本申请要求于2015年9月24日提交的美国临时申请第62/232,233号和于2016年9月22日提交的美国申请第15/273,424号的优先权，所述申请通过全文引用并入本文。
本公开涉及精密计量，并且更具体地涉及用于坐标测量机的编辑检查程序和对准程序。
背景技术：
包括坐标测量机(cmm)的某些计量系统可以被利用于获得被检查工件的测量结果，并且可以至少部分地通过已经在计算机上编程的工件特征检查操作来控制。美国专利第8,438,746号('746专利)中描述了一种示例性的现有技术cmm，该专利通过全文引用并入在此。如'746专利中所述的，cmm包括用于测量工件的探头、用于移动探头的移动机构以及用于控制移动机构的控制器。
在美国专利第7,652,275号中描述了包括表面扫描探头的cmm，该专利在此通过全文引用并入本文。在扫描之后，提供工件的三维轮廓。工件可以通过沿着工件表面扫描的机械接触探头、或者通过扫描工件而没有物理接触的光学探头来测量。光学探头可以是可以使用光点来检测表面点的类型(诸如，三角测量探头)、或者使用摄像机的类型，其中工件的几何元件的坐标经由图像处理软件来确定。在美国专利第4,908,951号中描述了使用光学和机械测量两者的“组合”cmm，该专利在此通过全文引用并入本文。
在所有上述cmm中，可以对操作进行编程来检查工件特征。这样的编程的操作通常可以被审阅以查看正在检查哪些工件特征以及以何种顺序，并且还可以通过添加、移除或以其它方式更改与特定工件特征相关联的特定程序元件或操作而被编辑。然而，在现有的cmm编程系统中，这样的审阅和编辑操作对于用户来说并不总是容易执行或理解。例如，用户可能难以跟踪这样的编程的操作在哪里以及如何适合整体检查计划，并且可能难以理解某些类型的编辑可能相对于更改特定的工件特征的检查或整体检查计划的效率或有效性而产生的各种效果。存在允许在cmm的检查程序创建、审阅和/或编辑期间以直接且直观的方式的这种理解的系统和/或用户界面特征的需要。存在如下这样的系统和/或用户界面特征的需要：其简化程序创建和编辑处理，并且也适用于创建和编辑集成的或单独的工件对准程序，并且允许在cmm的检查程序和/或对准程序创建、审阅和/或编辑期间以直接且直观的方式理解各种类型的编辑的效果。
技术实现要素：
在cmm上建立工件的位置的对准程序，特别是当它们被要求来指导相对不熟练的用户的手动操作时，并未足够的直观或容易以创建或使用。此外，编辑改变到用于对准的工件特征以及相关联的计划和/或程序的效果的可视化未在用户界面中立即或持续可用(例如，通过显示的“3d”模拟或移动动画)。此外，如果意图分开地执行检查程序和对准程序，则通常要求用户/程序员有意地创建单独的检查程序和对准程序。替代地，检查操作和对准操作已经在单个程序中合并，使得操作不能彼此独立地方便地执行(例如，通过单独的例程或程序)。
相反，在本文公开的系统和方法的一些实施例中，可以在相同的“集成”编程和编辑环境中使用类似的方法方便地执行对准程序计划创建和检查程序计划创建。尽管有此集成环境，但是，如果需要，也可以自动创建单独的对准程序和检查程序，以便彼此独立地方便执行。与现有技术相比，这是对于程序员的易用性的显著增强。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于编程用于坐标测量机(cmm)的工件特征检查操作并且用于编程工件对准操作的系统。工件的一些工件特征与对准程序相关联，该对准程序可以用于将理想坐标系统与实际坐标系统对准，并且可以另外用于指导用户手动对准操作。在各个实施例中，对准程序可用于在所谓的机器坐标系统(mcs)中测量实际工件的某些特征位于实际cmm上的何处。然后，可以分析那些特征的位置以建立部件坐标系统(pcs)，其识别部件(工件)位于mcs中的何处。如cad文件中定义的理想工件的那些工件特征的坐标在cad坐标系统(ccs)中。因此，可以使用ccs坐标“离线”(即，不在实际cmm的背景中)定义用于工件的检查程序。在可以根据本公开生成的对准程序中，可以确定将离线创建的检查程序中的ccs坐标转换为可参考mcs坐标的pcs坐标的变换，使得使用基于cad文件的离线编程创建的检查程序在实际工件特征在实际cmm上的实际位置处为实际工件特征创建适当的运动。
坐标测量机(cmm)可以包括用于确定工件特征测量数据的至少一个传感器、用于保持工件的工作台以及cmm控制部分，其中传感器或工作台中的至少一个可相对于彼此移动。该系统包括计算机辅助设计(cad)文件处理部分和用户界面。计算机辅助设计(cad)文件处理部分输入对应于工件的工件cad文件并分析该文件以自动确定工件上的对应于多个几何特征类型的可检查工件特征。
在各个实施方式中，用户界面可以包括：工件检查程序模拟部分，其可配置为显示3d视图，该3d视图包括工件上的工件特征以及与要根据当前工件特征检查计划对工件特征执行的检查操作对应的检查操作表示中的至少一个；以及编辑用户界面部分，其包括用于对应于cad文件的工件的当前工件特征检查计划的可编辑计划表示。可编辑计划表示包括工件特征或检查操作表示中的至少一个。这些工件特征或检查操作表示中的至少一些可以与可编辑对准程序计划表示相关地使用。在一个实施例中，可编辑对准程序计划表示可以被显示为可编辑计划表示的一部分。然而，在其它实施例中，它可以显示在用户界面中的其它地方。
在各个实施例中，系统可被配置为使3d视图和可编辑计划表示两者均自动响应于包括在第一组编辑操作中的编辑操作，而不管编辑操作是在用户界面的3d视图、还是可编辑计划表示中执行。系统还被配置为使可编辑对准程序计划表示自动响应于包括在第一组编辑操作中的编辑操作，而不管编辑操作是在用户界面的3d视图、还是可编辑计划表示中执行。第一组编辑操作包括从(向)可编辑对准程序计划表示中删除(或添加)至少一个工件特征，其中编辑操作在用户界面的3d视图或可编辑计划表示中执行。可编辑对准程序计划表示通过在可编辑对准程序计划表示中自动删除(或添加)至少一个工件特征和相关联的检查操作，自动响应于从(向)可编辑对准程序计划表示中删除(或添加)至少一个工件特征的编辑操作，而不管编辑操作是在3d、还是可编辑计划表示中执行。
系统可以包括检查路径/序列管理器和对准程序生成器/管理器部分。检查路径/序列管理器和对准程序生成器/管理器部分也可以响应于包括在第一组编辑操作中的编辑操作，而不管包括在第一组编辑操作中的编辑操作是在用户界面的3d视图、还是可编辑计划表示中执行。
系统用户界面还可以包括程序视图部分。程序视图部分也可以自动响应于包括在第一组编辑操作中的编辑操作，而不管包括在第一组编辑操作中的编辑操作是在3d视图、还是可编辑计划表示、还是程序视图部分本身中执行。在一些实施例中，程序视图可以被看作“次级”可编辑计划表示。在一些实施例中，对准程序操作不需要反映在程序视图部分中。在一些实施例中，对准程序操作自动生成、记录并存储在与工件特征检查计划相关联的单独程序中(例如，包括在可包括与检查特定类型的工件相关的所有文件的项目文件中)。
附图说明
图1是示出包括cmm的计量系统的各个典型部件的图；
图2a和图2b是示出计算系统的一个实施例的各个元件的图，在该计算系统上可以为图1的cmm编程工件特征检查操作；
图3是其中可编辑计划表示的所有工件特征都包括在要根据计划检查的一组工件特征中的用户界面的图；
图4是其中图3的一些工件特征已经被取消选择以便从要根据该计划检查的该组工件特征中被排除的用户界面的图；
图5是其中图4的一些排除的工件特征已经被重新选择以便重新包括在要根据计划检查的该组工件特征中的用户界面的图；
图6是显示工件特征检查计划的结束的用户界面的图；
图7是其中除了显示工件特征之外还关于可编辑计划表示而显示与要对工件特征执行的检查操作对应的检查操作表示的用户界面的图；
图8是其中可编辑对准程序计划表示被包括(添加)在可编辑计划表示中的用户界面的图；
图9和图10各自是其中第一工件特征被选择以被添加到可编辑对准程序计划表示中的用户界面的图；
图11是其中可编辑对准程序计划表示被更新以现在包括第一工件特征、并且第一工件特征的屏幕截图被作为可在3d视图中显示(以用于稍后在基于对准程序计划表示生成的对准程序中使用)的用户界面的图；
图12是其中第二工件特征被选择以被添加到可编辑对准程序计划表示中的用户界面的图；
图13是其中可编辑对准程序计划表示被更新以现在包括第一和第二工件特征的用户界面的图；
图14是其中第三(无效)工件特征被选择以被添加到可编辑对准程序计划表示中的用户界面的图；
图15是其中第三(无效)工件特征在可编辑对准程序计划表示中被指示为无效的用户界面的图；
图16和图17各自是其中第三(无效)工件特征被选择以从可编辑对准程序计划表示中被删除的用户界面的图；
图18是其中可编辑对准程序计划表示被更新以不包括第三(无效)工件特征的用户界面的图；
图19是其中第四工件特征被选择(以被添加到可编辑对准程序计划表示中)的用户界面的图；
图20是其中定义先前未定义的第四工件特征(例如“平面”)的几何特征类型的用户界面的图；
