专利名称：仿真量测演示系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机辅助验证系统及方法，特别是涉及一种仿真量测演示系统及方法。
背景技术：
现有的对量测物体的计算机辅助验证方法中，量测系统多采用与机台测针连接并手动测量的模式。该种量测工作较为复杂，速度慢且容易发生机台运动中撞针等事故。有些量测系统采用了离线仿真测量，但大都操作复杂，且无三维模拟方式，不能直观体现物体的量测状况，在量测效率上没有多少提高。现有技术中在离线模拟测量中也不能体现实际机台运动中的安全性问题。例如，未标示出在演示中测针的运动路径及运动速度，并且在甚么地方测针发生了撞针等等。

发明内容本发明的目的在于提供一种仿真量测演示系统，其可对量测物体进行仿真量测，可减少机台安全事故发生，提高安全性。
本发明的另一目的在于提供一种模拟量测演示方法，其可在仿真量测演示系统上实现对量测物体的仿真量测，以减少机台安全事故发生，提高安全性。
为达到上述目的，本发明提供一系统包括一应用服务器、一测针、一数据库、一网络及一连接。该应用服务器可读取数据库中的图档数据来实现仿真量测，并根据模拟量测中测针的路径生成程序，根据该程序可驱动测针，使测针按该仿真的路径对量测物体实现量测。该测针是坐标测量机的一部分，由一个杆和红宝石球组成，该红宝石球位于杆的尖端，其主要用来触测量测物体表面，使得测头的机械装置移位，产生触发信号并采集测量数据。数据库中存储有图档数据，系量测物体的电子图档。网络连接应用服务器1及测针，使得该应用服务器中的程序可驱动测针。数据库通过连接与应用服务器相连，用于存储该图档资料。其中该应用服务器包括一测针设定模块、一参数设定模块、一图档读取模块、一元素量测模块及一仿真演示模块。所述测针设定模块用于根据量测物体设定测针技术指标，包括选择测针的类型和尺寸。所述参数设定模块用于设定量测参数。所述图档读取模块用于读取所需量测物体的图档。所述元素量测模块用于对图档中的元素进行量测并生成一量测路径数据。所述仿真演示模块用于根据该量测路径数据进行仿真量测演示，包括对测针路径演示及对碰撞进行检测。所述实体量测模块用于在仿真量测中未产生碰撞时，控制测针对量测物体进行实体量测。
本发明还提供一种模拟量测演示方法，其包括有如下的步骤根据量测物体设定测针技术指标；设定量测参数；读取所需量测物体的图档；对图档中的元素进行量测并生成一量测路径数据；根据该量测路径数据进行仿真量测演示，包括对测针路径演示及对碰撞进行检测；及在模拟量测演示中不存在碰撞时，根据量测路径数据控制测针进行实体量测。

图1是本发明仿真量测演示系统的结构图。
图2是本发明仿真量测演示系统的应用服务器的功能模块图。
图3是本发明模拟量测演示方法的流程图。
具体实施方式如图1所示，是本发明仿真量测演示系统的硬件架构图。该系统包括一应用服务器1、一测针2、一数据库4、一网络5及一连接6，用于实现对量测物体3的量测。量测物体3系被测量的对象，其根据图档数据制造而成，需要对其几何特征进行测量的物体。该应用服务器1可读取数据库4中的图档数据来实现仿真量测，并根据模拟量测中测针的路径生成程序，根据该程序可驱动测针2，使测针2按该仿真的路径对量测物体3实现量测。该测针是坐标测量机的一部分，由一个杆和红宝石球组成，该红宝石球位于杆的尖端，其主要用来触测量测物体3表面，使得测头的机械装置移位，产生触发信号并采集测量数据。数据库4中存储有图档数据，系量测物体3的电子图档。网络5连接应用服务器1及测针2，使得该应用服务器中的程序可驱动测针2。数据库4通过连接6与应用服务器1相连，用于存储该图档资料。网络5可以是企业内部网(Intranet)，也可以是国际互联网(Internet)或其它类型的通讯网络。连接6为一数据库连接，如开放式数据库连接(Open Database Connectivity，ODBC)，或Java数据库连接(Java Database Connectivity，JDBC)等。
如图2所示，是本发明仿真量测演示系统的应用服务器1的功能模块图。该应用服务器1包括一测针设定模块11、一参数设定模块12、一图档读取模块13、一元素量测模块14、一仿真演示模块15及一实体量测控制模块16。
