利用超聲方法在參考系內(nèi)對工具中心點(diǎn)位置和聲學(xué)探頭取向測定的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測定安裝在機(jī)械臂上的工具的相對于該機(jī)械臂的真實(shí)位置和取向的方法，該工具包含有一個聲學(xué)探頭（11）。本方法包括：通過測量由聲學(xué)探頭（11）發(fā)射被固定參考單元（22，23）反射的聲學(xué)信號的振幅和由聲學(xué)探頭（11）發(fā)射被所述固定參考單元反射聲波的傳播時間，確定聲學(xué)探頭的參考中心相對于機(jī)械臂末端的位置，根據(jù)已知取向的參考軸X’和Y’，設(shè)定構(gòu)成聲學(xué)探頭（11）所在平面的軸X和軸Y的取向，使得管理機(jī)械臂運(yùn)動的邏輯控制器，基于聲學(xué)探頭相對于機(jī)械臂的位置和已經(jīng)確定的探頭的參考取向，確定聲學(xué)探頭在參考系中的位置和取向的改變。
【專利說明】
利用超聲方法在參考系內(nèi)對工具中心點(diǎn)位置和聲學(xué)探頭取向測定的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及到機(jī)器人機(jī)械臂，尤其適用于與非破壞性檢測相關(guān)的機(jī)器人領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械部件制造或者通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)的部件檢測領(lǐng)域，一般來講，需要精確確定在機(jī)器人的參考系中工具中心的位置和安裝在機(jī)械臂上的工具的參考軸的取向。這樣，管理機(jī)械臂運(yùn)動的邏輯控制器就能夠在任何時刻推算出工具在空間中精確的位置和取向。例如，對一個機(jī)械加工工具來說，參考軸一般是工具探入到待加工部件的軸。
[0003]為了使機(jī)器人能夠精確地將工具的位置和取向考慮在內(nèi)，一般來講，在使用工具之前會有一個學(xué)習(xí)的階段。
[0004]基于工具的尺寸和幾何外觀，并且知道將工具安裝在機(jī)械臂上的方法，目前一種實(shí)現(xiàn)這一學(xué)習(xí)過程的方法包括:結(jié)合尺寸、外觀等參數(shù)來確定工具在一個機(jī)器人坐標(biāo)系中的理論位置和取向。
[0005]從使用機(jī)器人之前不需要任何的預(yù)先操作這個方面來說，這樣的一個對位置和取向的“在理論上”的確定有明確的經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。然而，這個方法的精度受到限制，即工具安裝到機(jī)器人上之后的定位精度受到定位不確定度的限制。
[0006]目前另一種實(shí)現(xiàn)這一學(xué)習(xí)過程方法包括:借助一個或一套參考標(biāo)記來標(biāo)記裝有工具的機(jī)器人，這些在固定位置上的參考標(biāo)記構(gòu)成了參考點(diǎn)和參考軸，然后將工具中心點(diǎn)本身、或者安裝在機(jī)械臂上且置于工具中心點(diǎn)的一個尖端，依次放置到與這些參考點(diǎn)和參考軸相接觸的位置。
[0007]這種方法執(zhí)行的學(xué)習(xí)比第一種方法更加精確。然而，在使用工具之前，這個方法需要一個比較棘手的麻煩的標(biāo)記階段，這個階段一般由操作員手工完成。如果機(jī)器人使用的工具是機(jī)械工具且其工具中心點(diǎn)容易確定，那么這個方法是有效率的。相反，如果該工具中心點(diǎn)是一個虛擬的點(diǎn)，那么現(xiàn)有的標(biāo)記方法就不易實(shí)施。如果使用的工具是用于對由合成材料制成的部件做整體檢測的工具，且工具中包含了合成聲學(xué)探頭，這種標(biāo)記方法就更難實(shí)施。該工具的工具中心點(diǎn)相應(yīng)于是探頭中心，該工具的軸是沿垂直于探頭所在平面的方向且經(jīng)過探頭中心，這種工具的工具中心和工具軸線不是物理實(shí)體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對包含有一個合成聲學(xué)探頭的安裝在一個機(jī)械臂上的工具的“工具中心點(diǎn)”定位的方法，并且定位過程中不使用輔助的工具。
