BRPI0722015B1 - "método de alinhamento de sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo" - Google Patents
"método de alinhamento de sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo" Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0722015B1 BRPI0722015B1 BRPI0722015-4A BRPI0722015A BRPI0722015B1 BR PI0722015 B1 BRPI0722015 B1 BR PI0722015B1 BR PI0722015 A BRPI0722015 A BR PI0722015A BR PI0722015 B1 BRPI0722015 B1 BR PI0722015B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- measuring
- arm
- measurement
- unit
- units
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
- G01B21/042—Calibration or calibration artifacts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Program-controlled manipulators
- B25J9/16—Program controls
- B25J9/1679—Program controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Program-controlled manipulators
- B25J9/16—Program controls
- B25J9/1679—Program controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1692—Calibration of manipulator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
- G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39051—Calibration cooperating manipulators, closed kinematic chain by alignment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
(54) Título: MÉTODO DE ALINHAMENTO DE SISTEMAS DE REFERÊNCIA DE BRAÇO DE UMA MÁQUINA DE MEDIÇÃO DE BRAÇO MÚLTIPLO (51) Int.CI.: G01B 5/008; G01B 21/04; B25J 9/16 (73) Titular(es): HEXAGON METROLOGY S.P.A.
(72) Inventor(es): MICHELE VERDI; EMANUELE RICCI
1/15
MÉTODO DE ALINHAMENTO DE SISTEMAS DE REFERÊNCIA DE BRAÇO DE UMA MÁQUINA DE MEDIÇÃO DE BRAÇO MÚLTIPLO
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção se relaciona a um método de 5 alinhar sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo.
TÉCNICA DE FUNDAMENTO
Como é conhecido, as máquinas de medição de braço múltiplo compreendem duas ou mais unidades de medição, cada uma com sua própria ferramenta de medição, que operam em coordenação sob o controle de um sistema de controle comum. As unidades de medição são normalmente posicionadas com seus volumes de medição respectivos lado a lado e sobrepostas em uma interseção pequena, então o volume de medição total da máquina é definido pelos volumes de medição combinados das unidades individuais. As máquinas de medição de braço múltiplo do tipo acima são, portanto particularmente apropriadas para medir partes de grande tamanho, tais como corpos de veículo ou componentes de aviões.
Em uma modalidade típica, a qual a seguinte descrição refere-se para conveniência e puramente como modo de exemplo, a máquina compreende duas unidades de medição cartesianas de braço horizontal situadas em lados opostos do volume de medição, e cada unidade compreende uma coluna móvel ao longo de um primeiro eixo longitudinal com relação ao volume de medição, um carro ajustado à coluna e móvel ao longo de um segundo eixo vertical, e um braço ajustado ao carro e móvel com relação ao mesmo ao longo de um terceiro eixo horizontal perpendicular ao primeiro eixo e
2/15 transversal ao volume de medição.
Em máquinas de braço múltiplo empregando as unidades de medição coordenadas (particularmente máquinas com dois braços horizontais), alinhando o sistema de referência cartesiano de um dos dois braços (o secundário ou braço escravo) com relação ao outro (o primário ou braço mestre) é vital ao desempenho de medição em um modo de dois braços.
O método de alinhamento usual compreende medir uma esfera posicionada variável na interseção entre os volumes de medição das duas unidades, e consequentemente girando e translando o sistema de referência cartesiano do braço secundário com relação ao do braço primário.
O desempenho de máquina de medição no modo de braço múltiplo depende proximamente da precisão de compensação e estabilidade dimensional das unidades individuais, e na precisão e estabilidade dos resultados do procedimento de alinhamento acima.
último, em particular, é afetado pela deformação de ambas unidades de medição causadas por variações em temperatura ambiente, que pode resultar em distorção da geometria de ambas unidades, não inteiramente recuperável pelo procedimento de compensação geométrica, e em alongamento das partes de componente das unidades (transdutores, feixes, etc.), que frequentemente resulta em erros de medição sérios o suficiente para danificar o desempenho.
A distorção de unidades individuais também resulta em erros de medição sérios em modo de braço múltiplo.
Frequentemente a atualização do alinhamento dos
3/15 sistemas de referência cartesianos de cada unidade de uma máquina de braço múltiplo é, portanto de importância vital, mas na realidade difícil, se não impossível, de fazer no caso de sistemas de medição em linha, que excluem uma esfera montada fixa ao chão por razões óbvias de acomodação Outro fator afetando o desempenho de máquinas de braço múltiplo é o peso da peça, que pode causar rendimento significante da fundação e/ou leito em que as unidades são instaladas, assim afetando as condições de alinhamento de carga não determinada das unidades.
