Brevet FR2781045A1 — publié le 20000114

Domaine de l'invention La présente invention concerne de manière générale des machines de mesure de coordonnées tridimensionnelles. Plus particulièrement, la présente invention concerne une machine de mesure de coordonnées tridimensionnelles comprenant un réseau série pour transmettre des données du bras à un contrôleur. Art antérieur Les machines conventionnelles de mesure de coordonnées utilisent des codeurs pour délivrer une information sur la position du bras dans l'espace à trois dimensions. La figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe transversale, d'un exemple de machine de mesure de coordonnées 10 ayant six degrés de liberté, comme décrit dans le brevet américain 5 402 582, dont le contenu est repris ici par voie de référence. En chaque articulation, ou degré de liberté, un transducteur (comme un codeur rotatif) 80 est utilisé pour produire des signaux indiquant la rotation de chaque articulation et, donc, la position du bras. À l'extrémité distale de la machine de mesure de coordonnées 10 se trouve un ensemble sonde/commutateur 56 ayant deux commutateurs 150 et 152. Le commutateur 150 est destiné à prélever des données et le commutateur 152 à accepter des données. Comme le montre la figure 1, six codeurs 80 sont utilisés, un pour chaque degré de liberté. Comme le décrit le brevet américain 5 402 582, la machine de mesure de coordonnées peut comprendre également un port optionnel au niveau de l'ensemble sonde/commutateur 56 pour la fixation d'une variété d'options et un transducteur de température. Un inconvénient de la machine de mesure de coordonnées conventionnelle 10 est la grande quantité de câbles qui doivent être logés dans le bras. Chaque codeur 80 peut nécessiter 7 fils ou plus. Le port optionnel, le transducteur de température et les boutons de commande et 152 nécessitent d'autres fils. Ce grand nombre de fils conduit à des problèmes accrus de dépenses et de fiabilité liés au plus grand nombre de pièces. Résumé de l'invention Les inconvénients et déficiences ci-dessus de l'art antérieur, ainsi que d'autres, sont surmontés ou supprimés part le bras articulé ayant un réseau série selon la présente invention. Le bras comprend un réseau série pour communiquer des données des transducteurs situés dans le bras à un contrôleur. Chaque transducteur est connecté à une interface de transducteur ayant une mémoire qui stocke des données de transducteur. Le contrôleur adresse en série chaque interface de transducteur et une prise de contact est effectuée pour transférer les données de la mémoire de l'interface de transducteur vers le contrôleur. Les caractéristiques et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres, seront mieux comprises et appréciées par les experts dans l'art à partir de la description détaillée qui suit et des croquis annexés. Brève description des croquis Se référant maintenant aux croquis, dans lesquels des éléments identiques sont repérés par des numéros identiques sur les différentes figures, La figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe transversale, d'une machine de mesure de coordonnées conventionnelle; La figure 2 est un organigramme du réseau série de la présente invention; La figure 3 est un diagramme de temporisation illustrant le transfert de données depuis de multiples codeurs; et La figure 4 est un diagramme de temporisation illustrant le transfert de données depuis un unique codeur. Description détaillée de l'invention La figure 2 est un organigramme d'éléments d'un bras comprenant un réseau série 20. Le réseau série 20 est basé sur un format 12C. Comme le montre la figure 2, une pluralité de cartes d'interface de transducteur 92 sont connectées au réseau série 20. Le module sonde/commutateurs 56 est connectée au réseau série 20 par le biais d'une interface de transducteur 92. Un module LCD 22 est connecté au réseau série 20 et délivre des informations à l'opérateur. Une ligne de capture séparée 21 est utilisée pour ordonner simultanément aux interfaces de transducteur 92 de stocker les données courantes du transducteur dans une mémoire 93. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la mémoire 93 est réalisée à l'aide d'un registre. Il va de soi que d'autres types de mémoire peuvent être utilisés dans l'interface de transducteur. La ligne de capture séparée 21 est nécessaire, car la latence du bus série 20 est de 1000 microsecondes, tandis que la latence de la ligne de capture 21 est de 1 microseconde. Un réseau série 20 est également connecté au contrôleur 24, qui reçoit des signaux du module sonde/commutateur 56 et des données des interfaces de transducteur 92 et envoie des informations au module LCD 22. Un transducteur de température 82 est également connecté au réseau série 20 pour délivrer un signal de température au contrôleur 24. Le contrôleur 24 comprend un microprocesseur 26 et une mémoire à accès aléatoire 28 pour stocker des instructions à exécuter par le microprocesseur 26. Un récepteur/émetteur asynchrone universel (UART) permet la communication depuis le contrôleur 24 vers des dispositifs extérieurs comme un ordinateur hôte. Une mémoire flash 32 stocke des instructions de programme et des paramètres du bras de façon permanente. Un dispositif logique programmable complexe en réseau (CPLD) 36 et une mémoire à lecture seule programmable effaçable électriquement (EEPROM) associée 34 sont également comprises dans le contrôleur 24. Le CPLD 36 contient une logique d'interconnexion entre les composants du contrôleur 24. Chaque interface de transducteur 92 est de préférence une carte à circuit imprimé comprenant une mémoire 93 qui stocke des données provenant d'un transducteur pour un instant donné dans le temps. La carte à circuits de l'interface de transducteur peut comprendre également des circuits d'amplification pour améliorer le rapport signal/bruit des données reçues. La figure 2 illustre sept interfaces de transducteur 92. Chaque interface de transducteur 92 peut stocker tout type de données, y compris des données provenant d'un codeur 80 ou des données provenant d'une source alternative. Il va de soi que la source des données stockées sur chaque interface de transducteur peut varier en fonction de l'application. Le bras peut comprendre également un port optionnel 110 tel que décrit dans le brevet américain 5 402 582, connecté au bus série 20, comme montré sur la figure 2. Le port optionnel 110 peut comprendre plusieurs lignes de tension et lignes de convertisseur analogique-numérique en vue d'une fixation générale à de nombreuses options, comme des transducteurs variables, un dispositif de balayage laser ou une sonde tactile. La machine de mesure de coordonnées 10 doit stocker des données indiquant la position de chaque transducteur pour un instant donné dans le temps. En conséquence, quand on appuie sur le bouton "ACQUISITION" , les données de chaque transducteur (par exemple le codeur 80) sont stockées dans la mémoire 93 et les données sont transférée en série et stockées dans le contrôleur 24, comme décrit ici. Il va de soi que d'autres méthodes peuvent être utilisées pour acquérir des données autrement qu'en appuyant sur le bouton ACQUISITION 150. Par exemple, une sonde tactile peut être montée dans le bras, qui lance l'acquisition de données par contact. Quand l'opérateur appuie sur le bouton "ACCEPTER" 152, les données de transducteur stockées dans le contrôleur 24 sont transférées vers un ordinateur hôte via l'UART 30. La figure 3 est un diagramme de temporisation illustrant le transfert de données depuis de multiples interfaces de transducteur. Quand l'opérateur lance l'acquisition de données (par exemple en appuyant sur le bouton ACQUISITION 150), cela lance un cycle de CAPTURE ayant une durée de 10 ms. Cela permet à l'utilisateur de relever 100 points de données par seconde. Comme indiqué par la ligne de temporisation série SCL, les données provenant de chaque interface de transducteur 92 sont transférées à intervalles de 630 is. Chaque événement 40 représente le transfert de données de la mémoire 93 au contrôleur 24 et est décrit en détail ci-après en se référant à la figure 4. La figure 4 est un schéma de temporisation illustrant un événement montrant le transfert bidirectionnel de données sur la ligne de données série (SDA) entre le contrôleur 24 et une interface de transducteur 92. Après lancement d'un cycle de CAPTURE (par exemple par une pression de l'utilisateur sur la touche ACQUISITION 150), chaque mémoire 93 stocke les données depuis un transducteur respectif (par exemple le codeur 80). Le contrôleur 24 adresse alors chaque interface de transducteur 92 en série. Comme le montre la figure 4, pour chaque événement 40, le contrôleur 24 adresse une interface de transducteur 92 via des bits d'adresse Ad6-AdO et un bit de lecture/écriture (R/W). Le neuvième bit ACK 42 est un signal de réception de l'interface de transducteur 