仿真量測演示系統及方法
2023-05-05 01:24:06 1
專利名稱：仿真量測演示系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機輔助驗證系統及方法，特別是涉及一種仿真量測演示系統及方法。
背景技術：
現有的對量測物體的計算機輔助驗證方法中，量測系統多採用與機臺測針連接並手動測量的模式。該種量測工作較為複雜，速度慢且容易發生機臺運動中撞針等事故。有些量測系統採用了離線仿真測量，但大都操作複雜，且無三維模擬方式，不能直觀體現物體的量測狀況，在量測效率上沒有多少提高。現有技術中在離線模擬測量中也不能體現實際機臺運動中的安全性問題。例如，未標示出在演示中測針的運動路徑及運動速度，並且在甚麼地方測針發生了撞針等等。
發明內容本發明的目的在於提供一種仿真量測演示系統，其可對量測物體進行仿真量測，可減少機臺安全事故發生，提高安全性。
本發明的另一目的在於提供一種模擬量測演示方法，其可在仿真量測演示系統上實現對量測物體的仿真量測，以減少機臺安全事故發生，提高安全性。
為達到上述目的，本發明提供一系統包括一應用伺服器、一測針、一資料庫、一網絡及一連接。該應用伺服器可讀取資料庫中的圖檔數據來實現仿真量測，並根據模擬量測中測針的路徑生成程序，根據該程序可驅動測針，使測針按該仿真的路徑對量測物體實現量測。該測針是坐標測量機的一部分，由一個杆和紅寶石球組成，該紅寶石球位於杆的尖端，其主要用來觸測量測物體表面，使得測頭的機械裝置移位，產生觸發信號並採集測量數據。資料庫中存儲有圖檔數據，系量測物體的電子圖檔。網絡連接應用伺服器1及測針，使得該應用伺服器中的程序可驅動測針。資料庫通過連接與應用伺服器相連，用於存儲該圖檔資料。其中該應用伺服器包括一測針設定模塊、一參數設定模塊、一圖檔讀取模塊、一元素量測模塊及一仿真演示模塊。所述測針設定模塊用於根據量測物體設定測針技術指標，包括選擇測針的類型和尺寸。所述參數設定模塊用於設定量測參數。所述圖檔讀取模塊用於讀取所需量測物體的圖檔。所述元素量測模塊用於對圖檔中的元素進行量測並生成一量測路徑數據。所述仿真演示模塊用於根據該量測路徑數據進行仿真量測演示，包括對測針路徑演示及對碰撞進行檢測。所述實體量測模塊用於在仿真量測中未產生碰撞時，控制測針對量測物體進行實體量測。
本發明還提供一種模擬量測演示方法，其包括有如下的步驟根據量測物體設定測針技術指標；設定量測參數；讀取所需量測物體的圖檔；對圖檔中的元素進行量測並生成一量測路徑數據；根據該量測路徑數據進行仿真量測演示，包括對測針路徑演示及對碰撞進行檢測；及在模擬量測演示中不存在碰撞時，根據量測路徑數據控制測針進行實體量測。
圖1是本發明仿真量測演示系統的結構圖。
圖2是本發明仿真量測演示系統的應用伺服器的功能模塊圖。
圖3是本發明模擬量測演示方法的流程圖。
具體實施方式如圖1所示，是本發明仿真量測演示系統的硬體架構圖。該系統包括一應用伺服器1、一測針2、一資料庫4、一網絡5及一連接6，用於實現對量測物體3的量測。量測物體3系被測量的對象，其根據圖檔數據製造而成，需要對其幾何特徵進行測量的物體。該應用伺服器1可讀取資料庫4中的圖檔數據來實現仿真量測，並根據模擬量測中測針的路徑生成程序，根據該程序可驅動測針2，使測針2按該仿真的路徑對量測物體3實現量測。該測針是坐標測量機的一部分，由一個杆和紅寶石球組成，該紅寶石球位於杆的尖端，其主要用來觸測量測物體3表面，使得測頭的機械裝置移位，產生觸發信號並採集測量數據。資料庫4中存儲有圖檔數據，系量測物體3的電子圖檔。網絡5連接應用伺服器1及測針2，使得該應用伺服器中的程序可驅動測針2。資料庫4通過連接6與應用伺服器1相連，用於存儲該圖檔資料。網絡5可以是企業內部網(Intranet)，也可以是國際網際網路(Internet)或其它類型的通訊網絡。連接6為一資料庫連接，如開放式資料庫連接(Open Database Connectivity，ODBC)，或Java資料庫連接(Java Database Connectivity，JDBC)等。
如圖2所示，是本發明仿真量測演示系統的應用伺服器1的功能模塊圖。該應用伺服器1包括一測針設定模塊11、一參數設定模塊12、一圖檔讀取模塊13、一元素量測模塊14、一仿真演示模塊15及一實體量測控制模塊16。
其中所述測針設定模塊11用於根據量測物體設定測針技術指標，包括選擇測針的類型和尺寸。測針的主要技術指標包括測針直徑、總長、杆直徑、及有效工作長度。其中所述總長指從測針後固定面到測尖中心的長度。有效工作長度指從測尖中心到與一般測量特徵發生障礙的測針點的距離。其中設定測針技術指標的原則如下為保證一定的測量精度，要求測針長度儘可能短，而且測針彎曲或偏斜小。由於每次將測針與加長杆連接在一起時，會額外引入了新的潛在彎曲和變形點，在測量時，儘可能採用短測針，儘可能減少連接點數目，使測球儘可能大。由上可使得測球與加長杆的空隙最大，這樣減少了由於測針晃動而誤碰撞的可能；且測球直徑較大可削弱被測表面未拋光對精度造成的影響。
所述參數設定模塊12用於設定量測參數。該量測參數包括擊近距離、回彈距離、移動速度、撞擊速度、飛行速度、安全面及操作方式等。其中，擊近距離指測針向量測物體靠近時需要減速的距離；回彈距離指測針離開量測物體時在何距離加速；移動速度指測針移動時的速度；撞擊速度指進入擊近距離之內的測針速度；飛行速度指離開量測物體時在回彈距離之內的速度；安全面指測針移動時所處的位置，在安全面以外，測針移動時不會與量測物體碰撞，待需要量測時，測針會進入安全面以內；操作方式可供用戶選擇，包括手動量測和自動量測方式。在自動量測方式下，在設定好其它量測參數後，模擬量測自動量測完所有需量測的元素；在手動量測方式下，模擬量測在量測一定元素後，可根據需要變更量測參數，來對其餘需量測的元素進行量測。
所述圖檔讀取模塊13用於讀取所需量測物體的圖檔。該圖檔存儲於資料庫4中，其中包含的元素包括點、面、圓及弧。
所述元素量測模塊14用於對圖檔中的元素進行量測。按照量測參數的設定來進行模擬量測，對測針的移動路徑控制來實現量測。在量測過程中，模擬的測針在量測元素時移動過程中，在安全面上以直線運動，在到達需量測元素垂直位置時，向元素方向移動，在元素上實現量測。在量測不同平面的元素時，測針會產生轉針，如量測倆垂直面上的不同元素時，測針會偏轉90度以測量下一元素。在量測完後，生成一量測路徑數據。
所述仿真演示模塊15用於根據該量測路徑數據進行仿真量測演示，包括對測針路徑演示及對碰撞進行檢測。其中測針路徑用線顯示測針的路徑，在該移動路徑中，若與量測物體有碰撞，則該處的線被標示出來，以供用戶修改路徑；若表示測針路徑的線均未與量測物體相碰撞，則該模擬量測演示完成。該碰撞的產生可能由於安全面的設定有誤，也可能由於測針在偏轉時產生碰撞。
所述實體量測模塊16用於在仿真量測中未產生碰撞時，控制測針2對量測物體3進行實體量測，該實體測量中，測針的移動路徑與仿真量測中測針的運動路徑一致，可實現安全量測。
如圖3所示，是本發明模擬量測演示方法的流程圖。首先，根據量測物體設定測針技術指標，包括選擇測針的類型和尺寸。測針的主要技術指標包括測針直徑、總長、杆直徑、及有效工作長度。其中所述總長指從測針後固定面到測尖中心的長度。有效工作長度指從測尖中心到與一般測量特徵發生障礙的測針點的距離。其中設定測針技術指標的原則如下為保證一定的測量精度，要求測針長度儘可能短，而且測針彎曲或偏斜小。由於每次將測針與加長杆連接在一起時，會額外引入了新的潛在彎曲和變形點，在測量時，儘可能採用短測針，儘可能減少連接點數目，使測球儘可能大。由上可使得測球與加長杆的空隙最大，這樣減少了由於測針晃動而誤碰撞的可能；且測球直徑較大可削弱被測表面未拋光對精度造成的影響。(步驟S301)在選定測針後，設定量測參數。該量測參數包括擊近距離、回彈距離、移動速度、撞擊速度、飛行速度、安全面及操作方式等。其中，擊近距離指測針向量測物體靠近時需要減速的距離；回彈距離指測針離開量測物體時在何距離加速；移動速度指測針移動時的速度；撞擊速度指進入擊近距離之內的測針速度；飛行速度指離開量測物體時在回彈距離之內的速度；安全面指測針移動時所處的位置，在安全面以外，測針移動時不會與量測物體碰撞，待需要量測時，測針會進入安全面以內；操作方式可供用戶選擇，包括手動量測和自動量測方式。在自動量測方式下，在設定好其它量測參數後，模擬量測自動量測完所有需量測的元素；在手動量測方式下，模擬量測在量測一定元素後，可根據需要變更量測參數，來對其餘需量測的元素進行量測。(步驟S302)在進行完上述設定之後，圖檔讀取模塊13讀取所需量測物體的圖檔。該圖檔存儲於資料庫4中，其中包含的元素包括點、面、圓及弧，用戶可以選擇全部顯示、全部隱藏及指定隱藏等顯示方式。