Uma maneira de minimizar este efeito é alinhar os sistemas com a peça ajustada no lugar, embora frequentemente o tamanho da peça previne isto. Uma maquete é outra solução possível, mas frequentemente impraticável e tecnicamente impraticável, envolvendo movimentos adicionais, possivelmente interferindo com fixações suportando a peça, e possivelmente diferindo consideravelmente da configuração de carga da peça real. 0 problema com esta solução é adicionalmente composto pela carga variando com peças diferentes.
A única solução para estes problemas encontra-se em superdimensionar a fundação e/ou leito, assim aumentando o custo da máquina.
DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO
É um objeto da presente invenção fornecer um método de alinhar sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo, projetada para eliminar os inconvenientes acima mencionados tipicamente associados com os métodos conhecidos.
De acordo com a presente invenção, é fornecido um
4/15 método de alinhamento de sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo, de acordo com a reivindicação 1.
A invenção (que também se aplica às máquinas não 5 cartesianas e diferentes dos sistemas de braço múltiplo de dois braços) fornece periodicamente atualizar a matriz de alinhamento por meio de um ou mais membros de referência situados na estrutura de pelo menos uma das unidades de medição e mensuráveis pela outra unidade.
Os membros de referência podem ser:
a) uma ou mais esferas calibradas situadas na extremidade de um dos braços e facilmente acessíveis pelo rastreador no outro braço, ou situadas em uma ferramenta dedicada permutável com as ferramentas de medição e alojável no depósito de mudança de ferramenta;
b) calibres dedicados, se a máquina é equipada com rastreadores sem contato somente, que não podem medir as esferas acima facilmente.
Por meio de programas de medição apropriados ativados 20 automaticamente ou pelo operador ao lado de mudanças no tipo de peça ou em condições ambientais, tais como variações na temperatura, a invenção fornece atualizar a matriz de alinhamento, assim melhorando o desempenho de medição e extremamente reduzir o custo em termos de dimensionamento da fundação e/ou leito.
Além disso, o método pode ser aplicado à porção ocupada de peça real do volume local comum a ambos braços, assim potencialmente melhorando o desempenho de medição e também melhorando a versatilidade do sistema, que pode assim ser usado para medir peças de tamanho grande e
5/15 pequeno (corpos e painéis de veículo).
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Uma modalidade preferida, não limitante da presente invenção será descrita como modo de exemplo em referência aos desenhos acompanhantes, em que:
A Figura 1 mostra uma vista plana esquemática de uma máquina de medição de dois braços de acordo com a presente invenção;
A Figura 2 mostra uma vista frontal esquemática da 10 máquina da Figura 1;
A Figura 3 mostra um detalhe esquemático de uma unidade de medição da máquina da Figura 1;
A Figura 4 mostra um fluxograma de um procedimento para alinhar os sistemas de referência da máquina da Figura
1 no estágio de instalação de máquina;
A Figura 5 mostra a posição de um membro de referência durante o procedimento mostrado no fluxograma da Figura 4;
A Figura 6 mostra um fluxograma de uma primeira operação para atualizar o alinhamento dos sistemas de referência das unidades de medição de máquina da Figura 1;
A Figura 7 mostra um fluxograma de uma segunda operação para atualizar o alinhamento dos sistemas de referência das unidades de medição de máquina da Figura 1.
MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO 25 Em referência às Figuras 1 e 2, o número 1 indica como um todo uma máquina de medição cartesiana de dois braços.
A máquina 1 compreende substancialmente um leito 2 definindo uma superfície de referência horizontal 3; e duas unidades de medição de braço horizontal 4, 5 para mover as ferramentas de medição respectivas 6, 7 com relação à
6/15 superfície de referência 3.
A unidade de medição 4 compreende uma coluna 8 móvel ao longo de um guia 9 se estendendo ao longo de um lado longitudinal do leito 2 e paralelo a um eixo X de um conjunto de três eixos de coordenadas X, Y, Z definindo um sistema de referência integral com o leito 2. 0 guia 9 pode ser de qualquer tipo convencional, e é somente mostrado esquematicamente na Figura 1.
A unidade de medição 4 também compreende um carro 10 10 ajustado a e móvel ao longo da coluna 8 ao longo do eixo Z; e um braço horizontal 11 ajustado ao carro 10 e móvel ao longo do eixo horizontal Y.
A ferramenta de medição 6 é ajustada a um flange de extremidade 12 de braço 11, preferivelmente por meio de uma cabeça articulada conhecida 13, com dois graus de liberdade rotacional, para ajustar a posição da ferramenta de medição
6.