图21是其中第四工件特征(例如，平面)由一组特征点定义的用户界面的图；
图22是其中现在完全定义的第四工件特征被选择以被添加到可编辑对准程序计划表示中的用户界面的图；
图23是其中可编辑对准程序计划表示被更新以现在包括第一、第二和第四工件特征、并且示出了底层(underlying)对准程序计划的特性的用户界面的图；
图24是改变(更新)图23的对准程序计划表示的名称的用户界面的图；
图25是其中选择了可编辑对准程序计划表示中的三个工件特征的新测量顺序的用户界面的图；
图26是其中可编辑对准程序计划表示和对应的3d视图被更新以反映对准程序计划中的三个工件特征的新测量顺序的用户界面的图；
图27是其中重新选择如图24中的可编辑对准程序计划表示中的三个工件特征的原始测量顺序的用户界面的图；
图28是其中工件检查程序或测量程序基于可编辑计划表示生成并显示在程序视图中的用户界面的图，其中，在各个实施例中，对准程序也可以被生成但不包括在测量程序中、并且被分开地存储；
图29是其中在程序视图中显示的测量程序被执行以在cad坐标系统(ccs)中模拟所编程的工件检查和/或测量的用户界面的图；
图30是其中测量程序和对准程序被转译为可在特定类型的cmm上操作并且被保存的用户界面的图；
图31是其中在特定类型的cmm上选择所转译和保存的测量程序以及所转译和保存的对准程序的用户界面的图；
图32是在用户界面中显示的、其中所转译的对准程序被选择以执行的项目选择窗口的图；
图33是其中对准程序已经部分地执行到需要用户的手动操作来定位(测量)放置在特定类型的cmm上的实际工件上的对准程序计划的第一工件特征的用户界面的图；
图34是用户界面的、其中对准程序需要用户的进一步手动操作来定位(测量)放置在特定类型的cmm上的实际工件上的对准程序计划的第二和第四工件特征的部件程序列表窗口的图；
图35是用户界面的、其中对准程序自动获得将先前在基于cad的模拟中获得的ccs坐标转换为特定类型的cmm上的所测量的工件特征的机器坐标系统(mcs)坐标和/或mcs中的实际工件的部件坐标系统(pcs)坐标的变换的部件程序列表窗口的图；
图36是其中重新调用(recall)将ccs坐标转换为mcs和/或pcs坐标的变换并且使其在被执行以检查/测量放置在特定类型的实际cmm上的实际工件的工件检查/测量程序中进行操作的用户界面的图；
图37是图示用于为cmm编程工件特征检查操作的例程(包括生成对准程序计划)的一个示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
图1是示出包括通用cmm的计量系统1的各个典型部件的图，其提供了用于应用本文公开的原理的一个背景。计量系统1的某些方面在'746专利中进一步描述。计量系统1可以包括：cmm主体2；运动控制器3，其控制坐标测量机主体2的驱动；操作单元4，用于手动操作坐标测量机本体2；主计算机5，其向运动控制器3发出指令并执行诸如用于检查部署在cmm主体2上的工件10(待测量对象)上的特征的处理。代表性输入单元61和输出单元62连接到主计算机5以及显示单元5d。显示单元5d可以显示用户界面，例如，下面关于图3-图36进一步描述的。
cmm主体2可以包括：具有可以接触工件10的表面的触针(stylus)21t的探头21；移动机构22，其包括保持探头21的基端的三轴滑动机构24；以及测量台23，其保持工件10，并且驱动机构25在该测量台23上移动滑动机构24。在各个实施方式中，驱动机构25可以由cmm控制部分(例如，包括运动控制器3)控制。如下面将更详细地描述的，在各个实施方式中，cmm的一个或多个传感器(例如，包括探头21和/或触针21t)可以相对于测量台23移动(例如，如由运动控制器3控制)并且用于确定工件特征测量数据(例如，关于工件10的特征的物理尺寸)。
图2a和图2b是包括编程部分202的一个实施例的计算系统105的图，在编程部分202上可以为cmm(例如，图1的cmm主体2)编程工件特征检查操作。如图2a所示，在各个实施方式中，计算系统105(例如，图1的计算机5或单独的计算机)可以包括存储器部分170、显示部分175、处理部分180、输入-输出设备部分185和编程部分202。存储器部分170包括由计算系统105使用的常驻程序和其它数据。显示部分175为计算系统105提供显示(例如，类似于图1的显示单元5d)，包括由编程部分202提供的特征。处理部分180提供计算系统105的信号处理和控制，而输入-输出设备部分185从各个设备(例如，图1的cmm控制器3)接收和向各个设备提供控制信号和输出。
如图2a和图2b所示，在一个实施例中，编程部分202包括cad文件处理部分205、检查路径和/或序列管理器206、对准程序生成器/管理器部分207apm、计划视图编辑用户界面部分210、对准程序计划编辑用户界面207apui、3d视图部分220、程序视图编辑用户界面部分230、第一组操作部分240(其可以包括检查计划修改通知部分249)，“其它”操作部分250、编程环境同步和/或通知管理器260、执行时间部分270以及模拟状态和控制部分280。在各个实施方式中，计算机辅助设计(cad)文件处理部分205输入对应于工件(例如，图1的工件10)的工件cad文件，并且分析该文件以自动确定工件上与多个几何特征类型(例如，圆柱形、平面、球形、锥形等)对应的可检测工件特征，并且检查路径/序列管理器206可以自动确定允许cmm获得表征工件特征的测量结果的运动控制路径。可用于实施cad文件处理部分205和/或检查路径/序列管理器206的方法在本领域中是已知的，如在各种商业cad产品中、和/或在用于创建检查程序的cad“扩展程序”和/或其它已知的cmm检查编程系统和/或从cad数据自动生成机床(machinetool)程序的系统中所例示的。例如，美国专利第5,465,221、4,901,253、7,146,291、7,783,445、8,302,031、5,471,406和7,058,472号(在此通过全文引用将其每个并入本文)公开了可用于分析cad数据并确定工件的几何特征并随后自动生成用于将探头或传感器放置在测量或表征几何特征的检查点处的运动控制路径的各种方法。欧洲专利第ep1330686号也提供了相关的教导。在一些实施例中，确定几何特征可以简单地包括提取或辨识经分类的在一些现代cad系统中固有地定义的几何特征。在一些实施例中，产品和制造信息(简称pmi)存在于cad数据中，并且可以用于上述处理。pmi传达cad数据中的非几何属性，并且可以包括几何尺寸和公差、表面光洁度等。在一些实施例中，在不存在pmi的情况下，可以在cad文件处理部分205和检查路径/序列管理器206的自动操作中使用默认公差和其它默认检查规则。
运动控制路径通常可以定义特征检查序列以及各检查点(例如，接触探头测量点、或非接触测量点、或点云确定区等)以及这样的点之间的运动路径。序列和运动路径规划可以遵循在一些实施例中避免冲突的简单规则、或在其它实施例中既避免冲突又优化运动路径长度或检查时间的更复杂的规则或处理。在一些实施例中，cad文件处理部分205可以包括检查路径/序列管理器206、和/或对准程序生成器/管理器部分207apm的一部分或全部，或者它们可以被合并和/或不可区分。可以在商业产品和/或先前引用的参考文献中、以及在许多技术和/或学术文章中找到适用的自动路径规划方法。在一个实施例中，当在编程部分202中识别目标cad文件时，可以自动触发前述自动处理中的一个或全部。在其它实施例中，可以基于发起处理的操作员输入，关于目标cad而触发前述自动处理中的一个或全部。在其它较不期望的实施例中，类似的处理可以是半自动的并且需要用户在编程部分202中输入以用于某些操作或决定。
在任何情况下，在各个实施例中，上述处理实际上可以用于为工件提供全面的检查计划和/或检查程序。在各个实施例中，上述处理实际上也可以用于为工件提供全面的对准计划和/或对准程序。在一些背景中，术语“检查计划”的含义可能主要包含要检查什么特征以及要对每个特征进行什么测量、以及按照什么顺序，并且术语“检查程序”的含义可能主要包含如何在特定cmm配置上完成检查计划(例如，遵循检查计划中固有的“指令”，但是还包括用于定义的cmm配置的运动速度和路径、要使用的探头或传感器，等等)。在一些背景中，术语“对准程序计划”的含义可能主要包含要测量什么特征并用于对准、以及以什么顺序，并且术语“对准程序”的含义可能主要包含如何在特定cmm配置上完成对准程序计划(例如，遵循对准程序计划中固有的“指令”，但是还包括用于定义的cmm配置的运动速度和路径、要使用的探头或传感器，等等)。编程部分202的其它部分可以使用cad文件处理部分205和检查路径/序列管理器206和/或对准程序生成器/管理器部分207apm的结果，以执行它们的操作并填充和/或控制它们的相关联的用户界面部分，等等。
