インテリジェントな繰返し精度の良いアーム取り付けシステム
例示的な実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機であって、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部と、関節アーム座標測定機の第１の端部に装着された測定デバイスと、トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路と、第２の端部に結合された基部と、基部に配置された上側取付け部と、取り付け構造に固定され、上側取付け部に繰返し精度良く接続するように構成された下側取付け部と、下側取付け部を識別する識別子情報を電子回路に送信するように構成された電子的識別システムとを含む、関節アーム座標測定機を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、座標測定機に関し、より詳細には、電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具を有する可搬型の関節アーム座標測定機（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ ａｒｍ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１０年１月２０日に出願した仮出願第６１／２９６，５５５号の利益を主張するものであり、この仮出願の内容は、その全体を本願に引用して援用する。
【０００３】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）は、部品の製造または生産のさまざまな段階（例えば、機械加工）の間に部品の寸法を迅速かつ正確に確認するニーズが存在する部品の製造または生産に広く使用されている。可搬型のＡＡＣＭＭは、特に、比較的複雑な部品の寸法の測定を実行するのにかかる時間量の中で、知られている据え付け式のまたは固定式の、コストが高く、使用するのが比較的難しい測定設備と比べて大きな改善を示す。通常、可搬型のＡＡＣＭＭのユーザは、単純に、測定されるべき部品または物体の表面に沿ってプローブを導く。次に、測定データが記録され、ユーザに提供される。場合によっては、データは、視覚的な形態、例えば、コンピュータスクリーン上の３次元（３−Ｄ）の形態でユーザに提供される。その他の場合、データは、数字の形態でユーザに提供され、例えば、穴の直径を測定するとき、テキスト「直径＝１．００３４」がコンピュータスクリーン上に表示される。
【０００４】
先行技術の可搬型の関節アームＣＭＭの一例が、同一出願人による米国特許第５，４０２，５８２（‘５８２）号に開示されており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。‘５８２号特許は、一端に支持基部を、他端に測定プローブを有する手動操作式の関節アームＣＭＭを備える３−Ｄ測定システムを開示する。同一出願人による米国特許第５，６１１，１４７（‘１４７）号は、類似の関節アームＣＭＭを開示しており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。‘１４７号特許においては、関節アームＣＭＭは、プローブ端の追加的な回転軸を含むいくつかの特徴を含み、それによって、２−２−２軸構成または２−２−３軸構成（後者は７軸アームである）のどちらかを有するアームを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，４０２，５８２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６１１，１４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
必要とされるのは、繰返し精度の良い方法で迅速に取り付けおよび取り外しされ得るＡＡＣＭＭである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示的な実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機であって、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部と、関節アーム座標測定機の第１の端部に装着された測定デバイスと、トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路と、第２の端部に結合された基部と、基部に配置された上側取付け部と、取り付け構造に固定され、上側取付け部に繰返し精度良く接続するように構成された下側取付け部と、下側取付け部を識別する識別子情報を電子回路に送信するように構成された電子的識別システムとを含む、関節アーム座標測定機を含む。
【０００８】
さらなる例示的な実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機であって、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部と、関節アーム座標測定機の第１の端部に装着された測定デバイスと、トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路と、第２の端部に結合された基部と、基部に配置された上側取付け部と、取り付け構造に固定され、上側取付け部に繰返し精度良く接続するように構成された下側取付け部とを含み、上側取付け部および下側取付け部が、カービックカップリングまたはハースカップリングのコンポーネントである、関節アーム座標測定機を含む。
【０００９】
さらなる例示的な実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機を動作させる方法であって、反対側にある第１の端部および第２の端部を有し、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、手動で位置付けることが可能な関節アーム部、関節アーム座標測定機の第１の端部に装着された測定デバイス、トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路、第２の端部に結合された基部、ならびに基部に配置された上側取付け部を設けるステップと、第１の取り付け構造に固定され、上側取付け部に繰返し精度良く接続するように構成された第１の下側取付け部を設けるステップと、関節アーム座標測定機を第１の下側取付け部に接続するステップと、第１の下側取付け部を識別する第１の識別子データを電子回路に送信するステップとを含むステップを有する、方法を含む。
【００１０】
ここで図面を参照して、本開示の範囲全体に関して限定的であると解釈されるべきでなく、要素がいくつかの図で同様に付番されている例示的な実施形態が示される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａおよび１Ｂを含む、本発明のさまざまな態様の実施形態を中に有する可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａおよび１Ｂを含む、本発明のさまざまな態様の実施形態を中に有する可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図２Ａ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｂ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｃ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｄ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図３Ａ】一緒に作られた図３Ａおよび３Ｂを含む、一実施形態による、図２の電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。
【図３Ｂ】一緒に作られた図３Ａおよび３Ｂを含む、一実施形態による、図２の電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。
【図４Ａ】図４Ａおよび図４Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、特定の位置に図１のＡＡＣＭＭを取り付けるための取り付け具の一部として使用されるカービックカップリングおよびハースカップリングのそれぞれの斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａおよび図４Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、特定の位置に図１のＡＡＣＭＭを取り付けるための取り付け具の一部として使用されるカービックカップリングおよびハースカップリングのそれぞれの斜視図である。
【図５】本発明の態様の実施形態による、取り付け具を中に具現化する図１のＡＡＣＭＭの基部の一部の断面図である。
【図６Ａ】図６Ａおよび図６Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、組み立てられていない位置および組み立てられた位置の取り付け具のそれぞれの部分的に切り取り図である斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａおよび図６Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、組み立てられていない位置および組み立てられた位置の取り付け具のそれぞれの部分的に切り取り図である斜視図である。
【図７】例示的な実施形態による、ＡＡＣＭＭを取り付けるための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
例示的な実施形態は、基部取り付け具のシリアル番号を１つ以上のＡＡＣＭＭに関する以前の測定履歴と関連付ける電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具を含む。例示的な基部取り付け具は、ＡＡＣＭＭが、１つ以上のＡＡＣＭＭの基準系を再確定する必要なしに取り外され、繰返し精度良く元通りに取り付けられることを可能にする。
【００１３】
図１Ａおよび１Ｂは、本発明のさまざまな実施形態による可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）１００を全体的に示し、関節アームは、座標測定機の一種である。図１Ａおよび１Ｂに示されるように、例示的なＡＡＣＭＭ１００は、一端でＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４に結合された測定プローブ筐体１０２を有する６または７軸関節測定デバイスを含み得る。アーム部１０４は、軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第１の群１１０によって第２のアームセグメント１０８に結合された第１のアームセグメント１０６を含む。軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第２の群１１２は、第２のアームセグメント１０８を測定プローブ筐体１０２に結合する。軸受カートリッジ（例えば、３つの軸受カートリッジ）の第３の群１１４は、第１のアームセグメント１０６を、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４の他端に配置された基部１１６に結合する。軸受カートリッジの各群１１０、１１２、１１４は、関節による動作の複数の軸を提供する。また、測定プローブ筐体１０２は、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸部のシャフト（例えば、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸内の測定デバイス、例えば、プローブ１１８の動作を決定するエンコーダシステムを含むカートリッジ）を含み得る。ＡＡＣＭＭ１００を使用する際、基部１１６は、通常、作業台に固定される。
【００１４】
各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の中の各軸受カートリッジは、通常、エンコーダシステム（例えば、光学式の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、トランスデューサ）は、基部１１６に対するプローブ１１８の位置（および、ひいては、特定の基準系、例えば、局所または大域基準系におけるＡＡＣＭＭ１００によって測定されている物体の位置）をすべてが一緒になって示すそれぞれのアームセグメント１０６、１０８および対応する軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の位置を示す。アームセグメント１０６、１０８は、例えば、これに限定されないが、炭素複合材料などの好適な剛性のある材料で作製され得る。関節による動作の６つまたは７つの軸（すなわち、自由度）を有する可搬型のＡＡＣＭＭ１００は、オペレータによって簡単に扱われ得るアーム部１０４を提供しながら、オペレータが基部１１６のまわりの３６０度の領域内の所望の位置にプローブ１１８を位置付けることを可能にする利点をもたらす。しかし、２つのアームセグメント１０６、１０８を有するアーム部１０４の例は例示を目的とするものであり、特許請求される発明はそのように限定されるべきでないことを理解されたい。ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジによって一緒に結合された任意の数のアームセグメント（および、ひいては、６つもしくは７つを超えるか、または６つもしくは７つ未満の関節による動作の軸または自由度）を持つ可能性がある。
【００１５】
プローブ１１８は、測定プローブ筐体１０２に取り外し可能なように取り付けられ、測定プローブ筐体１０２は、軸受カートリッジの群１１２に接続される。ハンドル１２６は、例えば、クイック接続インターフェース（ｑｕｉｃｋ−ｃｏｎｎｅｃｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により測定プローブ筐体１０２に対して取り外し可能である。ハンドル１２６は、別のデバイス（例えば、レーザラインプローブ、バーコードリーダ）で置き換えられることができ、それによって、オペレータが同じＡＡＣＭＭ１００で異なる測定デバイスを使用することを可能にする利点をもたらす。例示的な実施形態において、プローブ筐体１０２は、接触式の測定デバイスであり、測定されるべき物体に物理的に接触する、ボール形の、タッチセンシティブな、湾曲した、および伸長式のプローブを含むがこれらに限定されない異なるチップ１１８を有する可能性がある取り外し可能なプローブ１１８を収容する。その他の実施形態において、測定は、例えば、レーザラインプローブ（ＬＬＰ）などの非接触式のデバイスによって実行される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースを使用してＬＬＰで置き換えられる。その他の種類の測定デバイスが、追加的な機能を提供するために取り外し可能なハンドル１２６を置き換える可能性がある。そのような測定デバイスの例は、例えば、１つ以上の照明、温度センサ、熱スキャナ、バーコードスキャナ、プロジェクタ、ペイントスプレーヤ、カメラなどを含むがこれらに限定されない。
