一种用于对任意物体进行自动的3D测量、尤其是用于确定物体的几何尺寸的机器人，所述机器人具有由其支承的传感机构（2），其中为了使所述传感机构（2）相对于所述物体（7）运动，所述机器人和/或支承所述传感机构（2）的可运动的测量臂（1）、测量悬臂等描述了一轨道，其特征在于，所述传感机构（2）包括至少一个测量传感器（3）和至少一个补偿传感器（4），其中所述补偿传感器（4）相对于所述测量传感器（3）的位置是恒定的或已知的，其中所述补偿传感器（4）相对于参考件（6）或相对于已测量部件（7）的测量结果与所述参考件（6）或所述已测量部件（7）的已知轮廓之间的差异用作机器人运动的不准确性以补偿因不准确的机器人运动而导致的所述测量传感器（3）的测量误差。同样要求保护一种用于使用根据本发明专利技术的机器人的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动的3D测量的机器人及方法本专利技术涉及一种用于对任意物体进行自动的3D测量、尤其是用于确定物体的几何尺寸的具有传感机构的机器人，其中为了使该物体相对传感机构运动，机器人和/或支承物体的可运动的测量臂、测量悬臂等描述了轨道。同样，本专利技术还涉及一种用于对任意物体进行自动的3D测量、尤其是用于确定物体的几何尺寸的机器人，该机器人具有由其支承的传感机构，其中为了使传感机构相对于物体运动，机器人和/或支承传感机构的可运动的测量臂、测量悬臂等描述了轨道。此外，本专利技术还涉及一种用于借助机器人来对任意物体进行自动的3D测量、尤其是在使用根据本专利技术的装置的情况下确定物体的几何尺寸的方法，其中为了应用根据本专利技术的方法，可以使该物体连同参考件以及该传感机构连同补偿传感器与机器人或测量臂或测量悬臂相对应。在工业生产中，例如在汽车工业中，自从许多年前就已使用机器人。尤其是将带有 不同技术的相耦合的传感器的机器人、机械手或类似机器用于确定任意物体的几何尺寸。特别是在使用高分辨率传感机构的情况下，迄今在机器人方面仍需要维持巨大的技术成本以便使机器人的机械装置与必需的精度相匹配。这是极其昂贵的且仅能有条件地实现。此外，迄今通常通过软件来预先确定机器人或机械臂的用于使传感机构运动的运动轨道，其中该运动轨道是在实际的测量过程期间确定的。同样也是公知的是为了定义运动轨道而优选在测量点或测量空间的周遭环境内将校准标记安装在工件上，以提高机器人的测量准确性。特别的校准是必需的。该校准的示例可参照DE 199 31 676A1。在实践中，存在越来越多例如在所谓的“批量I技术”下对任何类型的物体、尤其是生产出的部件进行自动测量的需求。在此适用的是，可再现地、可靠地、尽可能自动地测量几何尺寸未知的部件。在所谓的3D测量下，应当尽可能使用标准机器人，该标准机器人借助行程传感器和成像方法来确定物体精确的几何尺寸，而无需在之前仅近似地知晓该几何尺寸。从用于自动的3D测量的已知机器人和在此使用的方法出发，本专利技术所基于的任务在于，将根据前序部分所述的机器人和在此使用的方法设计和改进为使得尤其在使用标准机器人的情况下在那里的运动变化曲线(Bewegungsverlauf )不准确时也能够达成足够好的测量结果，而不必在机器人的较精确的机械装置方面维持其他成本。以上任务是通过关于机器人的并列权利要求I和3的特征以及关于根据本专利技术的方法的并列权利要求11和12的特征来解决的。根据本专利技术的机器人通过并列权利要求I和3的特征来解决以上任务。据此，根据前序部分所述的机器人的特征在于，传感机构包括至少一个测量传感器和至少一个补偿传感器，其中补偿传感器相对于测量传感器的位置是恒定的或已知的，其中补偿传感器相对于参考件或相对于已测量部件的测量结果与参考件或已测量部件的已知轮廓之间的差异用作机器人运动的不准确性以补偿因不准确的机器人运动而导致的测量传感器的测量误差。