如图2b所示，计划视图编辑用户界面部分210包括用于对应于cad文件的工件的工件特征检查计划的可编辑计划表示212。在一个实施例中，计划视图编辑用户界面部分210还可以包括用于对应于cad文件的工件的工件对准程序计划的可编辑对准程序计划表示21appr(其可以是对准程序计划编辑用户界面207apui的一部分)。在各个实施例中，可编辑对准程序计划表示默认可以被包括在计划视图编辑用户界面部分210中。在各个实施例中，检查操作编程部分一经启动，就可以默认在用户界面中提供可编辑对准程序计划表示21appr。在各个实施例中，可编辑对准程序计划表示21appr可以被显示在计划视图编辑用户界面部分210中、或在可编辑计划表示212内、或在用户界面中的其它地方。在各个实施方式中，程序视图编辑用户界面部分230还可以(或者替代地)包括可编辑计划表示232，如将在下面关于图3-图36更详细描述的。在一些实施例中，对准程序操作不需要反映在程序视图部分中。在一些实施例中，对准程序操作被自动生成、记录并存储在与工件特征检查计划或程序相关联的单独程序中(例如，在可包括与检查特定类型的工件相关的所有文件的项目文件中)。
图2a和图2b所示的一般包括如图2b所示的对准程序计划编辑用户界面207apui的对准程序生成器/管理器部分207apm可以由编程部分202的用户操作以创建或定义如参考附图8-图36更详细地示出和/或描述的对准程序计划(其可以用于生成对准程序)。应理解，如果意图分开地执行检查程序和对准程序，则已知的“对准程序创建”系统和方法通常要求用户有意地创建单独的检查程序和对准程序。在这样的情况下，他们的创建操作不方便混合；例如，相同的编辑环境窗口中的相同工件特征不能方便地用于在编辑环境中的任何时刻可互换地在检查程序计划或对准程序计划上工作。替代地，在现有技术中，如果程序员能够在编辑环境中的任何时刻可互换地在检查程序计划或对准程序计划中工作，那么检查操作和对准操作已经合并在单个程序中，使得不能在稍后的时间方便地彼此独立地(例如，通过单独的例程或程序)执行所述操作。相反，在本文公开的系统和方法的一些实施例中，可以在相同的“集成”编程和编辑环境中使用类似的方法方便地执行对准程序计划创建和检查程序计划创建，并且程序员可以方便地在编辑环境中的任何时刻可互换地在检查程序计划或对准程序计划上工作。尽管有集成创建和编辑环境的此特征，但是，如果需要，则可以自动创建单独的对准程序和检查程序，以便彼此独立地方便执行。与现有技术相比，这是对于程序员的易用性的显著增强。
在各个实施方式中，编程部分202可以例如通过保存相关的工件cad文件和cmm配置文件的链接或副本、以及保存表征在项目文件被保存(例如，在存储器部分170中)时对应于检查计划和/或检查程序和/或对准程序计划和/或对准程序的编程和/或编辑操作的状态的数据，根据已知方法(例如，在项目文件中)保存检查程序创建的配置和对准程序的创建或编辑会话的配置。在各个实施方式中，对于cmm配置文件，cad文件处理部分205可以输入对应于cmm的cmmcad文件并且可以分析cmmcad文件以自动确定cmm的可显示表示。在一些实施例中，对准程序计划和/或对准程序的创建或定义可以在表征在项目文件被保存时对应于对准程序计划和/或对准程序的编程和/或编辑操作的状态的数据中被保存和重新调用。在其它实施例中，对准程序计划和/或对准程序的创建或定义可以保存在稍后在重新打开项目文件时类似于cmm配置文件等而被重新调用和处理的专用文件中。所有上述方法具有不必更改由特定cmm制造商用于管理相关的“项目”程序和机器特定的对准和检查程序文件的方法的优点。然而，前述方法仅意图是示例性的、而非限制性的。如果需要，则可以使用其它实施方式。
虽然已知试图自动生成检查计划和/或检查程序并且自动生成对准程序计划和/或对准程序，但是随后对这样的计划和/或程序的编辑和可视化不够直观或者易于使用—尤其对于相对不熟练的用户。具体地，所得到的对准程序(尤其当它们被要求指导相对不熟练的用户的手动操作时)不够直观或易于使用。此外，对用于对准的工件特征以及相关联的计划和/或程序的编辑改变的效果的可视化未在用户界面中(例如，通过显示的“3d”模拟或移动动画)立即或持续可用。此外，如果意图分开地执行检查程序和对准程序，则通常要求用户有意地创建单独的检查程序和对准程序。替代地，检查操作和对准操作已经合并在单个程序中，使得操作不能彼此独立地方便地执行(例如，通过单独的例程或程序)。相反，在本文公开的系统和方法的一些实施例中，对准程序计划创建和检查程序计划创建可以在相同的“集成”编程和编辑环境中使用类似的方法方便地执行。尽管有此集成环境，但是，如果需要，则可以自动创建单独的对准程序和检查程序，以便彼此独立地方便执行。与现有技术相比，这是对于程序员的易用性的显著增强。在这样的集成编程和编辑环境中，“结果”反馈—在3d模拟或动画视图中对编辑结果的“即时”视觉确认—对于接受编辑操作来说可能至关重要。
由于这种即时反馈的价值，尤其对于相对不熟练的用户或程序编辑者来说，在一些实施例中，期望编辑操作立即并入(例如，自动地或以用户非常小的努力)到检查计划和/或对准程序计划和/或检查程序的当前版本中，该当前版本然后反映在编程部分202的各个部分及其用户界面中。在所示的实施例中，这可以通过编程环境同步/通知管理器260的操作来完成，在一个实施例中，可以使用已知的“发布者-订阅者”方法来实施编程环境同步/通知管理器260，所述方法有时使用类似xml的语言(例如，如用于网页之间的通知)来实施。在各个实施例中，可以通过将诸如基于列表的方法或基于广播的方法或基于内容的方法的方法适配为支持本文公开的特征，来实施发布者-订阅者方法。在cmm编程环境中，发布者和订阅者通常位于相同的处理空间中，并且“订阅者”窗口的身份可能被“发布者”知道(例如，如可以使用例如编程环境同步/通知管理器260而被记录或实施)。适用于这样的情况，美国专利第8,028,085号(在此通过全文引用将其并入本文)描述了可被适配为支持本文公开的特征的低延迟方法。
在一个实施例中，在cad文件处理部分205和检查路径/序列管理器206中确定和/或生成各个工件特征和测量操作可以包括为每个工件特征和测量操作生成和/或共享唯一标识符。当来自这些部分的结果在编程部分202的其它部分中使用(例如，如上所述)时，各个标识符也可以在其它部分中被使用或交叉引用，以建立跨越各个处理和/或用户界面部分的对应的工件特征和/或检查操作之间的相关关联。
编程部分202的用户界面包括可用于编辑工件特征检查计划和/或对准程序计划和/或检查程序的第一组操作(其还包括底层编程指令和/或例程)。例如，用户界面操作可以包括选择表示工件特征或检查操作的文本或图形元件，其后是激活影响所选的元件的相关命令或其它用户界面操作。在一个实施例中，第一组操作部分240可以提供或识别这样的操作。在一个实施例中，检查计划修改通知部分249可以响应于包括在第一组操作部分240中的操作，以向编程环境同步/通知管理器260提供检查计划修改和/或对准程序计划修改正在发生的通知。
作为响应，编程环境同步/通知管理器260然后可以(例如，自动地)管理各个事件或编程操作通知与相关的唯一标识符的交换，使得当执行第一组操作中的一个操作时，cad文件处理部分205和/或检查路径/序列管理器206和/或对准程序生成器/管理器部分207apm以同步方式适当地编辑或修改当前检查计划和检查程序或当前对准程序计划和对准程序。这样的计划和程序修改可以在各个实施例中非常快速地执行，因为上述的唯一标识符可以用于高效地将修改仅集中在由第一组操作中的当前活动的一个操作影响的那些特征和/或测量操作上。此后，编程环境同步/通知管理器260可以通知编程部分202的其它部分(例如，如上所述)，使得它们使用来自编辑的计划和/或程序的信息立即更新。最近编辑的元件的唯一标识符可以再次用于加速这样的操作，因为更新仅需要集中在与标识符相关联的那些元件上。
应理解，编程环境同步/通知管理器260还可以管理除了与第一组操作相关联的那些部分之外的部分间通信和交换(例如，使用与如上所述的技术和标识符类似的各种技术和标识符)。在各个实施例中，它可以促进编程部分202的各个用户界面窗口或部分之间的同步。例如，在一个窗口中选择特定特征或指令可以自动触发对其它窗口的通知或指令，以将对应的特征或指令显示在该其它窗口中、或描绘与所选的特征或指令相关联的程序操作状态，等等。
应理解，上述的用于实现编程部分202的各个部分之间的实时编辑操作同步的实施例仅仅是示例性的、而非限制性的。例如，上述标识符的功能可以由合适的数据库或查找表关联等提供，而不存在显式的“标识符”。基于本文公开的教导，这些和其它替代方案对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