[0009]因此，本發(fā)明提供了一種方法，該方法能夠?qū)Π邪惭b在機(jī)械臂上的合成聲學(xué)探頭的位置和取向進(jìn)行測定，聲學(xué)探頭所在的平面由兩個互相垂直的軸X和Y來確定，上述的測定是在一個對機(jī)器人已知的參考系中實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，這個方法主要包括以下步驟: 第一步驟:在此步驟中，借助聲學(xué)探頭來測量其本身與一個點(diǎn)之間的距離，這個點(diǎn)處于一個點(diǎn)狀的參考目標(biāo)的表面的一個固定位置。這個距離是該聲學(xué)探頭的三個不同點(diǎn)相對于該目標(biāo)的距離，該聲學(xué)探頭相對于該機(jī)械臂的位置是利用幾何方法由測量所得結(jié)果推算得到；
第二步驟:在此步驟中，為了測定是從直線管狀目標(biāo)有形化出來的一個固定的參考軸X’的取向，使用由聲學(xué)探頭測出的振幅和/或傳播時間，同時，為了將該聲學(xué)探頭的參考軸X’與固定參考軸X平行校準(zhǔn)，移動該聲學(xué)探頭，將其依次放置于上述軸X’的不同點(diǎn)；
第三步驟:在此步驟中，沿著垂直于固定參考軸X’的一個軸Y’移動聲學(xué)探頭，并且為了改變該聲學(xué)探頭所在平面的取向，以使得將軸Y與垂直的軸Y’對齊，使用聲學(xué)探頭對振幅和/或傳播時間的測量結(jié)果。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該探頭的軸X與參考軸X’的平行校準(zhǔn)以及該探頭的軸Y與軸Y’的對齊定義了一個該聲學(xué)探頭的參考取向，基于該參考取向，計算這些由機(jī)械臂施加到該聲學(xué)探頭上使其產(chǎn)生的取向的變化。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，對該固定參考目標(biāo)位置的測定是這樣實(shí)現(xiàn)的:沿著一個給定的靠近方向移動該聲學(xué)探頭使其靠近上述的固定參考目標(biāo)，直到該聲學(xué)探頭的聚焦區(qū)域位于該固定參考目標(biāo)所在的平面，并且測量該聲學(xué)探頭到該固定參考目標(biāo)所在平面的距離。沿著三個不同的靠近方向來重復(fù)這個操作。
[0012]根據(jù)該發(fā)明的另外一個實(shí)施方式，對參考軸X’取向的測定是這樣實(shí)現(xiàn)的:移動該聲學(xué)探頭使其靠近固定參考軸X’上不同的點(diǎn)，直到對于每一個所測的點(diǎn)，該聲學(xué)探頭的聚焦區(qū)域都位于該固定參考軸X’，然后對于每一個點(diǎn)，確定接收到具有一個特定傳播時間且反射信號振幅最大的反射信號的傳感器。
[0013]根據(jù)該發(fā)明的另外一種實(shí)施方式，在第二步驟中，在測定固定參考軸X’的取向之后，聲學(xué)探頭的軸X與固定參考軸X’的平行校準(zhǔn)是這樣實(shí)現(xiàn)的:開動機(jī)械臂使該聲學(xué)探頭位于這樣一個取向，即位于沿聲學(xué)探頭的軸X方向同一行的那些傳感器接收到的該參考軸的反射信號振幅最大，該行被稱為第一個行，且該第一個行末端上的兩個傳感器接收到軸X’的反射信號有基本相同的傳播時間。