Do mesmo modo, a unidade de medição 5 compreende uma coluna 15 móvel ao longo de um guia 16 se estendendo ao longo do lado longitudinal oposto do leito 2 ao guia 9 e paralela ao eixo X; um carro 17 ajustado a e móvel ao longo da coluna 15 em uma direção paralela ao eixo Z; e um braço horizontal 18 ajustado ao carro 17 e móvel em uma direção paralela ao eixo Y.
A ferramenta de medição 7 é ajustada a um flange de extremidade 19 do braço 18, preferivelmente por meio de uma cabeça articulada 20 conhecida com dois graus de liberdade rotacional.
As partes móveis de unidades de medição 4, 5 e cabeças articuladas 13, 20 são controladas por motores elétricos
7/15 (não mostrados) , por sua vez controlado por um controle e unidade de processamento 24 conectados aos transdutores de posição linear conhecidos (não mostrados) associados com os eixos de máquina, e aos transdutores angulares conhecidos (não mostrados) associados com as cabeças articuladas 13,
20.
Como mostrado mais claramente na Figura 3, o flange 12 de braço 11 de unidade 4 é convenientemente ajustado com uma esfera de referência 25 para a finalidade explicada abaixo.
Cada unidade de medição 4, 5 tem seu próprio volume de medição definido por todas as posições alcançáveis pela ferramenta de medição ao lado das variações na posição dos eixos de máquina. Os dois volumes de medição, indicados Ml e M2, necessariamente têm uma interseção I, e definem junto o volume de medição M da máquina 1 ao operar no modo de dois braços.
Para operar no modo de dois braços, os sistemas de referência de ambos os braços devem ser alinhados, isto é as medidas de ambas as unidades 4, 5 devem referir-se a um sistema de referência comum.
Supondo que o sistema de referência X, Y, Z definido acima é o da unidade 4 (o primário ou unidade mestre), um segundo sistema de referência x, y, z pode ser introduzido associado com a unidade 5 (o secundário ou unidade escrava).
Alinhando os dois sistemas de referência compreende girar e transladar o sistema de referência da unidade escrava 5 de modo que seus eixos estejam paralelos e tenham a mesma origem que aquelas do sistema de referência da
8/15 unidade mestra 4.
Matematicamente, isto soma para aplicar uma transformação de coordenada r:
P = rp = T + Rp(l) onde:
P é o vetor de três componentes (X, Y, Z) das coordenadas de sistema mestre;
p é o vetor de três componentes (x, y, z) das coordenadas de sistema escravo;
T é um vetor de translação de três componentes (tx, ty, tz) que determina a posição da origem do sistema de coordenada escrava no sistema de coordenada mestre; e
R é uma matriz de rotação (3 por 3).
Ao ajustar a máquina 1, a compensação geométrica rotineira de unidades 4 e 5 e a qualificação de ferramentas de medição 6 e 7 são seguidas pelo alinhamento dos sistemas de referência de unidades 4 e 5, que compreende as etapas de:
1) Adquirir os erros angulares entre os dois sistemas de referência, e assim determinar os coeficientes de matriz
R.
Um método simples, facilmente automatizado de determinar os componentes de rotação somente é como segue (Figura 4).
A esfera móvel 25, integral com o braço 11, é movida sucessivamente pela unidade 4 ao longo de uma grade definida por n posições em um plano paralelo aos eixos X e Z (isto é, um Y-plano constante) na interseção I (Figura 4), por exemplo, é movida em nove posições arranjadas em três fileiras horizontais (e assim definindo as Y- e Z-linhas
9/15 constantes respectivas rl, r2, r3 - Figura 5). As coordenadas Pi do centro da esfera 25 no sistema escravo são adquiridas em cada uma das posições acima, e a operação é realizada para todas as posições em um ciclo de medição automático definido pelos blocos 31 a 35 no quadro da Figura 4.
Por meio de uma otimização, por exemplo, o método do mínimo quadrado, é portanto possível calcular o plano que melhor aproxima os 9 pontos no sistema de referência escravo x, y, z (bloco 36) , e calcula as direções de eixos X, Y, Z no sistema escravo (bloco 37).
Mais especificamente, o vetor de unidade de direção Y pode ser calculado como perpendicular ao plano calculado. As três fileiras de pontos Z-constantes determinam as três linhas que melhor se aproximam do sistema x, y, z. O vetor de unidade de direção X pode ser calculado dos cossenos de direção da média das referidas linhas, o termo linha média refere-se à linha definida pela média dos ângulos formados pelas três linhas com cada um dos eixos de sistema x, y, z.
