測定点毎の Z軸方向の位置座標を、変形前の形状データとしてメモリ 24の変形前形状データ格納領域 24a に格納する。

ステップ 2では、 C P U23は押付けロボット 12を動作させてカ覚センサ 13の先端の押付け口ッドを被測定物に押しつけ所定の押付け力 Pが得られるようにカ覚センサ 13の出力に応じて押付けロボット 12の押付け力 Pを制御する。

ステップ 3では、被測定物 11を曲げ変形させた状態で、上記の各測定点と同じ座標位置にて被測定物 11の Z軸方向の座標位置を変位計 15により測定する。測定結果は変形後形状データ格納領域 24b に格納する。

ステップ 4では、このようにして被測定物 Πの変形前後の形状データを測定した後、 C P U 23はこれらの形状データに従って、変位分布 wを算出する。

この変位分布 wの算出は本発明では後述する 3次のスプラィン平滑化法により求める。

変位分布 wをスプラィン平滑化法により求めることにより , メモリの領域 24a， 24b に格納された変形前後の離散的な形状データから指摘した測定点以外の任意の位置における変位データを得ることが可能になる。さらに、微分等の数式処理をも可能にする。

得られた変位分布 wは格納領域 24c に変位分布データとして格納される。

ステップ 5では、 C P U 23は、得られた変位分布 wから前述した各式 (5) ~ (7)において、まず各式の右辺の第 2項の中立面の歪みを算出する。そして、その算出結果を領域 24d に格納する。

ステップ 6では、 C P U 23は各式 (5)〜(7)の右辺の第 1項の曲率成分を算出する。

この右辺の第 1項は式から明らかなように変位分布 wを X について 2階偏微分し、その値に被測定物 11の厚み方向の距離 zを乗算することにより求めることができる。

計算結果はメモリの格納領域 24e に曲率成分データとして格納される。

ステップ 7では、 C P U 23は、格納されている中立面の歪みデータと曲率成分データを読み出し、前述の各式 (5)〜(7)に従って両者を加算し歪み分布を求める。

上記の説明では第 8図に示すように被測定物 11である平面板の縁に補強リブを有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、被測定物 11に格子状のリブが設けられている場合には、リブを避けて各単位領域毎に変位分布を求めて歪み分布を測定することができる。

このように、本発明の歪み測定は、先ず、被測定物 11の変形前後の形状データを測定し、変形前後の形状データの差から 3次のスプライン平滑化法により変位分布 wを求め、次に、被測定物の中立面の歪みを前記の歪みの式から求め、さらに曲率成分を求め、これらの和から歪み分布を求めている。

なお、予め中立面の歪みが無視できることが判っている場合は、曲率成分のみを考慮して歪みを求めるものとする。

ここで、変位分布 wの算出についてさらに詳しく説明する _c 式 (5)〜(7)の右辺第 1項から明らかなように、変位分布 wは X について 2階偏微分が可能でなければならない。 n個の測定点について、 n — 1次の多項式を採用すれば n個の測定点を通り、かつ 2階偏微分が可能である。しかし、 n個の測定点を通る変位分布 wを定義領域全体で 1つの関数で表現しょうとすると複雑な関数となる。一般に、多項式は次数 nが高くなるにつれて微分値では解が振動しやすいので、上述のように測定点が多い場合には適していない。このような問題を解決する方法として、従来、スプラィン補間式がある。

スプライン補間では対象となる領域全体（定義域）をいくつかの有限の区間に分割し、各領域で nより次数の低い m次の多項式を別々に当てはめれ、比較的容易に低次元の多項式を表現している。そして、各接点（即ち、分割された各区間と区間との境界）にて各区分多項式が連続であるようにすれば、容易に低次元の連続した関数が得られる。このような、 m次の多項式で表される関数のうち、定義域全体で m— 1階の微分値が存在し、連続であるものが m次のスプラィン関数でめ O。