执行时间部分270可以包括执行时间指示器部分272和执行时间计算部分274。为了向执行编辑操作的用户提供有价值的反馈，执行时间指示器部分272可以提供用于操作cmm以执行与由当前cmm配置执行的当前工件特征检查计划对应的工件检查程序的估计检查程序执行时间的“实时”指示。使用上述技术，编程部分202可以被配置为使得响应于利用包括在第一组操作部分240中的操作之一以修改当前工件特征检查计划和/或对准程序计划和/或检查程序，来自动更新执行时间指示器部分272，以便自动指示对检查程序执行时间的修改的估计效果。在各个实施方式中，第一组编辑操作部分240可以包括或识别对应于包括工件特征241a、排除工件特征241b、删除命令242、撤消命令243、序列编辑244以及更改cmm配置245(其每一个将在下面关于图3-图36更详细地描述)的操作。第一组编辑操作部分240还可以包括或识别对应于在特征上添加或删除各测量点(例如，触针的触点)、或者改变用于在各测量点之间横穿的运动计划等的操作。另一个操作部分250可以包括与编程部分202和/或通用计算系统105的使用和功能相关的其它操作。3d视图部分220可以显示包括工件上的工件特征和对根据当前工件特征检查计划要对工件特征执行的检查操作的指示的3d视图。模拟状态和控制部分280可以包括模拟状态部分281，其被配置为表征通过与当前显示的3d视图对应的当前工件特征检查计划的进展的状态，并且执行时间指示器部分272可以与模拟状态部分281结合显示。
在各个实施方式中，如将在下面关于图3-图7更详细图示和描述的，模拟状态部分281可以包括当前时间指示器282，其沿着图形总时间范围元件283移动以表征通过与当前显示的3d视图对应的当前工件特征检查计划的进展的状态，并且，执行时间指示器272可以与图形总时间范围元件283相关联地显示。在一个实施方式中，模拟状态部分281还包括当前时间显示284，其包括对应于当前时间指示器282或当前显示的3d视图自动更新的数字时间表示，并且该数字时间表示还表征通过与当前显示的3d视图对应的当前工件特征检查计划的进展的状态。在一个实施方式中，模拟状态和控制部分280还包括模拟动画控制部分290，其包括可用于控制如在3d视图中显示的通过当前工件特征检查计划的模拟进展的动画显示的开始291、暂停292、停止293、重置294、倒退295、循环296、加速297或减速298中的至少一个的元件。
在各个实施方式中，计算系统105和/或其它相关联的计算机系统可以包括合适的单一或分布式计算系统或设备，其可以包括执行软件以执行本文描述的功能的一个或多个处理器。处理器包括可编程通用或专用微处理器、可编程控制器、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件(pld)等、或这些设备的组合。软件可以存储在存储器中，所述存储器诸如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存等、或这些部件的组合。软件还可以存储在一个或多个存储设备中，所述存储设备诸如磁盘驱动器、固态存储器或用于存储数据的任何其它介质(例如，存储器部分170)。软件可以包括一个或多个程序模块，其包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。在分布式计算环境中，程序模块的功能性可以被组合、或分布在多个计算系统或设备上，并且在各个实施方式中可以经由服务调用(call)来访问。
图3是用户界面305(例如，如可以在图1的显示单元5d、图2a的显示部分175等上示出)的图。应理解，用户界面305的某些编号的元件3xx可以对应于图2a和图2b的类似编号的元件2xx、和/或由图2a和图2b的类似编号的元件2xx提供，除了下面另外描述的之外。在图3所示的实施方式中，用户界面305包括计划视图窗口310、3d视图窗口320和程序视图窗口330。计划视图窗口310包括编辑用户界面部分312，3d视图窗口320包括工件检验程序模拟部分322，并且程序视图窗口330包括编辑用户界面部分332以及模拟状态和控制部分380。编辑用户界面部分312和332各自分别包括用于对应于cad文件的工件10的工件特征检查计划的计划表示314和334。计划表示314按照工件上要检查的几何特征来组织。在各个实施例中，计划表示334被组织为检查程序伪代码或实际代码或图形程序操作表示等。在所示实施例中，计划表示314和334中的每个或两者是可编辑的(即，它们是可编辑计划表示)。当对于可编辑计划表示314和334中的一个执行编辑操作时，可以以通过关于图2a和图2b图示和描述的各个系统元件的操作的那些编辑操作一致的方式，自动更新其它计划表示。然而，在一些实施例中，仅计划表示314和334中的一个需要是可编辑的。在这种情况下，其它计划表示可以不存在或被隐藏，或者可以以类似于上述方式的方式显示和自动更新。
如上面关于图2a和图2b所描述的，在各个实施方式中，计算机辅助设计(cad)文件处理部分可以输入对应于工件10的工件cad文件，并且可以分析该文件以自动确定工件10上对应于多个几何特征类型(例如，圆柱形、平面、球形、锥形等)的可检查工件特征。在图3中，编辑用户界面部分312和332包括用于对应于cad文件的工件10的工件特征检查计划的可编辑计划表示314和334，其中可编辑计划表示314和334包括要检查的可编辑的该组工件特征316和336。如下面将更详细地描述的，提供执行时间指示器372，其指示用于操作cmm以执行与如由当前cmm配置执行的当前工件特征检查计划对应的工件检查程序的估计检查程序执行时间。第一组操作可用于编辑工件特征检查计划和/或对准程序计划和/或检查程序，并且系统被配置为使得响应于利用该第一组操作中的一个操作以修改当前工件特征检查计划和/或对准程序计划和/或检查程序，自动更新执行时间指示器372，以便自动指示对检查程序执行时间的修改的估计效果。
3d视图部分320显示工件检查程序模拟部分322的3d视图，其包括工件10'上的工件特征326、以及对根据当前工件特征检查计划要对工件特征326执行的检查操作的指示。在图3的示例中，3d视图示出了具有触针21t'的接触探头21'，其相对于工件10'被放置。在所示的状态中，接触探头触针21t'正在接触圆柱形工件特征326f8，其分别对应于在可编辑计划表示314和334中突出显示的工件特征316f8和336f8。在可编辑计划表示334中，工件特征336f8包括“圆柱形-1214”的描述以及显示的圆柱形图标，并且，在可编辑计划表示314中，工件特征316f8包括“1214”的描述以及显示的圆柱形图标。这样的描述和图标可以自动生成并显示为对应于每个工件特征的编号名称和几何类型(例如，圆柱形、平面、球形、锥形等)。
模拟状态和控制部分380可以包括模拟状态部分381和模拟动画控制部分390。例如，使用上述同步技术，模拟状态部分381可以被配置为表征通过对应于工件检查程序模拟部分322的当前显示的3d视图的当前工件特征检查计划的进展的状态。在各个实施方式中，模拟状态部分381可以包括当前时间指示器382，其沿着图形总时间范围元件383移动以表征通过与当前显示的3d视图对应的当前工件特征检查计划的进展的状态，并且执行时间指示器372可以与图形总时间范围元件383相关联地显示。在一个实施方式中，如图3的示例所示，执行时间指示器372可以显示在图形总时间范围元件383的右端附近。
当前时间指示器382的此位置和当前时间显示384的时间对应于通过当前工件特征检查计划的进展的当前状态，该当前工件特征检查计划相对于可编辑计划表示314指示在完成对工件特征316f1-316f7的对应检查之后正在检查工件特征316f8。对应地，相对于可编辑计划表示334，这指示在完成对工件特征336f1-336f7的对应检查之后正在检查工件特征336f8。如将在下面更详细地描述的，图3-图7中所示的可编辑计划表示314包括工件10'上可被检查的四十六个工件特征316f1-316f46。工件特征316f1-316f46对应于工件检验程序模拟部分322中的工件10'上的工件特征326f1-326f46、以及可编辑计划表示334中的工件特征336f1-336f46。为了简化附图，仅标记了工件特征中的一些。在图3的示例中，工件特征316f1-316f21当前在计划视图窗口310中可见，其中用户可以利用控件来增加(increment)或向下滚动(例如，利用垂直滚动条317等)以观看附加的工件特征(例如，如将在下面关于图6更详细地图示和描述的)。类似地，可以使用垂直滚动条337来向上和向下滚动计划视图窗口330。
关于可用于编辑工件特征检查计划和/或对准程序计划和/或检查程序的第一组操作，在一个实施方式中，编辑用户界面部分312可以包括工件特征排除/包括元件318(例如，每个工件特征316旁边的复选框)，其操作以对于每个相关联的工件特征316在排除状态(例如，相关联的框未被复选)和包括状态(例如，相关联的框被复选)之间切换。排除状态可以对应于从要检查的该组工件特征中排除相关联的工件特征316，并且包括状态可以对应于将相关联的工件特征316包括在要检查的该组工件特征中。在图3的示例中，已经选择了所有的工件特征316以用于包括。在各个实施方式中，第一组操作可以包括利用工件特征排除/包括元件318来关于在工件特征检查计划和/或对准程序计划和/或检查程序中要检查的该组工件特征而排除或包括工件特征316，并且执行时间指示器372可以响应于利用工件特征排除/包括元件318而自动更新，如将在下面关于图4和图5更详细地描述的。
