JP2015509199A - バーコード識別による検査方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施態様は、対象物を測定する測定機、特には測定すべき対象物、又は対象物の図面（例えばＣＡＤ図面）上に位置する機械可読情報記号によって識別される測定又は検査計画に従って対象物を測定する携帯用多関節アーム座標測定機、又はレーザトラッカのような測定機に関する。

Description

本開示は、対象物を測定する測定機、特には測定すべき対象物、又は対象物の図面（例えばＣＡＤ図面）上に位置するバーコードによって識別される測定又は検査計画に従って対象物を測定する携帯用多関節アーム座標測定機、又はレーザトラッカのような測定機に関する。

携帯用多関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）は、部品の製造又は生産の種々の段階（例えば機械加工）中に部品の寸法を迅速かつ正確に検証することが必要な場合に、部品又は対象物の製造又は生産に幅広く使用されてきた。携帯用ＡＡＣＭＭは、既知の静止又は固定式、コストが大きく、かつ比較的使用しにくい測定設備に関して、特に比較的複雑な部品の寸法測定を行うためにかかる時間の大幅な改善を示す。概して、携帯用ＡＡＣＭＭのユーザは、測定すべき部品又は対象物の表面に沿ってプローブを誘導するだけである。次に測定データは、記録され、かつユーザに提供される。ある場合には、データは、ユーザに視覚形状、例えば三次元（３Ｄ）形状でコンピュータ画面に提供される。別の場合には、データは、ユーザに数値形状で提供され、例えば孔の直径を測定する時、テキスト「直径＝１．００３４」が、コンピュータ画面に表示される。

先行技術の携帯用多関節アームＣＭＭの一例が、同一出願人による特許文献１に開示される。特許文献１は、一端に支持ベースと、他端に測定プローブとを有する手動操作式多関節アームＣＭＭからなる３Ｄ測定システムを開示する。同一出願人による特許文献２は、類似した多関節アームＣＭＭを開示する。特許文献２において、多関節アームＣＭＭは、プローブ端部に追加の回転軸を含む複数の特徴を含み、それにより２−２−２又は２−２−３軸形態を有するアームを提供する（後者の場合は、７軸アームである）。

部品又は対象物を測定して、その製造された部品又は対象物が、所望の設計仕様書に一致するか否かを判定する別の一般的なタイプの測定機は、レーザトラッカである。レーザトラッカは、ある点の３Ｄ座標を、その点にレーザビームを送出することによって測定し、そこでレーザビームは、概して再帰反射器標的によって遮断される。レーザトラッカは、標的までの距離及び２つの角度を測定することによって点の座標を見出す。距離は、絶対距離計（ＡＤＭ）又は干渉計のような距離測定装置によって測定される。角度は、角度エンコーダのような角度測定装置によって測定される。機器内のジンバル式ビームステアリング機構は、レーザビームを注目点に向ける。再帰反射器は、対象物の表面上を手によって手動で、又は自動的に移動できる。レーザトラッカは、再帰反射器の動きを追跡して、対象物の座標を測定する。例となるレーザトラッカは、Ｂｒｏｗｎらの特許文献３、及びＬａｕらの特許文献４に開示される。ほとんどの場合に測量用に使用されるトータルステーションが使用でき、広範に散乱した又は再帰反射性標的の座標を測定する。トータルステーションは、レーザトラッカと密接な関係がある。

一般的なタイプの再帰反射器標的は、球状に装着された再帰反射器（ＳＭＲ）であり、金属球内に埋設されたキューブコーナ再帰反射器を含む。キューブコーナ再帰反射器は、３つの互いに直交するミラーを含む。キューブコーナの頂点は、３つのミラーの共通の交点であるが、球の中心に位置する。ＳＭＲの球面を試験中の対象物と接触させ、次にＳＭＲを測定される対象物の表面上で動かすことが、普通に行われる。球内のキューブコーナのこの配置のために、キューブコーナの頂点から試験中の対象物の表面までの垂直距離は、ＳＭＲの回転にもかかわらず、一定のままである。従って、対象物表面の３Ｄ座標は、トラッカに表面上を動くＳＭＲの３Ｄ座標を追跡させることによって見出すことができる。ＳＭＲの頂部にガラス窓を置き、埃又は汚れが、ガラス面を汚すことを防ぐことが可能である。かかるガラス面の例は、Ｒａａｂらの特許文献５に示される。

レーザトラッカ内のジンバル機構が使用でき、レーザビームをトラッカからＳＭＲに向ける。ＳＭＲによって再帰反射される光の一部は、レーザトラッカに入り、かつ位置検出器に移動する。位置検出器に到達する光の位置は、トラッカ制御システムによって使用され、レーザトラッカの機械的方位及び天頂軸の回転角度を調整し、レーザビームがＳＭＲに集中する状態を保つ。このようにして、トラッカは、ＳＭＲが動くにつれてＳＭＲを追跡（追尾）することが可能である。

トラッカの機械的方位及び天頂軸に取り付けられた角度エンコーダは、（基準トラッカフレームに対する）レーザビームの方位及び天頂角を測定できる。レーザトラッカによって実行される１つの距離測定及び２つの角度測定が、ＳＭＲの三次元位置を完全に特定するために十分である。

前述のように、２つのタイプの距離計が、レーザトラッカ内に見出せる。すなわち干渉計及び絶対距離計（ＡＤＭ）である。レーザトラッカにおいて、干渉計（存在する場合）は、再帰反射器標的が２点間を動く時に通過する、既知の長さ（通常、レーザ光の半波長）の増分数を計数することによって開始点から終了点までの距離を判定できる。ビームが測定中に破断するならば、計数の数は、正確に知られ得ず、距離情報が失われることになる。比較すると、レーザトラッカ内のＡＤＭは、ビーム破断に関係なく再帰反射器標的までの絶対距離を判定し、そのことは、標的を切り替えることも可能にする。そのために、ＡＤＭは、「オートフォーカス（ｐｏｉｎｔ−ａｎｄ−ｓｈｏｏｔ）」測定が可能であると言われる。当初、絶対距離計は、静止標的を測定することが可能なだけであり、かつこの理由で、常に干渉計と共に使用された。しかしながら、最新の絶対距離計によっては、迅速な測定を行うことができ、それにより干渉計の必要がなくなった。かかるＡＤＭは、Ｂｒｉｄｇｅｓらの特許文献６に記載される。干渉計及び絶対距離計によって測定された距離は、空気を通る光の速度によって決まる。光の速度は、空気温度、大気圧及び空気湿度によって異なるので、これらの数量をセンサによって測定し、かつ空気中の光の速度を補正して、更に正確な距離読み取りを得ることが普通に行われる。トータルステーションによって測定される距離も、空気中の光の速度によって決まる。

レーザトラッカは、追尾モードにおいて、ＳＭＲが、トラッカの捕捉範囲にある時、ＳＭＲの動きを自動的に追跡する。レーザビームが破断されるならば、追跡は停止する。ビームは、次の幾つかの手段のいずれかによって破断され得る。すなわち（１）機器とＳＭＲの間の障害物、（２）機器にとって速すぎて追跡できないＳＭＲの迅速な動き、又は（３）ＳＭＲの方向が、ＳＭＲの受光角を超えて変えられる手段である。初期設定により、ビーム破断後、ビームは、ビーム破断点、最終操作位置に固定されたままであっても良いか、又は基準（「ホーム」）位置に行っても良い。操作者は、追尾ビームを視覚的に探し、かつＳＭＲをビーム中に置くことが、機器をＳＭＲにロックし、かつ追尾を継続するために必要であり得る。

レーザトラッカによっては、１つ以上のカメラを含む。カメラ軸は、測定ビームと同軸であるか、又は一定の距離又は角度だけ測定ビームからオフセットされても良い。カメラを使用して、広い視野を提供して、再帰反射器を探してもよい。カメラ光軸の近くに置かれた変調光源は、再帰反射器に光を当てることができ、それによりそれらを識別しやすくする。この場合に、再帰反射器は、照明と同期して発光し、他方で背景対象物は、発光しない。かかるカメラの一用途は、視野内で複数の再帰反射器を検出し、かつ各再帰反射器を自動シーケンスで測定することである。例となるシステムが、Ｐｅｔｔｅｒｓｅｎらの特許文献７、及びＢｒｉｄｇｅｓらの特許文献８に記載される。

レーザトラッカによっては、６つの自由度（ＤＯＦ）により測定する能力を有し、自由度には、ｘ、ｙ及びｚのような三次元の座標、並びにピッチ、ロール及びヨーのような３つの回転を含んでも良い。レーザトラッカに基づく幾つかのシステムが、利用可能であるか、６つの自由度を測定するために提案された。例となるシステムが、Ｂｒｉｄｇｅｓらの特許文献８、Ｐｅｔｔｅｒｓｅｎらの特許文献９、及びＬａｕの特許文献１０に記載される。