従って、少なくとも 3次（m = 3 ) 以上のスプライン関数であれば、変位分布を近似する近似式の条件（ 2階微分が可能、物理的に得られた曲率が連続）を満足することがわかるしかし、上記のスプラィン補間式は必ず測定点を通るように変位関数を定めるため、微分処理を行うと測定誤差の影響により計算精度が悪化する。そのため、変位量に比較して測定誤差が小さいときは上記のスプラィン補間式を用いてもある程度精度良く曲率半径を求めることができるが、相対的に変位量が小さいときは測定誤差の影響が大きくなりスプライン補間式では精度良く曲率を算出することが困難となる。そこで、本発明ではスプラィン平滑化法を採用して変位関数 wを求めることとした。スプライン平滑化法は必ずしも測定点を通らなくても、より真の値に近い変位を示すように関数を求める方法であり、スプライン関数を求める際に、最小二乗近似に類似する平滑化の手法を適用したものである。

第 10図は本発明のスプライン平滑法を用いた曲率算出装置の基本構成図である。

前述のように、 X軸方向の曲率は曲率半径 r _{x x}の逆数 1 Z r _{x x}であり、この逆数は平面板の変位分布 wを距離 Xで 2階偏微分することにより求めることができる。 Y軸方向の曲率も同様に求めることができ、また、剪断率は変位曲面を Xと yでそれぞれ 1階偏微分することにより求めることができる。一般に、「曲率」の定義として、「曲率」とは曲線 Γを点 P が弧の長さ Δ sだけ進んで P ' へ来たとき、点 Pにおける接線と、点 P ' における接線のなす角度が Δ ωのとき Δ s→ 0 の極限をいう。

第 10図において、第 2図で説明したように、 232 はマイク口プロセッサ 23内に舍まれる曲率算出手段である。曲率算出手段 232 は、被測定物 11の測定領域を所定の評価量に基づき複数の領域に区分する領域区分設定部 232dと、各領域毎に被測定物 11の変位量を表す未定係数を含む区分多項式、及びこの多項式による近似の程度を評価する評価関数を出力する多項式 · 関数出力部 232bと、少なくとも評価関数、測定された変位量及び領域間での境界条件に基づいて多項式の未定係数を決定する係数決定部 232aと、評価関数から導出される評価量に基づいて領域の区分が適当か否か判別し、適当でない場合に領域区分設定部 232dに対して測定領域の再区分を指令する評価量判別部 232eとにより構成される。

さらに、多項式♦ 関数出力部 232bは、詳しくは、係数決定式導出部 2321と、スプライン関数形決定部 2322と、評価関数形決定部 2323とを備えるが、これらについては後述する。

作用部 21により被測定物 11に所定の変位を加え、測定部 22 により n + 1個の各測定点における変位量を測定する。

多項式，関数出力部 232bは、前述のように領域区分設定部 232dにより区分された領域毎に被測定物 11の変位を近似的に表現するための未定係数を含む区分多項式を出力する。

この場合、区分多項式の最高次数を例えば m次とした場合には、各領域の境界において m— 1回の連続微分が可能とする。このような区分多項式として各領域（ t ； t =1, 2, -, k) 毎に、例えば、次のようなスプライン関数（mは奇数）を用いればよい。

f (x) = a t, m x "+ a t, m- i x™~ ¹ H a _t, i x + a _t,。 (8) ここで、未定係数 a _t, « ， a _t，„— …， a _t，。は後述する条件により決定される。

また、「領域」とは被測定物上に設定された領域であり、 1 , 2， 3次元の場合があるが、説明を簡単にするために区分された領域として 1次元の線分〔 a , b〕上を k個の領域 (区間）に区分する。この場合には、

C X 0 , X 1 J , し X i， X ₂ 〕，， C X _k- 1 , X k 〕 (9) a = x o, b= x k

の如く記述することができる。

なお、本発明の領域区分により生じた各境界の節点 X c， X _{1 :} ……， x _k は従来のスプライン補間式と異なり、測定部 22により測定された n + 1個の測定点とは何ら無関係である。そして節点の位置は測定点を何処に設定したかによつて定まるのではなく、評価量または外部からの指示に基づいて定められるものである。従って、測定点の数 n + 1個と節点の数 k とは一致しない。

一方、評価闋数はこの区分多項式による近似の程度を評価するための関数である。従来のようにスプライン補間式は測定点を必ず通るということなので評価関数は特に必要でないが、本発明では測定点を必ず通るという制約を課さないので評価関数が必要となる。