【００１６】
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジの群１１２から測定プローブ筐体１０２を取り外すことなしにアクセサリまたは機能が変更されることを可能にする利点をもたらす取り外し可能なハンドル１２６を含む。図２に関して以下でより詳細に検討されるように、取り外し可能なハンドル１２６は、電力およびデータが、ハンドル１２６、およびプローブ端に配置された対応する電子機器とやりとりされることを可能にする電気コネクタも含み得る。
【００１７】
さまざまな実施形態において、軸受カートリッジの各群１１０、１１２、１１４は、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４が複数の回転軸のまわりを動くことを可能にする。述べられたように、各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４は、例えばアームセグメント１０６、１０８の対応する回転軸と同軸上にそれぞれが配置された、例えば光学式の角度エンコーダなどの対応するエンコーダシステムを含む。光学式のエンコーダシステムは、本明細書において以下でより詳細に説明されるように、例えば、対応する軸のまわりのアームセグメント１０６、１０８のそれぞれのアームセグメントの回転する（スイベルの）または横の（蝶番の）動きを検出し、ＡＡＣＭＭ１００内の電子データ処理システムに信号を送信する。それぞれの個々の処理されていないエンコーダのカウントが信号として電子データ処理システムに別々に送信され、電子データ処理システムにおいて、そのカウントは測定データへとさらに処理される。同一出願人による米国特許第５，４０２，５８２（‘５８２）号に開示されているような、ＡＡＣＭＭ１００自体から分離した位置計算機（例えば、シリアルボックス）は必要とされない。
【００１８】
基部１１６は、装着デバイスまたは取り付けデバイス１２０を含み得る。取り付けデバイス１２０は、ＡＡＣＭＭ１００が、例えば、検査台、マシニングセンタ、壁、または床などの所望の位置に取り外し可能なように取り付けられることを可能にする。一実施形態において、基部１１６は、ＡＡＣＭＭ１００が移動されているときにオペレータが基部１１６を持つのに都合の良い位置を提供するハンドル部１２２を含む。一実施形態において、基部１１６は、折りたたむとディスプレイスクリーンなどのユーザインターフェースが見えるようになる可動式のカバー部１２４をさらに含む。
【００１９】
図４〜６に関して本明細書においてさらに説明されるように、基部１１６および取り付けデバイスは、基部１１６に組み込まれ、アームのシリアル番号および以前の測定履歴を取り付け具１５０と関連付ける電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具１５０をさらに含み得る。例示的な基部取り付け具は、ＡＡＣＭＭ１００が取り付け具１５０から取り外され、次いで、その後、取り付け具１５０に元通りに取り付けられるたびに測定のすべての基準パラメータを確定する必要なしに、ＡＡＣＭＭ１００が比較的より迅速に取り外され、適切に元通りに取り付けられることを可能にする。
【００２０】
一実施形態によれば、可搬型のＡＡＣＭＭ１００の基部１１６は、２つの主要なコンポーネント、すなわち、ＡＡＣＭＭ１００内のさまざまなエンコーダシステムからのデータ、および３次元（３−Ｄ）位置計算をサポートするためのその他のアームパラメータを表すデータを処理する基部処理システムと、比較的完全な計測機能が外部コンピュータへの接続を必要とせずにＡＡＣＭＭ１００内で実施されることを可能にする、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、および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ーフェース処理システムとを含む電子データ処理システムを含むまたは収容する。
【００２１】
基部１１６内の電子データ処理システムは、基部１１６から離れて配置されたエンコーダシステム、センサ、およびその他の周辺ハードウェア（例えば、ＡＡＣＭＭ１００上の取り外し可能なハンドル１２６に取り付けられることができるＬＬＰ）と通信することができる。これらの周辺ハードウェアデバイスまたは特徴をサポートする電子機器は、可搬型のＡＡＣＭＭ１００内に配置された軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４のそれぞれに配置され得る。
【００２２】
図２は、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００で利用される電子機器の構成図である。図２に示される実施形態は、基部処理システムを実装するための基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、電力を供給するための基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と、基部傾斜基板２０８とを含む電子データ処理システム２１０を含む。ユーザインターフェース基板２０２は、ユーザインターフェース、表示、および本明細書において説明されるその他の機能を実行するアプリケーションソフトウェアを実行するためのコンピュータプロセッサを含む。
【００２３】
図２に示されるように、電子データ処理システム２１０は、１つ以上のアームバス２１８を介して上述の複数のエンコーダシステムと通信している。図２に示された実施形態において、各エンコーダシステムは、エンコーダデータを生成し、エンコーダアームバスインターフェース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ーフェース２３４と、温度センサ２１２とを含む。歪みセンサなどのその他のデバイスが、アームバス２１８に装着され得る。
【００２４】
さらに図２に示されているのは、アームバス２１８と通信しているプローブ端電子機器２３０である。プローブ端電子機器２３０は、プローブ端ＤＳＰ２２８と、温度センサ２１２と、一実施形態においてはクイック接続インターフェースによってハンドル１２６またはＬＬＰ２４２に接続するハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０と、プローブインターフェース２２６とを含む。クイック接続インターフェースは、ＬＬＰ２４２およびその他のアクセサリによって使用されるデータバス、制御線、および電源バスへのハンドル１２６によるアクセスを可能にする。一実施形態において、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースから取り外されることができ、測定は、ハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０を介してＡＡＣＭＭ１００のプローブ端電子機器２３０と通信するレーザラインプローブ（ＬＬＰ）２４２によって実行される可能性がある。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置され、エンコーダシステムは、軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４に配置される。プローブインターフェース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．から販売されている製品を含む任意の好適な通信プロトコルによってプローブ端ＤＳＰ２２８に接続することができる。
【００２５】
図３は、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００の電子データ処理システム２１０の詳細な特徴を示す構成図である。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と、基部傾斜モジュール２０８とを含む。
【００２６】
図３に示される実施形態において、基部プロセッサ基板２０４は、図中に示されるさまざまな機能ブロックを含む。例えば、基部プロセッサ機能３０２は、ＡＡＣＭＭ１００からの測定データの収集をサポートするために利用され、アームバス２１８およびバス制御モジュール機能３０８を介して処理されていないアームデータ（例えば、エンコーダシステムのデータ）を受信する。メモリ機能３０４は、プログラムおよび静的なアーム構成データを記憶する。基部プロセッサ基板２０４は、ＬＬＰ２４２などの任意の外部ハードウェアデバイスまたはアクセサリと通信するための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）およびログ３０６と、バッテリパックインターフェース（ＩＦ）３１６と、診断ポート３１８とが、図３に示される基部プロセッサ基板２０４の実施形態の機能にやはり含まれる。
【００２７】
また、基部プロセッサ基板２０４は、外部（ホストコンピュータ）および内部（ディスプレイプロセッサ２０２）デバイスとのすべての有線および無線データ通信を管理する。基部プロセッサ基板２０４は、（例えば、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）１５８８などのクロック同期規格を用いて）イーサネット（登録商標）機能３２０を介してイーサネットネットワークと、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、およびパラレル・シリアル通信（ＰＳＣ）機能３１４を介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２３２と通信する能力を有する。基部プロセッサ基板２０４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）デバイス３１２への接続も含む。
【００２８】
基部プロセッサ基板２０４は、上述の‘５８２号特許のシリアルボックスで開示されたようないかなる前処理も必要とせずに測定データへと処理するために、処理されていない測定データ（例えば、エンコーダシステムのカウント、温度の読み取り値）を送信および収集する。基部プロセッサ２０４は、ＲＳ４８５インターフェース（ＩＦ）３２６を介してユーザインターフェース基板２０２のディスプレイプロセッサ３２８に処理されたデータを送信する。一実施形態において、基部プロセッサ２０４は、処理されていない測定データを外部コンピュータにやはり送信する。
【００２９】
ここで図３のユーザインターフェース基板２０２に目を向けると、基部プロセッサによって受信された角度および位置データが、ＡＡＣＭＭ１００内の自律的な計測システムを提供するためにディスプレイプロセッサ３２８で実行されるアプリケーションによって利用される。アプリケーションは、これらに限定されないが、特徴の測定、手引きおよび訓練のグラフィックス、遠隔診断、温度の修正、さまざまな動作の特徴の制御、さまざまなネットワークへの接続、ならびに測定された物体の表示などの機能をサポートするためにディスプレイプロセッサ３２８で実行され得る。ディスプレイプロセッサ３２８および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３３８（例えば、タッチスクリーンＬＣＤ）ユーザインターフェースとともに、ユーザインターフェース基板２０２は、セキュアデジタル（ＳＤ）カードインターフェース３３０と、メモリ３３２と、ＵＳＢホストインターフェース３３４と、診断ポート３３６と、カメラポート３４０と、音声／映像インターフェース３４２と、ダイヤルアップ／セルモデム３４４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）ポート３４６とを含むいくつかのインターフェースオプションを含む。
【００３０】
図３に示される電子データ処理システム２１０は、環境データを記録するための環境レコーダ３６２を有する基部電源基板２０６も含む。また、基部電源基板２０６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３５８およびバッテリ充電器制御３６０を用いて、電子データ処理システム２１０に電力を供給する。基部電源基板２０６は、集積回路間（ｉｎｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）（Ｉ２Ｃ）シリアルシングルエンドバス３５４を用いて、およびＤＭＡシリアル周辺インターフェース（ＤＭＡ ｓｅｒｉａｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＤＳＰＩ）３５６を介して基部プロセッサ基板２０４と通信する。基部電源基板２０６は、基部電源基板２０６に実装された入力／出力（Ｉ／Ｏ）拡張機能３６４を介して傾斜センサおよび無線周波数識別（ＲＦＩＤ）モジュール２０８に接続される。
【００３１】
別個のコンポーネントとして示されているが、その他の実施形態において、これらのコンポーネントのすべてまたは一部は、図３に示された位置とは異なる位置に物理的に配置される、および／または図３に示された方法とは異なる方法で組み合わされた機能である可能性がある。例えば、一実施形態において、基部プロセッサ基板２０４およびユーザインターフェース基板２０２は、１つの物理的な基板に組み合わされる。
【００３２】
図４〜６を参照すると、本発明の実施形態の可搬型のＡＡＣＭＭ１００に対する改善の別の態様は、取り付け具のシリアル番号を１つ以上の関節アームＣＭＭの以前の測定履歴と関連付ける電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具１５０に関する。繰返し精度の良い基部取り付け具１５０は、下側取付け部４０２および上側取付け部４０４を含む。繰返し精度の良い基部取り付け具１５０は、基部１１６と一体である可能性があり、取り付けデバイス１２０が、上側取付け部４０４を下側取付け部４０２と接触したままに保つために使用される可能性がある。これは、その全体を本願に引用して援用する、２０１１年１月１４日に出願した米国特許出願第１３／００６４９０号の図９に示された方法と同様の方法を用いて下側取付け部４０２のねじ山に対して下向きに取り付けデバイス１２０をねじ止めすることによってなされ得る。
【００３３】
特定の作業のケースでは、可搬型のＡＡＣＭＭ１００のオペレータは、可搬型のＡＡＣＭＭ１００が機械加工または組立て動作中に固定されていた道具、機械、固定具、計器スタンド、定盤、またはその他の作業台から可搬型のＡＡＣＭＭ１００の実質的に全体（すなわち、基部およびアーム部）を日常的に取り外さなければならない。次に、オペレータは、その後の測定を行うために可搬型のＡＡＣＭＭ１００を再設置しなければならない。現在の可搬型のＣＭＭシステムでは、可搬型のＡＡＣＭＭ１００が再設置されるたびに、適切に座標系を再確定し、測定セッションを再び始めるために比較的長い時間が必要とされる。例えば、基準系を確定するために、ＡＡＣＭＭは、ワークピースまたは周囲の位置を少なくとも３点、通常はそれよりも多くの点測定するために使用される。ＡＡＣＭＭが複数の位置に移動される場合、共通の基準系を確定するために、共通の点が、それらの位置のそれぞれにおいてＡＡＣＭＭによって測定される。ユーザは、測定された点の座標を、ＡＡＣＭＭを１つの取り付け位置から別の取り付け位置に移動させるときに必要とされる数学的な変換行列に変換するためのアプリケーションソフトウェアにアクセスする。そのような行列は、例えば、回転操作と平行移動操作を組み合わせる４ｘ４行列である可能性がある。変換行列を得るための方法および変換行列を使用するための方法は、当業者によく知られており、さらに検討されない。変換行列を使用することにより、ソフトウェアが、新しい取り付け位置におけるＡＡＣＭＭ１００の姿勢（ｘ、ｙ、ｚ、および３つの方向の角度）を見つけるために使用されることができる。概して、上述のステップを実行するのにかかる時間は、測定時間をはるかに超える。したがって、本明細書に記載の例示的な実施形態は、ＡＡＣＭＭ１００を使用する際の効率を大きく改善する。