Finalmente, o vetor de unidade de direção Z pode ser determinado como o produto de vetor dos vetores de unidade de direções X e Y.
Ao final do procedimento, os cossenos de direção de eixos X, Y, Z no sistema x, y, z e portanto os componentes de matriz R são portanto conhecidos (bloco 38).
2) Determinando o vetor T por ambas unidades 4 e 5 medindo uma esfera fixa situada em um ponto no volume de medição.
Dadas as coordenadas em ambos sistemas de coordenada
10/15 de um ponto específico no volume de medição, e a matriz R dada, os elementos de vetor T podem ser determinados de (1), medindo a esfera fixa por meio da unidade 4 (bloco 39) e unidade 5 (bloco 40), e calculando o vetor T (bloco 41) das coordenadas de centro de esfera adquiridas em ambos sistemas de referência.
Ao final deste procedimento, que é realizado como parte do ajuste pós-instalação da máquina, o alinhamento dos sistemas de referência pode ser considerado completo.
Realmente, entretanto, os componentes de matriz R e vetor T pode variar com o tempo com relação aos originalmente determinados no estágio de ajuste de máquina.
Os componentes de rotação podem ser afetados por variações na geometria e na posição mútua de braços de máquina, normalmente devido à temperatura, ou rendimento causado pela carga de peça.
O primeiro dos fatores térmicos afetando o desempenho de máquinas de braço múltiplo é o que é conhecido como o deslocamento térmico, que causa a deformação dos transdutores e partes estruturais da máquina, por sua vez resultando em um deslocamento nos pontos dentro do volume de medição. A quantidade de deslocamento depende não somente da quantidade de esforço térmico aplicada, mas também da posição do ponto considerado dentro do volume de medição. Tal deformação produz variações na matriz R e no vetor T.
Com relação à carga da peça, isto pode produzir variações significantes no movimento vertical e lateral, possivelmente diferindo do braço ao outro, dependendo da posição mais ou menos simétrica da peça com relação aos
11/15 braços.
Para periodicamente atualizar a matriz R e o vetor T, uma etapa de calibração adicional é exigida, antes de liberar a máquina ao usuário, e que compreende determinar a posição da esfera 25 com relação ao braço 11 (por exemplo, com relação ao centro de flange). Isto é feito posicionando a esfera 25 em um ponto na interseção I de volumes de medição Ml e M2, onde pode ser detectada pela unidade 5; e as coordenadas alcançadas pela unidade 4 são memorizadas.
A esfera 25 é então medida pela ferramenta de medição 7 da unidade 5, e as coordenadas do centro de esfera móvel 25 com relação ao braço 11 da unidade 4 são calculadas e memorizadas, assim dando a posição do centro de esfera 25 com base nas coordenadas de máquina da unidade 4.
A etapa de calibração acima conclui o ajuste da máquina. Os procedimentos de atualização de alinhamento de sistema de referência descritos abaixo podem ser realizados pelo usuário, não exigem profissionais hábeis como no caso dos procedimentos acima, e, sobretudo, não envolvem tempo ocioso prolongado, custoso da máquina.
O alinhamento pode ser atualizado inteiramente (vetor T e matriz R) ou parcialmente, isto é componentes translacionais somente.
A atualização completa é recomendada no caso de uma mudança significante no peso da peça, ou no primeiro deslocamento da semana, ou no caso de variações significantes na temperatura ambiente, e é um procedimento semanal provável.
A atualização parcial é recomendada no caso de colisão violenta entre a ferramenta de medição e a peça, sempre que
12/15 o estilo de ferramenta de medição é mudado para um do mesmo tipo, ou no caso de variações suaves na temperatura ambiente, e é um procedimento diário provável.
A) Atualizando o alinhamento angular.
Este procedimento é descrito em referência ao fluxograma da Figura 6.
Um ciclo de medição automático (blocos 43-47) é ativado para medir a esfera móvel 25 na unidade 4 no número k de posições discretas na interseção I por meio da unidade 5. O número de posições pode ser definido pelo usuário, dependendo do tipo de peça.
O bloco 49 calcula o erro de alinhamento angular Er em uma ou mais direções predeterminadas. Se os erros de alinhamento angular abaixo de um primeiro limite são detectados, as unidades 4 e 5 são consideradas ainda propriamente alinhadas, e o procedimento de atualização é adiado (bloco 50).
Se um erro de alinhamento angular é detectado acima de um segundo limite substancialmente mais elevado (S2) (bloco 51) , a ferramenta de medição 7 da unidade 5 é assumida não mais qualificada, assim o procedimento de atualização é interrompido para requalificar a ferramenta de medição 7 (bloco 53).
