本發(fā)明屬于機(jī)械加工在線測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于在線測(cè)量技術(shù)的測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建方法。

背景技術(shù)：

在產(chǎn)品加工中，由于工件變形、二次裝夾、原點(diǎn)誤差等問(wèn)題，會(huì)出現(xiàn)理論工件模型與實(shí)際工件模型嚴(yán)重不符的情況，導(dǎo)致產(chǎn)品良率低、加工成本偏高、人員負(fù)擔(dān)重的情況。

在線測(cè)量技術(shù)是一種在加工中心上實(shí)現(xiàn)工件加工質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)的技術(shù)，利用該技術(shù)可以進(jìn)行零件找正、工件輪廓、曲面的變形補(bǔ)償、加工過(guò)程的在機(jī)檢測(cè)等，以提高加工效率，減小誤差累計(jì)，提高加工質(zhì)量。

測(cè)量點(diǎn)的創(chuàng)建是在此技術(shù)基礎(chǔ)上，產(chǎn)生的自動(dòng)、智能化的測(cè)量點(diǎn)布點(diǎn)方法。用戶可根據(jù)此功能快速、批量、自動(dòng)的創(chuàng)建合適的測(cè)量點(diǎn)，并依此生成測(cè)量路徑，進(jìn)行補(bǔ)償和檢測(cè)。

現(xiàn)有的布置測(cè)量點(diǎn)的方法是根據(jù)加工路徑手動(dòng)估計(jì)測(cè)量點(diǎn)位置；輸入測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)；輸入測(cè)量點(diǎn)方向；確定與上一測(cè)量點(diǎn)的連接方式，至此完成一個(gè)測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建。重復(fù)以上操作，創(chuàng)建所有測(cè)量點(diǎn)。整個(gè)過(guò)程需要逐個(gè)輸入測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)和方向，操作繁瑣，容易出錯(cuò)；只支持簡(jiǎn)單圖形，對(duì)于空間曲線和曲面，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建；無(wú)法均勻的創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)；無(wú)法一次性批量創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)；無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)償和測(cè)量路徑優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于在線測(cè)量技術(shù)的測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建方法，所述創(chuàng)建方法通過(guò)在待加工模型上獲取點(diǎn)、線或面的信息，得到曲線參數(shù)域信息，根據(jù)所述參數(shù)域信息和曲線法向，得到測(cè)量點(diǎn)的位置信息和探測(cè)方向，完成多個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)的創(chuàng)建，在在線測(cè)量系統(tǒng)中生成測(cè)量路徑并進(jìn)行路徑補(bǔ)償和優(yōu)化。

進(jìn)一步的，所述點(diǎn)包括任意輸入點(diǎn)或存在點(diǎn)，根據(jù)所述輸入點(diǎn)或存在點(diǎn)對(duì)所述測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)建用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

進(jìn)一步的，根據(jù)所述存在點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)具體為：

A1.選取空間位置點(diǎn)，獲取空間位置點(diǎn)信息；

A2.選取待探測(cè)曲面，獲取曲面的基礎(chǔ)信息；

A3.利用A1中空間位置點(diǎn)信息與A2中曲面，建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算曲面上測(cè)量點(diǎn)位置，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息；

A4.根據(jù)步驟A3得到的測(cè)量點(diǎn)位置信息，分別計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的曲面法向作為測(cè)量點(diǎn)探測(cè)方向；

A5.根據(jù)步驟A3和步驟A4確定的測(cè)量點(diǎn)位置和方向完成測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

進(jìn)一步的，所述任意輸入點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)具體為，在空間中任意確定一點(diǎn)，通過(guò)修改該任意點(diǎn)的坐標(biāo)和探測(cè)方向后作為測(cè)量點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述線和面分別為曲線和曲面，根據(jù)所述曲線或曲面的信息在所述曲線或曲面上創(chuàng)建所述測(cè)量點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述曲線上創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)具體為：

B1.選取待探測(cè)曲線，獲取曲線信息，計(jì)算曲線參數(shù)域信息；

B2.利用步驟B1獲取的參數(shù)域信息，計(jì)算當(dāng)前曲線上的位置點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息；

B3.根據(jù)步驟B2得到的測(cè)量點(diǎn)位置信息，計(jì)算測(cè)量點(diǎn)的曲線法向作為測(cè)量點(diǎn)的探測(cè)方向；

B4.根據(jù)步驟B2和步驟B3確定的測(cè)量點(diǎn)位置和方向完成測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