【００３４】
本発明は、ＡＡＣＭＭが移動されるときに毎回ＡＡＣＭＭ１００の姿勢を再確定する必要なしにＡＡＣＭＭ１００が取り外され、繰返し精度良く元通りに取り付けられることを可能にする繰返し精度の良い基部取り付け具１５０を提供する。
【００３５】
本発明の一部の実施形態は、例えば、ボールとロッドの組合せを含むキネマティック取り付け要素（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を使用する。その他の本発明の実施形態は、大きな力による変形を阻止する弾性平均化（ｅｌａｓｔｉｃ ａｖｅｒａｇｉｎｇ）（過制約（ｏｖｅｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ））の原理に基づく。そのような実施形態は、変形することなくＡＡＣＭＭ１００の基部１１６およびアーム部１０４を取り付けリング４００に固定するために必要とされる比較的極端な力に対処することができる繰返し精度の良い基部取り付け具１５０を含む。例えば、静的な力は、ＡＡＣＭＭ１００の重さの大きさとほぼ同じである可能性がある。ＡＡＣＭＭ１００の取り付け具にかかるトルクは、アームセグメント１０６、１０８の長さに最大のばね力を掛けた大きさとほぼ同じである可能性がある。繰返し精度の良い基部取り付け具１５０の実施形態は、弾性平均化（過制約）の原理を利用する。図４Ａおよび４Ｂに示される弾性平均化取り付け具４００の例は、Ｖ歯カップリング（Ｖ−ｔｏｏｔｈ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）またはフォイトカップリング（Ｖｏｉｔｈ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）としても知られるカービックリングカップリング４１０（図４Ａ、６Ａ、６Ｂ）およびハースリングカップリング４２０（図４Ｂ）を含む。カービックリングカップリングは、比較的大きな支持表面領域を提供し、さらに、垂直方向の、半径方向の、および同心円方向の動きを制約する。カービックリングカップリング４１０およびハースリングカップリング４２０の実装は、本明細書において説明されるように、比較的極端な力の問題を克服する。当技術で知られているように、カービックリングカップリング４１０は、接触深さ（ｃｏｎｔａｃｔ ｄｅｐｔｈ）の湾曲した放射状の歯を有する精密な表面スプライン（ｆａｃｅ ｓｐｌｉｎｅ）を有する。カービックリングカップリング４１０は、２つ以上の部材を接合して単一の動作ユニットを形成するために実装される。やはり当技術で知られているように、ハースリングカップリング４２０は、部品の円筒状の特徴の端部の表面にミリングまたは研削された放射状の溝を含む。溝は、セレーションが完成するまで、溝の底の角度の分だけ傾けられ、溝から溝へ回転される部品に１つずつ作られる。ハースリングカップリング４２０は、部品の２つの部分を１つに接続するために実装され、部品のそれぞれ半分の端部の表面で１つに噛み合う歯によって特徴づけられる。
【００３６】
カップリング４００の繰返し精度をもたらす特徴に加えて、基部取り付けシステム１５０は、単一の取り付け方向を保証するためのキーまたはピンも含む。各カップリング４００は、下側取付け部４０２および上側取付け部４０４を有する。下側取付け部４０２は、通常の手段を用いて道具、機械、固定具、計器スタンド、定盤、またはその他の作業台に装着され得る取り付けリングに組み込まれる。取り付けリングは、例えば、取り付けデバイス４２０に一体化され得る。下側取付け部４０２は、取り付けリングに据え付けられるときにＡＡＣＭＭ１００に送信され得る一意的なシリアル番号を割り当てられることができる。この通信は、無線で、磁気的に、または電気コネクタを介して実現され得る。一実施形態において、封入されたＲＦ識別（ＲＦＩＤ）タグ４４０が、取り付け組立体の中心に取り付けられ得る。一実施形態において、ＲＦ識別タグ４４０のシリアル番号が、トランシーバ４３０によって読まれる。
【００３７】
比較的より強固なカップリングを提供する代替的な設計は、（図６Ａの下側取付け部４０２に示されるねじ山が切られたリングなどの）ねじ山が切られたリングの代わりに中心に引き伸ばされた（ｃｅｎｔｅｒ ｄｒａｗｎ）（例えば、ボルト）アタッチメントである。そのような設計は、ＲＦＩＤタグを下側取付け部４０２の中心からずらし、トランシーバ４３０を基部１１６の中心からずらすことを含み得る。それらの場所で、ボルトが、下側取付け部４０２と上側取付け部４０４を１つにしっかりと保持するために下側取付け部４０２と基部１１６の間でねじ止めされる。ねじによる設計と比較して、この代替的な設計は、比較的より一様なリングの縁の負荷をもたらすことができ、それによって、比較的より強固な取り付けをもたらす。
【００３８】
上側取付け部４０４は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に装着される。基部１１６は、取り付け具のシリアル番号を読むための手段を含む。一実施形態において、ＲＦトランシーバ４３０が、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６の中に取り付けられることができ、ＲＦ透過窓が、ＲＦエネルギーが基部１１６からＲＦＩＤタグ４４０まで通過することを可能にする。トランシーバ４３０からのＲＦ放射放出と、トランシーバ４３０によるＲＦ放射からの影響の受けやすさとを最小化するために、トランシーバ４３０およびＲＦＩＤタグ４４０のまわりが遮蔽される可能性がある。
【００３９】
本発明の実施形態において、ＡＡＣＭＭ１００は、下側取付け部４０２のそれぞれの位置に関して、大域基準系内のＡＡＣＭＭ１００の姿勢（ｘ、ｙ、ｚ、および３つの方向の角度）を記憶することを可能にするためのハードウェアおよびソフトウェアを含む。結果として、取り付け具に対するＡＡＣＭＭ１００の設置は、比較的迅速である。つまり、ＡＡＣＭＭ１００に関する前の設定情報（すなわち、姿勢）が、失われず、その特定のＡＡＣＭＭ１００に関する基準座標系を素早く再確定するために再利用され得る。複数の取り付け具とＡＡＣＭＭ１００の組合せが、生成され、記憶され得る。複数の下側取付け部４０２が、作業領域内に固定される可能性があり、ＡＡＣＭＭ１００が、１つの下側取付け部４０２から別の下側取付け部４０２へと移動されることができる。複数のＡＡＣＭＭ１００および複数の下側取付け部４０２が、比較的迅速で柔軟な機器の変更を可能にする一意的な設定情報を記憶することができる。
【００４０】
図７は、例示的な実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００を取り付けるための方法７００の流れ図を示す。ステップ７０５において、ＡＡＣＭＭ１００のトランシーバ４３０が、下側取付け部４０２に装着されたＲＦＩＤタグ４４０のシリアル番号を読む。ステップ７１０において、電子データ処理システム２１０が、ステップ７０５において読まれたシリアル番号に対するＡＡＣＭＭ１００の姿勢が分かっているかどうかを判定する。シリアル番号が分かっている場合、ステップ７１５において、電子データ処理システム２１０が、ＡＡＣＭＭ１００の姿勢に関連する６つの数字（３つの位置および３つの角度）をメモリ３０４から読む。シリアル番号が分かっていない場合、ステップ７２０において、オペレータが、ＡＡＣＭＭ１００を用いて、所望の（例えば、大域的な）基準系内のＡＡＣＭＭ１００の姿勢を確定するためにソフトウェアによって使用される一群の点を測定する。概して、少なくとも３つの点が、測定される必要がある。それらの点は、ＣＡＤモデルからの特徴に、またはワークピース上の特徴に関連付けられ得る。場合によっては、共通の基準系内にＡＡＣＭＭを配置するために、同じ点がその他のＡＡＣＭＭによって測定される可能性がある。ステップ７２５において、電子データ処理システム２１０が、ＡＡＣＭＭ１００の姿勢と、下側取付け部４０２のＲＦＩＤタグ４４０からのシリアル番号とをメモリ３０４に記憶する。
【００４１】
図７を参照して説明された方法は、ＡＡＣＭＭ１００の姿勢が最後に決定されてから下側取付け部４０２が移動されなかったと仮定する。下側取付け部４０２が移動された可能性が、必要に応じてアプリケーションソフトウェアにおいて考慮され得る。
【００４２】
上述の実施形態において、例えば、ＲＦ識別タグおよびトランシーバを含み得る電子的識別システムが、特定の下側取付け部４０２を識別するために電子データ処理システム２１０に自動的に情報を送信するために使用される。例えば、下側取付け部４０２は、シリアル番号によって識別され得る。別の実施形態において、オペレータは、下側土台部４０２を識別するためのアクションを行う可能性がある。例えば、アプリケーションソフトウェアが、ＡＡＣＭＭ１００が移動されるたびにオペレータが下側取付け部４０２を識別することを可能にするユーザインターフェースを提供することができる。この手段によって、オペレータは、たとえ電子的識別システムが利用できないときでも特定の下側取付け部４０２を識別することができる。この場合、ＡＡＣＭＭ１００は、下側土台部４０２の間を移動され、ソフトウェアでユーザにより迅速に識別されることができる。そのとき、ソフトウェアは、必要とされる変換行列にアクセスし、それによって、そうしなかったとしたら必要とされるであろう時間のかかる測定のステップを省略する。
【００４３】
技術的効果および利点は、下側取付け部４０２に置かれたときにＡＡＣＭＭ１００に関する姿勢を記憶し、呼び出し、それによって、ＡＡＣＭＭをあちこちに移動させるときの設定時間を節約する能力を含む。
【００４４】
当業者に理解されるであろうように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化され得る。したがって、本発明の態様は、すべてハードウェアの実施形態、すべてソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはすべてが概して本明細書において「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」と呼ばれることがあるソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせる実施形態の形態をとる可能性がある。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードを具現化する１つ以上のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとる可能性がある。
【００４５】
１つ以上のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが、利用され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読ストレージ媒体である可能性がある。コンピュータ可読ストレージ媒体は、これらに限定されないが、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、もしくは半導体システム、装置、もしくはデバイス、またはこれらの任意の好適な組合せである可能性がある。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）は、以下、すなわち、１つ以上の配線を有する電気的な接続、持ち運び可能なコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュメモリ）、光ファイバー、持ち運び可能なコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学式ストレージデバイス、磁気式ストレージデバイス、またはこれらの任意の好適な組合せを含む。本明細書の文脈においては、コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによる使用のための、または命令実行システム、装置、もしくはデバイスに関連するプログラムを含むかまたは記憶することができる任意の有形の媒体である可能性がある。
【００４６】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドで、または搬送波の一部としてコンピュータ可読プログラムコードを具現化する伝播されるデータ信号を含み得る。そのような伝播される信号は、電磁的、光学的、またはこれらの任意の好適な組合せを含むがこれらに限定されないさまざまな形態のうちの任意の形態をとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではなく、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによる使用のための、または命令実行システム、装置、もしくはデバイスに関連するプログラムを伝達、伝播、または搬送することができる任意のコンピュータ可読媒体である可能性がある。
【００４７】
コンピュータ可読媒体上に具現化されたプログラムコードは、無線、有線、光ファイバーケーブル、ＲＦなど、またはこれらの任意の好適な組合せを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を用いて送信され得る。
【００４８】
本発明の態様のオペレーションを実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋、Ｃ＃などのオブジェクト指向プログラミング言語と、「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの通常の手続き型プログラミング言語とを含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組合せで記述され得る。プログラムコードは、すべてユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとしてユーザのコンピュータ上で部分的に、ユーザのコンピュータ上で部分的にかつ遠隔のコンピュータ上で部分的に、またはすべて遠隔のコンピュータもしくはサーバ上で実行され得る。最後の場合では、遠隔のコンピュータが、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続され得るか、または外部コンピュータへの接続が（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）行われ得る。
【００４９】