Finalmente, se um erro de alinhamento angular entre o primeiro e segundo limites é detectado, o alinhamento é atualizado (bloco 52) por um procedimento similar ao procedimento de alinhamento inicial (esfera móvel 25 é movida pela unidade 4 ao longo de uma grade de pontos em um plano Y-constante e é medido pela unidade 5; o vetor de unidade definindo a direção Y é calculado como
13/15 perpendicular ao plano se aproximando dos pontos adquiridos; o vetor de unidade da direção X é calculado das linhas interpolando as sucessões de pontos Z-constantes; e o vetor de unidade da direção Z é calculado como o produto de vetor dos vetores de unidade definindo direções X e Y).
Uma matriz de rotação residual R' é assim calculada, e que é usada para corrigir a matriz de rotação memorizada R (a nova matriz de rotação iguala a matriz de rotação residual multiplicada pela matriz de rotação memorizada).
B) Atualizando componentes de translação.
Este procedimento é descrito em referência ao fluxograma da Figura 7.
A esfera móvel (25) é posicionada pela unidade 4 em uma posição na interseção I (bloco 56) e medida pela unidade 5 (bloco 58) ; as coordenadas de centro de esfera são calculadas (bloco 60) ; e o erro de translação Et é calculado (bloco 61) como a diferença entre as coordenadas de centro de esfera calculada com base nas medidas da unidade 5, e as coordenadas de centro de esfera calculadas com base nas coordenadas de posição da unidade 4.
Se um erro de translação é detectado abaixo (em valor absoluto ou em referência a cada componente individual) de um primeiro limite S3 (bloco 62) , as unidades 4 e 5 são consideradas ainda propriamente alinhadas, e o procedimento de atualização é adiado.
Se um erro de translação é detectado acima um segundo limite substancialmente mais elevado (S4) (bloco 63) , a ferramenta de medição 7 da unidade 5 é assumida não mais qualificada, então o procedimento de atualização é interrompido para requalificar a ferramenta de medição 7
14/15 (bloco 65).
Finalmente, se um erro de translação entre o primeiro e segundo limites é detectado, um vetor T' é calculado como a diferença entre as coordenadas de centro de esfera medidas pela unidade 5 e aquelas resultando das coordenadas da unidade 4, e é usado para corrigir o vetor memorizado T (bloco 64) . Isto é, o novo o vetor T (corrigido) iguala a soma de vetor T' e o vetor de translação memorizado.
Ambos procedimentos A) e B) são realizados para atualização completa, e somente o procedimento B) para atualização parcial.
As vantagens do método de acordo com a presente invenção serão claras da descrição antecedente.
Em particular, o alinhamento dos sistemas de referência de unidades 4 e 5 pode ser atualizado pelo usuário frequentemente, sempre que chamado pelos eventos afetando a condição de operação (colisão, variações em temperatura ambiente, mudando de uma peça para outra, etc.) próprio procedimento de atualização é rápido, e não envolve nenhum artefato montado ao chão.
método assegura um alto nivel de precisão de medição da máquina ao lado de variações em condições ambientais, sem a necessidade para trabalho hábil, e sem o tempo ocioso prolongado da máquina.
Finalmente, devido à atualização de alinhamento dos sistemas de referência fornecer erros de compensação causados pelo rendimento do leito ou fundação quando a peça é carregada, o leito e/ou fundação pode ser feito mais leve sem mudança na precisão. Em particular, a máquina pode ser usada na superfície, neste caso, a fundação obviamente não
15/15 pode ser extremamente rígida por razões de resistência estrutural do edifício.
Claramente, as mudanças podem ser feitas à presente invenção sem, entretanto, sair do escopo das reivindicações acompanhantes.
Em particular, a máquina pode compreender mais do que duas unidades, e as unidades podem ser não cartesianas.
O procedimento de atualização pode ser realizado usando ferramentas de medição diferentes, tais como sensores sem contato. Finalmente, o procedimento de alinhamento inicial pode ser realizado em qualquer outra maneira conhecida, por exemplo ajustando a esfera fixada sucessivamente às várias posições na interseção I de volumes de medição Ml e M2 de unidades 4 e 5, e determinar as coordenadas de centro de esfera em várias posições por meio de ambas unidades 4 e 5. Matematicamente, se Pi e pi são as posições medidas nos sistemas mestre e escravo respectivamente, a matriz de rotação R é determinada minimizando a função de erro:
F = Zi (Pi - x(R, T)pi) (2) que pode ser feito, por exemplo, usando o método do mínimo quadrado. Obviamente, quanto melhor a aproximação, maior o número de posições de esfera i.