進(jìn)一步的，所述B2中，將所述曲線分割成多個(gè)部分，確定測(cè)量點(diǎn)曲線探測(cè)區(qū)域，在所述曲線探測(cè)范圍內(nèi)，根據(jù)點(diǎn)數(shù)和間距計(jì)算每個(gè)曲線上的多個(gè)位置點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息，用于創(chuàng)建多個(gè)測(cè)量點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述曲面上創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)具體為：

C1.選取待探測(cè)曲面，獲取所述曲面的基礎(chǔ)信息，并得到曲面流線和曲面法向；

C2.利用步驟C1獲取的曲面流線，將所述曲面分割成多個(gè)部分，確定測(cè)量點(diǎn)曲面探測(cè)區(qū)域；

C3.在步驟C2確定的所述曲面探測(cè)范圍內(nèi)，確定曲面上的曲線，再根據(jù)兩向等分、U向等分或V向等分計(jì)算每個(gè)曲面上的位置點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息；

C4.根據(jù)步驟C3得到的測(cè)量點(diǎn)位置信息，分別計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的曲面法向和XOY平面方向作為測(cè)量點(diǎn)探測(cè)方向；所述XOY平面方向具體為：將位置點(diǎn)和曲面中心點(diǎn)分別投影至xoy平面，由位置點(diǎn)指向中心點(diǎn)，作為該點(diǎn)的XOY平面方向；

C5.根據(jù)步驟C3和C4確定的測(cè)量點(diǎn)位置和方向完成測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建，用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

進(jìn)一步的，所述步驟C4中，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的位置信息對(duì)測(cè)量點(diǎn)添加行號(hào)和起、止位置標(biāo)識(shí)，用于計(jì)算曲面的偏差進(jìn)行補(bǔ)償。

進(jìn)一步的，所述曲面上創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)還包括根據(jù)在曲面上的已知點(diǎn)的坐標(biāo)和方向創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明一種基于在線測(cè)量技術(shù)的測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建方法可在CAD模型上對(duì)點(diǎn)、線、面等多種類型的圖形進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建，能夠計(jì)算位置坐標(biāo)和方向，在在線測(cè)量系統(tǒng)中生成測(cè)量路徑并進(jìn)行路徑補(bǔ)償和優(yōu)化，操作簡(jiǎn)便。

進(jìn)一步的，可根據(jù)曲線或曲面的信息，將曲線或曲面分割成多個(gè)部分，根據(jù)點(diǎn)數(shù)和間距創(chuàng)建大量的測(cè)量點(diǎn)，縮短布點(diǎn)時(shí)間，對(duì)于曲面可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)布點(diǎn)。

進(jìn)一步的，根據(jù)點(diǎn)數(shù)、間距、兩向等分、U向等分或V向等分、自適應(yīng)方式計(jì)算每個(gè)曲面上的位置點(diǎn)能夠創(chuàng)建適合的測(cè)量點(diǎn)，提高布點(diǎn)速度。

進(jìn)一步的，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的位置信息對(duì)測(cè)量點(diǎn)可自動(dòng)添加特征標(biāo)識(shí)，直接創(chuàng)建探測(cè)路徑，創(chuàng)建的測(cè)量點(diǎn)能直接用于測(cè)量計(jì)算，減少人工參與，縮短操作時(shí)間，降低出錯(cuò)率。

綜上所述，本方法能夠減少工作量，提高工作效率，使用范圍廣，支持多種類型的模型，能夠支持不同種類的模型創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)，降低人工參與，減少出錯(cuò)率。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2單個(gè)測(cè)量點(diǎn)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2多個(gè)測(cè)量點(diǎn)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3示意圖，其中，(a)為兩向等分，(b)為自適應(yīng)布點(diǎn)，(c)為單向等分；

圖5為本發(fā)明測(cè)量點(diǎn)補(bǔ)償特征示意圖。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于在線測(cè)量技術(shù)的測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建方法，所述創(chuàng)建方法通過(guò)在待加工模型上獲取點(diǎn)、線或面的信息，得到曲線參數(shù)域信息，根據(jù)所述參數(shù)域信息和曲線法向，得到測(cè)量點(diǎn)的位置信息和探測(cè)方向，完成多個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)的創(chuàng)建，在在線測(cè)量系統(tǒng)中生成測(cè)量路徑并進(jìn)行路徑補(bǔ)償和優(yōu)化。

其中，點(diǎn)包括任意輸入點(diǎn)或存在點(diǎn)，根據(jù)所述輸入點(diǎn)或存在點(diǎn)對(duì)所述測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)建用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償；所述線和面分別為曲線和曲面，根據(jù)所述曲線或曲面的信息在所述曲線或曲面上創(chuàng)建所述測(cè)量點(diǎn)。

實(shí)施例1

基于位置點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)：該方法有兩種創(chuàng)建方式，可通過(guò)輸入點(diǎn)或存在點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)產(chǎn)生測(cè)量點(diǎn)。