即ち、本発明では、各測定点において区分多項式により表された変位と測定された変位との完全な一致を要求するのではなく、多項式の近似の程度を評価することができる評価関数を導入して多項式が現実の変位をより良く近似できるようにした。

このような評価関数の例としては、多項式に表された変位量と測定点された変位量との差を 2乗したものの全測定点についてとった和や、差の絶対値の全測定点の和等や、下記の評価関数の場合がある。 ff = ∑ W i I ( s (x i) - y i) I ²+ g S ( f °") (x )) ² d x…' i =l ^b

但し、 Wi ， gは重み関数、 s ( x i ) はスプライン関数、 y i は測定データ、 mはスプライン闋数の次数、 i は測定点の位置を示すパラメータである。上記の式の評価関数は概略次のような意味を持っている gの値が小さい時は、第 1項を主として評価することになりこの場合は測定データに対して忠実であることを主眼とする, 一方、 gの値が大きいときは第 2項を主として評価することになり、この場合は滑らかであることを主眼としている。本発明では測定データに忠実であることに主眼をおき、かつ各測定データに同じ重みを持たせるために、上記の式 ωで、 w i = 1 (但し、 i = l〜n ) 、 g = 0 とおいた次式の評価関数を使用している。

σ =∑ \ ( s ( X ₄ ) - y i ) I ² …… (ID i

このようにして、多項式 ·関数設定部 232 bにより設定された区分多項式の各係数は、評価関数と、測定部 22により測定された変位量及び設定部 232 dにより設定された領域の境界にて区分多項式が満たすべき m— 1 回連続微分可能条件によつて決定される。

その際、評価量判別部 232eは設定部 232 dで設定された領域区分に基づいて定まる評価値（評価関数から導出する）により、設定された領域区分が適当であるか否かを判断する。

即ち、評価関数が、前述のように多項式に表された変位量と測定点の変位量との差を 2乗したものの全測定点についてとつた和の関数である場合には、測定誤差が無いときには評価値は小さければ小さい程、近似がよいことになる。しかし- 測定誤差がある場合には必要以上に評価値を小さくしても必ずしも近似がよいとはいえない。このことは測定誤差がある場合には真の関数を用いた場合においても評価値はゼロとならないことを考えれば明らかである。

従って、測定誤差がある場合には測定系の誤差から予定される所定のしきい値を設定し、そのしきい值よりも評価值が大きいか又は小さいかにより区分が適当であるか否かを判断し、評価値が大きい場合には領域区分設定部 232dに指令を行い、より細かい再区分を指令することになる。

第 11図は従来のスプライン補間式の説明図である。図示のように、スプライン補間式では必ず各測定点を通るようにしている。そのため前述したように測定データに誤差を含み、相対的に変位量が小さい場合には測定誤差の影響が大きくなり精度の高い曲率を算出することが困難となる。

第 12図は従来の曲率算出の処理フローチャートである。従来は、ステップ 1 において、測定すべき複数の測定点を節点とする領域（区間）を予め設定し、ステップ 2で、各領域毎に所定の次数（測定点の数に比べて低い例えば m = 3次）のスプライン補間式を、（m— 1 ) 回連続微分可能であるように設定する。次に、ステップ 3で、測定点（節点）をスプラィン補間式が通るとともに、節点でスプラィン補間式の導関数が連続であることを用い各係数を決定することができる。そして、ステップ 4で、得られたスプラィン補間式に基づいて曲率算出部にてスプライン補間式の 2階偏微分を行う。なお、第 11， 12 図に示す従来方式の問題点はすでに説明したので省略する。

第 13図は本発明によるスプライン平滑法の説明図である。従来のスプラィン補間式による第 11図と比較すると明らかなように、スプライン平滑法では測定誤差に基づく変動を小さく押さえることができる。

第 14図は本発明による曲率算出の処理フローチャートである。なお、前述のように、第 10図に示す多項式 · 関数出力部 232bは、詳しくは、係数決定式導出部 2321と、スプライン関数形決定部 2322と、評価関数形決定部 2323とを備える。