Alternativamente, um artefato complexo pode ser usado, compreendendo, por exemplo, várias esferas em posições relativas predeterminadas.
1/3
Claims (8)
- REIVINDICAÇÕES1. Método de alinhamento de sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo (1) compreendendo pelo menos duas unidades de medição (4, 5),5 cada uma tendo um braço móvel (11, 18), e uma ferramenta de medição (6, 7) móvel pelo referido braço (11, 18) em um volume de medição respectivo (Ml, M2); os volumes de medição (Ml, M2) das referidas unidades de medição (4, 5) tendo uma interseção (I) , e definindo como um todo um10 volume de medição de máquina (M) igual aos volumes de medição combinados (Ml, M2) das unidades de medição individuais; e o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:ajustar pelo menos um membro de referência (25) ao15 braço (11) de pelo menos uma primeira unidade de medição (4) ;qualificar cada um das referidas ferramentas de medição (6, 7) das respectivas unidades de medição (4, 5);alinhar os sistemas de referência (Χ,Υ,Ζ; x,y,z) das20 referidas unidades de medição ao ajustar a máquina (1); e periodicamente atualizar o alinhamento dos referidos sistemas de referência detectando o referido membro de referência (25) por meio de pelo menos outra unidade de medição (5) ; o membro de referência (25) sendo movido em25 várias posições na referida interseção (I) pela primeira unidade de medição (4) .
- 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido membro de referência (25) é fixado rigidamente ao referido braço (11)30 da referida primeira unidade de medição (4).2/3
- 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido membro de referência (25) é uma esfera.
- 4. Método, de acordo com qualquer uma das
- 5 reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de determinar a posição do referido membro de referência (25) com relação ao referido braço (11) da referida primeira unidade de medição (4) por meio da outra unidade de medição (5) .10 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de atualização de alinhamento dos sistemas de referência compreende a atualização de uma matriz de rotação (R) e um vetor de translação (T).15
- 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de atualização de alinhamento dos sistemas de referência compreende somente a atualização de um vetor de translação (T).2 0
- 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de atualização compreende a realização de um ciclo de medição automático, em que o referido membro de referência (25) é posicionado na25 referida interseção (I) pela referida primeira unidade de medição (4) e medida pela outra referida unidade de medição (5) .
- 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo30 fato de que a referida etapa de atualização é iniciada sob3/3 detecção de um erro residual variando entre um valor limite mínimo (Sl; S3) e um valor limite máximo (S2; S4).1/&2/63/6
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IT2007/000641 WO2009034593A1 (en) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Method of aligning arm reference systems of a multiple- arm measuring machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0722015A2 BRPI0722015A2 (pt) | 2015-10-13 |
| BRPI0722015B1 true BRPI0722015B1 (pt) | 2018-04-10 |
Family
ID=39365640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0722015-4A BRPI0722015B1 (pt) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | "método de alinhamento de sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo" |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8166664B2 (pt) |
| EP (1) | EP2188586B1 (pt) |
| CN (1) | CN101861510B (pt) |
| BR (1) | BRPI0722015B1 (pt) |
| ES (1) | ES2475941T3 (pt) |
| PL (1) | PL2188586T3 (pt) |
| WO (1) | WO2009034593A1 (pt) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9551575B2 (en) | 2009-03-25 | 2017-01-24 | Faro Technologies, Inc. | Laser scanner having a multi-color light source and real-time color receiver |
| DE102009015920B4 (de) | 2009-03-25 | 2014-11-20 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| DE102009057101A1 (de) | 2009-11-20 | 2011-05-26 | Faro Technologies, Inc., Lake Mary | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| US9529083B2 (en) | 2009-11-20 | 2016-12-27 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional scanner with enhanced spectroscopic energy detector |
| US9210288B2 (en) | 2009-11-20 | 2015-12-08 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional scanner with dichroic beam splitters to capture a variety of signals |
| US9113023B2 (en) | 2009-11-20 | 2015-08-18 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional scanner with spectroscopic energy detector |