在方法方面，根据并列权利要求11和12，使用根据本专利技术的机器人，其中要么传感机构、要么待测量物体、必要时连同参考件一起的待测量物体由该机器人来支承。这是通过可运动的测量臂、测量悬臂等进行的，其中机器人沿轨道运动，其中传感机构包括至少一个测量传感器和至少一个补偿传感器，其中补偿传感器相对于测量传感器的位置假定是恒定的或已知的，并且其中迭代地校正或补偿因不准确的机器人运动而导致的测量误差。根据本专利技术认识到，在设置了特殊的传感机构的情况下，可以容易地将此类机器人用于对任意部件或物体进行自动的3D测量，而不必顾及在标准机器人中出现的运动不准确性。该传感机构包括至少一个测量传感器和至少一个补偿传感器。补偿传感器相对于测量传感器的位置是恒定的或者在每个时刻均是已知的，因为该位置被检测或可被检测。因此，能够消除与之相关的对测量结果的影响。补偿传感器相对于参考件或相对于已测量部件的测量结果与参考件或已测量部件的已知轮廓之间的差异被认为是机器人运动的不准确性并且用于补偿因不准确的机器人运动而导致的测量传感器的测量误差。 因此，以根据本专利技术的方式，可以容忍机器人轨道的不准确性。替代于机器人机械装置的结构成本，补偿了机器人运动的不准确性，即用补偿传感器来补偿因不准确的机器人运动而导致的测量传感器的测量误差。在此方面应当注意，此处原则上涉及任意物体的3D测量。相应地，能够使用任意的传感器类型，例如，非接触式行程传感器。具体的传感器类型仅起到次要的作用。此外应当注意，根据本专利技术的机器人支承待测量物体(必要时连同参考件一起支承)或者支承传感机构。此处重要的是待测量物体、必要时连同参考件一起与传感机构之间的相对运动。两种可能的布置均是可构想的。对于机器人使物体、必要时连同参考件一起运动的情形，其优点在于，物体或部件以及参考件彼此刚性地布置或者彼此连接。同样可构想参考件与物体或待测量部件分开布置，其中参考件相对于待测量部件的位置于是必须是已知的。有利地，测量传感器和补偿传感器彼此刚性布置或者彼此固定连接。还可构想测量传感器和补偿传感器以一定的自由度彼此布置或者彼此连接。在此情况下还有利的是，设置至少另一个补偿传感器，用以监视第一补偿传感器相对于测量传感器的位置并且补偿可能的位置变化。该另一补偿传感器可布置在测量传感器与补偿传感器之间的耦合区域处或耦合区域中。该另一补偿传感器用于检查测量传感器相对于第一补偿传感器的位置，以监视相对位置并且补偿相对位置的变化。由此，可以假定这两个位置或者测量传感器相对于补偿传感器的位置是恒定的。此外还应当注意，视要求而定可设置多个测量传感器和补偿传感器。然而，在实现对因不准确的机器人运动或不准确的机器人轨道而导致的测量误差进行补偿的构思时，传感机构的基本结构保持不变。如前所述，传感器可被统一地实施，例如实施为非接触式工作的行程传感器。此夕卜，以通常的方式在使用所谓的成像方法的情况下进行测量或分析。为了应用根据本专利技术的方法而使用根据本专利技术的机器人，其中上述实施方式相应地涉及因不准确的机器人运动而作出的误差补偿。迭代地校正或补偿该误差。此处还应当注意，通过机器人来要么使传感机构、要么使待测量物体或待测量部件以及必要时可能的参考件运动。重要的是待测量物体与传感机构之间的这样定义的相对运动。根据本专利技术的方法，为支承传感机构的机器人的初始运动预先确定或计算用于测量物体的至少一部分的轨道(机器人轨道)，以便开始该方法。从几何尺寸的当前测量结果计算后续的或接下去的轨道。具体地，借助补偿传感器来检查机器人的轨道。最初通过参考物体的测量来确定误差，其中参考物体的已知轮廓与补偿传感器的测量结果之间的差异定义机器人轨道变化曲线的不准确性。更准确地说，将补偿传感器相对于参考物体或相对于已测量部件的测量结果与参考物体或已测量部件的已知轮廓之间的差异用作机器人运动的不准确性以补偿因不准确的机器人运动而导致的测量传感器的测量误差，从而最终能够总体上补偿因机器人运动的不准确性而导致的测量误差。