米国特許第５，４０２，５８２号明細書 米国特許第５，６１１，１４７号明細書 米国特許第４，７９０，６５１号明細書 米国特許第４，７１４，３３９号明細書 米国特許第７，３８８，６５４号明細書 米国特許第７，３５２，４４６号明細書 米国特許第６，１６６，８０９号明細書 米国特許第７，８００，７５８号明細書 米国特許第５，９７３，７８８号明細書 米国特許第７，２３０，６８９号明細書

携帯用ＡＡＣＭＭ又はレーザトラッカのような既存の測定機は、それらの本来の目的に適しているが、部品又は部品の表示上に提供された機械可読情報に基づく簡略化された部品検査方法が、なおも必要である。

本発明の実施態様によれば、検査計画に従って部品を検査する方法が、提供される。方法は、ベースと、対向した第１及び第２端部を有する手動で位置決め可能なアーム部であって、アーム部の第２端部がベースに結合され、アーム部は複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントが位置信号を生成する少なくとも１つの位置変換器を含むアーム部と、アーム部の第１端部に結合された測定装置と、少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受信し、かつ測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路とを有する携帯用多関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を使用する。方法は、検査すべき部品の検査計画を作成して、部品の少なくとも１つの特性を判定するステップを含む。作成された検査計画を識別する情報を含む機械可読情報記号が、作成される。作成された機械可読情報記号は、部品と関連する。部品からの機械可読情報記号は、機械可読情報記号を翻訳するように構成されたリーダ装置によって読み取られ、そこに含まれる情報を判定する。リーダ装置は、結合され、ＡＡＣＭＭと通信する。少なくとも１つの部品特性は、機械可読記号によって識別される、作成された検査計画に従って測定される。

本発明の別の実施態様によれば、検査計画に従って部品を検査する別の方法が、提供される。方法は、環境内に位置する標的に向けて光線を発する光源と、環境内に位置する標的からレーザスキャナに反射し返す光線を捕捉するリーダ装置とを有するレーザトラッカを使用する。方法は、検査すべき部品の検査計画を作成して、部品の少なくとも１つの特性を判定するステップを含む。作成された検査計画を識別する機械可読情報記号が、作成される。作成された機械可読情報記号は、部品と関連する。機械可読情報記号は、レーザトラッカと関連したリーダ装置によって読み取られる。部品は、リーダ装置によって読み取られた機械可読情報記号によって識別される、作成された検査計画に従って検査される。

本発明の別の実施態様によれば、検査計画に従って部品を検査するシステムが、提供される。システムは、部品の少なくとも１つの特性を測定するように構成された測定機を含む。プロセッサを有する装置が、提供される。プロセッサは、検査すべき部品の検査計画を作成するためにプロセッサ上で実行される時、実行可能コンピュータ命令に対応して、部品の少なくとも１つの特性を判定し、プロセッサは、作成される検査計画に応答して作成された検査計画を識別する情報を含む機械可読情報記号を作成することに更に対応する。リーダは、結合されて、測定機及び装置と通信し、リーダは、機械可読情報記号を翻訳するように構成され、そこに含まれる情報を判定する。

ここで図面を参照すると、例となる実施態様が示されるが、それらは、全開示範囲に関して制限的であると解釈されるべきでなく、かつ要素は、幾つかの図において同様に番号が付される。

図１Ａ及び図１Ｂを含み、本発明の種々の形態の実施態様を内部に有する携帯用多関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。 一緒に用いられる図２Ａから図２Ｄを含み、一実施態様による図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器のブロック図である。 一緒に用いられる図３Ａ及び図３Ｂを含み、一実施態様による図２の電子データ処理システムの詳細な特徴を記載するブロック図である。 ディスプレイが開放位置に配設された図１のＡＡＣＭＭの斜視図である。 検査すべき部品の検査計画を作成し、その検査計画と関連したバーコードを作成し、バーコードを読み取り、かつ検査計画においてステップを実行する本発明の一実施態様による方法における種々のステップのフローチャートである。 本発明の一実施態様による、検査すべき部品の検査計画の作成を示す図５の方法における１つのステップを示すディスプレイ画面の図である。 本発明の一実施態様による、検査すべき部品のために作成した検査計画へのバーコードの割り当てを示す図５の方法における別のステップを示すディスプレイ画面の図である。 本発明の一実施態様による、検査すべき部品のために作成した対応する検査計画に割り当てられたバーコードを示す図５の方法における別のステップを示すディスプレイ画面の図である。 図９Ａ及び図９Ｂを含み、本発明の一実施態様による図５の方法の別のステップにおいて検査すべき部品上に位置し（図９Ａ）かつ検査すべき部品の図面上に位置する（図９Ｂ）、図８のバーコードを示す図である。 本発明の一実施態様による、検査すべき部品のために作成した検査計画で講じられる複数のステップのいずれかを示す図５の方法における別のステップを示すディスプレイ画面の図である。 検査すべき部品の検査計画を作成し、その検査計画と関連したバーコードを作成し、バーコードを読み取り、かつ検査計画においてステップを実行する本発明の別の実施態様による方法における種々のステップのフローチャートである。 本発明の別の実施態様による、検査すべき部品の検査計画の作成を示す図１１の方法における１つのステップを示すディスプレイ画面の図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂを含み、本発明の別の実施態様による図１１の方法の別のステップにおいて検査すべき部品上に位置し（図１３Ａ）かつ検査すべき部品の図面上に位置する（図１３Ｂ）、図１２のバーコードを示す図である。 本発明の一実施態様による、検査すべき部品のために作成した検査計画で講じられる複数のステップのいずれかを示す図１１の方法における別のステップを示すディスプレイ画面の図である。 本発明の他の実施態様によるレーザトラッカの斜視図である。 取り付けられた計算及び電源要素を有する図１５のレーザトラッカの図である。

携帯用多関節アーム座標測定機（「ＡＡＣＭＭ」）及びレーザトラッカは、種々の用途で使用され、例えば部品又は対象物の測定を得て、部品又は対象物が所望の設計仕様書にどれほど正確に作られたかを判定する。本発明の実施態様は、携帯用ＡＡＣＭＭ又はレーザトラッカのユーザが、製造された部品又は対象物の検査又は測定計画に、その部品又は対象物に関連した対応する検査又は測定計画に関連した、例えばバーコードのような、機械可読識別システムの使用を通して、比較的容易かつ迅速にアクセスすることを可能にするという利点を提供する。例となる実施態様において、各バーコードは、単一の部品又は部品グループに関連する。

図１Ａ及び図１Ｂは、斜視図で、本発明の種々の実施態様によるＡＡＣＭＭ１００を示し、多関節アームが、座標測定機の１タイプである。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、例となるＡＡＣＭＭ１００は、一端でＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４に結合された測定プローブハウジング１０２を含むプローブ端部を有する６又は７軸多関節測定装置を含んでも良い。アーム部１０４は、軸受カートリッジの第１のグルーピング１１０（例えば２つの軸受カートリッジ）によって第２アームセグメント１０８に結合された第１アームセグメント１０６を含む。軸受カートリッジの第２のグルーピング１１２（例えば２つの軸受カートリッジ）は、第２アームセグメント１０８を測定プローブハウジング１０２に結合する。軸受カートリッジの第３のグルーピング１１４（例えば３つの軸受カートリッジ）は、第１アームセグメント１０６をＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４の他端に位置するベース１１６に結合する。軸受カートリッジの各グルーピング１１０、１１２、１１４は、関節運動の複数の軸を提供する。また、プローブ端部は、ＡＡＣＭＭ１００の第７軸部のシャフトを含む測定プローブハウジング１０２を含んでも良い（例えばＡＡＣＭＭ１００の第７軸において、測定装置の動きを判定するエンコーダシステム、例えばプローブ１１８を含むカートリッジ）。この実施態様において、プローブ端部は、測定プローブハウジング１０２の中心を通って伸長する軸の周りを回転できる。ＡＡＣＭＭ１００の使用において、ベース１１６は、概して作業面に付けられる。