| US8630314B2 (en) | 2010-01-11 | 2014-01-14 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for synchronizing measurements taken by multiple metrology devices |
| US8615893B2 (en) | 2010-01-20 | 2013-12-31 | Faro Technologies, Inc. | Portable articulated arm coordinate measuring machine having integrated software controls |
| DE112011100292B4 (de) | 2010-01-20 | 2016-11-24 | Faro Technologies Inc. | Anzeige für ein Koordinatenmessgerät |
| US8832954B2 (en) | 2010-01-20 | 2014-09-16 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measurement machines with removable accessories |
| US8875409B2 (en) | 2010-01-20 | 2014-11-04 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measurement machines with removable accessories |
| US9163922B2 (en) | 2010-01-20 | 2015-10-20 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measurement machine with distance meter and camera to determine dimensions within camera images |
| US8677643B2 (en) | 2010-01-20 | 2014-03-25 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measurement machines with removable accessories |
| US9628775B2 (en) | 2010-01-20 | 2017-04-18 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
| WO2011090888A2 (en) | 2010-01-20 | 2011-07-28 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measuring machine having an illuminated probe end and method of operation |
| US9607239B2 (en) | 2010-01-20 | 2017-03-28 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
| US9879976B2 (en) | 2010-01-20 | 2018-01-30 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine that uses a 2D camera to determine 3D coordinates of smoothly continuous edge features |
| US8898919B2 (en) | 2010-01-20 | 2014-12-02 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measurement machine with distance meter used to establish frame of reference |
| DE112011100294B4 (de) | 2010-01-20 | 2019-06-13 | Faro Technologies Inc. | Tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät mit einer Multibus-Armtechnologie |
| DE102010020925B4 (de) | 2010-05-10 | 2014-02-27 | Faro Technologies, Inc. | Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| CN103003713B (zh) | 2010-09-08 | 2015-04-01 | 法罗技术股份有限公司 | 具有投影器的激光扫描器或激光跟踪器 |
| US9168654B2 (en) | 2010-11-16 | 2015-10-27 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measuring machines with dual layer arm |
| JP6182143B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2017-08-16 | ユニバーサル ロボッツ アクツイエセルスカプ | ロボットの較正およびプログラミング |
| DE102012100609A1 (de) | 2012-01-25 | 2013-07-25 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| US9784554B2 (en) * | 2012-03-20 | 2017-10-10 | Hurco Companies, Inc. | Method for measuring a rotary axis of a machine tool system |
| GB201503490D0 (en) * | 2015-03-02 | 2015-04-15 | Renishaw Plc | Calibration of dimensional measuring apparatus |
| US8997362B2 (en) | 2012-07-17 | 2015-04-07 | Faro Technologies, Inc. | Portable articulated arm coordinate measuring machine with optical communications bus |
| DE102012109481A1 (de) | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| US9513107B2 (en) | 2012-10-05 | 2016-12-06 | Faro Technologies, Inc. | Registration calculation between three-dimensional (3D) scans based on two-dimensional (2D) scan data from a 3D scanner |
| US10067231B2 (en) | 2012-10-05 | 2018-09-04 | Faro Technologies, Inc. | Registration calculation of three-dimensional scanner data performed between scans based on measurements by two-dimensional scanner |
| JP6157953B2 (ja) * | 2013-06-27 | 2017-07-05 | 株式会社ミツトヨ | 三次元形状測定システム及びその制御用ソフトウェア |
| JP6368083B2 (ja) * | 2013-11-27 | 2018-08-01 | 株式会社ミツトヨ | 精密測定装置 |
| WO2015147910A1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | Marposs Corporation | Apparatus for inspecting machined bores |
| TWI557522B (zh) * | 2015-11-05 | 2016-11-11 | 財團法人工業技術研究院 | 校正方法與校正設備 |
| DE102015014485A1 (de) | 2015-11-10 | 2017-05-24 | Kuka Roboter Gmbh | Kalibrieren eines Systems mit einem Fördermittel und wenigstens einem Roboter |
| DE102015122844A1 (de) | 2015-12-27 | 2017-06-29 | Faro Technologies, Inc. | 3D-Messvorrichtung mit Batteriepack |
| CN111272068B (zh) * | 2020-02-24 | 2021-07-27 | 重庆市计量质量检测研究院 | 协作多臂测量系统的联合误差评价、检测方法与系统 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4326338A (en) * | 1980-09-10 | 1982-04-27 | The L.S. Starrett Company | Area comparison gage |
| FR2617589B1 (fr) * | 1987-06-30 | 1989-12-08 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif et methode de mesure des deformations d'un echantillon |
| US5193286A (en) * | 1992-04-21 | 1993-03-16 | Collier Kevin E | Modular gage |