ステップ 1 において、予め領域区分設定部 232dにより領域区分の数 k及び測定領域〔 a， b〕の設定を行う。例えば、測定点の数を nとした場合には kは nと異なるように設定し出力する（ k = nとすると従来のスプライン補間式と同じになってしまう）。

ステップ 2において、前のステップ 1から領域区分の数 k を受けるとスプライン関数形決定部 2322は、各領域に対して未定係数を舎む m (奇数、例えば 3 ) 次の多項式を対応させる。また、評価関数形決定部 2323は前述のような形の評価関数の形を決定する。即ち、（式で示したように

σ =∑ w i I ( s ( x i ) - y i ) | ² 但し、 W i は重み関数、 s ( x _Α ) はスプライン関数、 y i は測定データ、

i は測定点の位置を示すパラメータである。

ステップ 3において、係数決定式導出部 2321は、各領域毎に設定されたスプラィン関数及び評価関数及び各区分領域間で成立すべき連続条件に基づき、各多項式の未定係数が満たすべき決定式を導出する。

即ち、設定した m ( = 3 ) 次の多項式を各 k個の区分領域 j に対応させたものを、

s j (x) =a j-， 3 x ³ + a j , 2 x ² + a , ι x ¹ + a j , ₀

とし、区分領域設定部 232dにより設定した各領域、

C X 0 , X I 〕， C X 1 , X 2 〕，， [ X k - ! , X k 〕、の境界（節点）である、

0 ( = a ) , X 1， X 2，， X k - 1 , X k ( = D

において、スプライン関数及び当該スプライン関数の導闋数、

s ^{{ c )} (x) (c=l， 2, ……， m- 1)

が連続であるべきだという境界条件、及び評価関数が極小値をとるべきだという条件から、変分原理により導出される式に基づいて未定係数が满たすべき決定式が導出される。

ステップ 4において、上記の決定式及び作用部 21により加えられた変位に対して各測定点で測定された変位量を上記の決定式に代入する。

ステップ 5において、スプライン闋数の各未定係数を決定する。

ステップ 6において、評価量判別部 232eは係数決定部 232a で求められた係数を評価関数に代入し評価量を導出する。

ステップ 7において、導出された評価量を予め定められたしきい値び。と比較し、評価量びがしきい値び。よりも大きい場合には、領域区分設定部 232dによる領域が適当でないと判断する。

ステップ 8において、前のステップ 7で領域区分設定部 23 2dによる領域が適当でないと判断したときに、領域区分設定部 232dに対して領域区分をより細かくした再区分を指令し、ステップ 2から再度処理する。

ステップ 9 において、前のステップ 7で評価量びがしきい値 ff _D よりも小さい場合には、領域区分設定部 232dによる領域が適当であるとして、係数決定部 232aにより決定された係数を有する区分多項式を、被測定物の変位を表すものとして曲率算出部 232cに出力する。

第 15図は被測定物の装着状態の説明図である。第 1図で示したように 11は被測定物であり、被測定物 11は適切な固定手段 l l a， l l b により固定されている。被測定物 11は例えば、線型性の高い金属であり、表面に示した格子状の線 11c は説明のための仮りの線であり、この格子状の線 11c の各交点において変位量を測定する。

第 16図は被測定物 11の変位量の説明図である。実線の 11は被測定物の変位 0の基準面であり、一点鎖線の 11c が押付け力 Pによる変位後である。点線は参考のために有限要素法による構造解析の結果を示したものである。

第 17図は従来の方法による曲率の算出結果の説明図である c 実線 170 は曲率が 0の基準面であり、点線 171 は X軸方向の曲率、一点鎖線 172 は Y軸方向の曲率、 2 点鎖線 173 は捩じれ率を示す。図示のように現実の曲率及び捩じれ率と合致せず、そのためこれらのデータから応力を計測することができる範囲が限定されるという問題があつた。

第 18図は本発明の方法による曲率の算出結果の説明図である。実線 180 は曲率が 0の基準面であり、点線 181 は X軸方向の曲率、一点鎖線 182 は Y軸方向の曲率、点鎖線 183 は捩じれ率を示す。第 17図と比較すると明らかなように、極めて精度の高い曲率及び捩じり率を求めることができる。