(步驟S303)在獲得量測物體的圖檔後，元素量測模塊14便可以對圖檔中的元素進行量測。在量測時，首先需要設定坐標系。在本實施例中，選用的是X-Y-Z坐標系，但並不限於此，將量測物體的任一位置設置為坐標原點，其它位置的坐標也相應確定。其後，用戶根據需要選擇量測元素，元素量測模塊14按照量測參數的設定來進行手動量測或自動量測，對測針的移動路徑控制來實現量測。在量測過程中，若選擇的坐標不符合用戶的需求，可對坐標系進行補正，坐標補正的方式包括平面補正、軸向補正、及原點補正等。平面補正指修改X-Y軸位置；軸向補正指修改Z軸位置；原點補正指修改原點位置。同時，在需要的元素未包含在圖檔中時，還可創建元素，包括創建點元素、線元素、面元素及圓元素等。以創建點元素為例，在圖檔中已存在倆個圓元素，在對該圓元素量測後，可根據其幾何值確定其圓心距中心創建一點元素，對該點元素進行量測。在量測完成後，生成一量測路徑數據。(步驟S304)對量測物體進行量測後，仿真演示模塊15根據該量測路徑數據進行仿真量測演示，包括對測針路徑演示及對碰撞進行檢測。其中測針路徑用線顯示測針的路徑。(步驟S305)在該移動路徑中，若與量測物體有碰撞，則該處的線被標示出來，以供用戶修改路徑；若表示測針路徑的線均未與量測物體相碰撞，則該模擬量測演示完成。此判斷作業由仿真演示模塊15實現。若該移動路徑中，若與量測物體有碰撞，則返回步驟S304，對圖檔中需修改路徑的元素重新量測並生成新的路徑。(步驟S306)若表示測針路徑的線均未與量測物體相碰撞，則實體量測控制模塊16根據量測路徑數據控制測針2對量測物體3按仿真量測路徑進行實體量測。(S307)
權利要求
1.一種仿真量測演示系統，可對量測物體實現仿真量測，該系統包括一應用伺服器、一測針、一資料庫、一網絡及一連接，其特徵在於，該應用伺服器包含一測針設定模塊，用於根據量測物體設定測針技術指標，包括選擇測針的類型和尺寸；一參數設定模塊，用於設定量測參數；一圖檔讀取模塊，用於讀取所需量測物體的電子圖檔；一元素量測模塊，用於對圖檔中的元素進行量測並生成一量測路徑數據；一仿真演示模塊，用於根據該量測路徑數據進行仿真量測演示，包括對測針路徑演示及對碰撞進行檢測；及一實體量測控制模塊，用於在仿真量測中未產生碰撞時，根據上述量測路徑數據控制測針對量測物體進行實體量測。
2.如權利要求1所述的仿真量測演示系統，其特徵在於，其中所述測針用來觸測量測物體表面，使得測頭的機械裝置移位，產生觸發信號並採集測量數據。
3.如權利要求1所述的仿真量測演示系統，其特徵在於，其中所述測針由一個杆和紅寶石球組成，該紅寶石球位於杆的尖端。
4.一種仿真量測演示方法，其特徵在於，包括以下步驟根據量測物體設定測針技術指標；設定量測參數；讀取所需量測物體的圖檔；對圖檔中的元素進行量測並生成一量測路徑數據；根據該量測路徑數據進行仿真量測演示，包括對測針路徑演示及對碰撞進行檢測；及在模擬量測演示中不存在碰撞時，控制測針進行實體量測。
5.如權利要求4所述的仿真量測演示方法，其特徵在於，所述測針用來觸測量測物體表面，使得測頭的機械裝置移位，產生觸發信號並採集測量數據。
6.如權利要求5所述的仿真量測演示方法，其特徵在於，所述測針由一個杆和紅寶石球組成，該紅寶石球位於杆的尖端。
全文摘要
一種仿真量測演示系統，該系統包括一應用伺服器、一測針、一資料庫、一網絡及一連接。該應用伺服器包括一測針設定模塊，用於根據量測物體設定測針技術指標；一參數設定模塊，用於設定量測參數；一圖檔讀取模塊，用於讀取所需量測物體的圖檔；一元素量測模塊，用於對圖檔中的元素進行量測並生成一量測路徑數據；及一仿真演示模塊，用於根據該量測路徑數據進行仿真量測演示，包括對測針路徑演示及對碰撞進行檢測；一實體量測控制模塊，用於在仿真量測中未產生碰撞時，根據量測路徑數據控制測針對量測物體進行實體量測。本發明還提供一種模擬量測演示方法可對量測物體進行仿真量測，可減少機臺安全事故發生，提高安全性。
文檔編號G01B21/02GK1783094SQ20041007730
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月4日 優先權日2004年12月4日
發明者張旨光, 吳新元, 湯曉丹, 陳杰榮 申請人: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