92 au contrôleur 24, indiquant qu'une adresse valide a été accédée. Les octets DO-D5 représentent des données transférées de la mémoire 93 au contrôleur 24. Le neuvième bit de chaque octet DO-D5 est un bit de réception du contrôleur à l'interface de transducteur 92 indiquant que le contrôleur 24 a reçu l'octet. La prise de contact représenté sur la figure 4 est effectuée pour chaque interface de transducteur 92. La présente invention fournit un système pour transférer en série des données de la pluralité de transducteurs d'une machine de mesure de coordonnées à un contrôleur. L'utilisation d'un réseau série réduit sensiblement la quantité de fils nécessaires dans la machine de mesure de coordonnées, ce qui réduit le nombre de pièces et accroît la fiabilité de la machine de commande de coordonnées. Tandis que des modes de réalisation préférés ont été décrits et représentés, diverses modifications et substitutions peuvent y être apportées sans sortir due l'esprit et du cadre de l'invention. En conséquence, il va de soi que la présente invention a été décrite à titre d'illustration et non de limitation. REVENDICATIONS 1. Système de mesure de coordonnées tridimensionnelles, comprenant: un bras mobile comprenant une pluralité d'articulations, chaque articulation correspondant à un degré de liberté, de sorte que ledit bras est mobile dans un volume sélectionné, une pluralité desdites articulations ayant un transducteur, chacun desdits transducteurs produisant des données de position; un contrôleur (24) pour recevoir lesdites données de position une ligne de capture (21) pour transmettre un signal de capture pour lancer l'acquisition desdites données de position; et un réseau série (20) pour transférer lesdites données de position audit contrôleur (24). 2. Système de mesure de coordonnées selon la revendication 1, comprenant de plus: une interface de transducteur (92) associée à chacun desdits transducteurs, chaque dite interface de transducteur comprenant une mémoire (93) pour enregistrer lesdites données de position; dans lequel ladite ligne de capture (21) signale à chaque dite interface de transducteur (92) de stocker lesdites données de position dans ladite mémoire (93); dans lequel ledit réseau série (20) transfère lesdites données de position de chaque dite mémoire (93) audit contrôleur (24). 3. Système de mesure de coordonnées selon la revendication 2, dans lequel chaque interface de transducteur (92) est adressable et ledit contrôleur (24) adresse en série chaque interface de transducteur (92) afin de transférer lesdites données de position de chaque dite mémoire (93) vers ledit contrôleur (24). 4. Système de mesure de coordonnées selon la revendication 1, dans lequel le dit transducteur est un codeur. 5. Système de mesure de coordonnées selon la revendication 1, comprenant de plus: un transducteur de température (82) pour produire des données de température; dans lequel ledit transducteur de température (82) est connecté audit réseau série (20). 6. Système de mesure de coordonnées selon la revendication 1, comprenant de plus un port optionnel (110) connecté audit bus série (20). 7. Procédé de transfert de données de position depuis une pluralité de transducteurs situés dans un bras mobile vers un contrôleur (24), comprenant: le fait de stocker les données de position pour chaque transducteur dans une mémoire (93) respective prévue dans une interface de transducteur (92); le fait d'accéder en série aux données de position dans chaque mémoire (93); et le fait de transférer en série les données de position au contrôleur (24) via un réseau série (20). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite étape de stockage comprend le fait de délivrer un signal de capture à l'interface de transducteur (92) et de stocker des données de position dans chaque mémoire (93) pour un instant particulier dans le temps. 9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite étape d'accès en série comprend le fait d'adresser l'interface de transducteur (92) et d'envoyer un bit de réception au contrôleur (24) en cas d'adressage valide de l'interface de transducteur. 10. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite étape de transfert en série comprend le fait de transmettre des données de position de l'interface de transducteur (92) au contrôleur (24), dans lequel le contrôleur (24) envoie un bit de réception à l'interface de transducteur (92) après réception des données de position.