第 19図は、点線で示す第 18図により求めた X軸方向の曲率 191 を、一点鎖線で示す有限要素法により求めた構造解析結果 192 とを比較した説明図である。図示のように、本発明による結果と、有限要素法による理論値がほぼ一致することがわかる。なお、固定部両端で計測値と理論値に差があるのは端部の固定に差があるからである。

第 20図は本発明による変位量測定装置の一実施例ブ D ック図である。被測定物 11が図示のように部分的に切り欠きを有している場合である。 233は第 2図に示すマイクロプロセッサ 23の内部の変位算出手段である。被測定物 11に押付け力 P を加えたときの変位を算出する。変位算出手段 233 は、変位データ測定算出部 233aと、変位データ格納部 233b〜233dと、変位曲面式算出部 233eと、変位曲面式格納部 233fと、変位算出部 233gにより構成される。

変位データ測定算出部 233aは、被測定部 11上に設けられた格子点における変形前及び変形後の形状を測定し両者の差から変位を算出する。

変位データ格納部 233b〜233dは、前段の変位データ測定算出部 233aで得られた変位データを分割された領域毎に格納す o

変位曲面式算出部 233eは、前段の変位データ格納部 233b〜 233dに格納されている領域毎の変位データを入力し、新たに被測定物 11を切り欠き部分の存在しない長方形と見なして変位曲面の式を算出し、変位曲面式格納部 233Πこ格納する。変位算出部 233gは、変位曲面式格納部 233Πこ格納されている変位曲面の式を用いて指定された位置における変位を算出する。

第 21図は被測定物 11の座標の説明図である。切り欠き部分は D, Eである。

先ず、被測定物 11をメッシュ切りが行えるような長方形 A， B, Cに分割する。

領域 Aにおいて、

X座標を表す集合 X A = [ X a ., x _a2, …， x _am〕

y座標を表す集合 Y = C y y ₂， …， y _n 〕

の直積 X A x Yで表される集合の要素に対応した位置を測定点とする。

同様に、領域 Βにおいて、

X座標を表す集合 Χ Β = [ X b ., X b 2, …， X bm]

y座標を表す集合 Y = Cy y ₂， …， y _n 〕

の直積 X B x Yで表される集合の要素に対応した位置を測定点、とする。

同様に、領域 Βにおいて、

X座標を表す集合 X C = C X c 1 , X C 2, …， X cm]

y座標を表す集合 Y = [y y ₂, ···, y _n 〕

の直積 X C X Yで表される集合の要素に対応した位置を測定点、とする c

測定された変位データは、第 20図の変位データ格納部 233b ~ 233dの各々に対応して、領域 A， B， Cが格納される。そして、変位曲面式算出部 233 &では、被測定物 11を切り欠き部 D , Eの存在しない長方形の物体と見なして測定データを、

X座標を表す集合 X = C x X 2 , ··· , χ » 〕

y座標を表す集合 Y - C y y ₂， "'， y - 〕

の直積 X X Yで表される集合の要素に対応した位置における変位データと見なして変位曲面の式 w ( X , y ) を求める。

変位曲面の式 w ( x , y ) の定義域は、

〔（x， y) I x i≤x ≤ x ， y ≤ y ≤ y „ j

となり、切り欠き部 D， Eでの変位も含んだものとなっている。従って、従来では物体が存在する領域内でのみ求めていた変位曲面の式を、実際には測定データが得られない切り欠き領域においても、仮想的に物体が存在するとして変位曲面の式を求めることにより、実際には測定不能な領域においても処理可能となる。

第 22図は本発明の変位測定治具の一実施例構造図である。 221, 222 は取付け板、 223 は押付けロッドである。図示のように、被測定物 11は取付け板 221 により垂直に保持されている。変位の測定に際しては、押付けロボット 12によりカ覚センサ 13及び押付け u ッド 223 を介して、被測定物 11に所定の押付け力を加える。変位の測定はセンシングロボット 14に取付けられた変位計 15により被測定物 11の背面、即ち、荷重をかけてない側の面の変位を測定する。

このように、本発明の測定治具で被測定物の背面の変位を測定することにより、 ①押付け口ッド 223 の周辺の測定ができる、 ②同一面の測定とは反対のデータ、即ち、伸長歪み若しくは圧縮歪みを測定するこができる、等の効果がある。