[0014]根據(jù)該發(fā)明的另外一種實(shí)施方式，該聲學(xué)探頭的軸X與固定參考軸X’的平行校準(zhǔn)是這樣實(shí)現(xiàn)的:沿著軸Y開動機(jī)器人的機(jī)械臂，按照這樣一個取向放置該聲學(xué)探頭，使得該聲學(xué)探頭上的構(gòu)成中間行的傳感器接收到固定參考軸X’的振幅最大的反射信號。
[0015]根據(jù)該發(fā)明的另外一種實(shí)施方式，在第三步驟中，機(jī)械臂沿著一個垂直于固定參考軸X’的方向Y’平移該聲學(xué)探頭，使得構(gòu)成第二個行上的傳感器接收到固定參考軸X’的振幅最大的反射信號，第二個行不同于由用于平行校準(zhǔn)聲學(xué)探頭的軸X與固定參考軸X’的傳感器構(gòu)成的第一個行，然后將聲學(xué)探頭所在的平面圍繞該軸X旋轉(zhuǎn)，使得構(gòu)成第二個行的傳感器接收到的聲學(xué)信號的振幅與第二步驟中構(gòu)成第一個行的傳感器接收到的聲學(xué)信號振幅基本相同。
[0016]根據(jù)該發(fā)明的另外一種實(shí)施方式，理論上確定在一個參考系中該聲學(xué)目標(biāo)的位置和該參考軸的位置和取向，并且從理論上定義了該聲學(xué)探頭在一個參考系中的一個近似的定位，這樣一來，該邏輯控制器便執(zhí)行所述方法的步驟，其中該控制器管理著機(jī)械臂的運(yùn)動和聲學(xué)探頭的使用。
[0017]本發(fā)明能夠明顯地改善和簡化工具的精確定位的流程，該工具包含位于機(jī)器人坐標(biāo)系中的并且安裝在機(jī)器人機(jī)械臂上的聲學(xué)探頭，該定位是由工具中心點(diǎn)的位置和工具的取向決定的。
[0018]不管是對在工業(yè)條件下負(fù)責(zé)機(jī)械器件的非破壞性檢測機(jī)器人專家，還是對在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的操作員，本發(fā)明都非常適用。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合【附圖說明】實(shí)施方式，以利更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0020]圖1為用于示意性實(shí)施方式中的合成聲學(xué)探頭的示意圖。
[0021 ]圖2為能夠?qū)嵤┍景l(fā)明所述方法的示意性裝置的示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明所述方法的主要步驟的基本流程圖。
[0023]圖4和圖5描述了本發(fā)明中所述方法的第二步。
[0024]圖6和圖7描述了本發(fā)明中所述方法的第三步。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明的工作原理在于利用到如下事實(shí):安裝在一個機(jī)器人的一個機(jī)械臂上的工具包括一個聲學(xué)探頭，以確定作為該聲學(xué)探頭參照的該工具的中心點(diǎn)位置，以及該工具在機(jī)器人的參考系中的取向。
[0026]為了達(dá)到此目的，本發(fā)明建議使用由該聲學(xué)探頭所提供的信息，該信息主要源于對其收到信號的傳播時間和強(qiáng)度的測量。
[0027]下面將通過實(shí)例的描述介紹一種本發(fā)明的示意性實(shí)施方式，本發(fā)明闡明了通過聲學(xué)測量來進(jìn)行校準(zhǔn)的工作原理。
[0028]這里提到的工具是用來對由合成材料制成的器件進(jìn)行非破壞性測試的工具，該工具包括一個由多個傳感器(聲能轉(zhuǎn)換器)配置而成的合成聲學(xué)探頭。該示意性實(shí)施方式?jīng)]有任何意圖對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制。尤其是，在工具包括一個合成或非合成的聲學(xué)探頭的情況下，本行業(yè)內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)的人員能明顯地看出本發(fā)明所公開的測定的基本原理能夠自然地應(yīng)用到這種情況。
