[發(fā)明專利]探針校準(zhǔn)路徑模擬系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210127583.5
• 申請(qǐng)日: 2012-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103377300A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張旨光;吳新元;王偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三次元測(cè)量系統(tǒng)及方法，特別是關(guān)于一種探針校準(zhǔn)路徑模擬系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

通常，在三次元測(cè)量之前需要用通過(guò)對(duì)探針進(jìn)行校準(zhǔn)的步驟來(lái)計(jì)算三次元量測(cè)機(jī)器的精度。所謂對(duì)探針進(jìn)行校準(zhǔn)的步驟就是在標(biāo)準(zhǔn)球上選取一些點(diǎn)，用選取的點(diǎn)來(lái)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)球的直徑。如果計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)球的直徑和實(shí)際直徑在允許的誤差(例如0.007mm)內(nèi)，則表示量測(cè)機(jī)器的當(dāng)前配置符合標(biāo)準(zhǔn)。然而，在探針校準(zhǔn)過(guò)程中，由于探針無(wú)法模擬出測(cè)量路徑，因此不能及時(shí)反應(yīng)探針的運(yùn)行情況，只有當(dāng)探針碰撞到標(biāo)準(zhǔn)球表面之后才被發(fā)現(xiàn)。然而，探針碰撞到標(biāo)準(zhǔn)球則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)球的直徑產(chǎn)生誤差，從而影響后續(xù)三次元測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種探針校準(zhǔn)路徑模擬系統(tǒng)及方法，通過(guò)模擬探針在標(biāo)準(zhǔn)球面上的動(dòng)態(tài)移動(dòng)路徑，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)探針的運(yùn)行情況，避免了探針與標(biāo)準(zhǔn)球發(fā)生碰撞的可能性。

所述的探針校準(zhǔn)路徑模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)包括存儲(chǔ)設(shè)備以及顯示設(shè)備。所述的系統(tǒng)包括：模型繪制模塊，用于從存儲(chǔ)設(shè)備中導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)球的三維模型文件和探針的三維模型文件，從標(biāo)準(zhǔn)球的三維模型文件解析出標(biāo)準(zhǔn)球的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，從標(biāo)探針的三維模型文件解析出探針的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，將標(biāo)準(zhǔn)球的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面三角網(wǎng)格化處理得到標(biāo)準(zhǔn)球三維模型，以及將探針的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面三角網(wǎng)格化處理得到探針三維模型；點(diǎn)集計(jì)算模塊，用于根據(jù)用戶輸入的取點(diǎn)個(gè)數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)球的每層圓上選取測(cè)量點(diǎn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)球的半徑及探針的法向量計(jì)算每一測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，并將每一測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)放入一個(gè)自定義數(shù)組中，根據(jù)數(shù)組中相鄰兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)及其法向量和探針的回彈距離計(jì)算出探針在球面上移動(dòng)的移動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，將計(jì)算出的移動(dòng)點(diǎn)插入到兩個(gè)相鄰測(cè)量點(diǎn)之間，以及輸出數(shù)組中所有測(cè)量點(diǎn)與移動(dòng)點(diǎn)；路徑模擬模塊，用于根據(jù)輸出的測(cè)量點(diǎn)與移動(dòng)點(diǎn)模擬出探針的動(dòng)態(tài)移動(dòng)路徑，并在該動(dòng)態(tài)移動(dòng)路徑上的每一個(gè)點(diǎn)處進(jìn)行探針碰撞檢測(cè)，根據(jù)碰撞檢測(cè)結(jié)果判斷探針是否與標(biāo)準(zhǔn)球產(chǎn)生碰撞；程序產(chǎn)生模塊，用于當(dāng)探針與標(biāo)準(zhǔn)球不發(fā)生碰撞時(shí)將探針的移動(dòng)路徑轉(zhuǎn)化成探針校準(zhǔn)程序，并將探針校準(zhǔn)程序輸出并保存至存儲(chǔ)設(shè)備中，以供三次元量測(cè)機(jī)器在測(cè)量待測(cè)工件時(shí)控制探針的移動(dòng)路徑。

所述的探針校準(zhǔn)路徑模擬方法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)包括存儲(chǔ)設(shè)備以及顯示設(shè)備。該方法包括步驟：從存儲(chǔ)設(shè)備中導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)球的三維模型文件和探針的三維模型文件，從標(biāo)準(zhǔn)球的三維模型文件解析出標(biāo)準(zhǔn)球的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，從標(biāo)探針的三維模型文件解析出探針的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)；將標(biāo)準(zhǔn)球的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面三角網(wǎng)格化處理得到標(biāo)準(zhǔn)球三維模型，將探針的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面三角網(wǎng)格化處理得到探針三維模型；根據(jù)用戶輸入的取點(diǎn)個(gè)數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)球的每層圓上選取測(cè)量點(diǎn)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)球的半徑及探針的法向量計(jì)算每一測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，將每一測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)放入一個(gè)自定義數(shù)組中；根據(jù)數(shù)組中相鄰兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)及其法向量和探針的回彈距離計(jì)算出探針在球面上移動(dòng)的移動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，將計(jì)算出的移動(dòng)點(diǎn)插入到兩個(gè)相鄰測(cè)量點(diǎn)之間，以及輸出數(shù)組中所有測(cè)量點(diǎn)與移動(dòng)點(diǎn)；根據(jù)輸出的測(cè)量點(diǎn)與移動(dòng)點(diǎn)模擬出探針的動(dòng)態(tài)移動(dòng)路徑，并在該動(dòng)態(tài)移動(dòng)路徑上的每一個(gè)點(diǎn)處進(jìn)行探針碰撞檢測(cè)；根據(jù)碰撞檢測(cè)結(jié)果判斷探針是否與標(biāo)準(zhǔn)球產(chǎn)生碰撞；當(dāng)探針與標(biāo)準(zhǔn)球不發(fā)生碰撞時(shí)將探針的移動(dòng)路徑轉(zhuǎn)化成探針校準(zhǔn)程序，并將探針校準(zhǔn)程序輸出并保存至存儲(chǔ)設(shè)備中，以供三次元量測(cè)機(jī)器在測(cè)量待測(cè)工件時(shí)控制探針的移動(dòng)路徑。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的探針校準(zhǔn)路徑模擬系統(tǒng)及方法通過(guò)模擬探針在標(biāo)準(zhǔn)球面上的動(dòng)態(tài)移動(dòng)路徑，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)探針的運(yùn)行情況，避免了探針與標(biāo)準(zhǔn)球發(fā)生碰撞的可能性，同時(shí)產(chǎn)生將探針校準(zhǔn)程序以供三次元量測(cè)機(jī)器在測(cè)量待測(cè)工件時(shí)控制探針的移動(dòng)路徑。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明探針校準(zhǔn)路徑模擬系統(tǒng)較佳實(shí)施例的架構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明探針校準(zhǔn)路徑模擬方法較佳實(shí)施例的流程圖。

圖3是圖2的步驟S22中的細(xì)化流程圖。

圖4是利用曲面三角網(wǎng)格化處理標(biāo)準(zhǔn)球的曲面結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的示意圖。

圖5是探針在標(biāo)準(zhǔn)球球面上的部分移動(dòng)點(diǎn)的示意圖。

圖6是探針在標(biāo)準(zhǔn)球的球面上動(dòng)態(tài)移動(dòng)路徑的模擬示意圖。

主要元件符號(hào)說(shuō)明

計(jì)算機(jī)????????????????????1

探針校準(zhǔn)路徑模擬系統(tǒng)??????10

模型繪制模塊??????????????101