JP7475163B2 - 測定装置 - Google Patents
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Description
-各送信ユニットが、少なくとも3つの送信ユニットマーカ要素を含んでおり、及び
-各受信ユニットが、少なくとも3つの受信ユニットマーカ要素を含んでいる
ように構成されることが可能である。
-測定ヘッドが工作機械の工具収容部に配置されており、工作機械のワークピーステーブル上に配置されたワークピースを測定ヘッドによって測定可能であり、及び
-少なくとも1つの位置決定モジュールが工作機械の機械フレーム又はワークピーステーブルに配置されている。
-測定ヘッドが機械運動機構のエンドエフェクタに配置されており、設定された目標位置に対するエンドエフェクタの実際の位置の偏差を測定ヘッドによって測定可能であり、及び
-少なくとも1つの受信ユニットが、機械の機械フレーム又はワークピーステーブルに配置されている。
なお、本発明は、以下の態様も包含し得る:
1.-空間において移動可能な測定ヘッド(10;110;210)と、
-基準点(B)に対する前記測定ヘッド(10;110;210)の空間的な位置及び向きを決定する光学的な位置検出装置と
を有する測定装置において、
-前記位置検出装置が、送信ユニット又は受信ユニットとして形成された少なくとも3つの位置決定モジュールを含んでおり、少なくとも1つの位置決定モジュールが前記測定ヘッド(10;110;210)に配置されており、少なくとも1つの位置決定モジュールが前記基準点(B)に配置されており、少なくとも1つの位置決定モジュールが受信ユニットとして形成されていること、
-1つの送信ユニットが少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)を備えていること、
-1つの受信ユニットが、少なくとも1つの光電式の検出器(23.1)と、該光電的な検出器(23.1)に対する所定の空間的な関係において配置された少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1a~222.1c,222.2a~222.2c)とを含んでいること、
-前記位置決定モジュールの少なくとも一部の間の見通し線が存在すること、及び
-前記測定ヘッド(10;110;210)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールと、前記基準点(B)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールとが、見通し線の少なくとも1つの関連するつながりによって接続されていること
を特徴とする測定装置。
2.前記測定ヘッド(10;110;210)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールと前記基準点(B)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールの間に見通し線の少なくとも2つの関連するつながりが存在し、見通し線の該つながりが、それぞれ前記測定ヘッド(10;110;210)と前記基準点(B)の間に配置された位置決定モジュール間に存在する少なくとも1つの見通し線によって互いに接続されていることを特徴とする上記1.に記載の測定装置。
3.前記測定装置の測定範囲の第1の部分においてのみ、見通し線の2つより多くの関連するつながりが存在し、測定範囲の別の複数の第2の部分には、見通し線のそれぞれ1つのみの関連するつながりが存在することを特徴とする上記1.又は2.に記載の測定装置。
4.前記受信ユニットの前記光電式の検出器(23.1)が、支持フレーム(25.1)を介して、熱的及び/又は機械的に不変に前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1a~222.1c,222.2a~222.2c)に接続されていることを特徴とする上記1.に記載の測定装置。
5.前記受信ユニット(21.1,21.2;122.1~121.4;221.1,221.2)における前記光電式の検出器の前方にそれぞれ少なくとも1つの走査格子(24.1)が配置されていることを特徴とする上記1.に記載の測定装置。
6.前記少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)及び/又は前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1c,222.2a~222.2c)が識別可能に形成されていることを特徴とする上記1.~5.のいずれか1つに記載の測定装置。
7.前記少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)及び/又は前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1c,222.2a~222.2c)が光源として形成されていることを特徴とする上記6.に記載の測定装置。
8.前記光源が、識別のために、制御・評価装置(85;285)を介して時間的かつ選択的に作動可能であることを特徴とする上記7.に記載の測定装置。
9.1つの受信ユニットの前記光電式の検出器(23.1)において得られるストライプパターンの位置に基づき、前記受信ユニットに対する測定される光源の相対的な角度位置を決定するように前記制御・評価装置(85;285)が形成及び設置されており、その結果、前記少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)及び/又は前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1a~222.1c,222.2a~222.2c)の識別を介して、前記基準点(B)に対する相対的な、前記測定ヘッド(10;11;210)と少なくとも2つの位置決定モジュールの空間的な姿勢とを決定可能であることを特徴とする上記7.に記載の測定装置。
10.前記測定ヘッド(10;110;210)の空間的な姿勢も、また前記位置決定モジュールの空間的な姿勢も、互いに決定されるように、制御・評価装置(85;285)が形成及び設置されていることを特徴とする上記6.に記載の測定装置。
11.-各送信ユニットが、少なくとも3つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)を含んでいること、及び
-各受信ユニットが、少なくとも3つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1c,222.2a~222.2c)を含んでいること
を特徴とする上記1.~10.のいずれか1つに記載の測定装置。
12.上記1.~11.のいずれか1つに記載の測定装置を有する工作機械において、
-前記測定ヘッド(10;110;210)が前記工作機械の工具収容部(80;280)に配置されており、前記工作機械のワークピーステーブル(60;260)上に配置されたワークピース(65;265)を前記測定ヘッド(10;110;210)によって測定可能であること、及び
-少なくとも1つの位置決定モジュールが前記工作機械の前記機械フレーム(50)又は前記ワークピーステーブル(60;260)に配置されていること
を特徴とする工作機械。
13.前記測定ヘッド(10;110;210)が走査部として形成されていることを特徴とする上記12.に記載の工作機械。
14.少なくとも3つの識別可能な送信ユニットマーカ要素(261.1~261.4)を有する送信ユニットとして形成された位置決定モジュールが前記ワークピーステーブル(260)に配置されていることを特徴とする上記12.に記載の工作機械。
15.上記1.~11.のいずれか1つに記載の測定装置を有する機械において、