各軸受カートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４内の各軸受カートリッジは、概してエンコーダシステム（例えば光学角度エンコーダシステム）を含む。エンコーダシステム（すなわち変換器）は、ベース１１６に対するプローブ１１８の位置（及びそれ故に、ある基準フレーム、例えば局所的又は全体的な基準フレームにおけるＡＡＣＭＭ１００によって測定される対象物の位置）の表示を一緒に提供する、それぞれのアームセグメント１０６、１０８及び対応する軸受カートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４の位置の表示を提供する。アームセグメント１０６、１０８は、例えば炭素複合材料のような、但しそれらに限定されない適切な剛性材料から作られても良い。６又は７軸の関節運動（すなわち自由度）を有する携帯用ＡＡＣＭＭ１００は、操作者によって容易に取り扱われ得るアーム部１０４を提供しながら、操作者がプローブ１１８をベース１１６の周りの３６０°の領域内で所望の位置に位置決めすることを可能にするという利点を提供する。しかしながら、２つのアームセグメント１０６、１０８を有するアーム部１０４の説明図は、例とするためにあり、かつ特許請求された発明は、そのように限定されるべきでないことが理解されねばならない。ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジによって一緒に結合される任意の数のアームセグメント（及びそれ故に、おおよそ６又は７軸である、関節運動又は自由度）を有しても良い。

プローブ１１８は、測定プローブハウジング１０２に着脱自在に装着され、測定プローブハウジング１０２は、軸受カートリッジグルーピング１１２に接続される。ハンドル１２６は、例えばクイックコネクトインタフェースとして測定プローブハウジング１０２に対して取り外し可能である。ハンドル１２６は、別の装置（例えばレーザ線プローブ、バーコードリーダ）と置き換えても良く、それにより操作者が同じＡＡＣＭＭ１００により異なる測定装置を使用できるようにするという利点を提供する。本発明の種々の実施態様において、バーコードリーダは、ハンドル１２６の代わりに使用されるか、又は携帯用ＡＡＣＭＭの他の場所に装着され、かつ機械可読記号（例えばバーコード）を読み取り又は操作するために利用され、機械可読記号は、携帯用ＡＡＣＭＭによって測定すべき特定の部品又は対象物の測定又は検査計画を示す。バーコードリーダを利用するこれらの種々の実施態様は、以下に詳細に記載される。

例となる実施態様において、プローブハウジング１０２は、取り外し可能なプローブ１１８を収容する。プローブ１１８は、接触測定装置であり、様々な先端１１８を有しても良い。この先端１１８は、ボール、タッチセンサ式、湾曲及び伸長タイププローブを含むが、それらに限定されず、測定すべき対象物に物理的に接触する。他の実施態様において、測定は、例えばレーザ線プローブ（ＬＬＰ）のような非接触装置によって実行される。一実施態様において、ハンドル１２６は、クイックコネクトインタフェースを使用して、ＬＬＰに置き換えられる。他のタイプの測定装置が、取り外し可能なハンドル１２６に代わって、追加の機能性を提供しても良い。かかる測定装置の例には、例えば１つ以上の照明光、温度センサ、サーマルスキャナ、バーコードリーダ又はスキャナ、プロジェクタ、塗料噴霧器、カメラ等を含むが、それらに限定されない。

図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、ＡＡＣＭＭ１００は、取り外し可能なハンドル１２６を含み、取り外し可能なハンドル１２６は、付属品又は機能性が、測定プローブハウジング１０２を軸受カートリッジグルーピング１１２から取り外さずに変更できるようになるという利点を提供する。図２に関して以下で更に詳細に論じるように、取り外し可能なハンドル１２６は、電気コネクタも含んでも良く、電気コネクタは、電力及びデータをハンドル１２６及びプローブ端部に置かれた対応する電子機器によって交換できるようにする。

種々の実施態様において、軸受カートリッジの各グルーピング１１０、１１２、１１４によって、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４が、複数の回転軸の周りで動けるようになる。前述したように各軸受カートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４は、例えば光学角度エンコーダのような、対応するエンコーダシステムを含み、それらは各々が、例えばアームセグメント１０６、１０８の対応する回転軸と同軸に配設される。光学エンコーダシステムは、以下に更に詳細に記載するように、例えばアームセグメント１０６、１０８の各々の対応する軸の周りでの回転（スイベル）又は横断（ヒンジ）運動を検出し、かつ信号をＡＡＣＭＭ１００内の電子データ処理システムに伝送する。各個別の未加工エンコーダ計数は、信号として電子データ処理システムに別個に送信され、そこで更に測定データに加工処理される。同一出願人による特許文献１に開示されたように、ＡＡＣＭＭ１００自体から離れた位置算出器（例えばシリアルボックス）は、使用されない。

ベース１１６は、取り付け装置又は装着装置１２０を含んでも良い。装着装置１２０によって、ＡＡＣＭＭ１００は、例えば検査テーブル、マシニングセンタ、壁又は床のような所望の位置に取り外し可能に装着できるようになる。一実施態様において、ベース１１６は、ＡＡＣＭＭ１００が動かされるにつれ、操作者がベース１１６を保持するために便利な位置を提供するハンドル部１２２を含む。一実施態様において、ベース１１６は、可動カバー部１２４を更に含み、可動カバー部１２４は、図４に関して以下で更に詳細に記載するように、折り畳まれてディスプレイ画面４２８のようなユーザインタフェースを見せる。

一実施態様によれば、携帯用ＡＡＣＭＭ１００のベース１１６は、電子データ処理システムを含むか、又は収容し、電子データ処理システムは、２つの主要構成部品を含む。２つの主要構成部品とは、すなわちＡＡＣＭＭ１００内の種々のエンコーダシステムからのデータ、並びに三次元（３Ｄ）位置算出を支援するための他のアームパラメータを表すデータを処理するベース処理システムと、搭載オペレーティングシステム、タッチスクリーンディスプレイ、及び外部コンピュータへの接続を必要とせずに、ＡＡＣＭＭ１００内に実装される比較的完全な計測機能を可能にする常駐アプリケーションソフトウェアを含むユーザインタフェース処理システムである。

ベース１１６内の電子データ処理システムは、エンコーダシステム、センサ、及びベース１１６から離れて位置する他の周辺ハードウェア（例えばＡＡＣＭＭ１００上で取り外し可能なハンドル１２６に装着できるＬＬＰ）と通信できる。これらの周辺ハードウェア装置又は特徴を支援する電子機器は、携帯用ＡＡＣＭＭ１００内に位置する軸受カートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４の各々に位置しても良い。

図２は、一実施態様によるＡＡＣＭＭ１００内で利用される電子機器のブロック図である。図２に示される実施態様は、ベース処理システムを実装するベースプロセッサボード２０４と、ユーザインタフェースボード２０２と、電力を提供するベースパワーボード２０６と、ブルートゥースモジュール２３２と、ベース傾斜ボード２０８とを含む電子データ処理システム２１０を含む。ユーザインタフェースボード２０２は、アプリケーションソフトウェアを実行するコンピュータプロセッサを含み、ユーザインタフェース、ディスプレイ、及び本明細書に記載される他の機能を実行する。

図２に示すように、電子データ処理システム２１０は、１つ以上のアームバス２１８を介して前述の複数のエンコーダシステムと通信する。図２に表した実施態様において、各エンコーダシステムは、エンコーダデータを作成し、かつエンコーダアームバスインタフェース２１４と、エンコーダデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２１６と、エンコーダ読み取りヘッドインタフェース２３４と、温度センサ２１２とを含む。ひずみセンサのような他の装置は、アームバス２１８に取り付けても良い。

同様に、アームバス２１８と通信するプローブ端部電子機器２３０が図２に示される。プローブ端部電子機器２３０は、プローブ端部ＤＳＰ２２８と、温度センサ２１２と、一実施態様においてクイックコネクトインタフェースを介してハンドル１２６又はＬＬＰ２４２と接続するハンドル／ＬＬＰインタフェースバス２４０と、プローブインタフェース２２６とを含む。クイックコネクトインタフェースは、ハンドル１２６により、ＬＬＰ２４２、及びバーコードリーダのような他の付属品によって使用されるデータバス、制御線、及びパワーバスへのアクセスを可能にする。一実施態様において、プローブ端部電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００上の測定プローブハウジング１０２内に位置する。一実施態様において、ハンドル１２６は、クイックコネクトインタフェースから取り外されることがあり、かつ測定は、ハンドル／ＬＬＰインタフェースバス２４０を介してＡＡＣＭＭ１００のプローブ端部電子機器２３０と通信するレーザ線プローブ（ＬＬＰ）２４２によって実行され得る。一実施態様において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００のベース１１６内に位置し、プローブ端部電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブハウジング１０２内に位置し、かつエンコーダシステムは、軸受カートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４内に位置する。プローブインタフェース２２６は、１−ｗｉｒｅ（登録商標）通信プロトコル２３６を実施するＭａｘｉｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．の市販製品を含む、いずれかの適切な通信プロトコルによってプローブ端部ＤＳＰ２２８と接続し得る。