本発明の態様が、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品の流れ図および／または構成図を参照して説明されている。流れ図および／または構成図の各ブロックと、流れ図および／または構成図のブロックの組合せとは、コンピュータプログラム命令によって実装され得ることが理解されるであろう。
【００５０】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、流れ図および／または構成図の１つのブロックまたは複数のブロックで規定された機能／動作を実施するための手段をもたらすように、多目的コンピュータ、専用コンピュータ、または機械を製造するためのその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに与えられ得る。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が、流れ図および／または構成図の１つのブロックまたは複数のブロックで規定された機能／動作を実施する命令を含む製品をもたらすように、コンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスを特定の方法で機能させることができるコンピュータ可読媒体に記憶される可能性もある。
【００５１】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたはその他のプログラム可能な装置で実行される命令が、流れ図および／または構成図の１つのブロックまたは複数のブロックで規定された機能／動作を実施するためのプロセスを提供するように、コンピュータで実施されるプロセスを生成するために一連のオペレーションのステップがコンピュータ、その他のプログラム可能な装置、またはその他のデバイスで実行されるようにするために、コンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスにロードされる可能性もある。
【００５２】
図面の流れ図および構成図は、本発明のさまざまな実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品のあり得る実装のアーキテクチャ、機能、およびオペレーションを示す。その際、流れ図または構成図の各ブロックは、（１つ以上の）規定された論理的な機能を実装するための１つ以上の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部を表す可能性がある。一部の代替的な実装において、ブロックで示された機能が、図面に示された順序とは異なる順序で行われ得ることにも留意されたい。例えば、連続で示された２つのブロックが、実際には実質的に同時に実行される可能性があり、またはそれらのブロックは、関連する機能に応じて逆順に実行される場合もあり得る。構成図および／または流れ図の各ブロックと、構成図および／または流れ図のブロックの組合せとは、規定された機能もしくは動作を実行する専用のハードウェアに基づくシステム、または専用のハードウェアとコンピュータ命令の組合せによって実装され得ることも認識されるであろう。
【００５３】
本発明が例示的な実施形態を参照して説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなくさまざまな変更が行われる可能性があり、均等物が本発明の要素の代替とされる可能性があることが当業者に理解されるであろう。さらに、特定の状況または構成要素を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく多くの修正が行われ得る。したがって、本発明は本発明を実施するための考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むことが意図される。さらに、用語「第１」、「第２」などの使用はいかなる順序または重要度も表さず、むしろ用語「第１」、「第２」などはある要素を別の要素と区別するために使用される。その上、用語「ａ」、「ａｎ」などの使用は量の限定を表さず、むしろ言及される項目の少なくとも１つの存在を表す。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、座標測定機に関し、より詳細には、電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具を有する可搬型の関節アーム座標測定機（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ ａｒｍ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１０年１月２０日に出願した仮出願第６１／２９６，５５５号の利益を主張するものであり、この仮出願の内容は、その全体を本願に引用して援用する。
【０００３】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）は、部品の製造または生産のさまざまな段階（例えば、機械加工）の間に部品の寸法を迅速かつ正確に確認するニーズが存在する部品の製造または生産に広く使用されている。可搬型のＡＡＣＭＭは、特に、比較的複雑な部品の寸法の測定を実行するのにかかる時間量の中で、知られている据え付け式のまたは固定式の、コストが高く、使用するのが比較的難しい測定設備と比べて大きな改善を示す。通常、可搬型のＡＡＣＭＭのユーザは、単純に、測定されるべき部品または物体の表面に沿ってプローブを導く。次に、測定データが記録され、ユーザに提供される。場合によっては、データは、視覚的な形態、例えば、コンピュータスクリーン上の３次元（３−Ｄ）の形態でユーザに提供される。その他の場合、データは、数字の形態でユーザに提供され、例えば、穴の直径を測定するとき、テキスト「直径＝１．００３４」がコンピュータスクリーン上に表示される。
【０００４】
先行技術の可搬型の関節アームＣＭＭの一例が、同一出願人による米国特許第５，４０２，５８２（‘５８２）号に開示されており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。‘５８２号特許は、一端に支持基部を、他端に測定プローブを有する手動操作式の関節アームＣＭＭを備える３−Ｄ測定システムを開示する。同一出願人による米国特許第５，６１１，１４７（‘１４７）号は、類似の関節アームＣＭＭを開示しており、この米国特許は、その全体を本願に引用して援用する。‘１４７号特許においては、関節アームＣＭＭは、プローブ端の追加的な回転軸を含むいくつかの特徴を含み、それによって、２−２−２軸構成または２−２−３軸構成（後者は７軸アームである）のどちらかを有するアームを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，４０２，５８２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６１１，１４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
必要とされるのは、繰返し精度の良い方法で迅速に取り付けおよび取り外しされ得るＡＡＣＭＭである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示的な実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機であって、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部と、関節アーム座標測定機の第１の端部に装着された測定デバイスと、トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路と、第２の端部に結合された基部と、基部に配置された上側取付け部と、取り付け構造に固定され、上側取付け部に繰返し精度良く接続するように構成された下側取付け部と、下側取付け部を識別する識別子情報を電子回路に送信するように構成された電子的識別システムとを含む、関節アーム座標測定機を含む。
【０００８】
さらなる例示的な実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機であって、反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部であって、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、アーム部と、関節アーム座標測定機の第１の端部に装着された測定デバイスと、トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路と、第２の端部に結合された基部と、基部に配置された上側取付け部と、取り付け構造に固定され、上側取付け部に繰返し精度良く接続するように構成された下側取付け部とを含み、上側取付け部および下側取付け部が、カービックカップリングまたはハースカップリングのコンポーネントである、関節アーム座標測定機を含む。
【０００９】
さらなる例示的な実施形態は、可搬型の関節アーム座標測定機を動作させる方法であって、反対側にある第１の端部および第２の端部を有し、複数の接続されたアームセグメントを含み、アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサを含む、手動で位置付けることが可能な関節アーム部、関節アーム座標測定機の第１の端部に装着された測定デバイス、トランスデューサからの位置信号を受信するための、および測定デバイスの位置に対応するデータを提供するための電子回路、第２の端部に結合された基部、ならびに基部に配置された上側取付け部を設けるステップと、第１の取り付け構造に固定され、上側取付け部に繰返し精度良く接続するように構成された第１の下側取付け部を設けるステップと、関節アーム座標測定機を第１の下側取付け部に接続するステップと、第１の下側取付け部を識別する第１の識別子データを電子回路に送信するステップとを含むステップを有する、方法を含む。
【００１０】
ここで図面を参照して、本開示の範囲全体に関して限定的であると解釈されるべきでなく、要素がいくつかの図で同様に付番されている例示的な実施形態が示される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａおよび１Ｂを含む、本発明のさまざまな態様の実施形態を中に有する可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａおよび１Ｂを含む、本発明のさまざまな態様の実施形態を中に有する可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）の斜視図である。
【図２Ａ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｂ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｃ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図２Ｄ】一緒に作られた図２Ａ〜２Ｄを含む、一実施形態による、図１のＡＡＣＭＭの一部として利用される電子機器の構成図である。
【図３Ａ】一緒に作られた図３Ａおよび３Ｂを含む、一実施形態による、図２の電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。
【図３Ｂ】一緒に作られた図３Ａおよび３Ｂを含む、一実施形態による、図２の電子データ処理システムの詳細な特徴を示す構成図である。
【図４Ａ】図４Ａおよび図４Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、特定の位置に図１のＡＡＣＭＭを取り付けるための取り付け具の一部として使用されるカービックカップリングおよびハースカップリングのそれぞれの斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａおよび図４Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、特定の位置に図１のＡＡＣＭＭを取り付けるための取り付け具の一部として使用されるカービックカップリングおよびハースカップリングのそれぞれの斜視図である。
【図５】本発明の態様の実施形態による、取り付け具を中に具現化する図１のＡＡＣＭＭの基部の一部の断面図である。
【図６Ａ】図６Ａおよび図６Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、組み立てられていない位置および組み立てられた位置の取り付け具のそれぞれの部分的に切り取り図である斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａおよび図６Ｂを含む、本発明の態様の実施形態による、組み立てられていない位置および組み立てられた位置の取り付け具のそれぞれの部分的に切り取り図である斜視図である。
【図７】例示的な実施形態による、ＡＡＣＭＭを取り付けるための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
例示的な実施形態は、基部取り付け具のシリアル番号を１つ以上のＡＡＣＭＭに関する以前の測定履歴と関連付ける電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具を含む。例示的な基部取り付け具は、ＡＡＣＭＭが、１つ以上のＡＡＣＭＭの基準系を再確定する必要なしに取り外され、繰返し精度良く元通りに取り付けられることを可能にする。
【００１３】
図１Ａおよび１Ｂは、本発明のさまざまな実施形態による可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）１００を全体的に示し、関節アームは、座標測定機の一種である。図１Ａおよび１Ｂに示されるように、例示的なＡＡＣＭＭ１００は、一端でＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４に結合された測定プローブ筐体１０２を有する６または７軸関節測定デバイスを含み得る。アーム部１０４は、軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第１の群１１０によって第２のアームセグメント１０８に結合された第１のアームセグメント１０６を含む。軸受カートリッジ（例えば、２つの軸受カートリッジ）の第２の群１１２は、第２のアームセグメント１０８を測定プローブ筐体１０２に結合する。軸受カートリッジ（例えば、３つの軸受カートリッジ）の第３の群１１４は、第１のアームセグメント１０６を、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４の他端に配置された基部１１６に結合する。軸受カートリッジの各群１１０、１１２、１１４は、関節による動作の複数の軸を提供する。また、測定プローブ筐体１０２は、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸部のシャフト（例えば、ＡＡＣＭＭ１００の第７の軸内の測定デバイス、例えば、プローブ１１８の動作を決定するエンコーダシステムを含むカートリッジ）を含み得る。ＡＡＣＭＭ１００を使用する際、基部１１６は、通常、作業台に固定される。
【００１４】
