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公開番号2025071137
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2025023472,2023202766
出願日2025-02-17,2018-10-12
発明の名称座標位置決め装置、座標位置決め装置を制御する方法、および方法を実施させるコンピュータプログラム
出願人レニショウパブリックリミテッドカンパニー,RENISHAW PUBLIC LIMITED COMPANY
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類G01B 5/008 20060101AFI20250424BHJP(測定;試験)
要約【課題】座標位置決め装置の提供。
【解決手段】座標位置決め装置であって、装置の作業ボリュームの中で移動可能な構造体と、6つの自由度よりも少ない自由度で作業ボリュームの周りで構造体を移動させるための駆動アレンジメントと、駆動アレンジメントよりも多い自由度で作業ボリュームの中の、構造体の位置を測定するための計量アレンジメントとを備え、計量アレンジメントは、複数の測定トランスデューサを備え、駆動アレンジメントは、複数のアクチュエータを備え、装置は、計量アレンジメントの測定トランスデューサからデータ値を要求し、計量アレンジメントの測定トランスデューサから受信したデータ値を使用して、駆動アレンジメントのアクチュエータを制御して、移動可能な構造体を作業ボリューム内に位置決めするように動作可能なコントローラをさらに備える、座標位置決め装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
座標位置決め装置であって、前記装置の作業ボリュームの中で移動可能な構造体と、６つの自由度よりも少ない自由度で前記作業ボリュームの周りで前記構造体を移動させるための駆動アレンジメントと、前記駆動アレンジメントよりも多い自由度で前記作業ボリュームの中の、前記構造体の位置を測定するための計量アレンジメントとを備え、
前記計量アレンジメントは、複数の測定トランスデューサを備え、前記駆動アレンジメントは、複数のアクチュエータを備え、前記装置は、前記計量アレンジメントの前記測定トランスデューサからデータ値を要求し、前記計量アレンジメントの前記測定トランスデューサから受信した前記データ値を使用して、前記駆動アレンジメントの前記アクチュエータを制御して、前記移動可能な構造体を前記作業ボリューム内に位置決めするように動作可能なコントローラをさらに備える、座標位置決め装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記計量アレンジメントが、対応するそれぞれの複数の測定値を提供するために、複数の測定トランスデューサを並列配置で含み、前記複数の測定値から、前記移動可能な構造体の前記位置が決定可能である、請求項１に記載の座標位置決め装置。
【請求項３】
前記複数の測定トランスデューサが、複数の独立した測定トランスデューサである、請求項２に記載の座標位置決め装置。
【請求項４】
前記測定トランスデューサが、測長トランスデューサである、請求項２または３いずれか１項に記載の座標位置決め装置。
【請求項５】
前記測定値が、前記移動可能な構造体と前記装置の固定された構造体との間の異なるそれぞれの距離に関係している、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の座標位置決め装置。
【請求項６】
前記測定トランスデューサが、前記距離の直接的な測定値を提供するように適合されており、または、前記構造体が前記作業ボリュームの周りで移動するときの前記距離の変化の直接的な測定値を提供するように適合されており、前記距離の変化の直接的な測定値から、前記距離が決定可能である、請求項５に記載の座標位置決め装置。
【請求項７】
前記測定トランスデューサのそれぞれが、エンコーダスケール、および関連する読み取りヘッドを含む、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の座標位置決め装置。
【請求項８】
前記計量アレンジメントが、並列に配置されている複数の伸縮可能な脚部を含み、前記伸縮可能な脚部の数が測定トランスデューサの数に対応した状態になっており、前記複数の測定トランスデューサのそれぞれは、前記複数の伸縮可能な脚部のうちの異なるそれぞれ１つと関連付けられた状態になっている、請求項２乃至７のいずれか１項に記載の座標位置決め装置。
【請求項９】
６つのそのような測定トランスデューサを備える、請求項２乃至８のいずれか１項に記載の座標位置決め装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の座標位置決め装置。前記コントローラは、特定のサンプリングレートで前記測定トランスデューサからデータ値を要求するように動作可能である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の座標位置決め装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標位置決め装置に関する。座標位置決め装置は、たとえば、座標測定機（ＣＭＭ）、および工作機械を備える。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