図３は、一実施態様によるＡＡＣＭＭ１００の電子データ処理システム２１０の詳細な特徴を記載するブロック図である。一実施態様において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００のベース１１６内に位置し、かつベースプロセッサボード２０４と、ユーザインタフェースボード２０２と、ベースパワーボード２０６と、ブルートゥースモジュール２３２と、ベース傾斜モジュール２０８とを含む。

図３に示す実施態様において、ベースプロセッサボード２０４は、図中に示した種々の機能ブロックを含む。例えば、ベースプロセッサ機能３０２を利用して、ＡＡＣＭＭ１００からの測定データ収集を支援し、かつアームバス２１８及びバス制御モジュール機能３０８を介して未加工アームデータ（例えばエンコーダシステムデータ）を受信する。メモリ機能３０４は、プログラム及び静的アーム構成データを記憶する。ベースプロセッサボード２０４は、ＬＬＰ２４２のようないずれかの外部ハードウェア装置又は付属品と通信する外部ハードウェアオプションポート機能３１０も含む。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）及びログ３０６、バッテリパックインタフェース（ＩＦ）３１６及び診断ポート３１８も同様に、図３に表すベースプロセッサボード２０４の実施態様における機能性に含まれる。

ベースプロセッサボード２０４は、外部（ホストコンピュータ）及び内部（ディスプレイプロセッサ２０２）装置との全ての有線及び無線データ通信を同様に管理する。ベースプロセッサボード２０４は、イーサネット（登録商標）機能３２０を介して（例えば電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）１５８８のようなクロック同期化規格を使用して）イーサネット（登録商標）ネットワーク、ＬＡＮ機能３２２を介して無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と、かつパラレル−シリアル通信（ＰＳＣ）機能３１４を介してブルートゥースモジュール２３２と通信する能力を有する。ベースプロセッサボード２０４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）装置３１２への接続も含む。前述のバーコードスキャナは、例えばＵＳＢ、イーサネット（登録商標）、ブルートゥース、又はＷｉ−Ｆｉのような、但しそれらに限定されない１つ以上の通信ポートを介してＡＡＣＭＭ１００に接続できることが理解されるべきである。

ベースプロセッサボード２０４は、前述の特許文献１のシリアルボックスに開示されたような、いかなる前処理も必要とせずに、管理データに処理するための未加工測定データ（例えばエンコーダシステム計数、温度読み取り）を伝送及び収集する。ベースプロセッサ２０４は、処理済みデータをＲＳ４８５インタフェース（ＩＦ）３２６を介してユーザインタフェースボード２０２上のディスプレイプロセッサ３２８に送信する。一実施態様において、ベースプロセッサ２０４は、未加工測定データを外部コンピュータに送信しても良い。

ここで図３のユーザインタフェースボード２０２を見ると、ベースプロセッサによって受信される角度及び位置データは、ディスプレイプロセッサ３２８上で実行するアプリケーションによって利用され、ＡＡＣＭＭ１００内で自律計測システムを提供する。アプリケーションは、ディスプレイプロセッサ３２８上で実行され、特徴の測定、ガイダンス及び訓練画像、遠隔診断、温度補正、種々の動作特徴の制御、種々のネットワークへの接続、及び測定された対象物の表示のような、但しそれらに限定されない機能を支援しても良い。ディスプレイプロセッサ３２８及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３３８（例えばタッチスクリーンＬＣＤ）ユーザインタフェースとともに、ユーザインタフェースボード２０２は、セキュアデジタル（ＳＤ）カードインタフェース３３０、メモリ３３２、ＵＳＢホストインタフェース３３４、診断ポート３３６、カメラポート３４０、オーディオ／ビデオインタフェース３４２、ダイヤルアップ／セルモデム３４４及び全地球測位システム（ＧＰＳ）ポート３４６を含む幾つものインタフェースオプションを含む。

図３に示す電子データ処理システム２１０は、環境データを記録する環境レコーダ３６２を有するベースパワーボード２０６も含む。ベースパワーボード２０６は、交流−直流変換器３５８及びバッテリ充電制御装置３６０を使用して、電子データ処理システム２１０に電力も提供する。ベースパワーボード２０６は、集積回路間（Ｉ２Ｃ）シリアルシングルエンドバス３５４を使用し、かつＤＭＡシリアル周辺インタフェース（ＤＳＰＩ）３５６を介してベースプロセッサボード２０４と通信する。ベースパワーボード２０６は、ベースパワーボード２０６内に実装される入出力（Ｉ／Ｏ）拡張機能３６４を介して傾斜センサ及び無線周波数識別（ＲＦＩＤ）モジュール２０８に接続される。

別個の構成部品として示すが、他の実施態様において構成部品の全部又は一部は、図３に示す方法とは異なる方法で組み合わされた異なる位置及び／又は機能に物理的に位置しても良い。例えば、実施態様においてベースプロセッサボード２０４及びユーザインタフェースボード２０２は、１つの物理的ボードに組み合わされる。

ここで図４を参照すると、統合ディスプレイ４２８を有するＡＡＣＭＭ１００の実施態様が示され、統合ディスプレイ４２８は、携帯用ＡＡＣＭＭ１００のユーザに種々のタイプのデータ又は他の情報を見られるようにする。ＡＡＣＭＭ１００は、ベース１１６を含み、ベース１１６は、電子データ処理システム２１０を含み、電子データ処理システム２１０は、１つ以上のバス２１８を介して、軸受カートリッジグルーピング１１０、１１２、１１４と関連したエンコーダと通信するように配設される。ベース１１６は、装着装置１２０を一端に、かつ軸受カートリッジグルーピング１１４及びアーム部１０４を反対端に有するハウジング４００を含む。片側で、ハウジング４００は、陥凹４０２を含む。陥凹４０２は、内壁４０４、第１側壁４０６、第２側壁４０８及び端壁４１０によって画定される。側壁４０６、４０８は、ＡＡＣＭＭ１００の装着面に対して斜めに配設され、陥凹４０２が、装着装置１２０に隣接した端部からアーム部１０４に隣接した端部へ細くなるようにする。端壁４１０に隣接して、ハウジング４００は、ハンドル部１２２（図１）を含み、ハンドル部１２２は、操作者による携帯用ＡＡＣＭＭ１００の搬送を容易にするような大きさに作られる。

ハウジング４００は、可動カバー部１２４を含み、可動カバー部１２４は、ヒンジ４１４に装着されたハウジング部材４２０を含む。可動カバー部１２４は、閉鎖位置（図１Ａ）及び開放位置（図４）の間で軸の周りを回転する。例となる実施態様において、開放位置にある時、可動カバー部１２４は、内壁４０４に対して鈍角に配設される。可動カバー部１２４は、連続回転可能であり、かつ開放位置は、操作者がディスプレイ画面４２８にアクセス及び利用できるいかなる位置であっても良いことが理解されるべきである。ハウジング部材４２０の外側に、１つ以上のインジケータ４３２が装着できる。インジケータ４３２は、可動カバー部１２４が閉鎖位置にある時に操作者の目に見える。インジケータ４３２は、操作者にＡＡＣＭＭ１００の通信状態及び／又はバッテリレベルの視覚表示を提供する。

ラッチ４１５は、バッテリをハウジング４００内に固着するために使用できる。ラッチは、壁４０４内に可動に配置できる。ラッチ４１５は、バッテリの表面を係合させるタブを含んでも良く、不注意によるバッテリの取り外しを防止する。バッテリは、バッテリパックインタフェース３１６（図３Ａ）に結合でき、かつＡＡＣＭＭ１００が、外部電源（例えば壁コンセント）に接続されない時、ＡＡＣＭＭ１００に電力を提供する。例となる実施態様において、バッテリは、回路を含み、回路は、電子データ処理システム２１０と通信し、かつバッテリ充電レベル、バッテリタイプ、型番、製造業者、特性、放電率、予測残存容量、温度、電圧、及びほぼ放電したという警報を含み得るが、それらに限定されない信号を伝送し、ＡＡＣＭＭが、制御されて停止できるようにする。