[0029]在該實(shí)施方式中，該合成聲學(xué)探頭11是由多個基本聲學(xué)傳感器12按如圖1所示的平面矩陣示意圖排列而組成。這些基本聲學(xué)傳感器12放置于一個支撐平面15，以形成一個按行13和列14分布的排列，而這種排列的幾何形狀通過測定這些傳感器在一個由X軸和Y軸組成的正交系統(tǒng)中的位置來確定。該正交系統(tǒng)確定該探頭在空間中的取向。組成該聲學(xué)探頭的不同傳感器的排列定義了一個參考點(diǎn)，在該實(shí)施例中，該參考點(diǎn)對應(yīng)于該聲學(xué)探頭中心傳感器16和17。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的方法使用如圖2所示的一個輔助裝置，該輔助裝置位于一個已知的固定位置。該輔助裝置21包括一個呈現(xiàn)出球形表面的單元，例如一個球22。該球和一個直線延伸的橫截面寬度已知的單元相連接，該單元最好是圓形截面的桿23，桿構(gòu)成一個參考軸X’。本發(fā)明中，考慮到聲學(xué)探頭的解析度，球22的直徑可以這樣確定:從聲學(xué)探頭11角度來說，球可被看作一個點(diǎn)單元。同樣，桿23的橫截面直徑可以這樣確定:從聲學(xué)探頭11角度來說，桿呈現(xiàn)出的一條縱向邊緣構(gòu)成了一個反射聲波的單元。例如在使用合成聲學(xué)探頭的情況下，根據(jù)組成該聲源11的這些基本傳感器12的尺寸和彼此間隔，選擇球22的直徑和該桿23的橫截面的直徑。
[0031]在一個較佳的實(shí)施方式中，如圖2所示，本發(fā)明中的輔助裝置21包括，一個有已確定直徑的球22，球安裝在一個支撐24上并固定于桿23，桿23構(gòu)成固定參照軸X’。輔助裝置21最好按以下方式進(jìn)行安裝:當(dāng)該輔助裝置21位于一個參考平面25(例如一個水平面)時，桿23則位于一個平行于該輔助裝置所在的參考平面的平面上。
[0032]如流程圖圖3所示，該輔助裝置21實(shí)施本發(fā)明中的方法來執(zhí)行以下的測定操作:
第一步驟31:通過聲學(xué)探頭11在不同的取向?qū)η?2距離的測量(傳播時間的測量)來實(shí)現(xiàn)對該探頭的參考點(diǎn)的位置的測定；
第二步驟32:通過將軸X放置于與桿23的軸X’平行的位置，基于在該桿23上的不同點(diǎn)的距離的測量，來實(shí)現(xiàn)對聲學(xué)探頭11的參考軸X位置和取向的測定；
第三步驟33:在移動該聲學(xué)探頭至垂直于桿23的位置過程中，通過對距離的測量，來實(shí)現(xiàn)對聲學(xué)探頭11的參考軸Y位置和取向的測定。
[0033]所述方法的第一步驟的作用在于:可以在一個機(jī)器人的參考系中確定聲學(xué)探頭11的精確位置，也就是聲學(xué)探頭中心的精確位置，因此得到聲學(xué)探頭11相對于機(jī)器人的機(jī)械臂末端的位置。相對地，第二步驟和第三步驟的作用在于:可以在同一個機(jī)器人參考系內(nèi)確定聲學(xué)探頭11的一個參考取向，因此得到探頭相對于機(jī)械臂末端的取向。例如，參考取向定義為軸所在空間中的取向，該軸垂直于聲學(xué)探頭所在平面。
[0034]該發(fā)明中，所述方法的第一步驟31在于將聲學(xué)探頭11移至球22的表面附近，并且進(jìn)行至少三次距離測量，通過將探頭放在球附近的三個不同位置，以使得相關(guān)的距離測量是沿著相近但本質(zhì)上不同的三個方向進(jìn)行的。同時記錄下探頭在不同位置時機(jī)械臂末端的位置。至此，得到了三個沿著三個不同方向測得的結(jié)果?？刂圃摍C(jī)械臂的邏輯控制器利用測量結(jié)果，使用一個已知的方法，用幾何學(xué)確定聲學(xué)探頭11在機(jī)器人的參考系中的位置。通過對發(fā)射出的聲波傳播時間的測量，利用一個已知的方法確定球和探頭之間的距離。