1).通過(guò)輸入點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

測(cè)量點(diǎn)可以是空間任意一點(diǎn)的位置，通過(guò)修改空間點(diǎn)的坐標(biāo)和探測(cè)方向，達(dá)到滿足要求的測(cè)量點(diǎn)。

2).通過(guò)存在點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

請(qǐng)參閱圖1所示，圖中需要已存在的位置點(diǎn)，并在此點(diǎn)基礎(chǔ)上創(chuàng)建合適的測(cè)量點(diǎn)。

通過(guò)存在位置點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)具體分為以下幾步：

A1.選取空間位置點(diǎn)，獲取空間位置點(diǎn)信息；

A2.選取待探測(cè)曲面，獲取曲面的基礎(chǔ)信息；

A3.利用A1中空間位置點(diǎn)信息與A2中曲面，建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算曲面上測(cè)量點(diǎn)位置，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息；對(duì)應(yīng)關(guān)系為曲面與位置點(diǎn)間的投影關(guān)系，將空間位置點(diǎn)投影至曲面，以此，計(jì)算曲面上點(diǎn)位置信息。

A4.根據(jù)步驟A3得到的測(cè)量點(diǎn)位置信息，分別計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的曲面法向作為測(cè)量點(diǎn)探測(cè)方向；法向的計(jì)算是利用當(dāng)前曲面位置點(diǎn)，計(jì)算其切平面，過(guò)該點(diǎn)且垂直于切平面的向量成作為曲面在該點(diǎn)的法向量。

A5.根據(jù)步驟A3和步驟A4確定的測(cè)量點(diǎn)位置和方向完成測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

實(shí)施例2

基于曲線創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)：該方法是在曲線上創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)，分為單點(diǎn)創(chuàng)建和多點(diǎn)創(chuàng)建。

1).曲線上單點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

請(qǐng)參閱圖2所示，通過(guò)拾取曲線和需要?jiǎng)?chuàng)建的點(diǎn)的位置，可計(jì)算出點(diǎn)的坐標(biāo)和方向，創(chuàng)建符合要求的曲線上測(cè)量點(diǎn)，具體為：

B1.選取待探測(cè)曲線，獲取曲線信息，計(jì)算曲線參數(shù)域信息；

參數(shù)域的計(jì)算是通過(guò)將曲線轉(zhuǎn)化為參數(shù)方程表示形式，以此，得到其參數(shù)域信息；

B2.利用步驟B1獲取的參數(shù)域信息，計(jì)算當(dāng)前曲線上的位置點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息；

計(jì)算位置點(diǎn)是通過(guò)將空間位置點(diǎn)投影至曲線上，以此，計(jì)算曲線上位置點(diǎn)信息；

B3.根據(jù)步驟B2得到的測(cè)量點(diǎn)位置信息，計(jì)算測(cè)量點(diǎn)的曲線法向作為測(cè)量點(diǎn)的探測(cè)方向；

計(jì)算曲線法向，根據(jù)當(dāng)前平面，計(jì)算當(dāng)前位置點(diǎn)在曲線上的切失，垂直于切失的方向?yàn)樵擖c(diǎn)法向；

B4.根據(jù)步驟B2和步驟B3確定的測(cè)量點(diǎn)位置和方向完成測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

2)曲線上多點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

請(qǐng)參閱圖3所示，用戶在曲線上選取創(chuàng)建區(qū)域，并根據(jù)區(qū)域和參數(shù)以等分方式自動(dòng)布點(diǎn)。

曲線自動(dòng)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)具體分為以下幾步：

B11.啟動(dòng)布點(diǎn)命令，拾取曲面，獲取曲線信息，計(jì)算曲線參數(shù)域信息；

B12.利用獲取的參數(shù)域信息，將所述曲線分割成多個(gè)部分，確定測(cè)量點(diǎn)曲線探測(cè)區(qū)域；

B13.所述曲線探測(cè)范圍內(nèi)，根據(jù)布點(diǎn)方式參數(shù)，計(jì)算每個(gè)曲線上的位置點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息；計(jì)算曲線位置點(diǎn)是通過(guò)將空間位置點(diǎn)投影至曲線上，以此計(jì)算曲線上位置點(diǎn)信息

B14.根據(jù)應(yīng)用需求，選擇布點(diǎn)方式，可選擇按點(diǎn)數(shù)和按距離的布點(diǎn)方式。選取曲線法向作為探測(cè)方向，計(jì)算每個(gè)曲線上的多個(gè)位置點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息，創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)。