可動カバー部１２４は、片側に配置されかつハウジング部材４２０に結合されたフェース部材４２４を更に含む。フェース部材４２４は、開口部４２６を含み、開口部４２６は、ディスプレイ画面４２８を見ることを可能にするような大きさに作られる。ハウジング部材４２０及びフェース部材４２４は、一般的に薄肉構造であり、例えば射出成形プラスチック材料から形成され、中空内部を画定する。実施態様において、ハウジング部材４２０又はフェース部材４２４は、例えば鋼又はアルミニウム板金を含むが、それに限定されない他の材料から形成されても良い。ヒンジ４１４に対向する端部に、ハウジング部材４２０は、陥凹部４３４を含む。ハンドルを提供する突起４３６が、陥凹部４３４に隣接し、ハンドルは、閉鎖位置にある時に、可動カバー部１２４の開放を容易にする。ラッチ部材４３８は、陥凹部４３４内にあり、１つ以上の部材４４２に結合されたバネ装填レバー４４０を含む。部材４４２は、レバー４４０の動きに応答して、陥凹部４３４の表面に実質的に垂直に動くように配設される。ラッチ部材４３８は、可動カバー部１２４が閉鎖位置に回転される時、レバーが、陥凹４０２の頂部に沿って開口部４４４内に嵌るように位置決めされる。部材４４２を受ける大きさに作られた一対のスロット４４６が開口部４４４に隣接する。閉鎖位置にある時、スロット４４６は、部材４４２を保持し、かつ可動カバー部１２４が誤って開放することを防止する。可動カバー部１２４を開放するために、操作者は、レバー４４０を押し、バネ装填部材４４２が、ハウジング部材４２０内に引っ込むことになる。一端部材４４２が引っ込められると、可動カバー部１２４は、自由に回転できる。

可動カバー部１２４内に、ディスプレイ画面４２８が配設され、フェース部材４２４に装着される。ディスプレイ画面４２８は、ユーザインタフェースを提供し、ユーザインタフェースは、操作者が、外部ホストコンピュータを利用又は接続せずに、ＡＡＣＭＭ１００と相互に作用し、ＡＡＣＭＭ１００を操作できるようにする。しかしながら所望であれば、携帯用ＡＡＣＭＭ１００は、外部コンピュータと接続しても良く、かつその外部コンピュータ上のディスプレイは、日付及びＡＡＣＭＭ１００に関連した他の情報を見るために使用できる。ディスプレイ４４８は、位置エンコーダから導かれるデータの表示のような、但しそれに限定されないＡＡＣＭＭ１００によって行われる操作に関する情報を表示できる。一実施態様において、ディスプレイ画面４２８は、ＬＣＤ画面であり、ＬＣＤ画面は、ディスプレイ領域内の例えば操作者の指又はスタイラスによるような、接触の存在及び位置を検出できる。ディスプレイ画面４２８は、抵抗素子、弾性表面波素子、容量素子、表面容量素子、投影容量素子、赤外光検出素子、ひずみゲージ素子、光学撮像素子、分散信号素子、又は音響パルス認識素子を含むが、それらに限定されない接触を検出する要素を有するタッチセンサ画面を含んでも良い。ディスプレイ４２８は、ユーザインタフェースボード２０２及びベースプロセッサボード２０４との双方向通信に配設され、操作者によるディスプレイ４２８の作動が、ディスプレイ４２８へ、又はディスプレイ４２８から伝送される１つ以上の信号をもたらし得るようにする。

一実施態様において、ハウジング部材４２０は、ディスプレイ画面４２８が片側又は両側に沿って位置する１つ以上のコンピュータインタフェースを含んでも良い。インタフェースは、操作者が、ユーザインタフェースボード２０２を、例えばコンピュータ、コンピュータネットワーク、ラップトップ、バーコードリーダ又はスキャナ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、キーボード、マウス、プリンタ、携帯情報端末（ＰＤＡ）又は携帯電話のような、但しそれらに限定されない外部装置に接続できるようにする。インタフェースの一方には、ＵＳＢホストインタフェースを含んでも良く、かつ他方のインタフェースには、セキュアデジタルカードインタフェースを含んでも良い。以上で論じたように、ユーザインタフェースボード２０２は、プロセッサ３２８を含み、プロセッサ３２８は、双方向通信に配設され、ディスプレイ画面４２８及び電子データ処理システム２１０からの信号を受け取り、かつ伝送する。

可動カバー部１２４が、開放位置にある時、ディスプレイ画面４２８に対する影響を防止又は最小限に抑えることが望ましいことは、理解されるべきである。例となる実施態様において、アーム部１０４は、アーム部１０４のプローブ端部が可動カバー部１２４に隣接した領域の周りで動かされる時に、アームセグメント１０６、１０８の位置又は長さにより、プローブハウジング１０２、プローブ先端１１８又はハンドル１２６がディスプレイ画面４２８に影響を与えられないように構成される。このように、アーム部１０４の移動は、プローブ端部の移動の外周を画定する経路をもたらし、ディスプレイ画面４２８が、開放位置にある時、プローブ端部（例えばプローブ先端１１８）の最も近い部分と、ディスプレイ画面４２８との間の間隙距離をもたらす。実施態様において、可動カバー部１２４は、ディスプレイ画面４２８の開放位置で完全に開放している。経路は、プローブ端部が下方に（例えば装着リング端部に向けて）動くにつれ、プローブ端部がベース１１６から離れて移動され、プローブ端部が、ディスプレイ画面４２８に影響を与えないか、又は接触しないように配設される。ゼロより大きい距離によって間隙距離を提供することは、ディスプレイ画面４２８と、プローブ先端１１８との間の接触の可能性を減じる、又は排除するという利点を提供することが理解されるべきである。

前記の携帯用ＡＡＣＭＭ１００は、ＦＡＲＯ（登録商標）ＥＤＧＥ７軸多関節アームＣＭＭ又はＦＡＲＯ ＧＡＧＥ（登録商標）６軸多関節アームＣＭＭ−両方ともＦＡＲＯ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｌａｋｅ Ｍａｒｙ， ＦＬ）から入手可能である−を含むいずれかのタイプの多軸座標測定機を含んでも良い。しかしながら、他のいずれかのタイプ又は型式及びモデルの座標測定機も、本発明の種々の実施態様により利用できる。例えば、本発明の実施態様は、構造光を使用するコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）に基づくシステムを含んでも良い。本発明を実施できる他の機械又は装置には、ブリッジＣＭＭ、トータルステーション、マイクロメータ、又は他のタイプの寸法計測装置を含む。

ここで図５を参照すると、本発明の実施態様の方法におけるステップを示すフローチャート５００が示される。方法は、ＣＭＭ１００によって測定すべき部品又は対象物の測定又は検査計画を作成し、バーコードを検査計画に割り当てるか、又は関連付け、かつ検査計画に割り当てられたバーコードの使用により、その計画を呼び出すことによって、その検査計画を実行するために利用できる。図６〜図１０は、図５のフローチャート５００に示す方法における種々のステップを示す。

図６も参照すると、検査計画は、測定すべき部品又は対象物に対してステップ５１０で作成される。測定すべき部品又は対象物は、いずれかの方法で（例えば機械加工によって）製造されるいかなるタイプの部品又は対象物であっても良い。製造された部品を測定又は検査して、部品の幾つかの種々の物理的特徴が、所望の設計寸法を十分に満たすかを判定することが、一般的に望まれる。ＦＡＲＯ ＧＡＧＥ（登録商標）携帯用多関節アームＣＭＭは、概してこの明確な目的のために使用される。図６は、ＡＡＣＭＭ１００のディスプレイ画面４２８、又は検査計画を作成する工程におけるステップを視覚的に示す外部コンピュータのディスプレイ画面上の図６００を示す。ディスプレイ画面４２８は、ディスプレイ画面４２８がＣＭＭ１００に組み込まれる図４の携帯用多関節アームＣＭＭ１００に対し本明細書において以上に記載したものを含んでも良い。別の実施態様において、ディスプレイ画面は、本明細書において以上に記載された図１〜図３のＣＭＭ１００、又は他のいずれかのＣＭＭ若しくは他の利用される装置と接続された外部コンピュータ（例えばラップトップ）内の視覚ディスプレイ画面を含んでも良い。

図６に示した実施例において、ＣＭＭ１００は、前述のＦＡＲＯ ＧＡＧＥ（登録商標）携帯用多関節アームＣＭＭを含んでも良く、ＦＡＲＯ ＧＡＧＥ（登録商標）携帯用多関節アームＣＭＭは、同様にＦＡＲＯ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手できる、例えばＣＡＭ２（登録商標）ソフトウェアのような検査ソフトウェアを実行できる。ＣＭＭは、そのＣＭＭの基本機能を行なう際に検査ソフトウェアを実行する。検査ソフトウェアは、検査、測定、及び測定データを分析及び比較すること、及び結果を記憶すること、及び例えばディスプレイ画面上に表示される幾つもの図で視覚的に、ユーザに結果を提供することを含む。検査ソフトウェアは、測定又は検査すべき特定の部品又は対象物の検査計画を作り出すことにおいて、ＣＭＭの操作者又はユーザを指導する。例えば、測定又は検査すべき部品は、ある種の寸法を有し、かつ孔、スロット、溝（ｇｒｏｖｅｓ）等のような内部に形成された種々の物理的特徴を有することがある。概して、検査計画を作り出す際に、携帯用ＣＭＭのユーザ又は操作者は、ＣＭＭが操作可能になるように最初にセットアップする。ユーザは、次にプローブ先端をソフトウェアによって指示されるように較正する。ユーザは、次に１つ以上の較正されたゲージブロックの寸法を測定することによって較正の精度を確認できる。