[0035]如圖4和圖5所示，第二步驟32在于，沿著一個對于機(jī)器人或者更精確地說對于管理該機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動的邏輯控制器已知的固定方向，來放置聲學(xué)探頭的參考軸X。
[0036]為了沿著一個對于機(jī)器人已知的方向來放置參考軸X，首先，移動聲學(xué)探頭11和機(jī)器人的機(jī)械臂的末端，以使得聲學(xué)探頭對著桿23。
[0037]然后第二步，在不改變聲學(xué)探頭的取向的情況下，平移聲學(xué)探頭11使其平行于桿23，也就是平行于參考軸X’，記錄機(jī)械臂末端的移動，并周期性地測量由不同的傳感器接收到的聲波信號的振幅。為了達(dá)到這個目的，先朝著垂直于探頭11所在平面的方向?qū)⒁粋€聲波發(fā)射出去，然后確定哪些傳感器接收到的由該桿23反射的聲波的振幅最大。原則上講該桿23是直線形的，這些被確定的傳感器在探頭所在的平面上沿著一個已知的方向直線排列。
[0038]最后第三步，在測量由該桿23發(fā)射的聲波信號振幅的過程中，操縱機(jī)械臂末端以移動聲學(xué)探頭11，并使其旋轉(zhuǎn)以使得探頭的參考軸X平行于由桿23構(gòu)成的固定參考軸X’，這樣一來，接收到由桿23反射的振幅最大的聲波的傳感器直線排列在X軸上，形成第一個行51ο
[0039]然后重新開動機(jī)械臂的末端，使聲學(xué)探頭所在的平面圍繞一個軸旋轉(zhuǎn)，以使得位于上述傳感器的直線排列51末端的兩個傳感器52和53接收到的反射波有完全相同的傳播時間。
[0040]以此方式，一旦第二步完成，聲波探頭按以下方式放置:其參考軸X與桿23的軸X’平行，其中軸X’的方向?qū)τ跈C(jī)器人是已知的，并且接收到由桿23反射的振幅最大的聲波的傳感器直線排列在X軸上。
[0041]如圖6和圖7所示，第三步驟33在于，沿著一個對于機(jī)器人已知的方向，放置參考軸Y。
[0042]為了實(shí)現(xiàn)這樣的布置，首先，在不改變該聲學(xué)探頭的取向的情況下，沿著一個垂直于該桿23的該軸X’的方向Y’平移該聲學(xué)探頭11，記錄機(jī)械臂末端的移動。移動該聲學(xué)探頭以使得接收到由該桿23反射的振幅最大的聲波的傳感器直線排列，并沿著探頭平面上的一個平行但區(qū)別于X軸的X’ ’軸形成一行61。因此，該位置調(diào)整也定義了一個垂直于X軸的軸Y’，其中X軸的取向?qū)τ跈C(jī)器人是已知的。
[0043]因此，當(dāng)沿著Y’軸的移動已經(jīng)完成時，對由行61上的傳感器測量得到的振幅和/或傳播時間進(jìn)行比較，以確定它與由行51上沿著軸X排列的傳感器在步驟32中測量得到的結(jié)果是否不同。如果兩次測量的結(jié)果不同，按圖7所示，將探頭所在的平面圍繞該軸X旋轉(zhuǎn)，以使得兩次測量時得到的信號的傳播時間相同。至此，參考軸Y和該軸Y ’對齊了。
[0044]本發(fā)明中，為了跟蹤桿23的軸，在步驟32和33中記錄了機(jī)械臂末端的運(yùn)動;為了改變在步驟32和33中聲學(xué)探頭11的取向而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，聲學(xué)探頭沿著與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軸相連的軸Y’移動；以參考系中已經(jīng)確定的X’軸和Y’軸的已知的方向?yàn)楦鶕?jù)，上述的運(yùn)動記錄和移動被用來識別探頭所在平面(即X軸和Y軸)的一個參考取向。這樣一來，如果希望通過給聲學(xué)探頭一個確定的取向，以將其與一個精確的位置相連，那么只需要移動機(jī)械臂末端，并從這個已知的取向改變該聲學(xué)探頭的取向，以使其適應(yīng)該希望的得到的取向。