第 23図は本発明の変位測定治具の他の実施例構造図である, 図示のように、本実施例では被測定物 11は取付け板 221 により水平に取り付けられている。そして、カ覚センサ 13と押付けロッド 223 は被測定物 11の背面に設けられる。この構造の効果は前記の実施例と同様であるが、さらに、装置がコンパクトにできる利点がある。

第 24図は本発明の変位測定治具のさらに他の実施例構造図である。本実施例では図示のようにコの字型の押付け口ッド 223 をカ覚センサ 13に取り付ける。被測定物 11の押付け位置附近での変位を測定する場合に、従来では変位計 15の先端が押付けロッド 223 に当たって押付け位置近辺での測定ができない場合があつたが、このような治具の構造により、変位計 15に当たることがないので被測定物 11の押付け位置の近辺まで測定することができる。

第 25図は本発明の曲げ疲労試験装置の保持部の取付け位置の説明図、第 26図 (a)、（b)は第 25図の保持部の側面図及び正面図、第 27図は本発明の曲げ疲労試験装置の一実施例プロック構成図である。

曲げ疲労試験装置の第 27図に示すブロック構成は、第 2図のマイクロプロセッサ 23の曲げ疲労試験手段 234 に対応するものである。前述の第 1， 2図に示すように、押付けロボット 12にはカ覚センサ 13が設けられているが、本発明の曲げ疲労試験装置はこのカ覚センサ 13に第 25図、第 26図 (a)、（b)に示すように被測定物 11を保持する保持部 16を備えている。この保持部 16は曲げ疲労試験の際には被測定物 11の他端（固定部 11a に固定されていない側）を保持するが、この場合、保持部は試験片を屈曲方向に対して直交する方向に移動可能に保持する。

本発明では、被測定物 11をこのように屈曲方向に対して直交する方向に移動可能に保持されているため、屈曲方向以外の力を受けると被測定物 11はその方向に移動し、そのため被測定物 11自体に与える影響は極めて小さくすることができる。

保持部 16は第 26図 )、（b)に示すように、コの字型のハウジング 161， 162 と、ハウジング 161， 162 を各々平行に貫通するィンナーシャフト 163， 16 と、インナーシャフトをハウジングに結合するネジ 165, 166 と、軸受 167， 168 と、この軸受けに支持されたァゥターシャフト 169, 170 と、スぺーサ 171， 172 と、ネジ 173, 174 により構成される。

被測定物 11はアウターシャフト 169 と 170 の間に保持される。この様な構成により保持部 16が上下方向に移動すると、アウターシャフト 169， 170 と被測定物 11が接している位置は、アウターシャフト 169， 170 が回転して大きな摩擦力が働くことも無く自動的に移動する。このような構造は従来のリンクによる上下動に伴って試験片 11が屈曲される際、横方向に不必要な大きな力が働くのに比べて、非常に優れた効果を発揮する。

実際の測定においては、指定された力を繰り返し被測定物 11に加える場合と、指令された距離を距離を繰り返し移動する場合がある。後者の指令された距離を繰り返し移動する場合の測定方法について、第 27図のプロック図を参照しつつ説明する。

前述のように、曲げ疲労試験装置 234 の電気的な制御部分は第 2図のマイクロプロセッサ 23に含まれる。先ず、指令装置 234hの指令に基づいて、繰り返し動作を行う押付け口ボット 12が駆動を開始し、被測定物 11の繰り返し曲げ動作、即ち、屈曲動作を行う。この指令装置 234hが押付けロボット 12に指令するものとしては、最終的な屈曲回数 N。と移動距離とがある。この場合、 N。繰り返し動作を行っても被測定物 11が疲労しないと判断される場合には、繰り返し動作を終了するが、 N。は絶対的なものではなく押付けロボット 12に無限回の動作を指令し、被測定物 11の疲労度データに沿って指令装置 234hにより強制的に終了するようにしてもよい。

被測定物 11に加わっている押付け力はカ覚センサ 13で検出し、第 1 サイクルの測定値は第 1サイクル測定値格納装置 234a に格納する。また、第 Nサイクルの測定値は第 Nサイクル測定値格納装置 234bに格納する。第 1 サイクル剛性値算出装置 234cは第 1 サイクル測定値格納装置 234aのデータをもとに、第 1サイクルの剛性値を算出し第 1サイクル剛性値格納装置 234eに格納する。