各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の中の各軸受カートリッジは、通常、エンコーダシステム（例えば、光学式の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、トランスデューサ）は、基部１１６に対するプローブ１１８の位置（および、ひいては、特定の基準系、例えば、局所または大域基準系におけるＡＡＣＭＭ１００によって測定されている物体の位置）をすべてが一緒になって示すそれぞれのアームセグメント１０６、１０８および対応する軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４の位置を示す。アームセグメント１０６、１０８は、例えば、これに限定されないが、炭素複合材料などの好適な剛性のある材料で作製され得る。関節による動作の６つまたは７つの軸（すなわち、自由度）を有する可搬型のＡＡＣＭＭ１００は、オペレータによって簡単に扱われ得るアーム部１０４を提供しながら、オペレータが基部１１６のまわりの３６０度の領域内の所望の位置にプローブ１１８を位置付けることを可能にする利点をもたらす。しかし、２つのアームセグメント１０６、１０８を有するアーム部１０４の例は例示を目的とするものであり、特許請求される発明はそのように限定されるべきでないことを理解されたい。ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジによって一緒に結合された任意の数のアームセグメント（および、ひいては、６つもしくは７つを超えるか、または６つもしくは７つ未満の関節による動作の軸または自由度）を持つ可能性がある。
【００１５】
プローブ１１８は、測定プローブ筐体１０２に取り外し可能なように取り付けられ、測定プローブ筐体１０２は、軸受カートリッジの群１１２に接続される。ハンドル１２６は、例えば、クイック接続インターフェース（ｑｕｉｃｋ−ｃｏｎｎｅｃｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により測定プローブ筐体１０２に対して取り外し可能である。ハンドル１２６は、別のデバイス（例えば、レーザラインプローブ、バーコードリーダ）で置き換えられることができ、それによって、オペレータが同じＡＡＣＭＭ１００で異なる測定デバイスを使用することを可能にする利点をもたらす。例示的な実施形態において、プローブ筐体１０２は、接触式の測定デバイスであり、測定されるべき物体に物理的に接触する、ボール形の、タッチセンシティブな、湾曲した、および伸長式のプローブを含むがこれらに限定されない異なるチップ１１８を有する可能性がある取り外し可能なプローブ１１８を収容する。その他の実施形態において、測定は、例えば、レーザラインプローブ（ＬＬＰ）などの非接触式のデバイスによって実行される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースを使用してＬＬＰで置き換えられる。その他の種類の測定デバイスが、追加的な機能を提供するために取り外し可能なハンドル１２６を置き換える可能性がある。そのような測定デバイスの例は、例えば、１つ以上の照明、温度センサ、熱スキャナ、バーコードスキャナ、プロジェクタ、ペイントスプレーヤ、カメラなどを含むがこれらに限定されない。
【００１６】
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、ＡＡＣＭＭ１００は、軸受カートリッジの群１１２から測定プローブ筐体１０２を取り外すことなしにアクセサリまたは機能が変更されることを可能にする利点をもたらす取り外し可能なハンドル１２６を含む。図２に関して以下でより詳細に検討されるように、取り外し可能なハンドル１２６は、電力およびデータが、ハンドル１２６、およびプローブ端に配置された対応する電子機器とやりとりされることを可能にする電気コネクタも含み得る。
【００１７】
さまざまな実施形態において、軸受カートリッジの各群１１０、１１２、１１４は、ＡＡＣＭＭ１００のアーム部１０４が複数の回転軸のまわりを動くことを可能にする。述べられたように、各軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４は、例えばアームセグメント１０６、１０８の対応する回転軸と同軸上にそれぞれが配置された、例えば光学式の角度エンコーダなどの対応するエンコーダシステムを含む。光学式のエンコーダシステムは、本明細書において以下でより詳細に説明されるように、例えば、対応する軸のまわりのアームセグメント１０６、１０８のそれぞれのアームセグメントの回転する（スイベルの）または横の（蝶番の）動きを検出し、ＡＡＣＭＭ１００内の電子データ処理システムに信号を送信する。それぞれの個々の処理されていないエンコーダのカウントが信号として電子データ処理システムに別々に送信され、電子データ処理システムにおいて、そのカウントは測定データへとさらに処理される。同一出願人による米国特許第５，４０２，５８２（‘５８２）号に開示されているような、ＡＡＣＭＭ１００自体から分離した位置計算機（例えば、シリアルボックス）は必要とされない。
【００１８】
基部１１６は、装着デバイスまたは取り付けデバイス１２０を含み得る。取り付けデバイス１２０は、ＡＡＣＭＭ１００が、例えば、検査台、マシニングセンタ、壁、または床などの所望の位置に取り外し可能なように取り付けられることを可能にする。一実施形態において、基部１１６は、ＡＡＣＭＭ１００が移動されているときにオペレータが基部１１６を持つのに都合の良い位置を提供するハンドル部１２２を含む。一実施形態において、基部１１６は、折りたたむとディスプレイスクリーンなどのユーザインターフェースが見えるようになる可動式のカバー部１２４をさらに含む。
【００１９】
図４〜６に関して本明細書においてさらに説明されるように、基部１１６および取り付けデバイスは、基部１１６に組み込まれ、アームのシリアル番号および以前の測定履歴を取り付け具１５０と関連付ける電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具１５０をさらに含み得る。例示的な基部取り付け具は、ＡＡＣＭＭ１００が取り付け具１５０から取り外され、次いで、その後、取り付け具１５０に元通りに取り付けられるたびに測定のすべての基準パラメータを確定する必要なしに、ＡＡＣＭＭ１００が比較的より迅速に取り外され、適切に元通りに取り付けられることを可能にする。
【００２０】
一実施形態によれば、可搬型のＡＡＣＭＭ１００の基部１１６は、２つの主要なコンポーネント、すなわち、ＡＡＣＭＭ１００内のさまざまなエンコーダシステムからのデータ、および３次元（３−Ｄ）位置計算をサポートするためのその他のアームパラメータを表すデータを処理する基部処理システムと、比較的完全な計測機能が外部コンピュータへの接続を必要とせずにＡＡＣＭＭ１００内で実施されることを可能にする、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、および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ーフェース処理システムとを含む電子データ処理システムを含むまたは収容する。
【００２１】
基部１１６内の電子データ処理システムは、基部１１６から離れて配置されたエンコーダシステム、センサ、およびその他の周辺ハードウェア（例えば、ＡＡＣＭＭ１００上の取り外し可能なハンドル１２６に取り付けられることができるＬＬＰ）と通信することができる。これらの周辺ハードウェアデバイスまたは特徴をサポートする電子機器は、可搬型のＡＡＣＭＭ１００内に配置された軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４のそれぞれに配置され得る。
【００２２】
図２は、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００で利用される電子機器の構成図である。図２に示される実施形態は、基部処理システムを実装するための基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、電力を供給するための基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と、基部傾斜基板２０８とを含む電子データ処理システム２１０を含む。ユーザインターフェース基板２０２は、ユーザインターフェース、表示、および本明細書において説明されるその他の機能を実行するアプリケーションソフトウェアを実行するためのコンピュータプロセッサを含む。
【００２３】
図２に示されるように、電子データ処理システム２１０は、１つ以上のアームバス２１８を介して上述の複数のエンコーダシステムと通信している。図２に示された実施形態において、各エンコーダシステムは、エンコーダデータを生成し、エンコーダアームバスインターフェース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ーフェース２３４と、温度センサ２１２とを含む。歪みセンサなどのその他のデバイスが、アームバス２１８に装着され得る。
【００２４】
さらに図２に示されているのは、アームバス２１８と通信しているプローブ端電子機器２３０である。プローブ端電子機器２３０は、プローブ端ＤＳＰ２２８と、温度センサ２１２と、一実施形態においてはクイック接続インターフェースによってハンドル１２６またはＬＬＰ２４２に接続するハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０と、プローブインターフェース２２６とを含む。クイック接続インターフェースは、ＬＬＰ２４２およびその他のアクセサリによって使用されるデータバス、制御線、および電源バスへのハンドル１２６によるアクセスを可能にする。一実施形態において、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置される。一実施形態において、ハンドル１２６は、クイック接続インターフェースから取り外されることができ、測定は、ハンドル／ＬＬＰインターフェースバス２４０を介してＡＡＣＭＭ１００のプローブ端電子機器２３０と通信するレーザラインプローブ（ＬＬＰ）２４２によって実行される可能性がある。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、プローブ端電子機器２３０は、ＡＡＣＭＭ１００の測定プローブ筐体１０２に配置され、エンコーダシステムは、軸受カートリッジの群１１０、１１２、１１４に配置される。プローブインターフェース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．から販売されている製品を含む任意の好適な通信プロトコルによってプローブ端ＤＳＰ２２８に接続することができる。
【００２５】
図３は、一実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００の電子データ処理システム２１０の詳細な特徴を示す構成図である。一実施形態において、電子データ処理システム２１０は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に配置され、基部プロセッサ基板２０４と、ユーザインターフェース基板２０２と、基部電源基板２０６と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール２３２と、基部傾斜モジュール２０８とを含む。
【００２６】
図３に示される実施形態において、基部プロセッサ基板２０４は、図中に示されるさまざまな機能ブロックを含む。例えば、基部プロセッサ機能３０２は、ＡＡＣＭＭ１００からの測定データの収集をサポートするために利用され、アームバス２１８およびバス制御モジュール機能３０８を介して処理されていないアームデータ（例えば、エンコーダシステムのデータ）を受信する。メモリ機能３０４は、プログラムおよび静的なアーム構成データを記憶する。基部プロセッサ基板２０４は、ＬＬＰ２４２などの任意の外部ハードウェアデバイスまたはアクセサリと通信するための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）およびログ３０６と、バッテリパックインターフェース（ＩＦ）３１６と、診断ポート３１８とが、図３に示される基部プロセッサ基板２０４の実施形態の機能にやはり含まれる。
【００２７】
また、基部プロセッサ基板２０４は、外部（ホストコンピュータ）および内部（ディスプレイプロセッサ２０２）デバイスとのすべての有線および無線データ通信を管理する。基部プロセッサ基板２０４は、（例えば、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）１５８８などのクロック同期規格を用いて）イーサネット（登録商標）機能３２０を介してイーサネットネットワークと、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、およびパラレル・シリアル通信（ＰＳＣ）機能３１４を介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２３２と通信する能力を有する。基部プロセッサ基板２０４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）デバイス３１２への接続も含む。
【００２８】
基部プロセッサ基板２０４は、上述の‘５８２号特許のシリアルボックスで開示されたようないかなる前処理も必要とせずに測定データへと処理するために、処理されていない測定データ（例えば、エンコーダシステムのカウント、温度の読み取り値）を送信および収集する。基部プロセッサ２０４は、ＲＳ４８５インターフェース（ＩＦ）３２６を介してユーザインターフェース基板２０２のディスプレイプロセッサ３２８に処理されたデータを送信する。一実施形態において、基部プロセッサ２０４は、処理されていない測定データを外部コンピュータにやはり送信する。
【００２９】
ここで図３のユーザインターフェース基板２０２に目を向けると、基部プロセッサによって受信された角度および位置データが、ＡＡＣＭＭ１００内の自律的な計測システムを提供するためにディスプレイプロセッサ３２８で実行されるアプリケーションによって利用される。アプリケーションは、これらに限定されないが、特徴の測定、手引きおよび訓練のグラフィックス、遠隔診断、温度の修正、さまざまな動作の特徴の制御、さまざまなネットワークへの接続、ならびに測定された物体の表示などの機能をサポートするためにディスプレイプロセッサ３２８で実行され得る。ディスプレイプロセッサ３２８および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３３８（例えば、タッチスクリーンＬＣＤ）ユーザインターフェースとともに、ユーザインターフェース基板２０２は、セキュアデジタル（ＳＤ）カードインターフェース３３０と、メモリ３３２と、ＵＳＢホストインターフェース３３４と、診断ポート３３６と、カメラポート３４０と、音声／映像インターフェース３４２と、ダイヤルアップ／セルモデム３４４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）ポート３４６とを含むいくつかのインターフェースオプションを含む。
【００３０】