[0045]如上所述，本發(fā)明的對準(zhǔn)方法有利地利用了該聲學(xué)探頭11的能夠同時測量聲學(xué)信號振幅和聲波傳播時間的能力，這兩種測量被用來確定該探頭相對于該機(jī)械臂的位置和該聲學(xué)探頭相對于用于校準(zhǔn)的該固定參考系的一個參考取向。因此在不使用附加工具的情況下，能夠定義一個該聲學(xué)探頭的參考定位，在實(shí)際操作時，這個定位能夠使機(jī)器人來精確確定待操作的機(jī)械臂的位置和取向的改變，以使得能夠?qū)⒙晫W(xué)探頭11放置在待測試器件上方的理想的位置，并處在相對于器件表面的理想的取向。
[0046]如上所述，當(dāng)機(jī)器臂安裝有適當(dāng)?shù)墓ぞ叩臋C(jī)器人處在一個合適的操作模式時，執(zhí)行學(xué)習(xí)操作。
[0047]操作模式可以是一個手動模式，在該模式中，機(jī)械臂的運(yùn)動由一個操作員直接控制，而負(fù)責(zé)控制機(jī)器人的邏輯控制器，在不同的階段，執(zhí)行簡單的機(jī)械臂位置和姿態(tài)變化的獲取操作，同時聲學(xué)探頭執(zhí)行的測量結(jié)果則由操作員解讀，用來判斷在不同階段該聲學(xué)探頭是否放置在正確的位置。
[0048]另外，操作模式也可能是一個自動模式。如果邏輯控制器中存有該聲學(xué)探頭11的位置和取向的預(yù)先確定的理論信息，以及關(guān)于該固定參考單元(球22和桿23)的定位信息，那么，該學(xué)習(xí)的角色則是用來精煉這些信息。那么邏輯控制器在每一步得到該聲學(xué)探頭11的一個理論定位，并借助探頭的測量來改善該理論定位，以使得位于球22表面上的或者桿23表面上的一個目標(biāo)點(diǎn)落在聲學(xué)探頭11的焦點(diǎn)平面上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.實(shí)現(xiàn)對安裝在一個機(jī)械臂上的包含有一個合成的聲學(xué)探頭(11)的位置和取向測定的方法，所述聲學(xué)探頭所在的平面由兩個互相垂直的軸X和Y來確定，所述的測定是在一個對機(jī)器人已知的參考系中實(shí)現(xiàn)的，該方法的特征在于包括以下步驟: 第一步驟(31)，在此步驟中，借助該聲學(xué)探頭(11)來測量該聲學(xué)探頭與一個點(diǎn)之間的距離，該點(diǎn)處于一個點(diǎn)狀的參考目標(biāo)(22)的表面的一個固定位置，所述距離是該聲學(xué)探頭(11)的三個不同點(diǎn)相對于該參考目標(biāo)(22)的距離，該聲學(xué)探頭相對于所述機(jī)械臂的位置是利用幾何方法由測量結(jié)果而推算得到； 第二步驟(32)，在此步驟中，為了測定從一個直線管狀目標(biāo)(23)有形化出來的一個固定參考軸X’，使用該聲學(xué)探頭(11)測出的振幅和/或傳播時間，同時，為了將該聲學(xué)探頭(11)的所述參考軸X與所述固定參考軸X’平行校準(zhǔn)，移動該聲學(xué)探頭(11)，將其依次放置于所述固定參考軸X’的不同點(diǎn)； 第三步驟(33)，在此步驟中，沿著垂直于所述固定參考軸X’的一個軸Y’移動該聲學(xué)探頭(11)，并且為了改變該聲學(xué)探頭(11)所在平面的取向，以使得將所述軸Y與所述垂直的軸Y’對齊，使用該聲學(xué)探頭(11)對振幅和/或傳播時間的測量結(jié)果； 該聲學(xué)探頭的所述軸X與所述固定參考軸X’的平行校準(zhǔn)以及該探頭的所述軸Y與所述軸Y’的對齊定義了該聲學(xué)探頭(11)的一個參考取向，基于該參考取向確定由機(jī)械臂施加到該聲學(xué)探頭(11)上使其產(chǎn)生的取向的變化。