| FR2710407B1 (fr) * | 1993-09-20 | 1995-12-01 | Romer Srl | Procédé de repérage positionnel pour une machine de mesure tridimensionnelle et dispositif pour la mise en Óoeuvre du procédé. |
| JP3905771B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2007-04-18 | 株式会社ミツトヨ | 測定機の校正方法及び装置 |
| US7010390B2 (en) * | 2003-07-17 | 2006-03-07 | Kuka Roboter Gmbh | Method and system for controlling robots |
| JP3946711B2 (ja) * | 2004-06-02 | 2007-07-18 | ファナック株式会社 | ロボットシステム |
| CN101358830B (zh) * | 2007-08-03 | 2012-01-25 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 测量设备 |
| US7640674B2 (en) * | 2008-05-05 | 2010-01-05 | Hexagon Metrology, Inc. | Systems and methods for calibrating a portable coordinate measurement machine |
| US7752003B2 (en) * | 2008-06-27 | 2010-07-06 | Hexagon Metrology, Inc. | Hysteresis compensation in a coordinate measurement machine |
-
2007
- 2007-09-14 EP EP07827693.8A patent/EP2188586B1/en active Active
- 2007-09-14 WO PCT/IT2007/000641 patent/WO2009034593A1/en not_active Ceased
- 2007-09-14 ES ES07827693.8T patent/ES2475941T3/es active Active
- 2007-09-14 US US12/678,154 patent/US8166664B2/en active Active
- 2007-09-14 CN CN200780101560.4A patent/CN101861510B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-09-14 BR BRPI0722015-4A patent/BRPI0722015B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-09-14 PL PL07827693T patent/PL2188586T3/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101861510A (zh) | 2010-10-13 |
| EP2188586B1 (en) | 2014-05-07 |
| EP2188586A1 (en) | 2010-05-26 |
| US8166664B2 (en) | 2012-05-01 |
| PL2188586T3 (pl) | 2014-09-30 |
| WO2009034593A1 (en) | 2009-03-19 |
| BRPI0722015A2 (pt) | 2015-10-13 |
| ES2475941T3 (es) | 2014-07-11 |
| US20100281705A1 (en) | 2010-11-11 |
| CN101861510B (zh) | 2014-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BRPI0722015B1 (pt) | "método de alinhamento de sistemas de referência de braço de uma máquina de medição de braço múltiplo" | |
| US5138563A (en) | Method and apparatus to correct for gravitational sag in the articulated mounting of a probe in a coordinate-measuring machine | |
| JPH02124417A (ja) | 位置誤差を決定し修正する方法及び装置 | |
| US4663852A (en) | Active error compensation in a coordinated measuring machine | |
| CN107450473B (zh) | 一种cfxyza型五轴数控机床旋转轴几何误差计算、补偿及其验证方法 | |
| Zargarbashi et al. | Single setup estimation of a five-axis machine tool eight link errors by programmed end point constraint and on the fly measurement with Capball sensor | |
| Chen et al. | Geometric error measurement and identification for rotary table of multi-axis machine tool using double ballbar | |
| US8214080B2 (en) | Method and device for the compensation of geometrical errors in machining machinery | |
| AU2012282360B2 (en) | Method and arrangement for calibrating sensors in drilling equipment | |
| CN103659806B (zh) | 一种工业机器人零位标定方法 | |
| EP0334890A4 (en) | Coordinate measuring system | |
| ES2368458T3 (es) | Método de conpensación de errores de medición de una máquina de medición originados por deformaciones del banco de la máquina provocadas por la carga ejercida por la unidad móvil de la máquina sobre el banco de la máquina, y máquina de medición que funciona de acuerdo con dicho método. | |
| US20100241384A1 (en) | Method for calibrating a specimen stage of a metrology system and metrology system comprising a specimen stage | |
| US10976724B2 (en) | Machining error compensation using artefact based offsets | |
| JP2025509473A (ja) | 多関節ロボットアームの較正のためのシステムおよび方法 | |
| CN104567773A (zh) | 臂型三维测量机和支撑该测量机的基部的倾斜校正方法 | |
| Breitzke et al. | Workshop-suited geometric errors identification of three-axis machine tools using on-machine measurement for long term precision assurance | |
| CN105773610A (zh) | 一种机器人校正装置 | |
| CN113770814B (zh) | 基于向量方向测量的数控机床平动轴几何误差辨识方法 | |
| CN106403990A (zh) | 一种光轴一致性标定装置 | |
| EP0497813B1 (en) | Calibration of measuring apparatus | |
| US5678964A (en) | Method of determining slide straightness and for providing a straight reference surface for a machine tool | |
| KR102035334B1 (ko) | 4축 공작기계의 기하학적 오차 측정 방법 | |
| US6584379B1 (en) | Robot device and method of adjusting origin of robot | |
| Buhmann et al. | New positioning procedure for optical probes integrated on ultra-precision diamond turning machines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/04/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
|
| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 14A ANUIDADE. |
|
| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2640 DE 10-08-2021 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |