[發明專利]探針校準路徑模擬系統及方法

在審

• 申請號: 201210127583.5
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103377300A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 張旨光;吳新元;王偉
• 申請（專利權）人: 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種探針校準路徑模擬系統，該系統運行于計算機中，該計算機包括存儲設備和顯示設備，其特征在于，該系統包括：

模型繪制模塊，用于從存儲設備中導入標準球的三維模型文件和探針的三維模型文件，從標準球的三維模型文件解析出標準球的曲面結點數據和控制點數據，從探針的三維模型文件解析出探針的曲面結點數據和控制點數據，將標準球的曲面結點數據和控制點數據進行曲面三角網格化處理得到標準球三維模型，以及將探針的曲面結點數據和控制點數據進行曲面三角網格化處理得到探針三維模型；

點集計算模塊，用于根據用戶輸入的取點個數在標準球的每層圓上選取測量點，根據標準球的半徑及探針的法向量計算每一測量點的坐標，并將每一測量點的坐標放入一個自定義數組中，根據數組中相鄰兩個測量點的坐標及其法向量和探針的回彈距離計算出探針在球面上移動的移動點坐標，將計算出的移動點插入到兩個相鄰測量點之間，以及輸出數組中所有測量點與移動點；

路徑模擬模塊，用于根據輸出的測量點與移動點模擬出探針的動態移動路徑，并在該動態移動路徑上的每一個點處進行探針碰撞檢測，以及根據碰撞檢測結果判斷探針是否與標準球產生碰撞；以及

程序產生模塊，用于當探針與標準球不發生碰撞時將探針的移動路徑轉化成探針校準程序，并將探針校準程序輸出并保存至存儲設備中，以供三次元量測機器在測量待測工件時控制探針的移動路徑。

2.如權利要求1所述的探針校準路徑模擬系統，其特征在于，所述的程序產生模塊還用于當探針與標準球發生碰撞時產生探針與標準球發生碰撞的提示信息，并將該碰撞提示信息顯示在顯示設備上，以提示使用者重新配置三次元量測機器的量測參數。

3.如權利要求1所述的探針校準路徑模擬系統，其特征在于，所述的模型繪制模塊將標準球的曲面結點數據和控制點數據進行曲面三角網格化處理得到標準球三維模型包括步驟：

將標準球的曲面結點數據和控制點數據轉換為B樣條曲面得到該B樣條曲面在一個UV參數平面內的封閉邊界線，并對該封閉邊界線以U直線和V直線進行等距切分線得到多個邊界線的交點及UV小方格；

對于沒有交點的UV小方格，將四個方格點按照逆時針原則直接連接成兩個三角形；

對于有交點的UV小方格，將每個方格通過的邊界點、交點及方格點加入二維點隊列中。

讀取二維點隊列中的第一點及與第一點最近的點來組成三角形的一條邊，并在二維點隊列中查找該三角形的第三點；

根據上述查找原則在二維點隊列中依次查找其它點組成的三角形得到一個三角形隊列；以及

根據所述三角形隊列繪制出標準球三維模型，并將繪制出的標準球三維模型在顯示設備上。

4.如權利要求1所述的探針校準路徑模擬系統，其特征在于，所述的點集計算模塊計算每一測量點的坐標包括步驟：

將每層圓的頂點的作為第一個量測點，根據第一個量測點和標準球的半徑計算出標準球的球心；

根據球面層數計算相鄰兩層圓的夾角，根據夾角求出每層圓的圓心；

以探針的法向量和每層圓心構造一個圓，在構造的圓上選取第二個測量點；

將第二個測量點旋轉到探針的法向量上，以每層圓心及其半徑畫一個圓，并在該圓上選取第三個測量點；

在每一層圓上確定一個不會撞針的安全角度，根據該安全角度和每層圓的圓心求出旋轉矩陣；以及

將第三個測量點乘以旋轉矩陣得到下一個測量點的坐標，依次求出標準球的球面上每一個測量點的坐標。

5.如權利要求1所述的探針校準路徑模擬系統，其特征在于，其特征在于，所述的點集計算模塊計算移動點的坐標包括步驟：

根據第一個移動點的坐標和探針法向量乘以探針的回彈距離得到第二個移動點的坐標；

計算第一個移動點與第二個移動點之間的夾角，根據該夾角計算第一個移動點與第二個移動點之間形成的弧長；

以標準球的球心為旋轉點，以第一個移動點與第二個移動點及球心構成面的法向量為旋轉軸，根據夾角及其弧長計算出一個旋轉矩陣；

用第二個移動點的坐標乘以旋轉矩陣得到下個移動點，依次求出所有移動點的坐標。