一旦ＣＭＭが較正されると、ユーザは次に、測定又は検査すべき部品の種々の製造された物理的特徴の精度を判定できる。これらの特徴は、部品自体の図面プリント上に呼び出せるか、又は他のいずれかの方法（例えば添付の部品マニュアル）で呼び出せる。例えば図６の図６００は、幾つもの物理的特徴の１つ（例えば部品の２つの特徴の間の長さ）を指し示す矢印６０２を示し、ユーザは、検査計画を作成する時にそれを選択できる。他の共通の物理的特徴には、孔の直径、特徴間の距離及び／又は角度等を含む。各特徴は、ユーザによって選択されるので、作成される特定の検査計画の一部としてメモリ内に保存される。ユーザが、系統的に続行し、かつ部品に関して検査すべき種々の物理的特徴を全て選択する時、特徴は、その特定の検査計画の一部として保存される。

次に、図７も参照すると、ディスプレイ画面に示される別の図７００が示され、ディスプレイ画面において、ここでＣＭＭに関連した検査ソフトウェア又は他のソフトウェアが、ステップ５２０でユーザに、バーコードをステップ５１０で作り出したばかりの検査計画と関連付けるように指示する。バーコードは、検査ソフトウェアによって作成できるか、又はすでに存在し、かつメモリに記憶されても良い。後者の場合に、バーコードは、例えば部品の設計段階中に、その部品の設計図面と共に作成できる。このように、作成したバーコードは、図面上に含まれ得る。バーコードは、検査計画への命令を含んでも良いか、又はバーコードは、検査計画への命令を含む（例えばメモリ内に記憶された）データファイルへのポインタの役目を果たしても良い。バーコードは、ＣＡＤソフトウェアのような他のソフトウェアによって作成されても良いか、又はバーコードは、第三者ソフトウェアによって図面に加えられても良い。例えば、バーコードは、フライス盤を操作するＣＮＣプログラムとともに機械製作工によって作成できる。バーコードは、更にソフトウェアによって媒体（例えば接着ラベル）又は部品自体にプリントできる。

バーコードは、ユーザによって検査計画に選択及び追加できる。検査ソフトウェアは、図７で図７００に示した矢印７０２の使用によってこのステップを容易にする。作成又は追加されたバーコードは、例えば周知の二次元（２Ｄ）アズテックコード（ＩＳＯ／ＩＥＣ２４７７８．２００８規格）を含む、既知の、又は以下で展開されるいかなるタイプの機械可読記号を含んでも良い。他のタイプの２Ｄ又は３Ｄ機械可読記号が、利用できる。２Ｄアズテックコードは、最大１９１４バイトのデータをコード内に支持可能である。アズテックコード内のこの比較的大量のデータを考えると、アズテックコードが部品の検査計画に関する情報を記憶できるだけでなく、アズテックコードが、それ自体の内部に、部品又は対象物自体に関する情報（例えば部品又は対象物の種々の物理的特性及び／又は識別する特徴−型番）のような追加の情報を記憶又は含むことが可能であっても良いことが、可能である。このように、ＣＭＭは、バーコードに含まれる情報のみから部品に関する情報を識別及び得ることができる。

図８も参照すると、ディスプレイ画面上に示される別の図８００が示され、製作又は選択されたバーコード８０２が、その左側の図８００に示される。このように、図５の方法のステップ５３０において、バーコード８０２は、ステップ５１０で以前作成されたその関連した検査計画と一緒にここで保存され、例えばバーコード及びその検査計画は、ＣＭＭ内部のメモリ内のファイル、及び／又はＣＭＭと接続された外部コンピュータに一緒に保存できる。

図９Ａ及び図９Ｂを含む図９も参照すると、図５の方法のステップ５１０で以前作成されたバーコードが示される。図９では、図５の方法５００のステップ５４０による、検査すべき部品９００上に位置する図８のバーコード８０２（図９Ａ）、および検査すべき部品９００の図面９０２（例えばＣＡＤ図面）上に位置するバーコード（図９Ｂ）が示される。図９Ａにおいて、バーコード８０２が作成された後、種々の方法、例えば検査すべき部品９００に取り付けられるステッカの形状で（図９Ａ）、又は部品の図面９０２に直接印刷されて（図９Ｂ）、部品９００に適用できる。本明細書で以上に論じたように、バーコード８０２は、部品９００の検査計画に関する情報を含んでも良い。同様に本明細書で以上に論じたように、バーコード８０２は、追加の情報、例えば部品９００の種々の物理的特性又は識別する特徴のような、部品９００自体に関する情報を含んでも良い。

それにもかかわらず、一旦バーコード８０２が、部品又は部品の図面と関連付けられると、バーコードリーダ又はスキャナは、図５の方法のステップ５５０でバーコード８０２を読み取るために利用できる。例えば、本明細書で以上に論じたように、バーコードリーダは、図１〜図４の携帯用ＡＡＣＭＭ１００の部品であっても良い。具体的には、バーコードリーダは、ハンドル１２６の代わりにＣＭＭ１００に取り付けられても良い。しかしながら、バーコードリーダ又はスキャナは、このように限定されるべきでない。それよりもむしろ、バーコードリーダは、いかなるタイプのバーコードリーダであっても良く、例えばいかなるタイプの座標測定機とも関連しない、手持ち式の独立型リーダである。別の実施例は、カメラ特徴を有する一般的な携帯電話又は「スマートフォン」を使用して、バーコードを読み取ることである。さらに別の実施例は、バーコードを読み取るためのレーザ線プローブ内でのカメラの使用である。

このように、一旦これらのリーダが、バーコードを読み取り、又は操作すると、リーダは次に、座標測定機又は他のタイプの測定装置に既読コード（ａｓ−ｒｅａｄ ｃｏｄｅ）を通信し、その機械又は装置が、次に検査計画を行えるようにする。既読バーコードの通信は、有線又は無線携帯を含む種々の方法で行われ得る。

図１０を参照すると、一旦ユーザが、部品９００自体又は部品９００の図面９０２からのバーコード８０２を走査すると、機械可読記号は、翻訳され、内部に埋設された情報を確かめる。この情報から、関連した検査計画が例えばデータベース又はルックアップテーブルから判定される。検査計画は、例えば図９の図９００に見られるように実施態様で開けられる。ユーザは次に、図５の方法のステップ５６０で検査ソフトウェア又は他のソフトウェアによって、検査計画内の種々のステップを行うように促される。

本発明の代替的な実施態様において、一旦検査計画が、完了し（例えば上記図６〜図１０に概要を示すステップのように）、かつ検査された部品又は対象物の実寸法の又は「完成状態」寸法が、例えばＣＭＭ１００によって得られると、これらの実寸法は、検査されたばかりの部品に取り付けられる「ステッカ」を含み得る２Ｄバーコードの一部としてそれ自体が出力できる。このように、これらの実寸法は、種々の方法でその後に利用でき、例えば別の合わせ部品を検査した部品に「カスタムマッチ」させる。更に具体的には、検査された部品が実寸法の点で「高い側」にあるならば、同じく「高い側」にある寸法を有する別の合わせ部品が、同様に選択でき、それにより比較的良好な組み合わせを確実にする。

本発明のさらに別の実施態様において、人（例えば機械工）は、例えばその携帯電話によって測定された部品上のバーコードの写真を撮ることができ、かつ電話上のアプリケーションが、実際の測定された寸法を表示する。このことは、機械工にとって、部品を設置する前の最終確認の役割を果たし得る。

ここで図１１を参照すると、本発明の別の実施態様の方法におけるステップを示すフローチャート１１００が示される。方法は、ＣＭＭ１００によって測定すべき部品又は対象物の測定又は検査計画を作成し、バーコードを検査計画に割り当てるか、又は関連付け、かつ検査計画に割り当てられたバーコードの使用により、その計画を呼び出すことによって、その検査計画を実行するために利用できる。図１２〜図１４は、図１１のフローチャート１１００に示す方法における種々のステップを示す。