图4是图3的用户界面305的图，其中工件特征316中的一些已经被取消选择，以便从要检查的该组工件特征中被排除。更具体地说，如图4所示，对于工件特征316f8-316f18，对应的工件特征排除/包括元件318全部未被复选。结果，工件特征316f8-316f18不再被包括在要检查的该组工件特征中。这在可编辑计划表示334中图示，其中工件特征336f7被示出为其后是工件特征336f19，并且不再包括工件特征336f8-336f18。这可以与图3所示的可编辑计划表示334的状态形成对比，在图3中工件特征336f7被示出为其后是工件特征336f8等。
作为取消选择工件特征316f8-316f18的结果，执行时间指示器372实时地指示与图3的先前指示的时间“0:18:06”相比减少的时间“0:13:52”。所显示的执行时间的这种减少指示对检查程序执行时间的编辑修改的估计影响。
关于3d视图窗口320，在各个实施方式中，可编辑计划表示314中的工件特征316f8-316f18的突出显示可对应地导致工件检查程序模拟部分322中的工件特征326f8-326f18也被突出显示或另外加标记。为了简化图3中的图示，在3d视图窗口320中仅标记了工件特征326f8和326f18。
图5是其中图4的所排除的工件特征316中的一些已经被重新选择以便被重新包括在要检查的该组工件特征中的用户界面305的图。更具体地，如图5所示，工件特征316f12-316f14被示出为使它们对应的工件特征排除/包括元件318被重新复选，以便被重新选择以用于包括在要检查的该组工件特征中。结果，如可编辑计划表示334中所示的，现在工件特征336f7其后是工件特征336f12-336f14，随后，工件特征336f12-336f14其后是工件特征336f19等。作为此修改的结果，执行时间指示器372被示出为指示从图4的所指示的时间“0:13:52”增加了的时间“0:14:34”，因为对应于检查如重新包括在要检查的该组工件特征中的工件特征336f12-336f14所需的附加时间。
在各个实施方式中，作为以上关于图3-图5描述的工件特征排除/包括元件318的替代、或除了以上关于图3-图5描述的工件特征排除/包括元件318之外，可以提供附加的元件和/或命令。例如，编辑用户界面部分312或332可以包括删除命令，其可用于从要检查的该组工件特征中删除当前所选的工件特征316或336。在这种实施方式中，第一组操作可以包括利用删除命令。作为另一示例，编辑用户界面部分312或332可以包括可用于撤消先前执行的操作的撤销命令。在这种实施方式中，第一组操作可以包括利用撤消命令来撤消包括在第一组操作中的先前执行的操作。
图6是显示工件特征检查计划的结束的用户界面305的图。如图6所示，可编辑计划表示334将程序元件338(即，具有“绝对移动(moveabsolute)”的描述)示出为被突出显示，其对应于工件特征检查计划的结束。当前时间显示384对应地指示由执行时间指示器372指示的总时间“0:14:34”中的时间“0:14:34”。当前时间指示器382对应地被示出为在图形总时间范围元件383的末端处。在3d视图窗口320中，探头21被示出为远离工件10'，如可能在工件特征检查计划的结束时发生的。
图7是其中关于可编辑计划表示314和334显示附加细节并且示例圆柱形工件特征被突出显示的用户界面305的图。如图7所示，用于可编辑计划表示314和334的附加细节包括关于用于执行指定的工件特征的检查的特定测量点、移动、角度等的信息。例如，在可编辑计划表示334中，关于工件特征336f6的检查而图示了一组二十一个测量点336f6mp。接下来，参考以下图8-图36，描述了用于编程用于cmm的工件特征检查操作的系统和方法，其中用户界面包括可被配置为显示工件的3d视图的工件检查程序模拟部分、编辑用户界面部分，所述编辑用户界面部分包括用于工件的当前工件特征检查计划的可编辑计划表示、以及用于工件的当前工件对准程序计划的可编辑对准程序计划表示。系统被配置为使3d视图和可编辑计划表示均自动响应于编辑操作(诸如，从和向可编辑对准程序计划表示中删除或添加工件特征)，而不管编辑操作是在3d视图、还是可编辑计划表示中执行。
图8是其中用于工件10a的当前工件特征检查计划的可编辑计划表示314被显示在计划视图窗口310中的用户界面305的图。工件10a的3d视图被显示在3d视图窗口320中。在3d视图窗口320中，具有触针21t'的接触探头21'的3d图像与工件10a相邻显示。在各个实施例中，默认地，可编辑计划表示314当首先显示在计划视图窗口310中时包括作为行项的可编辑对准程序计划表示400(包括任何底层编程指令和/或例程)。所示示例中的可编辑对准程序计划表示400包括错误图标402(例如，“x”按钮)，其指示可编辑对准程序计划表示400目前不完整或无效并且不能用于创建可操作以约束三维工件位置的有效对准程序。错误图标402因此可以实际上提示用户完成或验证可编辑对准程序计划表示400，以便创建有效的对准程序。在一些实施例中，可编辑对准程序计划表示400可以包括要在对准程序计划中使用的自动确定的工件特征，在该情况下不可以显示错误图标402。注意，图8中的可编辑计划表示314处于“折叠”形式，其中工件10a的每个工件特征316f呈现为单个行项。每个工件特征316f当未折叠时可以包括相关联的项目，诸如，对应于根据当前工件特征检查计划要对该工件特征执行的检查操作的检查操作表示。
图9和图10各自是其中第一工件特征326f51(在3d视图窗口320中)被选择为被添加到可编辑对准程序计划表示400中的用户界面305的图。在图9中，用户可以将光标置于3d视图窗口320中的第一工件特征326f51的表面上。用户通过例如在将光标放置在第一工件特征326f51上的情况下右键点击鼠标按钮来选择第一工件特征326f51，其显示与所选的第一工件特征326f51相邻的相关的背景有关菜单500。所选的第一工件特征326f51以与工件10a的其余部分可区分的方式(诸如，以突出显示或以不同颜色)显示。从菜单500中，用户可以选择“将特征添加到对准程序中”选项502以将所选的第一工件特征326f51添加到可编辑对准程序计划表示400中。在图10中，用户可以将光标放置在第一工件特征的行项316f51上，行项316f51在计划视图窗口310中显示为可编辑计划表示314的一部分。用户通过例如在将光标放置在第一工件特征316f51上的情况下右键点击鼠标按钮来选择第一工件特征316f51，这显示与所选的第一工件特征316f51相邻的相关的背景有关菜单500。所选的第一工件特征316f51以与可编辑计划表示314的其余部分可区分的方式(诸如，以突出显示或以不同颜色)显示。从菜单500中，用户可以选择“将特征添加到对准程序中”选项502以将所选的第一工件特征316f51添加到可编辑对准程序计划表示400中。
注意，在图9中，用户对3d视图窗口320中的第一工件特征326f51的选择导致计划视图窗口310中对应的第一工件特征316f51被“选择”，如例如以突出显示所示的。类似地，在图10中，用户对计划视图窗口310中的第一工件特征316f51的选择导致3d视图窗口320中对应的第一工件特征326f51被“选择”，如例如以突出显示所示的。在示例性实施例中，计划视图窗口310中显示的可编辑计划表示314和3d视图窗口320中显示的3d视图自动响应于编辑操作、实时同步，而不管编辑操作是在计划视图窗口310中、还是在3d视图窗口320中执行。
在图9和图10中，对第一工件特征326f51/316f51的选择在用户界面305中显示“特性视图”窗口340，其列出关于所选的第一工件特征326f51/316f51的信息。在所示的示例中，特性视图窗口340包括：名称栏341，其将第一工件特征346f51通过其id号“708”列出；拟合方法栏342，其指示“平均”拟合方法(其在此情况下是指示通常被称为最小二乘拟合法的拟合方法的简称)将与相关联的测量点集合一起使用，以便表征第一工件特征。“特性视图”窗口340还可以包括指示特征的xyz坐标(如果适用)的位置栏344、以及指示特征的abc角度定向(如果适用)的定向栏346。就特性视图窗口340列出关于被添加到可编辑对准程序计划表示400中的第一工件特征的信息而言，特性视图窗口340可被视为形成可编辑对准程序计划表示400的一部分。而且，虽然可编辑对准程序计划表示400在所示实施例中被显示在可编辑计划表示314中，但是这不是限制性的，并且，可编辑对准程序计划表示400可以独立于可编辑计划表示314显示、或者可以分布式地显示并且仅部分地显示在可编辑计划表示314中且部分地显示在用户界面305的除了可编辑计划表示314之外的任何区域中。