図３に示される電子データ処理システム２１０は、環境データを記録するための環境レコーダ３６２を有する基部電源基板２０６も含む。また、基部電源基板２０６は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３５８およびバッテリ充電器制御３６０を用いて、電子データ処理システム２１０に電力を供給する。基部電源基板２０６は、集積回路間（ｉｎｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）（Ｉ２Ｃ）シリアルシングルエンドバス３５４を用いて、およびＤＭＡシリアル周辺インターフェース（ＤＭＡ ｓｅｒｉａｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（ＤＳＰＩ）３５６を介して基部プロセッサ基板２０４と通信する。基部電源基板２０６は、基部電源基板２０６に実装された入力／出力（Ｉ／Ｏ）拡張機能３６４を介して傾斜センサおよび無線周波数識別（ＲＦＩＤ）モジュール２０８に接続される。
【００３１】
別個のコンポーネントとして示されているが、その他の実施形態において、これらのコンポーネントのすべてまたは一部は、図３に示された位置とは異なる位置に物理的に配置される、および／または図３に示された方法とは異なる方法で組み合わされた機能である可能性がある。例えば、一実施形態において、基部プロセッサ基板２０４およびユーザインターフェース基板２０２は、１つの物理的な基板に組み合わされる。
【００３２】
図４〜６を参照すると、本発明の実施形態の可搬型のＡＡＣＭＭ１００に対する改善の別の態様は、取り付け具のシリアル番号を１つ以上の関節アームＣＭＭの以前の測定履歴と関連付ける電子的基部取り付け具識別システムを有する繰返し精度の良い基部取り付け具１５０に関する。繰返し精度の良い基部取り付け具１５０は、下側取付け部４０２および上側取付け部４０４を含む。繰返し精度の良い基部取り付け具１５０は、基部１１６と一体である可能性があり、取り付けデバイス１２０が、上側取付け部４０４を下側取付け部４０２と接触したままに保つために使用される可能性がある。これは、その全体を本願に引用して援用する、２０１１年１月１４日に出願した米国特許出願第１３／００６４９０号の図９に示された方法と同様の方法を用いて下側取付け部４０２のねじ山に対して下向きに取り付けデバイス１２０をねじ止めすることによってなされ得る。
【００３３】
特定の作業のケースでは、可搬型のＡＡＣＭＭ１００のオペレータは、可搬型のＡＡＣＭＭ１００が機械加工または組立て動作中に固定されていた道具、機械、固定具、計器スタンド、定盤、またはその他の作業台から可搬型のＡＡＣＭＭ１００の実質的に全体（すなわち、基部およびアーム部）を日常的に取り外さなければならない。次に、オペレータは、その後の測定を行うために可搬型のＡＡＣＭＭ１００を再設置しなければならない。現在の可搬型のＣＭＭシステムでは、可搬型のＡＡＣＭＭ１００が再設置されるたびに、適切に座標系を再確定し、測定セッションを再び始めるために比較的長い時間が必要とされる。例えば、基準系を確定するために、ＡＡＣＭＭは、ワークピースまたは周囲の位置を少なくとも３点、通常はそれよりも多くの点測定するために使用される。ＡＡＣＭＭが複数の位置に移動される場合、共通の基準系を確定するために、共通の点が、それらの位置のそれぞれにおいてＡＡＣＭＭによって測定される。ユーザは、測定された点の座標を、ＡＡＣＭＭを１つの取り付け位置から別の取り付け位置に移動させるときに必要とされる数学的な変換行列に変換するためのアプリケーションソフトウェアにアクセスする。そのような行列は、例えば、回転操作と平行移動操作を組み合わせる４ｘ４行列である可能性がある。変換行列を得るための方法および変換行列を使用するための方法は、当業者によく知られており、さらに検討されない。変換行列を使用することにより、ソフトウェアが、新しい取り付け位置におけるＡＡＣＭＭ１００の姿勢（ｘ、ｙ、ｚ、および３つの方向の角度）を見つけるために使用されることができる。概して、上述のステップを実行するのにかかる時間は、測定時間をはるかに超える。したがって、本明細書に記載の例示的な実施形態は、ＡＡＣＭＭ１００を使用する際の効率を大きく改善する。
【００３４】
本発明は、ＡＡＣＭＭが移動されるときに毎回ＡＡＣＭＭ１００の姿勢を再確定する必要なしにＡＡＣＭＭ１００が取り外され、繰返し精度良く元通りに取り付けられることを可能にする繰返し精度の良い基部取り付け具１５０を提供する。
【００３５】
本発明の一部の実施形態は、例えば、ボールとロッドの組合せを含むキネマティック取り付け要素（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を使用する。その他の本発明の実施形態は、大きな力による変形を阻止する弾性平均化（ｅｌａｓｔｉｃ ａｖｅｒａｇｉｎｇ）（過制約（ｏｖｅｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ））の原理に基づく。そのような実施形態は、変形することなくＡＡＣＭＭ１００の基部１１６およびアーム部１０４を取り付けリング４００に固定するために必要とされる比較的極端な力に対処することができる繰返し精度の良い基部取り付け具１５０を含む。例えば、静的な力は、ＡＡＣＭＭ１００の重さの大きさとほぼ同じである可能性がある。ＡＡＣＭＭ１００の取り付け具にかかるトルクは、アームセグメント１０６、１０８の長さに最大のばね力を掛けた大きさとほぼ同じである可能性がある。繰返し精度の良い基部取り付け具１５０の実施形態は、弾性平均化（過制約）の原理を利用する。図４Ａおよび４Ｂに示される弾性平均化取り付け具４００の例は、Ｖ歯カップリング（Ｖ−ｔｏｏｔｈ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）またはフォイトカップリング（Ｖｏｉｔｈ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）としても知られるカービックリングカップリング４１０（図４Ａ、６Ａ、６Ｂ）およびハースリングカップリング４２０（図４Ｂ）を含む。カービックリングカップリングは、比較的大きな支持表面領域を提供し、さらに、垂直方向の、半径方向の、および同心円方向の動きを制約する。カービックリングカップリング４１０およびハースリングカップリング４２０の実装は、本明細書において説明されるように、比較的極端な力の問題を克服する。当技術で知られているように、カービックリングカップリング４１０は、接触深さ（ｃｏｎｔａｃｔ ｄｅｐｔｈ）の湾曲した放射状の歯を有する精密な表面スプライン（ｆａｃｅ ｓｐｌｉｎｅ）を有する。カービックリングカップリング４１０は、２つ以上の部材を接合して単一の動作ユニットを形成するために実装される。やはり当技術で知られているように、ハースリングカップリング４２０は、部品の円筒状の特徴の端部の表面にミリングまたは研削された放射状の溝を含む。溝は、セレーションが完成するまで、溝の底の角度の分だけ傾けられ、溝から溝へ回転される部品に１つずつ作られる。ハースリングカップリング４２０は、部品の２つの部分を１つに接続するために実装され、部品のそれぞれ半分の端部の表面で１つに噛み合う歯によって特徴づけられる。
【００３６】
カップリング４００の繰返し精度をもたらす特徴に加えて、基部取り付けシステム１５０は、単一の取り付け方向を保証するためのキーまたはピンも含む。各カップリング４００は、下側取付け部４０２および上側取付け部４０４を有する。下側取付け部４０２は、通常の手段を用いて道具、機械、固定具、計器スタンド、定盤、またはその他の作業台に装着され得る取り付けリングに組み込まれる。取り付けリングは、例えば、取り付けデバイス４２０に一体化され得る。下側取付け部４０２は、取り付けリングに据え付けられるときにＡＡＣＭＭ１００に送信され得る一意的なシリアル番号を割り当てられることができる。この通信は、無線で、磁気的に、または電気コネクタを介して実現され得る。一実施形態において、封入されたＲＦ識別（ＲＦＩＤ）タグ４４０が、取り付け組立体の中心に取り付けられ得る。一実施形態において、ＲＦ識別タグ４４０のシリアル番号が、トランシーバ４３０によって読まれる。
【００３７】
比較的より強固なカップリングを提供する代替的な設計は、（図６Ａの下側取付け部４０２に示されるねじ山が切られたリングなどの）ねじ山が切られたリングの代わりに中心に引き伸ばされた（ｃｅｎｔｅｒ ｄｒａｗｎ）（例えば、ボルト）アタッチメントである。そのような設計は、ＲＦＩＤタグを下側取付け部４０２の中心からずらし、トランシーバ４３０を基部１１６の中心からずらすことを含み得る。それらの場所で、ボルトが、下側取付け部４０２と上側取付け部４０４を１つにしっかりと保持するために下側取付け部４０２と基部１１６の間でねじ止めされる。ねじによる設計と比較して、この代替的な設計は、比較的より一様なリングの縁の負荷をもたらすことができ、それによって、比較的より強固な取り付けをもたらす。
【００３８】
上側取付け部４０４は、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６に装着される。基部１１６は、取り付け具のシリアル番号を読むための手段を含む。一実施形態において、ＲＦトランシーバ４３０が、ＡＡＣＭＭ１００の基部１１６の中に取り付けられることができ、ＲＦ透過窓が、ＲＦエネルギーが基部１１６からＲＦＩＤタグ４４０まで通過することを可能にする。トランシーバ４３０からのＲＦ放射放出と、トランシーバ４３０によるＲＦ放射からの影響の受けやすさとを最小化するために、トランシーバ４３０およびＲＦＩＤタグ４４０のまわりが遮蔽される可能性がある。
【００３９】
本発明の実施形態において、ＡＡＣＭＭ１００は、下側取付け部４０２のそれぞれの位置に関して、大域基準系内のＡＡＣＭＭ１００の姿勢（ｘ、ｙ、ｚ、および３つの方向の角度）を記憶することを可能にするためのハードウェアおよびソフトウェアを含む。結果として、取り付け具に対するＡＡＣＭＭ１００の設置は、比較的迅速である。つまり、ＡＡＣＭＭ１００に関する前の設定情報（すなわち、姿勢）が、失われず、その特定のＡＡＣＭＭ１００に関する基準座標系を素早く再確定するために再利用され得る。複数の取り付け具とＡＡＣＭＭ１００の組合せが、生成され、記憶され得る。複数の下側取付け部４０２が、作業領域内に固定される可能性があり、ＡＡＣＭＭ１００が、１つの下側取付け部４０２から別の下側取付け部４０２へと移動されることができる。複数のＡＡＣＭＭ１００および複数の下側取付け部４０２が、比較的迅速で柔軟な機器の変更を可能にする一意的な設定情報を記憶することができる。
【００４０】
図７は、例示的な実施形態による、ＡＡＣＭＭ１００を取り付けるための方法７００の流れ図を示す。ステップ７０５において、ＡＡＣＭＭ１００のトランシーバ４３０が、下側取付け部４０２に装着されたＲＦＩＤタグ４４０のシリアル番号を読む。ステップ７１０において、電子データ処理システム２１０が、ステップ７０５において読まれたシリアル番号に対するＡＡＣＭＭ１００の姿勢が分かっているかどうかを判定する。シリアル番号が分かっている場合、ステップ７１５において、電子データ処理システム２１０が、ＡＡＣＭＭ１００の姿勢に関連する６つの数字（３つの位置および３つの角度）をメモリ３０４から読む。シリアル番号が分かっていない場合、ステップ７２０において、オペレータが、ＡＡＣＭＭ１００を用いて、所望の（例えば、大域的な）基準系内のＡＡＣＭＭ１００の姿勢を確定するためにソフトウェアによって使用される一群の点を測定する。概して、少なくとも３つの点が、測定される必要がある。それらの点は、ＣＡＤモデルからの特徴に、またはワークピース上の特徴に関連付けられ得る。場合によっては、共通の基準系内にＡＡＣＭＭを配置するために、同じ点がその他のＡＡＣＭＭによって測定される可能性がある。ステップ７２５において、電子データ処理システム２１０が、ＡＡＣＭＭ１００の姿勢と、下側取付け部４０２のＲＦＩＤタグ４４０からのシリアル番号とをメモリ３０４に記憶する。
【００４１】
図７を参照して説明された方法は、ＡＡＣＭＭ１００の姿勢が最後に決定されてから下側取付け部４０２が移動されなかったと仮定する。下側取付け部４０２が移動された可能性が、必要に応じてアプリケーションソフトウェアにおいて考慮され得る。
【００４２】
上述の実施形態において、例えば、ＲＦ識別タグおよびトランシーバを含み得る電子的識別システムが、特定の下側取付け部４０２を識別するために電子データ処理システム２１０に自動的に情報を送信するために使用される。例えば、下側取付け部４０２は、シリアル番号によって識別され得る。別の実施形態において、オペレータは、下側土台部４０２を識別するためのアクションを行う可能性がある。例えば、アプリケーションソフトウェアが、ＡＡＣＭＭ１００が移動されるたびにオペレータが下側取付け部４０２を識別することを可能にするユーザインターフェースを提供することができる。この手段によって、オペレータは、たとえ電子的識別システムが利用できないときでも特定の下側取付け部４０２を識別することができる。この場合、ＡＡＣＭＭ１００は、下側土台部４０２の間を移動され、ソフトウェアでユーザにより迅速に識別されることができる。そのとき、ソフトウェアは、必要とされる変換行列にアクセスし、それによって、そうしなかったとしたら必要とされるであろう時間のかかる測定のステップを省略する。
【００４３】
技術的効果および利点は、下側取付け部４０２に置かれたときにＡＡＣＭＭ１００に関する姿勢を記憶し、呼び出し、それによって、ＡＡＣＭＭをあちこちに移動させるときの設定時間を節約する能力を含む。
【００４４】
当業者に理解されるであろうように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化され得る。したがって、本発明の態様は、すべてハードウェアの実施形態、すべてソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはすべてが概して本明細書において「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」と呼ばれることがあるソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせる実施形態の形態をとる可能性がある。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードを具現化する１つ以上のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとる可能性がある。
【００４５】
１つ以上のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが、利用され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読ストレージ媒体である可能性がある。コンピュータ可読ストレージ媒体は、これらに限定されないが、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、もしくは半導体システム、装置、もしくはデバイス、またはこれらの任意の好適な組合せである可能性がある。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）は、以下、すなわち、１つ以上の配線を有する電気的な接続、持ち運び可能なコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュメモリ）、光ファイバー、持ち運び可能なコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学式ストレージデバイス、磁気式ストレージデバイス、またはこれらの任意の好適な組合せを含む。本明細書の文脈においては、コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによる使用のための、または命令実行システム、装置、もしくはデバイスに関連するプログラムを含むかまたは記憶することができる任意の有形の媒体である可能性がある。