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對該固定參考目標(biāo)(22)位置的測定是這樣實(shí)現(xiàn)的:沿著一個給定的靠近方向移動該聲波探頭(11)使其靠近所述固定參考目標(biāo)，直到該聲學(xué)探頭(11)的聚焦區(qū)域位于該固定參考目標(biāo)(22)所在的平面，并且通過測量該聲學(xué)探頭(11)到該固定參考目標(biāo)(22)所在平面的距離，沿著三個不同的靠近方向重復(fù)上述操作。3.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對所述固定參考軸X’的取向的測定是這樣實(shí)現(xiàn)的:移動該聲學(xué)探頭(11)使其靠近所述固定參考軸X’不同的點(diǎn)，直到對于每一個所測的點(diǎn)，該聲學(xué)探頭(11)的聚焦區(qū)域都位于所述固定參考軸X’，然后對于每一個點(diǎn)，確定接收到具有一個特定傳播時間且振幅最大的反射信號的傳感器。4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第二步驟(32)中，在測定所述固定參考軸X’的取向之后，該聲學(xué)探頭(11)的所述軸X與所述固定參考軸X’的平行校準(zhǔn)是這樣實(shí)現(xiàn)的:開動機(jī)械臂使所述聲學(xué)探頭(11)位于這樣一個取向，即由沿所述聲學(xué)探頭的軸X構(gòu)成第一個行(51)的那些傳感器接收到的該參考軸的反射信號振幅最大，且所述第一個行末端的兩個傳感器(52，53)接收到所述軸X ’的反射信號有基本相同的傳播時間。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該聲學(xué)探頭(11)的所述軸X與所述固定參考軸X’的平行校準(zhǔn)是這樣實(shí)現(xiàn)的:沿著所述軸Y開動機(jī)器人的機(jī)械臂，按照這樣一個取向放置該聲學(xué)探頭(11)，使得該聲學(xué)探頭(11)上的構(gòu)成所述中間的行(51)的傳感器接收到所述固定參考軸X’的振幅最大的反射的信號。6.如權(quán)利要求4和5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第三步驟(33)中，機(jī)械臂沿著一個垂直于所述固定參考軸X’的方向Y’平移該聲學(xué)探頭(U)，使得構(gòu)成第二個行(61)的傳感器接收到該固定參考軸X’的振幅最大的反射信號，所述第二個行(61)不同于由用于平行校準(zhǔn)所述聲學(xué)探頭的所述軸X與所述固定參考軸X’的傳感器構(gòu)成的所述第一個行(51)，然后將該聲學(xué)探頭(11)所在的平面圍繞所述軸X旋轉(zhuǎn)，使得構(gòu)成所述第二個行(61)的傳感器接收到的聲學(xué)信號的振幅與所述第二步驟(32)中構(gòu)成所述第一個行(51)的傳感器接收到的聲學(xué)信號振幅基本相同。7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述聲學(xué)探頭(11)在某一時刻的位置以及在參考系中的所述固定的參考單元的位置和取向，是由理論推算確定的，且它們傳遞給一個邏輯控制器，該邏輯控制器在各所述步驟得到所述聲學(xué)探頭(11)的理論定位，并借助所述聲學(xué)探頭的測量來改善所述理論定位，以使得該目標(biāo)點(diǎn)在某一時刻落在該聲學(xué)探頭(11)的焦點(diǎn)平面內(nèi)。
【文檔編號】B25J9/16GK105848835SQ201480070733
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月22日
【發(fā)明人】路易斯·樂潘路, 尼古拉·科林, 吉約姆·伊圖拉爾德
【申請人】空中客車集團(tuán)簡化股份公司