图11是其中可编辑对准程序计划表示400被更新以现在包括第一工件特征316f51a的用户界面305的图，第一工件特征316f51a例如以突出显示而被示出为指示其添加到可编辑对准程序计划表示400中。在所示的实施例中，被添加到可编辑对准程序计划表示400中的第一工件特征316f51a与包括在可编辑计划表示314中的第一工件特征316f51分开地示出。特性视图窗口340也被更新以在“点数”栏506中示出被添加到可编辑对准程序计划表示400中的第一工件特征346f51要由第一工件特征上的四(“4”)个测量点定义，该第一工件特征在所示示例中是平面。
在各个实施例中，将第一工件特征316f51a到可编辑对准程序计划表示400中的添加自动捕获并保存第一工件特征326f51的屏幕截图356f51，如可在3d视图中显示的。替代地，屏幕截图356f51可以根据特定的用户命令而手动取得。已知的cad视图缩放技术可用于放大3d视图窗口320以捕获所添加的第一工件特征356f51的放大图像。在所示的实施例中，屏幕截图356f51被显示在特性视图窗口340中的对准图像子窗口504中。如下面将更完全地描述的，添加在可编辑对准程序计划表示400中的第一工件特征的屏幕截图356f51可以稍后被重新调用以指导用户在基于对准程序计划表示400生成的对准程序中定义放置在实际cmm上的实际工件上的第一工件特征。
图12是其中第二工件特征326f62被选择以被添加到可编辑对准程序计划表示400中的用户界面305的图。如上所述，可以在计划视图窗口310中或在3d视图窗口320中进行选择，从而导致在第二工件特征316f62被突出显示的计划视图窗口310中以及在第二工件特征326f62被突出显示的3d视图窗口320中均指示选择。程序视图窗口340可被更新以在名称栏340中示出所选的第二工件特征346f62(由其id号“817”表示)，并在位置和定向栏344、346中示出第二工件特征的位置和定向信息。从根据上述用户操作显示的背景有关菜单500中，用户选择“将特征添加到对准程序中”502选项以将第二工件特征316f62/326f62添加到可编辑对准程序计划表示400中。
图13是其中可编辑对准程序计划表示400被更新以现在除了包括先前被添加到可编辑对准程序计划表示400中的第一工件特征316f51a之外、还包括第二工件特征316f62a的用户界面305的图。如上所述，被添加到可编辑对准程序计划表示400中的第一和第二工件特征316f51a和316f62a与包括在可编辑计划表示314中的第一和第二工件特征316f51和316f62分开地示出。此时，也如上所述，所添加的第二工件特征326f62的屏幕截图356f62被捕获、保存并显示在特性视图窗口340中的对准图像子窗口504中。特性视图窗口340的点数栏506指示第二工件特征346f62由第二个工件特征上的四个测量点定义。屏幕截图356f62稍后将被重新调用以指导用户定义实际cmm上的实际工件上的第二个工件特征(基于4个测量点)。注意，可编辑对准程序计划表示400仍然不完整，如由与其相邻显示的错误图标402所指示的。这是因为所选的第一和第二工件特征还不足以通过约束三维工件位置来建立对准。
图14是其中第三(无效)工件特征326f61被选择以被添加到可编辑对准程序计划表示400中的用户界面305的图。在所示的实施例中，第三工件特征326f61是不与第一或第二工件特征相交并且对于创建明确定位实际cmm上的工件10a的对准程序来说无效的圆柱形。为了创建对准程序的目的，不知道第三工件特征326f61的无效性质的用户选择第三工件特征326f61(例如，通过在将光标放置在第三工件特征326f61上的情况下右键点击鼠标按钮)。该选择导致突出显示3d视图窗口320中的第三工件特征326f61和计划视图窗口310中对应的第三工件特征316f61。此外，特性视图窗口340被更新以显示关于所选的第三工件特征的信息346f1(由其id号“814”表示)的信息。从根据如上所述的用户操作显示的相关的背景有关菜单500中，用户选择“将特征添加到对准程序中”选项502。
图15是其中第三(无效)工件特征316f61a被添加、但在可编辑对准程序计划表示400中被指示为无效的用户界面305的图。具体地，虽然可编辑对准程序计划表示400被更新以现在包括第三工件特征316f61a，但是错误指示506被包括以表明第三工件特征316f61a对于形成有效对准程序的目的而无效。在所示的实施例中，错误指示506由空白框组成，而如果第三工件特征316f61a有效，则该框应另外包括相关的测量图标。在所示的实施例中，与第一和第二工件特征316f51a和316f62a相邻的框506'也被更新为空白框，以指示第三工件特征316f61a的添加使得第一和第二工件特征316f51a和316f62a对于用第三工件特征316f61a生成有效的对准程序的目的也是无效的。如图14所示，第一和第二工件特征316f51a和316f62a旁边的框分别包括相关的测量图标，以指示在添加第三(无效)工件特征316f61a之前它们是有效的。参考回图15，还注意，错误图标502仍然显示在可编辑对准程序计划表示400的旁边，从而指示可编辑对准程序计划表示400仍不完整/无效。在所示的实施例中，特性视图窗口340包括关于(无效的)第三工件特征346f61的信息，诸如，由其id号“814”表示的其特征名称、以及对准图像子窗口504中的第三工件特征346f61的屏幕截图356f61。在其它实施例中，如果添加的工件特征对于生成有效的对准程序的目的是无效的，则特性视图窗口340不需要被更新以显示关于所添加的工件特征的信息。在各个实施例中，计算系统105(参见图2a)自动执行所添加的工件特征相对于先前添加/包括的工件特征(如果有的话)的几何分析，以确定所添加的工件特征是有效、还是无效的提供用于创建对准程序所需的信息的工件特征。
图16和图17各自是其中第三(无效)工件特征326f61/316f61a被选择以从可编辑对准程序计划表示400中删除的用户界面305的图。具体地，一经认识到第三工件特征无效，在图16中，用户就在3d视图窗口320中选择第三工件特征326f61，并从所显示的背景有关菜单500中选择“从对准程序中删除特征”选项508。替代地，如图17所示，用户在计划视图窗口310中选择第三工件特征316f61a并且从所显示的背景有关菜单500中选择“从对准程序中删除特征”选项508。
图18是其中可编辑对准程序计划表示400被更新以不包括第三(无效)工件特征的用户界面305的图。现在从可编辑对准程序计划表示400中删除先前包括在可编辑对准程序计划表示400中的第三工件特征316f61a(参见图17)。错误图标402仍然显示在可编辑对准程序计划表示400旁边，从而提示用户选择另一个工件特征以便创建对准程序。
图19是其中在3d视图窗口320中选择第四工件特征326f63以将其添加到可编辑对准程序计划表示400中的用户界面305的图。用户将光标放置在第四工件特征326f63上并且选择(例如，右键点击)第四工件特征326f63，这显示如所示的相关的背景有关菜单510。在所示的示例中，所选的第四工件特征326f63未被定义，因此未包括在如计划视图窗口310中显示的可编辑计划表示314(包括底层编程指令和/或例程)中。因此，在此示例中的背景有关菜单510不包括当完全定义的工件特征被选择时(例如如图16中)包括的“将特征添加到对准程序中”选项508。而是，在此示例中的背景有关菜单510包括“将特征添加为”选项511，其提示用户将所选的第四工件特征326f63定义为新的工件特征。
图20是其中响应于用户对图19中的“将特征添加为”选项511的选择(例如，将光标悬停在该选项511上方)而显示包括“线”、“平面”和“点”选项的几何类型子菜单512的用户界面305的图。所选的第四工件特征326f63的几何特征类型是平面，因此用户从几何类型子菜单512中选择并激活“平面”选项513。
图21是其中第四工件特征326f63由一组特征点516定义的用户界面305的图。例如，检查路径/序列管理器206以及计算系统105的其它部分可以自动规划探头路径来定义/测量所选的第四工件特征326f63并分配特征点516以追踪所规划的探头路径。所定义的第四工件特征316f63现在被包括在计划视图窗口310中显示的可编辑计划表示314中。而且，第四工件特征316f63在可编辑计划表示314中被突出显示以指示它被选择，对应于在3d视图窗口320中被选择和突出显示的第四工件特征326f63。特性视图340被更新以包括关于第四工件特征346f63(由其id号“718”表示)的信息。
图22是其中响应于用户对3d视图窗口320中现在完全定义的第四工件特征326f63的选择而显示背景有关菜单500的用户界面305的图。从菜单500中，用户选择“将特征添加到对准程序中”选项502。