計(jì)算位置點(diǎn)是通過(guò)按點(diǎn)數(shù)或按距離等布點(diǎn)方式，將曲線進(jìn)行剖分，剖分的點(diǎn)作為曲線上的位置點(diǎn)。

實(shí)施例3

基于曲面創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

請(qǐng)參閱圖4所示，該方法通過(guò)拾取曲面，在曲面上創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)，分為單點(diǎn)創(chuàng)建和多點(diǎn)創(chuàng)建。

1).曲面上手動(dòng)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

通過(guò)拾取曲面和需要?jiǎng)?chuàng)建的點(diǎn)的位置，可計(jì)算出點(diǎn)坐標(biāo)和方向，創(chuàng)建符合要求的曲面上測(cè)量點(diǎn)。

將當(dāng)前位置點(diǎn)投影至曲面，轉(zhuǎn)化為曲面上位置點(diǎn)；通過(guò)該點(diǎn)，計(jì)算曲面切平面，過(guò)該點(diǎn)且垂直于切平面的向量作為曲面在該點(diǎn)的法向量。

2)曲面上自動(dòng)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

用戶通過(guò)拾取曲面，選擇相應(yīng)的探測(cè)區(qū)域，并在此區(qū)域內(nèi)布置測(cè)量點(diǎn)。多點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)包括以下幾種方式：

兩向等分，根據(jù)曲面的UV方向進(jìn)行等分布點(diǎn)；

單向等分，根據(jù)曲面的其中一個(gè)方向(U或V)進(jìn)行等分，另一個(gè)方向自適應(yīng)布點(diǎn)；

自適應(yīng)等分，根據(jù)曲面UV兩個(gè)方向分別進(jìn)行自適應(yīng)布置測(cè)量點(diǎn)。

曲面自動(dòng)創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)具體分為以下幾步：

C1.選取待探測(cè)曲面，獲取所述曲面的基礎(chǔ)信息，并得到曲面流線和曲面法向；

根據(jù)所獲曲面，將其轉(zhuǎn)化為參數(shù)方程形式，以此計(jì)算其等參數(shù)線，作為曲面流線；

C2.利用步驟C1獲取的曲面流線，將所述曲面分割成多個(gè)部分，確定測(cè)量點(diǎn)曲面探測(cè)區(qū)域；

C3.在步驟C2確定的所述曲面探測(cè)范圍內(nèi)，確定曲面上的曲線，再根據(jù)兩向等分、U向等分或V向等分計(jì)算每個(gè)曲面上的位置點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)的位置信息；

C4.根據(jù)步驟C3得到的測(cè)量點(diǎn)位置信息，分別計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的曲面法向和XOY平面方向作為測(cè)量點(diǎn)探測(cè)方向；所述XOY平面方向具體為：將位置點(diǎn)和曲面中心點(diǎn)分別投影至xoy平面，由位置點(diǎn)指向中心點(diǎn)，作為該點(diǎn)的XOY平面方向；

通過(guò)該點(diǎn)的位置信息，計(jì)算曲面切平面，過(guò)該點(diǎn)且垂直于切平面的向量成為曲面在該點(diǎn)的法向量；

C5.根據(jù)步驟C3和C4確定的測(cè)量點(diǎn)位置和方向完成測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建，用于生成路徑進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

選擇布點(diǎn)方式：兩向等分、U向等分、V向等分等多種布點(diǎn)方式。

選擇探測(cè)方向：根據(jù)需要選擇測(cè)量點(diǎn)的探測(cè)方向，包括曲面法向和XOY平面探測(cè)兩種方向的選擇，

標(biāo)識(shí)補(bǔ)償特征并創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)

請(qǐng)參閱圖5所示，曲面創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)后可自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償信息標(biāo)識(shí)，這些測(cè)量點(diǎn)可直接生成路徑，并進(jìn)行曲面補(bǔ)償。

本發(fā)明一種基于在線測(cè)量技術(shù)的測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建方法，第一：減少工作量，提高工作效率，可在CAD模型上創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算位置坐標(biāo)和測(cè)量點(diǎn)方向。第二：使用范圍廣，支持多種類型的模型，可支持不同種類的模型創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)，包括但不限制位置點(diǎn)、曲線、曲面上創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)。第三：提供批量測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建，提供等分、自適應(yīng)等多種測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建方式，可通過(guò)參數(shù)批量創(chuàng)建均勻的測(cè)量點(diǎn)，提高布點(diǎn)速度。第四：降低人工參與，減少出錯(cuò)率，提供自動(dòng)化的補(bǔ)償特征添加，可自動(dòng)添加需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶卣鳂?biāo)識(shí)，利用此信息可直接創(chuàng)建探測(cè)路徑，進(jìn)行測(cè)量計(jì)算。

以上內(nèi)容僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。