【００４６】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドで、または搬送波の一部としてコンピュータ可読プログラムコードを具現化する伝播されるデータ信号を含み得る。そのような伝播される信号は、電磁的、光学的、またはこれらの任意の好適な組合せを含むがこれらに限定されないさまざまな形態のうちの任意の形態をとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではなく、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによる使用のための、または命令実行システム、装置、もしくはデバイスに関連するプログラムを伝達、伝播、または搬送することができる任意のコンピュータ可読媒体である可能性がある。
【００４７】
コンピュータ可読媒体上に具現化されたプログラムコードは、無線、有線、光ファイバーケーブル、ＲＦなど、またはこれらの任意の好適な組合せを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を用いて送信され得る。
【００４８】
本発明の態様のオペレーションを実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋、Ｃ＃などのオブジェクト指向プログラミング言語と、「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの通常の手続き型プログラミング言語とを含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組合せで記述され得る。プログラムコードは、すべてユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとしてユーザのコンピュータ上で部分的に、ユーザのコンピュータ上で部分的にかつ遠隔のコンピュータ上で部分的に、またはすべて遠隔のコンピュータもしくはサーバ上で実行され得る。最後の場合では、遠隔のコンピュータが、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続され得るか、または外部コンピュータへの接続が（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）行われ得る。
【００４９】
本発明の態様が、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品の流れ図および／または構成図を参照して説明されている。流れ図および／または構成図の各ブロックと、流れ図および／または構成図のブロックの組合せとは、コンピュータプログラム命令によって実装され得ることが理解されるであろう。
【００５０】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、流れ図および／または構成図の１つのブロックまたは複数のブロックで規定された機能／動作を実施するための手段をもたらすように、多目的コンピュータ、専用コンピュータ、または機械を製造するためのその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに与えられ得る。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が、流れ図および／または構成図の１つのブロックまたは複数のブロックで規定された機能／動作を実施する命令を含む製品をもたらすように、コンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスを特定の方法で機能させることができるコンピュータ可読媒体に記憶される可能性もある。
【００５１】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたはその他のプログラム可能な装置で実行される命令が、流れ図および／または構成図の１つのブロックまたは複数のブロックで規定された機能／動作を実施するためのプロセスを提供するように、コンピュータで実施されるプロセスを生成するために一連のオペレーションのステップがコンピュータ、その他のプログラム可能な装置、またはその他のデバイスで実行されるようにするために、コンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスにロードされる可能性もある。
【００５２】
図面の流れ図および構成図は、本発明のさまざまな実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品のあり得る実装のアーキテクチャ、機能、およびオペレーションを示す。その際、流れ図または構成図の各ブロックは、（１つ以上の）規定された論理的な機能を実装するための１つ以上の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部を表す可能性がある。一部の代替的な実装において、ブロックで示された機能が、図面に示された順序とは異なる順序で行われ得ることにも留意されたい。例えば、連続で示された２つのブロックが、実際には実質的に同時に実行される可能性があり、またはそれらのブロックは、関連する機能に応じて逆順に実行される場合もあり得る。構成図および／または流れ図の各ブロックと、構成図および／または流れ図のブロックの組合せとは、規定された機能もしくは動作を実行する専用のハードウェアに基づくシステム、または専用のハードウェアとコンピュータ命令の組合せによって実装され得ることも認識されるであろう。
【００５３】
本発明が例示的な実施形態を参照して説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなくさまざまな変更が行われる可能性があり、均等物が本発明の要素の代替とされる可能性があることが当業者に理解されるであろう。さらに、特定の状況または構成要素を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく多くの修正が行われ得る。したがって、本発明は本発明を実施するための考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むことが意図される。さらに、用語「第１」、「第２」などの使用はいかなる順序または重要度も表さず、むしろ用語「第１」、「第２」などはある要素を別の要素と区別するために使用される。その上、用語「ａ」、「ａｎ」などの使用は量の限定を表さず、むしろ言及される項目の少なくとも１つの存在を表す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）（１００）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）であって、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサ（２３４）を含む、アーム部（１０４）と、
ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着された測定デバイス（１１８）と、
電子回路（２０４）と、
前記第２の端部に結合された基部（１１６）と、
前記基部（１１６）に配置された上側取付け部（４０４）と、
取り付け構造に固定され、前記上側取付け部（４０４）に単一の取り付け方向に繰返し精度良く接続するように構成された下側取付け部（４０２）と、
前記下側取付け部（４０２）を識別する識別子情報を前記電子回路（２０４）に送信するように構成された電子的識別システムとを含み、
前記電子回路（２０４）が、前記トランスデューサ（２３４）からの前記位置信号を受信するように構成され、前記電子的識別システムからの前記識別子情報を受信するように構成され、前記測定デバイス（１１８）の位置を計算するように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部および前記下側取付け部が、カービックカップリング（４１０）またはハースカップリング（４２０）のコンポーネントであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムが、ＲＦ識別タグ（４４０）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項４】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムが、トランシーバ（４３０）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項５】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）（１００）を動作させる方法であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有し、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサ（２３４）を含む、手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）を設けるステップと、
前記ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着された測定デバイス（１１８）、電子回路（２０４）、前記第２の端部に結合された基部（１１６）、および前記基部（１１６）に配置された上側取付け部（４０４）を設けるステップと、
第１の取り付け構造に固定され、前記上側取付け部（４０４）に単一の取り付け方向に繰返し精度良く接続するように構成された第１の下側取付け部（４０２）を設けるステップと、
前記下側取付け部（４０２）を識別する識別子情報を前記電子回路（２０４）に送信するように構成された電子的識別システムを設けるステップと、
前記関節アーム座標測定機（１００）の前記上側取付け部（４０４）を前記第１の下側取付け部（４０２）に単一の取り付け方向に接続するステップと、
前記電子的識別システムによって、前記第１の下側取付け部（４０２）を識別する第１の識別子データを前記電子回路（２０４）に送信するステップと、
前記電子回路（２０４）によって、前記トランスデューサ（２３４）からの前記位置信号、および前記第１の識別子データを受信するステップと、
前記位置信号および前記第１の識別子データに少なくとも部分的に基づいて前記測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記第１の識別子データが、前記電子的識別システムによって前記電子回路（２０４）に送信されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記電子的識別システムが、トランシーバ（４３０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記電子的識別システムが、ＲＦ識別タグ（４４０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５に記載の方法であって、前記第１の識別子データが、オペレータのアクションに少なくとも部分的に基づいて前記電子回路（２０４）に送信されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の方法であって、前記位置信号および前記測定デバイス（１１８）の位置に対応する提供されたデータに少なくとも部分的に基づいて第１の３次元座標値を計算するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記第１の識別子データを前記第１の３次元座標値と関連付けるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
第２の取り付け構造に固定され、前記上側取付け部（４０４）に単一の取り付け方向に繰返し精度良く接続するように構成された第２の下側取付け部（４０２）を設けるステップと、
前記関節アーム座標測定機（１００）を前記第２の下側取付け部（４０２）に接続するステップと、
前記第２の下側取付け部（４０２）を識別する第２の識別子データを前記電子回路（２０４）に送信するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記第１の３次元座標および第２の３次元座標を共通の基準系に変換するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項５に記載の方法であって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、カービックカップリング（４１０）またはハースカップリング（４２０）のコンポーネントであることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、取り付けデバイス（１２０）が、前記下側取付け部（４０２）を前記上側取付け部（４０４）に接触したままに保つために前記下側取付け部（４０２）のねじ山に対してねじ止めされるように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１６】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムが、受信された識別子情報に少なくとも部分的に基づいて大域基準系内の前記ＡＡＣＭＭ（１００）の姿勢を決定し、前記大域基準系内の前記測定デバイス（１１８）の位置を決定することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１７】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記姿勢が、前記大域基準系における前記下側取付け部のｘ、ｙ、ｚ座標、および３つの方向の角度を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１８】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、キネマティック取り付け要素を使用することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１９】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、弾性平均化の原理に基づくことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２０】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記単一の取り付け方向が、キーまたはピンによって保証されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２１】