同様に、第 Nサイクル剛性値算出装置 234dは第 Nサイクル測定値格納装置 234bのデータをもとに、第 Nサイクル剛性値を算出し、第 Nサイクル剛性値格納装置 234fに格納する。

疲労判定装置 234gは適切なデータ比較手段を備え、第 1 サィクル剛性値格納装置 234eのデータと、第 Nサイクル剛性値格納装置 234fのデータを比較し、第 Nサイクルの剛性値が第 1 サイクルの剛性値の所定の割合（例えば、 60% ) 以下になつたら疲労したと判断する。判断結果は指令装置 234hに通知され、指定装置 234hは押付けロボット 12に停止命令を出力し測定を終了させる。

押付け力を指令する場合には指令装置 234hが押付けロボット 12に指令し、所定の最大出力を得るように被測定物 1 1に対して繰り返し動作を行う。その結果、被測定物 11が破損したり、或いはその移動量が所定値以上になつたら疲労したと判断する。

以上のように、本発明の曲げ疲労試験装置では、被測定物 11の保持が水平方向と回転方向の移動量を吸収できるようになっており、かつ被測定物 11をその厚さに応じて適切な間隔で保持できるようになっているので、被測定物 11に上下動を与える垂直方向以外の方向の力成分が極めて小さくなる。このため測定条件が明確となり信頼性の高い測定が可能となる _t 産業上の利用可能性

本発明の計測ロボットシステムは、特に、プラスチック成形品のような成形品の、変位、歪み等の機械的特性とその分布特性を自動的に迅速に測定することができるので、製品の筐体等の構造物設計に有効に利用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 被測定物の機械的特性を自動的に測定する計測ロボットシステムにおいて、

前記被測定物に所定の押付け力を加える押付けロボットと前記押付けロボットの先端部に取り付けられ、押付け口ッドを介して前記押付け力の大きさを検出する力検出手段と、前記押付け力により前記被測定物に変位を与える前と後で前記被測定物との距離を測定するための変位検出手段と、前記変位検出手段を支持し、測定位置まで前記変位検出手段を移動させるセンシングロボットと、

前記力検出手段の検出結果を入力し、検出結果に基づき前記押付けロボットの動作を制御し、前記変位検出手段の検出結果を入力し検出結果に基づき各種の機械的特性を算出するマイクロ： °ロセッサと、

前記マイクロプ口セッサの算出した各種の機械的特性を格納するメモリとを備え、

前記機械的特性の算出はスプライン平滑法により行うことを特徴とする計測ロボットシステム。

2. 前記マイクロプロセッサは、歪み算出手段と、曲率算出手段と、変位算出手段と、曲げ疲労試験手段を含む請求の範囲第 1項に記載の計測口ボットシステム。

3. 前記メモリは、変形前後の形状データ、変位分布データ、中立面のデータ、曲率成分データ、歪み分布データ、制御プログラムを含む請求の範囲第 1項に記載の計測ロボットシステム。

4. 前記力検出手段は、カ覚センサである請求の範囲第 1 項に記載の計測口ボットシステム。

5. 前記変位検出手段は、レーザー変位計である請求の範囲第 1項に記載の計測口ボットシステム。

6. 前記センシングロボットの目標位置は、前記センシング πボットの移動の基準となる絶対基準位置に、単位ステツプ量とステップ係数の積を加算して与える請求の範囲第 1項に記載の計測ロボットシステム。

7. 前記ステップ係数が指定されないときは、前記ステツプ係数を「 1 」と見なし、前記目標位置は前記基準位置と前記単位ステップ量の和で与える請求の範囲第 6項に記載の計測ロボットシステム。

8. 前記基準位置のみが指示されたとき、前記目標位置は前記基準位置で与える請求の範囲第 6項に記載の計測ロボットシステム。

9. 前記歪み算出手段は、被測定物の変形前後の形状の差を測定し、前記形状の差から変位分布を算出し、前記変位分布から被測定物の中立面の歪みと曲率成分を算出し、前記中立面の歪みと前記曲率成分の和から歪み分布を算出する請求の範囲第 2項に記載の計測口ボットシステム。