図１２も参照すると、ＡＡＣＭＭ１００のディスプレイ画面４２８、又は外部コンピュータのディスプレイ画面上の図１２００が示される。図１２００は、検査計画を作成し、かつバーコードを検査計画と関連付ける工程におけるステップを視覚的に示す。更に具体的には、図１２００は、ソフトウェアのユーザ又は操作者が、検査計画のバーコードを作成するか、又は検査計画にバーコードを追加するステップを示す。ソフトウェアは、ＣＡＤに基づく測定ソフトウェア、ＣＡＤに基づく構築ソフトウェア、又は製造すべき部品又は対象物の設計特徴を含む他のいずれかのタイプのソフトウェアに対応しても良い。ソフトウェアは、ＣＭＭ又は他のいずれかのタイプの座標測定機、又はＣＭＭ若しくは座標測定機と接続できる外部コンピュータ上で動くことができる。この図１２００の一環として、ユーザは、検査又は測定すべき部品又は対象物の種々の特徴を選択できる。選択された特徴は、次に作成又は選択されたバーコードによって表される測定又は検査計画に編集できる。検査計画自体は、部品設計ファイル（例えば特定の部品のＣＡＤファイル）と統合できる。

図１３Ａ及び図１３Ｂも参照すると、図１２で以前作成又は選択されたバーコードが示される。図１３Ａ及び図１３Ｂでは、図１１の方法におけるステップ１１２０による、検査すべき部品１３００上に位置するバーコード１３０４（図１３Ａ）、および検査すべき部品１３００の図面１３０２（例えばＣＡＤ図面）上に位置するバーコード（図１３Ｂ）が示される。図１３Ａにおいて、バーコード１１０４が作成された後、例えば検査すべき部品１１００に取り付けられるステッカの形状で（図１１Ａ）、部品の図面１１０２に直接印刷される（図９Ｂ）か、又は別の方法で部品に付して（例えばバーコードを部品にレーザエッチング又は印刷する）、部品１１００に適用できる。本明細書で以上に論じたように、バーコード１１０４は、部品１１００の検査計画に関する情報を含んでも良く、それは特定の部品のＣＡＤファイル又は他のいずれかの設計ファイルの一部である。同様に本明細書で以上に論じたように、バーコード１１０４は、追加の情報、例えば部品１１００の種々の物理的特性又は識別する特徴のような、部品１１００自体に関する情報を含んでも良い。

それにもかかわらず、一旦バーコード１１０４が、部品１１００又は部品１１００の図面１１０２と関連付けられると、バーコードリーダ又はスキャナは、図１１の方法１１００のステップ１１３０でバーコード１１０４を読み取るために利用できる。例えば、本明細書で以上に論じたように、バーコードリーダは、図１〜図４の携帯用ＡＡＣＭＭ１００の一部であっても良い。具体的には、バーコードリーダは、ハンドル１２６の代わりにＣＭＭ１００に直接取り付けられるか、又は接続されて、ＡＡＣＭＭ１００の無線通信ポートを介して通信しても良い。しかしながら、バーコードリーダ又はスキャナは、このように限定されるべきでない。それよりもむしろ、バーコードリーダは、いかなるタイプのバーコードリーダであっても良く、例えばいかなるタイプの座標測定機とも関連しない、手持ち式の独立型リーダである。このようにして、一旦このリーダが、バーコードを読み取り又は走査すると、リーダは次に座標測定機又は他のタイプの測定装置に既読コードを通信する必要があり、その機械又は装置が、次に検査計画を実行できるようにする。

図１４も参照すると、一旦ユーザがバーコード１１０４を部品１１００自体、又は図面１１０２から走査すると、機械可読記号は、翻訳され、埋設された情報を判定する。この情報から、関連した検査計画が識別できる。一旦識別されると、検査計画は、検査ソフトウェア内で、例えば図１２の図１２００に見られるように開く。ユーザは次に、ステップ１１４０でソフトウェアによって、検査計画内の種々のステップを行い、製造された部品がこの部品の設計許容範囲内にあるかを最終的に判定するように促される。

本明細書で以上に論じたように、本発明の実施態様は、携帯用多関節アーム座標測定機による使用に限定されない。それよりもむしろ、本発明の実施態様は、他のタイプの測定機又は装置、例えば一般的なタイプの部品又は対象物測定機であるレーザトラッカによって利用できる。

ここで図１５及び図１６を参照すると、本発明の実施態様において利用できるレーザトラッカ１５３０の実施態様が示される。レーザトラッカ１５３０は、方位ベース１５３６に装着され、かつ方位軸１５３８の周りで回転する天頂キャリッジ１５３４を含むジンバル式ビームステアリング機構１５３２を含む。ペイロード１５４０は、天頂キャリッジ１５３４上に装着され、かつ天頂軸１５４２の周りを回転する。天頂機械的回転軸１５４２及び方位機械的回転軸１５３８は、概して距離測定の起点であるジンバル点１５４４で直角に、トラッカに対して内側に交差する。レーザビーム１５４６は、ジンバル点１５４４を事実上通過し、かつ天頂軸１５４２に直角に向けられる。換言すると、レーザビーム１５４６は、天頂軸１５４２に垂直な平面内にある。レーザビーム１５４６は、ペイロード１５４０を天頂軸１５４２及び方位軸１５３８の周りで回転させるトラッカ１５３０内に位置するモータ（図示せず）によって所望の方向に向けられる。トラッカ１５３０に対して内側に位置する天頂及び方位角度エンコーダ（図示せず）は、天頂機械軸１５４２及び方位機械軸１５３８に取り付けられ、かつ回転角度を比較的高い精度まで示す。レーザビーム１５４６は、再帰反射器１５４８、例えば球状に装着された再帰反射器（ＳＭＲ）のような外部標的に移動する。他のタイプの標的が、レーザトラッカによる使用に関して可能であり、例えば多くのタイプの６自由度（６−ＤＯＦ）プローブが存在する。ジンバル点１５４４と、再帰反射器１５４８との間の半径方向距離、並びに天頂及び方位軸１５４２、１５３８の周りの回転角度を測定することにより、再帰反射器１５４８の位置は、トラッカ１５３０の球面座標系内に見出される。

レーザビーム１５４６は、１つ以上のレーザ波長を含んでも良い。明瞭さ及び簡潔さのために、図１５に示すタイプのステアリング機構は、以下の考察において想定される。しかしながら、他のタイプのステアリング機構が可能である。例えば、方位及び天頂軸１５３８、１５４２の周りで回転するミラーからレーザビームを反射させることが可能であり得る。このような方法のミラーの使用例が、Ｌａｕらの特許文献４に開示される。ここに記載された技術は、利用されるステアリング機構のタイプに関わらず応用可能である。

レーザトラッカ１５３０内で、１つ以上のカメラ１５５０及び光源１５５２が、ペイロード１５４０上に位置する。光源１５５２は、１つ以上の再帰反射器標的１５４８に光を当てる。光源１５５２は、パルス光を繰り返し発するように電気的に駆動されるＬＥＤであっても良い。各カメラ１５５０は、感光性アレイと、感光性アレイの正面に置かれたレンズとを含み得る。感光性アレイは、ＣＭＯＳ又はＣＣＤアレイであっても良い。レンズは、比較的広い視野、例えば３０又は４０度を有し得る。レンズの目的は、レンズの視野内で対象物の感光性アレイ上に画像を形成することである。各光源１５５２は、カメラ１５５０の近くに置かれ、光源１５５２からの光が、各再帰反射器標的１５４８からカメラ１５５０に反射するようにする。このようにして、再帰反射器の画像は、その画像スポットが、背景対象物よりも明るく、かつパルス状であるので、感光性アレイ上で背景から容易に識別される。一実施態様において、レーザビーム１５４６の線に対称に置かれた２つのカメラ１５５０と、２つの光源１５５２とがある。２つのカメラ１５５０をこのように使用することによって、三角測量の原理が使用でき、カメラ１５５０の視野内のいずれかのＳＭＲ１５４８の三次元座標を見出せる。その上、ＳＭＲ１５４８の三次元座標は、ＳＭＲ１５４８が、次から次へと動く時に観察できる。この目的での２つのカメラの使用は、Ｂｒｉｇｅｓの米国特許出願公開第２０１０／０１２８２５９号明細書に記載される。

１つ以上のカメラ１５５０及び光源１５５２の他の配設が、可能である。例えば、光源１５５２及びカメラ１５５０は、トラッカ１５３０によって発せられるレーザビーム１５４６と同軸又はほぼ同軸であっても良い。この場合に、光学フィルタリング又は類似の方法を使用して、トラッカ１５３０からのレーザビーム１５４６によるカメラ１５５０の感光性アレイを飽和させることを回避することが必要であり得る。

別の可能な配設は、トラッカ１５３０のペイロード又はベース１５４０上に位置する単一のカメラ１５５０を使用することである。単一のカメラ１５５０は、レーザトラッカ１５３０の光軸から離れて位置する場合、再帰反射器１５４８に対する方向を画定する２つの角度に関する情報を提供するが、再帰反射器１５４８への距離に関する情報は、提供しない。多くの場合に、この情報は、十分であり得る。単一のカメラ１５５０を使用する時に、再帰反射器１５４８の３Ｄ座標が、必要ならば、１つの可能性は、トラッカ１５３０を方位方向において１８０度回転させ、かつ次に天頂軸１５４２を反転させ、再帰反射器１５４８に戻すことである。このようにして、標的１５４８は、２つの異なる方向から見ることができ、かつ再帰反射器１５４８の３Ｄ位置は、三角測量を使用して、見出すことができる。