非デカルト座標位置決め装置１が、添付の図面の図１に概略的に図示されている。座標位置決め装置１は、一般的に、第１の構造体２と、第２の構造体４とを備え、第１の構造体２、および第２の構造体４は、それらの間に設けられている複数の入れ子式のまたは伸縮可能な脚部６によって支持され、互いに対して移動される。第１の構造体２、および第２の構造体４は、プラットフォーム、またはステージと称される場合もあり、伸縮可能な脚部６は、ストラット、またはラムと称される場合もある。６つのそのような伸縮可能な脚部６（図１に図示されているように）が存在している場合に、装置は、一般に、ヘキサポッドと呼ばれる。
【０００３】
伸縮可能な脚部６は、ボールジョイント８を介して、典型的に、構造体２および構造体４の上に装着されており、それぞれの脚部６は、（図１に図示されているように）その一方、もしくは両方の端部において、それ自身のボールジョイント８を有しているか、または、一方もしくは両方の端部において、隣接する脚部６とボールジョイント８を共有しているかのいずれかである。それぞれの伸縮可能な脚部６は、典型的に、１対のチューブとして形成されており、伸縮可能な脚部６の伸長、および縮小を提供すべく、一方のチューブが駆動機構（たとえば、モータ）によって他方の中を入れ子式に移動される。
【０００４】
第１の構造体２と第２の構造体４との間のさまざまな相対的な位置が、矢印１３によって図１に図示されているように、異なる量だけ脚部６を伸長させることによって実現されることが可能である。任意の瞬間の相対的な位置は、複数の測長トランスデューサ１０によってモニタリングされ、たとえば、１つのトランスデューサがそれぞれの伸縮可能な脚部６と関連付けられている。それぞれの測長トランスデューサ１０は、読み取りヘッドと対にされたエンコーダスケールを含んでよく、エンコーダスケールが、１対の入れ子式のチューブのうちの一方に適切に装着されており、読み取りヘッドが、他方の上に適切に装着されている。したがって、脚部６の伸長は、読み取りヘッドを過ぎるようにエンコーダスケールを移動させ、それによって、伸縮可能な脚部６の長さが測定されることを可能にする。コンピュータコントローラ５は、それぞれの伸縮可能な脚部６の長さを設定するように動作し、構造体２と構造体４との間の必要とされる相対的な移動を提供する。６つのそのような測長トランスデューサ１０を有することによって、相対的な位置が、６つの対応するそれぞれの自由度（３つの並進自由度および３つの回転自由度）で測定されることが可能である。
【０００５】
構造体２と構造体４とのうちの一方は、典型的に、座標位置決め装置１の固定された構造体の一部として提供され、構造体４と構造体２のうちの他方は、固定された構造体に対する移動１２と移動１１とを伴う。ツール（たとえば、測定プローブまたはドリル）が、移動する構造体の上に装着されることが可能であり、ワークピースが、固定された構造体の上に装着されることが可能であり、または、その逆も同様であり、動作がワークピースの上で実施されることを可能にする（たとえば、座標測定機のケースでは、測定、プロービング、もしくはスキャニング、または、工作機械のケースでは、機械加工）。
【０００６】
たとえば、図１に図示されているように、下側構造体４は固定されており、上側構造体２は移動可能であり、ワークピース９が下側構造体４の上に装着され、プローブコンポーネント３が上側構造体２の上に装着されている。作業ボリューム１４が、それらの最も間隔を離して配置された位置にあるときに、上側構造体２と下側構造体４との間に画定され、プローブコンポーネント３が、伸縮可能な脚部６の動作によって作業ボリューム１４の中に位置決めされている。矢印１１が並進移動を示すように示されているが、さまざまな脚部６の適当な制御によって、構造体２は、また、傾斜可能であり得る。
【０００７】
あるいは、上側構造体２は固定され得、下側構造体４は移動可能であり得、プローブが下側構造体４の下側表面に装着され、ワークピースが、固定された構造体の一部にその下方に装着されており、装置の作業ボリューム（または、動作ボリューム）が下側構造体４の上方というよりもむしろ、下側構造体４の下方にあるようになっている。
【０００８】
さまざまなタイプの非デカルト座標位置決め装置が、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、および特許文献１１に、より詳細に説明されている。
【０００９】
たとえば、特許文献１は、ヘキサポッド型工作機械を説明しており、そのヘキサポッド型工作機械は、上側の移動可能な構造体を備え、上側の移動可能な構造体は、上記に説明されている図１に図示されているものと原理的に同様に、６つの油圧式の伸縮可能な脚部によってベースに取り付けられている。伸縮可能な脚部は、ボールジョイントを介して、ベース、および移動可能な構造体に取り付けられている。伸縮可能な脚部は、油圧式になっており、シリンダの中を移動可能なピストンロッドを含む。脚部伸長の量は、磁気スケールをシリンダに装着することによって、および、適切な読み取りヘッドをピストンロッドの上に装着することによって測定される。したがって、脚部の伸長は、読み取りヘッドを過ぎるようにスケールを移動させ、それによって、脚部の長さが測定されることを可能にする。コンピュータコントローラは、それぞれの脚部の長さを設定し、必要とされる移動を提供するように動作する。
【００１０】
特許文献１２は、エンドエフェクタを移動させるためのデルタロボットの使用、および、エンドエフェクタの少なくとも一部の画像データをキャプチャするための撮像検出器の使用を開示している。キャプチャされた画像データから、そして、詳細には、エンドエフェクタの上の参照ポイントから、エンドエフェクタの位置は、写真測量法によって決定されることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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