图23是其中可编辑对准程序计划表示400被更新以现在除了包括先前添加的第一和第二工件特征316f51a和316f62a之外、还包括第四工件特征316f63a的用户界面305的图。先前在可编辑对准程序计划表示400旁边示出的错误图标402现在被移除，因为为了创建明确地定位实际cmm上的工件10a的有效对准程序的目的，第一、第二和第四工件特征形成工件特征的充分和恰当的组合。虽然未图示，但是如上所述，所添加的第四工件特征326f63的屏幕截图被捕获并保存为可在3d视图中显示。特性视图窗口340被更新以列出关于现在完整的可编辑对准程序计划表示400的信息。例如，可以通过用户在计划视图窗口310中选择“对准程序”行项400来提示更新。在特性视图窗口340中，对准程序名称栏348列出可被自动分配的可编辑对准程序计划表示400的名称；坐标系统编号栏349指示基于可编辑对准程序计划表示400定义的坐标系统(显示在3d视图窗口320中的xyz坐标系统510)的id号；并且特征组合栏352列出要测量的工件特征的组合和顺序以定义坐标系统510。特征组合栏352部分地显示由它们的id号“708”、“817”和“718”以此顺序表示的第一、第二和第四工件特征的当前组合和顺序352a。
图24是其中对准程序计划表示400的名称(图23中的名称栏348中的“对准程序”)被改变为新名称“对准测试1”400n的用户界面305的图。用户可以在名称栏348中输入新名称。注意，可以被视为形成可编辑对准程序计划表示400的一部分的特性视图窗口340中的编辑自动反映在显示在计划视图窗口310中的可编辑计划表示314中，计划视图窗口310现在通过其新的名称“对准测试1”来示出可编辑对准程序计划表示400。
图25是用户界面305的图，其中先前部分地显示第一、第二和第四工件特征的组合和顺序352a的特征组合栏352被扩展以在下拉菜单514中列出三个工件特征的所有可能的组合和顺序。可以响应于例如用户点击显示在特征组合栏352旁边的向下箭头352'而显示下拉菜单514。从下拉菜单514中，用户选择第三组合和顺序352c，其然后被突出显示，其中由它们的id号“817”、“708”和“718”表示的第二、第一和第四工件特征将以此顺序测量。例如，如果需要，用户可以选择放置要首先测量的最准确的工件特征的顺序，或者可以重新排序工件特征以便重新定向所得到的坐标轴。对于选择下拉菜单514中包括的多个选项中的顺序而替代地，用户可将如在计划视图窗口310中显示的可编辑对准程序计划表示400中的第一、第二和第四工件特征316f51a、316f62a和316f63a相关联的图标中的任何一个拖动并移动到新位置，以重新排列这三个工件特征的测量顺序。进一步替代地，用户可以将特性视图窗口340中的特征组合栏352中的表示第一、第二和第四工件特征的图标“708”、“817”和“718”中的任何一个拖动并移动到新位置，以重新排列工件特征的测量顺序。
图26是其中计划视图窗口310中的可编辑对准程序计划表示400和3d视图窗口320中的对应的3d视图被更新以反映图25中选择的新组合和顺序352c的用户界面305的图。具体地，在可编辑对准程序计划表示400中，工件特征被列出的顺序被改变以现在将第二、第一和第四工件特征316f62a、316f51a和316f63a以此顺序列出，此顺序是从图25中可观察的显示顺序改变的。3d视图窗口被更新以显示重新定向的坐标系统510n，其中xyz轴的定向不同于图25所示的原始坐标系统510的定向。在各个实施例中，计划视图窗口310中的可编辑计划表示314和3d视图窗口320中的3d视图均自动响应于从或向可编辑对准程序计划表示400删除或添加工件特征的编辑操作，而不管编辑操作是在计划视图窗口310中的可编辑计划表示314中、还是在3d视图窗口320中的3d视图中执行。此外，可编辑对准程序计划表示400(其可以至少部分地包括在计划视图窗口310中、或者可以至少部分地显示在用户界面305上的计划视图窗口310之外的任何地方)自动响应于从或向可编辑对准程序计划表示400中删除或添加工件特征的编辑操作，而不管编辑操作是在计划视图窗口310中的可编辑计划表示314中、还是在3d视图窗口320中的3d视图中执行。这些各种用户界面元件可以响应于在用户界面上的任何地方执行的编辑操作而实时地交叉更新和同步，以提供即时视觉反馈以帮助用户(尤其是相对不熟练的用户)理解他/她的编辑操作对对准程序计划和/或整体工件检查/测量程序计划的影响。
图27是其中用户在认识到工件特征的新组合和顺序352c产生不期望的结果的情况下使用先前概述的选择方法中的任何一个来重新选择以第一、第二和第四工件特征的此顺序测量第一、第二和第四工件特征的原始组合和顺序352a的用户界面305的图。特性视图窗口340中的特征组合栏352被更新以列出原始组合和顺序352a。而且，计划视图窗口310中的可编辑对准程序计划表示400和3d视图窗口320中的对应的3d视图均被更新以反映重新选择的以第一、第二和第四工件特征316f51a、316f62a和316f63a的该顺序测量第一、第二和第四工件特征316f51a、316f62a和316f63a的原始组合和顺序，以定义原始xyz坐标系统510。此时，用户对计划视图窗口310中显示的可编辑计划表示314满意，并且也对未显示错误图标402的可编辑对准程序计划表示400满意。用户然后可以在用户界面305上选择测量程序按钮515，以基于可编辑计划表示314生成工件检查/测量程序。
图28是其中基于可编辑计划表示314生成工件检查/测量程序的用户界面305的图。在各个实施例中，响应于用户对测量程序按钮515的选择，自动生成工件检查/测量程序。在各个实施例中，当如上所述已经创建了有效且完整的可编辑对准程序计划400时，基于包括工件特征(在此示例中为316f51a、316f62a、316f63a)的对准程序计划表示400，响应于用户对测量程序按钮515的选择，也生成对准程序。此时，程序视图窗口330显示对应于所生成的工件检查/测量计划的可编辑计划表示334。程序视图窗口300中的可编辑计划表示334包括第一、第二和第四工件特征336f51、336f62和336f63，其分别对应于计划视图窗口310中显示的可编辑计划表示314中的第一、第二和第四工件特征316f51、316f62和316f63。如上面参考图3-图8详细描述的，可以使用程序视图窗口330中的模拟状态和控制部分380来显示/动画化模拟的测量/检查操作的视图。在各个示例性实施例中，所生成的工件检查/测量程序不包括对准程序，如从以下所显而易见的：对准程序计划表示未被显示为程序视图窗口330中的工件检查/测量计划的可编辑计划表示334的一部分。在各个实施例中，当生成工件检查/测量程序时自动生成对准程序，但是对准程序被分开地存储在与目前的测量/检查工件10a的项目相关联(例如，与所生成的工件测量/检查程序相关联地)的定制的用户指导手动对准程序中。
图29是其中与程序视图窗口330中的可编辑计划表示334对应的工件检查/测量程序被执行以在cad坐标系统(ccs)中“模拟”编程的检查/测量的用户界面305的图。因为未测量放置在实际cmm上的实际工件，所以这种模拟可被称为“离线”测量。在所示的示例中，已经将工件检查/测量程序部分地执行到获取测量点集合(突出显示)的点336ep，其对应于计划视图窗口310中的测量点集合获取操作表示316ep(突出显示)。在离线模拟工件检查/测量的背景下，可以在cad坐标系统(ccs)中自动生成测量点集合336ep。在结束在ccs中完全执行所编程的检查/测量时，对于所有已经在模拟中检查/测量的工件特征而获得ccs坐标。
为了使用所生成的工件检查/测量程序来测量或检查放置在实际cmm上的实际工件，需要将对于工件检查/测量程序而“离线”获得的ccs坐标与实际cmm的坐标、或所谓的机器坐标系统(mcs)对准。可以建立所谓的部件坐标系统(pcs)，它标识部件(工件)位于mcs中的哪里。在各个实施例中，如上所述已经被生成并保存在单独文件中的对准程序可以用于实现ccs坐标与mcs和/或pcs坐标对准，如将在下面参考图30-图36所描述的。具体地，对准程序的目的是允许使用在ccs坐标中定义的工件检查/测量程序来“在线”测量放置在实际cmm上的实际工件，以由此确定实际工件在实际cmm的mcs中的位置。在各个实施例中，对准程序通过经由用户的手动操作获取放置在实际cmm上的实际工件的mcs坐标并且将对于工件分别“离线”定义的mcs坐标与ccs坐标对准，来将ccs坐标与mcs和/或pcs坐标对准或同步。注意，每个cmm都有其自己的用于控制其操作的mcs，因此可能需要为每个不同类型的cmm执行对准操作。
图30是其中用户决定将如上所述获得的工件检查/测量程序和相关联的对准程序(其可以被分开地存储)转译为可操作在特定类型的cmm上的编程语言和/或指令的用户界面305的图，在该cmm上要检查或测量实际工件。例如，用户可以选择(例如，点击)用户界面305上的转译按钮517以激活自动执行所需转译并且在所示的实施例中显示“保存为项目”窗口518的转译命令。“保存为项目”窗口518提示用户将所转译的工件检测/测量程序和所转译的相关联的对准程序保存在期望的项目名称下。在所示的示例中，用户输入项目名称“对准并检查瑞士块1”520n，并选择“保存”按钮522以将所转译的工件检查/测量程序和所转译的对准程序保存在项目名称“对准并检查瑞士块1”下。