別の可能性は、標的１５４８の測定及び撮像を切り替えることである。かかる方法の実施例は、Ｂｒｉｄｇｅｓらの国際公開第０３／０６２７４４号パンフレットに記載される。他のカメラ配設が、可能であり、かつ本明細書に記載された方法により使用できる。

図１６に示すように、補助ユニット１５６０は、通常レーザトラッカ１５３０の一部である。補助ユニット１５６０の目的は、レーザトラッカ本体に電力を供給し、かつ場合によりシステムに計算及びクロッキング能力を同様に供給することである。補助ユニット１５６０の機能性をトラッカ本体に動かすことによって、補助ユニット１５６０を完全に除去することが可能である。大部分の場合に、補助ユニット１５６０は、汎用コンピュータ１５６２に取り付けられる。汎用コンピュータ１５６２にロードされたアプリケーションソフトウェアは、リバースエンジニアリングのようなアプリケーション能力を提供できる。その計算能力をレーザトラッカ１５３０に直接構築することにより、汎用コンピュータ１５６２を除去することも可能である。この場合に、好ましくはキーボード及びマウスの機能性を提供する、ユーザインタフェースは、レーザトラッカ１５３０に搭載される。補助ユニット１５６０及びコンピュータ１５６２の間の接続は、無線であるか、又は電線のケーブルを通しても良い。コンピュータ１５６２は、ネットワークに接続でき、かつ補助ユニット１５６０も、ネットワークに接続できる。複数の機器、たとえば多重測定機器又はアクチュエータは、コンピュータ１５６２又は補助ユニット１５６０を通して互いに接続できる。

本発明の実施態様における図１５及び図１６のレーザトラッカ１５３０の実施態様の使用は、レーザトラッカ１５３０上で、１つ以上のカメラ１５５０の使用を概して伴い、標的（例えばＳＭＲ１５４８）又は検査すべき部品の図面上に置かれ得るバーコードを読み取り又は走査する。機械可読記号を読み取り、翻訳し、かつ解釈するために使用されるソフトウェアは、トラッカ本体自体、補助ユニット１５６０内、又はコンピュータ１５６２内に記憶され得る。すなわち、携帯用ＡＡＣＭＭに関して本明細書で以上に論じた実施態様と同様に、レーザトラッカ１５３０は、ユーザが、レーザトラッカによって測定又は検査すべき部品又は対象物の検査計画を作り出せるようにするソフトウェアを含んでも良い。ソフトウェアは、次にユーザが関連した検査計画を識別するバーコードを作成又は選択できるようにし得る。バーコードは、次に標的１５４８又は部品を示す図面上に置かれても良く、かつレーザトラッカは、次にその１つ以上のカメラ１５５０を利用して、バーコードを読み取り、かつ次に対応する検査計画を実行できる。

本発明は、例となる実施態様を参照して記載されたが、本発明の範囲から逸脱せずに、種々の変更がなされても良く、かつ同等物が、その要素に置き換えられることが当業者によって理解されるであろう。その上、特定の状況又は材料を本発明の教示内容に適応させるために、その本質的な範囲から逸脱せずに、多くの修正がなされ得る。それ故に、本発明は、本発明を実行するために検討される最良の態様として開示された特定の実施態様に限定されず、本発明は、添付した請求項の範囲に含まれる全ての実施態様を含むことが意図される。加えて、用語第１、第２等の使用は、いかなる順序又は重要性も意味せず、むしろ用語第１、第２等は、一方の要素を他方から識別するために使用される。更に、用語「ａ」、「ａｎ」等の使用は、数量の限定を意味せず、むしろ参照された品目の少なくとも１つの存在を意味する。

Claims (9)

1. 対象物を検査する方法であって、
   ベースと、対向した第１及び第２端部を有する手動で位置決め可能なアーム部であって、前記第２端部が前記ベースに結合され、複数の接続されたアームセグメントを含み、各アームセグメントが位置信号を生成する少なくとも１つの位置変換器を含むアーム部と、前記アーム部の第１端部に結合された測定装置と、前記少なくとも１つの位置変換器から位置信号を受信し、かつ前記測定装置の位置に対応するデータを提供する電子回路とを有する多関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）を提供し、
   ディスプレイを提供し、
   バーコードリーダを提供し、
   前記多関節アーム座標測定機を使用して、操作者によって実行されるべき一連のステップであって前記多関節アーム座標測定機による前記対象物内の孔の直径を判定するための第１の複数の測定を含む一連のステップである検査計画を作成し、
   前記検査計画の各一連のステップを記載する機械可読記号の収集を含むバーコードを作成し、
   前記作成されたバーコードを前記バーコードリーダによって読み取り、検査計画データを取得し、
   前記検査計画データを前記バーコードリーダからプロセッサに送信し、
   少なくとも部分的に前記検査計画データに基づく信号を前記プロセッサから前記ディスプレイに送信し、
   前記信号を前記ディスプレイにより受信し、かつ前記ディスプレイのディスプレイ画面に、前記検査計画の一部として前記操作者によって実行されるべき前記一連のステップの中から各ステップの視覚表示を提供し、
   前記操作者により前記一連のステップの中から各ステップを実行し、
   前記操作者によって実行される第１の複数の測定に応答して、前記対象物内の孔の直径を、前記多関節アーム座標測定機の前記測定装置によって測定し、
   前記孔の直径が、設計許容範囲内であるかを判定し、
   前記直径を記憶する、
   ことを含む方法。
2. 前記バーコードがＩＳＯ／ＩＥＣ２４７７８．２００８規格に準拠することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記バーコードを前記対象物に付すことを更に含む請求項１に記載の方法。
4. 前記バーコードを前記対象物の図面に付すことを更に含む請求項１に記載の方法。
5. ディスプレイを提供するステップにおいて、前記ディスプレイが前記多関節アーム座標測定機に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 対象物を検査する方法であって、
   前記対象物と接触して置かれるように構成される再帰反射器標的を提供し、
   第１モータと、第２モータと、第１角度測定装置と、第２角度測定装置と、距離計と、第１プロセッサとを含むレーザトラッカを提供し、前記第１モータ及び前記第２モータは、一緒に第１光ビームを第１の方向に向け、前記第１の方向は、第１軸の周りの第１回転角度と、第２軸の周りの第２回転角度によって判定され、前記第１回転角度は、前記第１モータによって生成され、かつ前記第２回転角度は、前記第２モータによって生成され、前記第１角度測定装置は、前記第１回転角度を測定するように構成され、かつ前記第２角度測定装置は、前記第２回転角度を測定するように構成され、前記距離計は、前記座標測定装置から前記再帰反射器への第１距離を測定するように構成され、前記第１プロセッサは、前記再帰反射器標的の三次元座標を提供するように構成され、前記三次元座標は、前記第１距離、前記第１回転角度、前記第２回転角度に少なくとも部分的に基づき、
   ディスプレイを提供し、
   バーコードリーダを提供し、
   前記レーザトラッカを使用して、操作者によって実行されるべき一連のステップであって、前記レーザトラッカによる前記対象物内の孔の直径を判定するための第１の複数の測定を含む一連のステップである検査計画を作成し、
   前記検査計画の各一連のステップを記載する機械可読記号の収集を含むバーコードを作成し、
   前記作成されたバーコードを前記バーコードリーダによって読み取り、検査計画データを取得し、
   前記検査計画データを前記バーコードリーダから第２プロセッサに送信し、
   少なくとも部分的に前記検査計画データに基づく信号を前記第２プロセッサから前記ディスプレイに送信し、
   前記信号を前記ディスプレイにより受信し、かつ前記ディスプレイのディスプレイ画面に、前記検査計画の一部として前記操作者によって実行されるべき前記一連のステップの中から各ステップの視覚表示を提供し、
   前記操作者により前記一連のステップの中から各ステップを実行し、
   前記操作者によって実行される第１の複数の測定に応答して、前記対象物内の孔の直径を、前記レーザトラッカによって測定し、
   前記孔の直径が、設計許容範囲内であるかを判定し、
   前記孔の直径を記憶する、
   ことを含む方法。
7. 前記バーコードが、ＩＳＯ／ＩＥＣ２４７７８．２００８規格に準拠することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記バーコードを前記対象物に付すことを更に含む請求項６に記載の方法。
9. 前記バーコードを前記対象物の図面に付すことを更に含む請求項６に記載の方法。

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