10. 前記変位分布は 3次のスプライン平滑法により算出する請求の範囲第 9項に記載の計測ロボットシステム。

11. 前記曲率成分は、前記被測定物の測定領域を所定の評価量に基づき複数の領域に区分し、各測定領域毎に前記被測定物の変位量を近似する未定係数を含む区分多項式を求め、前記区分多項式による近似の程度を評価する評価関数を求め前記評価関数と測定された変位量及び領域間での境界条件に基づき前記未定係数を決定し、前記評価関数から導出される評価量に基づいて区分領域が適切か否か判別し、適切でないときは測定領域の再区分を行う、ことにより求める請求の範囲第 9項に記載の計測 σ ボットシステム。

12. 前記区分多項式はスプライン関数である請求の範囲第 11項に記載の計測ロボットシステム。

13. 前記評価関数は、前記区分多項式により算出された変位量と各測定位置における変位量との差の 2乗を、全測定位置について求めた和で与える請求の範囲第 11項に記載の計測ロボットシステム。

14. 前記変位算出手段は、被測定物上に設定した格子点毎に変形前後の形状を測定し両者の差値から変位データを算出する変位データ算出部と、前記変位データ算出部により得られた変位データを各分割された領域毎に格納する変位データ格納部と、格納された前記変位データを入力し新たに切り欠き部分の存在しない被測定物と見なして変位曲面式を算出する変位曲面式算出部と、前記変位曲面式を格納する変位曲面式格納部と、格納された前記変位曲面式を用いて指定された位置における変位を算出する変位量算出部とを備え、

被測定物に切り欠き部分を有するとき、被測定物を格子状の測定点が設定可能な複数の領域に分割し、各分割領域毎に測定し算出され格納された変位データを入力し、被測定物を切り欠き部分の存在しないものと見なして変位曲面式を求め、前記変位曲面式から指定された測定点における変位量を求めるようにした請求の範囲第 2項に記載の計測ロボットシステム。

15. 前記変位曲面式を 2階偏微分して指定された位置における歪みを算出する請求の範囲第 14項に記載の計測ロボットシステム。

16. 前記前記押付けロボットにより押付け力を与えることのできる被測定物の面とは反対の面の機械的特性を測定可能にするように、被測定物を取り付ける測定治具を備えた請求の範囲第 1項に記載の計測ロボットシステム。

17. 前記押付けロッドは、被測定物の押付け位置近辺を測定するに際して前記変位検出手段が前記押付け口ッドに当たらないようにする凹み部分を備えた請求の範囲第 1項に記載の計測口ボットシステム。

18. 前記被測定物の曲げ疲労試験を行うに際して被測定物の一端を所定の取付け板で固定し、前記力検出手段の先端には、屈曲方向に対して直交する方向に移動可能に被測定物の他端を保持する保持部を備え、前記押付けロボットにより前記保持部を介して被測定物の往復曲げを行う請求の範囲第 1 項に記載の計測ロボットシステム。

19. 前記曲げ疲労試験手段は、

屈曲の第 1サイクルの測定値を格納する第 1サイクル測定值格納装置と、

第 Nサイクルの測定値を格納する第 Nサイクル測定值格納装置と、

前記第 1 サイクル測定値格納装置のデータをもとに第 1 サィクルの剛性値を算出し第 1サイクル剛性値格納装置に格納する第 1 サイクル剛性値算出装置と、

第 Nサイクル測定値格納装置のデータをもとに第 Nサイクル剛性値を算出し第 Nサイクル剛性値格納装置に格納する第 Nサイクル剛性値算出装置と、

比較手段を有し、前記第 1 サイクル剛性値格納装置のデータと前記第 Nサイクル剛性値格納装置のデータを比較し、第 Nサイクルの剛性値が第 1 サイクルの剛性値の所定の割合以下のとき疲労と判断する疲労判定装置と、

判断結果を受け、前記押付けロボットに停止命令を出力し測定を終了させる指令装置と、

を備える請求の範囲第 2項に記載の計測ロボットシステム _c