其中所述测针设定模块11用于根据量测物体设定测针技术指标，包括选择测针的类型和尺寸。测针的主要技术指标包括测针直径、总长、杆直径、及有效工作长度。其中所述总长指从测针后固定面到测尖中心的长度。有效工作长度指从测尖中心到与一般测量特征发生障碍的测针点的距离。其中设定测针技术指标的原则如下为保证一定的测量精度，要求测针长度尽可能短，而且测针弯曲或偏斜小。由于每次将测针与加长杆连接在一起时，会额外引入了新的潜在弯曲和变形点，在测量时，尽可能采用短测针，尽可能减少连接点数目，使测球尽可能大。由上可使得测球与加长杆的空隙最大，这样减少了由于测针晃动而误碰撞的可能；且测球直径较大可削弱被测表面未抛光对精度造成的影响。
所述参数设定模块12用于设定量测参数。该量测参数包括击近距离、回弹距离、移动速度、撞击速度、飞行速度、安全面及操作方式等。其中，击近距离指测针向量测物体靠近时需要减速的距离；回弹距离指测针离开量测物体时在何距离加速；移动速度指测针移动时的速度；撞击速度指进入击近距离之内的测针速度；飞行速度指离开量测物体时在回弹距离之内的速度；安全面指测针移动时所处的位置，在安全面以外，测针移动时不会与量测物体碰撞，待需要量测时，测针会进入安全面以内；操作方式可供用户选择，包括手动量测和自动量测方式。在自动量测方式下，在设定好其它量测参数后，模拟量测自动量测完所有需量测的元素；在手动量测方式下，模拟量测在量测一定元素后，可根据需要变更量测参数，来对其余需量测的元素进行量测。
所述图档读取模块13用于读取所需量测物体的图档。该图档存储于数据库4中，其中包含的元素包括点、面、圆及弧。
所述元素量测模块14用于对图档中的元素进行量测。按照量测参数的设定来进行模拟量测，对测针的移动路径控制来实现量测。在量测过程中，模拟的测针在量测元素时移动过程中，在安全面上以直线运动，在到达需量测元素垂直位置时，向元素方向移动，在元素上实现量测。在量测不同平面的元素时，测针会产生转针，如量测俩垂直面上的不同元素时，测针会偏转90度以测量下一元素。在量测完后，生成一量测路径数据。
所述仿真演示模块15用于根据该量测路径数据进行仿真量测演示，包括对测针路径演示及对碰撞进行检测。其中测针路径用线显示测针的路径，在该移动路径中，若与量测物体有碰撞，则该处的线被标示出来，以供用户修改路径；若表示测针路径的线均未与量测物体相碰撞，则该模拟量测演示完成。该碰撞的产生可能由于安全面的设定有误，也可能由于测针在偏转时产生碰撞。
所述实体量测模块16用于在仿真量测中未产生碰撞时，控制测针2对量测物体3进行实体量测，该实体测量中，测针的移动路径与仿真量测中测针的运动路径一致，可实现安全量测。
如图3所示，是本发明模拟量测演示方法的流程图。首先，根据量测物体设定测针技术指标，包括选择测针的类型和尺寸。测针的主要技术指标包括测针直径、总长、杆直径、及有效工作长度。其中所述总长指从测针后固定面到测尖中心的长度。有效工作长度指从测尖中心到与一般测量特征发生障碍的测针点的距离。其中设定测针技术指标的原则如下为保证一定的测量精度，要求测针长度尽可能短，而且测针弯曲或偏斜小。由于每次将测针与加长杆连接在一起时，会额外引入了新的潜在弯曲和变形点，在测量时，尽可能采用短测针，尽可能减少连接点数目，使测球尽可能大。由上可使得测球与加长杆的空隙最大，这样减少了由于测针晃动而误碰撞的可能；且测球直径较大可削弱被测表面未抛光对精度造成的影响。(步骤S301)在选定测针后，设定量测参数。该量测参数包括击近距离、回弹距离、移动速度、撞击速度、飞行速度、安全面及操作方式等。其中，击近距离指测针向量测物体靠近时需要减速的距离；回弹距离指测针离开量测物体时在何距离加速；移动速度指测针移动时的速度；撞击速度指进入击近距离之内的测针速度；飞行速度指离开量测物体时在回弹距离之内的速度；安全面指测针移动时所处的位置，在安全面以外，测针移动时不会与量测物体碰撞，待需要量测时，测针会进入安全面以内；操作方式可供用户选择，包括手动量测和自动量测方式。在自动量测方式下，在设定好其它量测参数后，模拟量测自动量测完所有需量测的元素；在手动量测方式下，模拟量测在量测一定元素后，可根据需要变更量测参数，来对其余需量测的元素进行量测。(步骤S302)在进行完上述设定之后，图档读取模块13读取所需量测物体的图档。该图档存储于数据库4中，其中包含的元素包括点、面、圆及弧，用户可以选择全部显示、全部隐藏及指定隐藏等显示方式。