由此，测量传感器的结果中所确定的误差用于消除不准确性。如之前所提及的，该方法迭代地工作。相应地，必要时重复多次测量和补偿过程，其中在每一后续测量中考虑来自前一步骤的经补偿的测量过程结果。在考虑所使用的传感器的测量范围的情况下从经补偿结果的外插确本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.20 DE 102009053874.71.一种用于对任意物体进行自动的3D测量、尤其是用于确定物体的几何尺寸的机器人，所述机器人具有传感机构(2)，其中为了使所述物体相对于所述传感机构(2)运动，所述机器人和/或支承所述物体的可运动的测量臂(I)、测量悬臂等描述了一轨道， 其特征在于，所述传感机构(2)包括至少一个测量传感器(3)和至少一个补偿传感器(4)，其中所述补偿传感器(4)相对于所述测量传感器(3)的位置是恒定的或已知的，其中所述补偿传感器(4)相对于参考件(6)或相对于已测量部件(7)的测量结果与所述参考件(6)或所述已测量部件(7)的已知轮廓之间的差异用作机器人运动的不准确性以补偿因不准确的机器人运动而导致的所述测量传感器(3)的测量误差。2.如权利要求I所述的机器人，其特征在于，所述部件(7)和所述参考件(6)彼此刚性布置或彼此连接，或者所述参考件(6)相对于所述部件(7)的位置是已知的。3.一种用于对任意物体进行自动的3D测量、尤其是用于确定物体的几何尺寸的机器人，所述机器人具有由所述机器人支承的传感机构(2)，其中为了使所述传感机构(2)相对于所述物体运动，所述机器人和/或支承所述传感机构(2)的可运动的测量臂(I)、测量悬臂等描述了一轨道， 其特征在于，所述传感机构(2)包括至少一个测量传感器(3)和至少一个补偿传感器(4)，其中所述补偿传感器(4)相对于所述测量传感器(3)的位置是恒定的或已知的，其中所述补偿传感器(4)相对于参考件(6)或相对于已测量部件(7)的测量结果与所述参考件(6)或所述已测量部件(7)的已知轮廓之间的差异用作机器人运动的不准确性以补偿因不准确的机器人运动而导致的所述测量传感器(3)的测量误差。4.如权利要求I到3中任一项所述的机器人，其特征在于，所述测量传感器(3)和所述补偿传感器(4)彼此刚性布置或者彼此连接。5.如权利要求I到4中任一项所述的机器人，其特征在于，所述测量传感器(3)和所述补偿传感器(4)以一定的自由度彼此布置或者彼此连接。6.如权利要求I到5中任一项所述的机器人，其特征在于，设置至少另一个补偿传感器(5)，用以监视第一补偿传感器(4)相对于所述测量传感器(3)的位置并且补偿可能出现的位置变化。7.如权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述另一个补偿传感器(5)布置在所述测量传感器(3)和所述补偿传感器(4)之间的耦合区域处或所述耦合区域中。8.如权利要求I到7中任一项所述的机器人，其特征在于，设置多个测量传感器和补偿传感器(3，4，5)。9.如权利要求I到8中任一项所述的机器人，其特征在于，所述传感器(3，4，5)被实施为非接触式工作的行程传感器。10.如权利要求I到9中任一项所述的机器人，其特征在于，所述测量或分析是在使用成像方法的情况下进行的。11.一种在使用根据权利要求I到10中任一项所述的装置的情况下用于借助机器人对任意物体(7)进行自动的3D测量，尤其是用于确定物体(7)的几何尺寸的方法，其中优选通过所述机器人的可运动的测量臂(I)、机械悬臂等使由所述机...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·松他格，K·黑泽勒，
申请(专利权)人：微埃普西龙测量技术有限两合公司，
类型：发明
国别省市：
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