-前記測定ヘッドが機械運動機構のエンドエフェクタに配置されており、設定された目標位置に対するエンドエフェクタの実際の位置の偏差を前記測定ヘッドによって測定可能であること、及び
-少なくとも1つの受信ユニットが、前記機械の機械フレーム又はワークピーステーブルに配置されていること
を特徴とする機械。
Claims (13)
- -空間において移動可能な測定ヘッド(10;110;210)と、
-基準点(B)に対する前記測定ヘッド(10;110;210)の空間的な位置及び向きを決定する光学的な位置検出装置と
を有する測定装置であって、
-前記位置検出装置が、送信ユニット又は受信ユニットとして形成された少なくとも4つの位置決定モジュールを含んでおり、少なくとも1つの位置決定モジュールが前記測定ヘッド(10;110;210)に配置されており、少なくとも1つの位置決定モジュールが前記基準点(B)に配置されており、少なくとも3つの位置決定モジュールが受信ユニットとして形成されており、
-1つの送信ユニットが少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)を備えており、
-1つの受信ユニットが、少なくとも1つの光電式の検出器(23.1)と、該光電式の検出器(23.1)に対する所定の空間的な関係において配置された少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1a~222.1c,222.2a~222.2c)とを含んでおり、
-前記位置決定モジュールの少なくとも一部の間の見通し線が存在し、及び
-前記測定ヘッド(10;110;210)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールと、前記基準点(B)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールとが、見通し線の少なくとも1つの関連するつながりによって接続されている、前記測定装置において、
少なくとも2つの受信ユニット(121.1~121.3)及び1つの送信ユニット(111)で閉じたネットワーク(190)が前記測定ヘッド(110)に形成されており、受信ユニット(121.1~121.3)及び/又は送信ユニット(111)への別の受信ユニット(121.4)の見通し線がブロックされる場合でも測定ヘッド姿勢の特定が可能であるように、受信ユニット(121.1~121.3)の互いの間の見通し線と、送信ユニット(111)と個々の受信ユニット(121.1~121.3)の間の見通し線とが存在することを特徴とする測定装置。 - 前記測定ヘッド(10;110;210)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールと前記基準点(B)における前記少なくとも1つの位置決定モジュールの間に見通し線の少なくとも2つの関連するつながりが存在し、見通し線の該つながりが、それぞれ前記測定ヘッド(10;110;210)と前記基準点(B)の間に配置された位置決定モジュール間に存在する少なくとも1つの見通し線によって互いに接続されていることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記受信ユニットの前記光電式の検出器(23.1)が、支持フレーム(25.1)を介して、熱的及び/又は機械的に不変に前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1a~222.1c,222.2a~222.2c)に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記受信ユニット(21.1,21.2;122.1~121.4;221.1,221.2)における前記光電式の検出器の前方にそれぞれ少なくとも1つの走査格子(24.1)が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)及び/又は前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1c,222.2a~222.2c)が識別可能に形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)及び/又は前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1c,222.2a~222.2c)が光源として形成されていることを特徴とする請求項5に記載の測定装置。
- 前記光源が、識別のために、制御・評価装置(85;285)を介して時間的かつ選択的に作動可能であることを特徴とする請求項6に記載の測定装置。
- 1つの受信ユニットの前記光電式の検出器(23.1)において得られるストライプパターンの位置に基づき、前記受信ユニットに対する測定される光源の相対的な角度位置を決定するように制御・評価装置(85;285)が形成及び設置されており、その結果、前記少なくとも1つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)及び/又は前記少なくとも1つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1a~222.1c,222.2a~222.2c)の識別を介して、前記基準点(B)に対する相対的な、前記測定ヘッド(10;11;210)と少なくとも2つの位置決定モジュールの空間的な姿勢とを決定可能であることを特徴とする請求項6に記載の測定装置。
- -各送信ユニットが、少なくとも3つの送信ユニットマーカ要素(12.1~12.3;112.1~112.3;212.1~212.3)を含んでいること、及び
-各受信ユニットが、少なくとも3つの受信ユニットマーカ要素(22.1a~22.1c,22.2a~22.2c;122.1a~122.1c,122.2a~122.2c,122.3a~122.3c;222.1c,222.2a~222.2c)を含んでいること
を特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の測定装置。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の測定装置を有する工作機械において、
-前記測定ヘッド(10;110;210)が前記工作機械の工具収容部(80;280)に配置されており、前記工作機械のワークピーステーブル(60;260)上に配置されたワークピース(65;265)を前記測定ヘッド(10;110;210)によって測定可能であること、及び
-少なくとも1つの位置決定モジュールが前記工作機械の機械フレーム(50)又は前記ワークピーステーブル(60;260)に配置されていること
を特徴とする工作機械。 - 前記測定ヘッド(10;110;210)が走査部として形成されていることを特徴とする請求項10に記載の工作機械。
- 少なくとも3つの識別可能な送信ユニットマーカ要素(261.1~261.4)を有する送信ユニットとして形成された位置決定モジュールが前記ワークピーステーブル(260)に配置されていることを特徴とする請求項10に記載の工作機械。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の測定装置を有する機械において、
-前記測定ヘッドが機械運動機構のエンドエフェクタに配置されており、設定された目標位置に対するエンドエフェクタの実際の位置の偏差を前記測定ヘッドによって測定可能であること、及び
-少なくとも1つの受信ユニットが、前記機械の機械フレーム又はワークピーステーブルに配置されていること
を特徴とする機械。
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