[发明专利]探针校准路径模拟系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三次元测量系统及方法，特别是关于一种探针校准路径模拟系统及方法。

背景技术

通常，在三次元测量之前需要用通过对探针进行校准的步骤来计算三次元量测机器的精度。所谓对探针进行校准的步骤就是在标准球上选取一些点，用选取的点来计算出标准球的直径。如果计算出的标准球的直径和实际直径在允许的误差(例如0.007mm)内，则表示量测机器的当前配置符合标准。然而，在探针校准过程中，由于探针无法模拟出测量路径，因此不能及时反应探针的运行情况，只有当探针碰撞到标准球表面之后才被发现。然而，探针碰撞到标准球则会导致计算出标准球的直径产生误差，从而影响后续三次元测量结果的准确性。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种探针校准路径模拟系统及方法，通过模拟探针在标准球面上的动态移动路径，能够及时准确的反应探针的运行情况，避免了探针与标准球发生碰撞的可能性。

所述的探针校准路径模拟系统，该系统运行于计算机中，该计算机包括存储设备以及显示设备。所述的系统包括：模型绘制模块，用于从存储设备中导入标准球的三维模型文件和探针的三维模型文件，从标准球的三维模型文件解析出标准球的曲面结点数据和控制点数据，从标探针的三维模型文件解析出探针的曲面结点数据和控制点数据，将标准球的曲面结点数据和控制点数据进行曲面三角网格化处理得到标准球三维模型，以及将探针的曲面结点数据和控制点数据进行曲面三角网格化处理得到探针三维模型；点集计算模块，用于根据用户输入的取点个数在标准球的每层圆上选取测量点，根据标准球的半径及探针的法向量计算每一测量点的坐标，并将每一测量点的坐标放入一个自定义数组中，根据数组中相邻两个测量点的坐标及其法向量和探针的回弹距离计算出探针在球面上移动的移动点坐标，将计算出的移动点插入到两个相邻测量点之间，以及输出数组中所有测量点与移动点；路径模拟模块，用于根据输出的测量点与移动点模拟出探针的动态移动路径，并在该动态移动路径上的每一个点处进行探针碰撞检测，根据碰撞检测结果判断探针是否与标准球产生碰撞；程序产生模块，用于当探针与标准球不发生碰撞时将探针的移动路径转化成探针校准程序，并将探针校准程序输出并保存至存储设备中，以供三次元量测机器在测量待测工件时控制探针的移动路径。

所述的探针校准路径模拟方法应用于计算机中，该计算机包括存储设备以及显示设备。该方法包括步骤：从存储设备中导入标准球的三维模型文件和探针的三维模型文件，从标准球的三维模型文件解析出标准球的曲面结点数据和控制点数据，从标探针的三维模型文件解析出探针的曲面结点数据和控制点数据；将标准球的曲面结点数据和控制点数据进行曲面三角网格化处理得到标准球三维模型，将探针的曲面结点数据和控制点数据进行曲面三角网格化处理得到探针三维模型；根据用户输入的取点个数在标准球的每层圆上选取测量点，并根据标准球的半径及探针的法向量计算每一测量点的坐标，将每一测量点的坐标放入一个自定义数组中；根据数组中相邻两个测量点的坐标及其法向量和探针的回弹距离计算出探针在球面上移动的移动点坐标，将计算出的移动点插入到两个相邻测量点之间，以及输出数组中所有测量点与移动点；根据输出的测量点与移动点模拟出探针的动态移动路径，并在该动态移动路径上的每一个点处进行探针碰撞检测；根据碰撞检测结果判断探针是否与标准球产生碰撞；当探针与标准球不发生碰撞时将探针的移动路径转化成探针校准程序，并将探针校准程序输出并保存至存储设备中，以供三次元量测机器在测量待测工件时控制探针的移动路径。

相较于现有技术，本发明所述的探针校准路径模拟系统及方法通过模拟探针在标准球面上的动态移动路径，能够及时准确的反应探针的运行情况，避免了探针与标准球发生碰撞的可能性，同时产生将探针校准程序以供三次元量测机器在测量待测工件时控制探针的移动路径。

附图说明

图1是本发明探针校准路径模拟系统较佳实施例的架构图。

图2是本发明探针校准路径模拟方法较佳实施例的流程图。

图3是图2的步骤S22中的细化流程图。

图4是利用曲面三角网格化处理标准球的曲面结点数据和控制点数据的示意图。

图5是探针在标准球球面上的部分移动点的示意图。

图6是探针在标准球的球面上动态移动路径的模拟示意图。

主要元件符号说明

计算机                    1

探针校准路径模拟系统      10

模型绘制模块              101