(步骤S303)在获得量测物体的图档后，元素量测模块14便可以对图档中的元素进行量测。在量测时，首先需要设定坐标系。在本实施例中，选用的是X-Y-Z坐标系，但并不限于此，将量测物体的任一位置设置为坐标原点，其它位置的坐标也相应确定。其后，用户根据需要选择量测元素，元素量测模块14按照量测参数的设定来进行手动量测或自动量测，对测针的移动路径控制来实现量测。在量测过程中，若选择的坐标不符合用户的需求，可对坐标系进行补正，坐标补正的方式包括平面补正、轴向补正、及原点补正等。平面补正指修改X-Y轴位置；轴向补正指修改Z轴位置；原点补正指修改原点位置。同时，在需要的元素未包含在图档中时，还可创建元素，包括创建点元素、线元素、面元素及圆元素等。以创建点元素为例，在图档中已存在俩个圆元素，在对该圆元素量测后，可根据其几何值确定其圆心距中心创建一点元素，对该点元素进行量测。在量测完成后，生成一量测路径数据。(步骤S304)对量测物体进行量测后，仿真演示模块15根据该量测路径数据进行仿真量测演示，包括对测针路径演示及对碰撞进行检测。其中测针路径用线显示测针的路径。(步骤S305)在该移动路径中，若与量测物体有碰撞，则该处的线被标示出来，以供用户修改路径；若表示测针路径的线均未与量测物体相碰撞，则该模拟量测演示完成。此判断作业由仿真演示模块15实现。若该移动路径中，若与量测物体有碰撞，则返回步骤S304，对图档中需修改路径的元素重新量测并生成新的路径。(步骤S306)若表示测针路径的线均未与量测物体相碰撞，则实体量测控制模块16根据量测路径数据控制测针2对量测物体3按仿真量测路径进行实体量测。(S307)
权利要求
1.一种仿真量测演示系统，可对量测物体实现仿真量测，该系统包括一应用服务器、一测针、一数据库、一网络及一连接，其特征在于，该应用服务器包含一测针设定模块，用于根据量测物体设定测针技术指标，包括选择测针的类型和尺寸；一参数设定模块，用于设定量测参数；一图档读取模块，用于读取所需量测物体的电子图档；一元素量测模块，用于对图档中的元素进行量测并生成一量测路径数据；一仿真演示模块，用于根据该量测路径数据进行仿真量测演示，包括对测针路径演示及对碰撞进行检测；及一实体量测控制模块，用于在仿真量测中未产生碰撞时，根据上述量测路径数据控制测针对量测物体进行实体量测。
2.如权利要求1所述的仿真量测演示系统，其特征在于，其中所述测针用来触测量测物体表面，使得测头的机械装置移位，产生触发信号并采集测量数据。
3.如权利要求1所述的仿真量测演示系统，其特征在于，其中所述测针由一个杆和红宝石球组成，该红宝石球位于杆的尖端。
4.一种仿真量测演示方法，其特征在于，包括以下步骤根据量测物体设定测针技术指标；设定量测参数；读取所需量测物体的图档；对图档中的元素进行量测并生成一量测路径数据；根据该量测路径数据进行仿真量测演示，包括对测针路径演示及对碰撞进行检测；及在模拟量测演示中不存在碰撞时，控制测针进行实体量测。
5.如权利要求4所述的仿真量测演示方法，其特征在于，所述测针用来触测量测物体表面，使得测头的机械装置移位，产生触发信号并采集测量数据。
6.如权利要求5所述的仿真量测演示方法，其特征在于，所述测针由一个杆和红宝石球组成，该红宝石球位于杆的尖端。
全文摘要
一种仿真量测演示系统，该系统包括一应用服务器、一测针、一数据库、一网络及一连接。该应用服务器包括一测针设定模块，用于根据量测物体设定测针技术指标；一参数设定模块，用于设定量测参数；一图档读取模块，用于读取所需量测物体的图档；一元素量测模块，用于对图档中的元素进行量测并生成一量测路径数据；及一仿真演示模块，用于根据该量测路径数据进行仿真量测演示，包括对测针路径演示及对碰撞进行检测；一实体量测控制模块，用于在仿真量测中未产生碰撞时，根据量测路径数据控制测针对量测物体进行实体量测。本发明还提供一种模拟量测演示方法可对量测物体进行仿真量测，可减少机台安全事故发生，提高安全性。
文档编号G01B21/02GK1783094SQ20041007730
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月4日 优先权日2004年12月4日
发明者张旨光, 吴新元, 汤晓丹, 陈杰荣 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司