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、中心に引き伸ばされたアタッチメントによって接触したままに保たれることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２２】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子回路（２０４）が、少なくとも１つの姿勢を記憶するように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２３】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記ＡＡＣＭＭが、複数の下側取付け部（４０２）に移動されるように構成され、前記電子回路（２０４）が、前記複数の下側取付け部（４０２）に対する複数の姿勢を記憶するように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記複数の姿勢のうちのそれぞれの姿勢が、大域基準系におけるものであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２５】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子回路が、プロセッサ（３０２）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２６】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子回路が、メモリデバイス（３０４）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２７】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの位置トランスデューサが、角度エンコーダであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２８】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムの少なくとも一部が、前記下側取付け部（４０２）に装着されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２９】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムの少なくとも一部が、前記上側取付け部（４０４）に装着されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）（１００）であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有する手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）であって、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサ（２３４）を含む、アーム部（１０４）と、
ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着された測定デバイス（１１８）と、
電子回路（２０４）と、
前記第２の端部に結合された基部（１１６）と、
前記基部（１１６）に配置された上側取付け部（４０４）と、
取り付け構造に固定され、前記上側取付け部（４０４）に単一の取り付け方向に繰返し精度良く接続するように構成された下側取付け部（４０２）と、
前記下側取付け部（４０２）を識別する識別子情報を前記電子回路（２０４）に送信するように構成された電子的識別システムとを含み、
前記電子回路（２０４）が、前記トランスデューサ（２３４）からの前記位置信号を受信するように構成され、前記電子的識別システムからの前記識別子情報を受信するように構成され、前記測定デバイス（１１８）の位置を計算するように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部および前記下側取付け部が、カービックカップリング（４１０）またはハースカップリング（４２０）のコンポーネントであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項３】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムが、ＲＦ識別タグ（４４０）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項４】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムが、トランシーバ（４３０）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項５】
可搬型の関節アーム座標測定機（ＡＡＣＭＭ）（１００）を動作させる方法であって、
反対側にある第１の端部および第２の端部を有し、複数の接続されたアームセグメント（１０６、１０８）を含み、前記アームセグメントのそれぞれが、位置信号を生成するための少なくとも１つの位置トランスデューサ（２３４）を含む、手動で位置付けることが可能な関節アーム部（１０４）を設けるステップと、
前記ＡＡＣＭＭの第１の端部に装着された測定デバイス（１１８）、電子回路（２０４）、前記第２の端部に結合された基部（１１６）、および前記基部（１１６）に配置された上側取付け部（４０４）を設けるステップと、
第１の取り付け構造に固定され、前記上側取付け部（４０４）に単一の取り付け方向に繰返し精度良く接続するように構成された第１の下側取付け部（４０２）を設けるステップと、
前記下側取付け部（４０２）を識別する識別子情報を前記電子回路（２０４）に送信するように構成された電子的識別システムを設けるステップと、
前記関節アーム座標測定機（１００）の前記上側取付け部（４０４）を前記第１の下側取付け部（４０２）に単一の取り付け方向に接続するステップと、
前記電子的識別システムによって、前記第１の下側取付け部（４０２）を識別する第１の識別子データを前記電子回路（２０４）に送信するステップと、
前記電子回路（２０４）によって、前記トランスデューサ（２３４）からの前記位置信号、および前記第１の識別子データを受信するステップと、
前記位置信号および前記第１の識別子データに少なくとも部分的に基づいて前記測定デバイス（１１８）の位置に対応するデータを提供するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記第１の識別子データが、前記電子的識別システムによって前記電子回路（２０４）に送信されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記電子的識別システムが、トランシーバ（４３０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記電子的識別システムが、ＲＦ識別タグ（４４０）を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５に記載の方法であって、前記第１の識別子データが、オペレータのアクションに少なくとも部分的に基づいて前記電子回路（２０４）に送信されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の方法であって、前記位置信号および前記測定デバイス（１１８）の位置に対応する提供されたデータに少なくとも部分的に基づいて第１の３次元座標値を計算するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記第１の識別子データを前記第１の３次元座標値と関連付けるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
第２の取り付け構造に固定され、前記上側取付け部（４０４）に単一の取り付け方向に繰返し精度良く接続するように構成された第２の下側取付け部（４０２）を設けるステップと、
前記関節アーム座標測定機（１００）を前記第２の下側取付け部（４０２）に接続するステップと、
前記第２の下側取付け部（４０２）を識別する第２の識別子データを前記電子回路（２０４）に送信するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記第１の３次元座標および第２の３次元座標を共通の基準系に変換するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項５に記載の方法であって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、カービックカップリング（４１０）またはハースカップリング（４２０）のコンポーネントであることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、取り付けデバイス（１２０）が、前記下側取付け部（４０２）を前記上側取付け部（４０４）に接触したままに保つために前記下側取付け部（４０２）のねじ山に対してねじ止めされるように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１６】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムが、受信された識別子情報に少なくとも部分的に基づいて大域基準系内の前記ＡＡＣＭＭ（１００）の姿勢を決定し、前記大域基準系内の前記測定デバイス（１１８）の位置を決定することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１７】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記姿勢が、前記大域基準系における前記下側取付け部のｘ、ｙ、ｚ座標、および３つの方向の角度を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１８】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、キネマティック取り付け要素を使用することを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項１９】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、弾性平均化の原理に基づくことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２０】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記単一の取り付け方向が、キーまたはピンによって保証されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２１】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記上側取付け部（４０４）および前記下側取付け部（４０２）が、中心に引き伸ばされたアタッチメントによって接触したままに保たれることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２２】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子回路（２０４）が、少なくとも１つの姿勢を記憶するように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２３】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記ＡＡＣＭＭが、複数の下側取付け部（４０２）に移動されるように構成され、前記電子回路（２０４）が、前記複数の下側取付け部（４０２）に対する複数の姿勢を記憶するように構成されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のＡＡＣＭＭであって、前記複数の姿勢のうちのそれぞれの姿勢が、大域基準系におけるものであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２５】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子回路が、プロセッサ（３０２）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２６】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子回路が、メモリデバイス（３０４）を含むことを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２７】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記少なくとも１つの位置トランスデューサが、角度エンコーダであることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２８】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムの少なくとも一部が、前記下側取付け部（４０２）に装着されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【請求項２９】
請求項１に記載のＡＡＣＭＭであって、前記電子的識別システムの少なくとも一部が、前記上側取付け部（４０４）に装着されることを特徴とするＡＡＣＭＭ。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図１Ｂ】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５１７５１２（Ｐ２０１３−５１７５１２Ａ）
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５００９８（Ｐ２０１２−５５００９８）
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２１７９４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９１０９６
【国際公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５９８０６４５１０）ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド (60)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２１７９４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９１０９６
【国際公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５９８０６４５１０）ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド (60)
【Ｆターム（参考）】
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