图31是其中在已经在图30中执行了转译的特定类型的实际cmm上选择名为“alignandinspectswissblock1(对准并检查瑞士块1)”520n的所转译的工件检查/测量程序和所转译的对准程序的用户界面305的图。在所示的示例中，显示用于此cmm的启动窗口524以及项目选择窗口526，其中“对准并检查瑞士块1”520n被选择，如以突出显示而指示的。在所示的示例中，“对准并检查瑞士块1”520n是保存的唯一的项目，并且因此是项目选择窗口526中显示的唯一的选项，但是，如果已经保存了其它项目，则那些项目可用于在项目选择窗口526中选择(例如，在下拉菜单中)。
图32是在用户界面305上显示的项目选择窗口526的图，其中选择名为“对准测试1”400n(参见图24)的所转译的对准程序来执行。在所示的示例中，“对准测试1”400n作为在项目名称“对准并检查瑞士块1”520n下保存的各个文件的集合的一部分显示。
图33是用户界面305的图，其中在其上放置实际工件的实际cmm的mcs的背景下执行对准程序“对准测试1”400n。如前所述，对准程序被执行以实现在基于cad文件的模拟中获得的ccs坐标与放置在实际cmm上的实际工件的mcs和/或pcs坐标的对准。在图33中，对准程序的执行自动生成对准程序表示364并在部件程序列表窗口360中显示对准程序表示364。对准程序表示364指示对准程序“对准测试1”已经被部分地执行到需要用户的手动对准操作的点。具体地，对准程序表示364通过测量(获取)放置在实际cmm上的实际工件的第一工件特征上的四(4)个点，来提示用户在mcs中定位/测量对准程序计划的第一工件特征366f51。定位/测量第一工件366f51所需的测量操作先前已经被定义了，如上面参考图11所描述的。在所示的示例中，对于所需的测量操作的提示体现在突出显示的“人工测量点-点数＝4”指令表示366f51m。此时，如先前保存的第一工件特征356f51的屏幕截图(参见图11)已经响应于对准程序表示364中的“显示图片”指令表示367a，被自动重新调用并显示在用户界面305的图形视图窗口350中。提供第一工件特征356f51的屏幕截图以指导用户获取实际工件的第一工件特征356f51上的四个测量点。用户可以通过将实际cmm的接触探头触针21t'放置在实际工件的第一工件特征356f51上的四个不同位置(例如，根据已知方法通过使用操纵杆等)，来获取四个测量点。每当用户获取第一工件特征上的测量点时，显示在用户界面305中的计数器519都递增以示出“1-4”、“2-4”、“3-4”和“4-4”。计数器519中的显示“4-4”意味着已经获取了定义实际工件上的第一工件特征所需的全部4个测量点。在各个实施例中，用户界面305还包括结果列表窗口370，其指示与部件程序列表窗口360中显示的对准程序执行的进展相对应的执行对准程序的结果。
图34是用户界面305的部件程序列表窗口360的图，其中在由“人工测量点-点数＝4”指令表示366f51m提示的用户对第一工件特征366f51的测量之后，对准程序恢复自动执行。响应于“显示图片”指令表示367b，对准程序重新调用并显示如图13所示先前捕获的第二工件特征356f62的屏幕截图。对准程序进一步执行到此时再次需要用户的手动操作以通过测量(获取)放置在实际cmm上的实际工件的第二工件特征上的四个点来在mcs中定位/测量对准程序的第二工件特征366f62的点。定位第二工件366f62所需的测量操作先前已经被定义了，如上面参考图13所描述的。在所示的示例中，对于所需的测量操作的提示体现在“人工测量点-点数＝4”指令表示366f62m中。图形视图窗口350中显示的第二工件特征356f62的屏幕截图指导用户通过例如如上所述操作cmm接触探头触针21t'来获取实际cmm上的实际工件的第二工件特征366f62上的四个测量点。可以显示图33中所示的计数器519来计数由用户手动获取的测量点的数目。
仍然参考图34，一旦了所有四个点以定义实际cmm上的实际工件的第二工件特征366f62，对准程序就恢复自动执行，并且响应于“显示图片”指令表示367c重新调用并显示第四工件特征366f63的屏幕截图。对准程序进一步执行到其提示用户通过测量(获取)放置在实际cmm上的实际工件的第四工件特征上的四个点来在mcs中定位/测量对准程序的第四工件特征366f63的点。定位第四工件366f63所需的测量操作先前已经被定义了，如上面参考图22所描述的。在所示的示例中，对于所需的测量操作的提示体现在“人工测量点-点数＝4”指令表示366f63m中。第四工件特征366f63的所显示的屏幕截图指导用户通过例如如上所述操作cmm接触探头触针21t'来获取实际cmm上的实际工件的第四工件特征366f63上的四个测量点。可以显示图33中所示的计数器519来计数由用户手动获取的测量点的数目。
图35是用户界面305的部件程序列表窗口360的图，其中完成了定位/测量第四工件特征366f63的手动操作，如由部件程序列表360中显示的对准程序表示364中突出显示的“完成元件”行项366f63f所指示的。此后，在对准程序表示364的行33-37(由图35中的附图标记368表示)处，对准程序使用第一、第二和第四工件特征366f51、366f62和366f63的所测量的mcs坐标以确定与放置在实际cmm上的实际工件对准的pcs。具体地，行33-37包括用于分析mcs中的第一、第二和第四工件特征的几何特征(平面、交点、轴、原点等)以确定pcs的操作。在行38(由附图标记369表示)处，对准程序自动确定将理想工件10a的ccs坐标转换为放置在实际cmm上的实际工件的pcs坐标的变换。在行39(由附图标记371表示)处，对准程序响应于对准程序表示364中的“存储坐标系统”指令表示366f70，将所确定的变换(对于放置在实际cmm上的实际工件)保存为“坐标系统#1”。因为pcs中的实际工件被放置在mcs中的实际cmm上，所以将ccs转换为pcs的变换可以替代地或附加地也将ccs转换为mcs。然后可以将变换添加到要对放置在实际cmm上的实际工件执行的工件检测/测量程序的开始处。
图36是其中在对准程序结束并且用户退出对准程序之后用户选择并激活(执行)可以如如上所述被添加变换的工件检查/测量程序用户界面305的图。具体地，在部件程序列表窗口360中显示的工件检查/测量程序表示364w包括“加载坐标系统1”操作表示366f10，其重新调用将ccs坐标转换为pcs和/或mcs坐标的变换并使该变换操作。工件检查/测量程序是指为实际cmm创建适当运动以在实际工件在实际cmm上的实际位置处检查/测量实际工件的变换。工件检查/测量程序继续执行，以完成对放置在实际cmm上的实际工件的检查/测量。
图37是图示用于编程用于cmm的工件特征检查操作的例程(包括编程对准程序计划)的一个示例性实施方式的流程图。
在框3702，呈现cmm用户界面305，其包括工件检查程序模拟部分322，工件检查程序模拟部分322可被配置为显示3d视图320，3d视图320包括工件上的工件特征326f以及与根据当前的工件特征检查计划要对工件特征执行的检查操作对应的检查操作表示中的至少一个。用户界面305还包括编辑用户界面部分310和/或330，其包括用于工件的当前工件特征检查计划的可编辑计划表示314/334，其中可编辑计划表示314/334包括工件特征和检查操作表示316f/336f中的至少一个。用户界面305包括用于工件的可编辑对准程序计划表示400，其中对准程序计划表示400包括工件特征316f_a和在用于工件的对准程序中使用的检查操作表示中的至少一个。
在框3704，3d视图和可编辑计划表示均自动响应于从可编辑对准程序计划表示400中删除工件特征326f/316f的编辑操作，而不管编辑操作是在3d视图窗口320中、还是在可编辑计划表示314/334中执行。
在框3706，可编辑对准程序计划表示400自动响应于从可编辑对准程序计划表示400中删除工件特征的编辑操作，而不管编辑操作是在3d视图窗口320中、还是在可编辑计划表示314/334中执行。
应理解，本文公开的系统和方法可以以提供一般“无模式”的编辑环境的方式来实施。也就是，用户不需要进入与编辑环境的编辑操作模式分开的“模拟”模式或“动画”模式。可以提供无缝响应的编辑环境，其中所有的用户界面部分或“窗口”被维持最新并且与最新的编辑操作同步，而不管用于执行编辑操作的用户界面的部分。例如，如前所述，在各个实施方式中，用户界面可以包括：可被配置为显示3d视图的工件检查程序模拟部分；以及包括可编辑计划表示和可编辑对准程序计划表示的编辑用户界面部分。在各个实施例中，系统可以被配置为使3d视图和可编辑计划表示均自动响应于向可编辑对准程序计划表示中删除或添加工件特征的编辑操作，而不管编辑操作是在3d视图、还是可编辑计划表示中执行。系统还被配置为使可编辑对准程序计划表示自动响应于向可编辑对准程序计划表示中删除或添加工件特征的编辑操作，而不管编辑操作是在3d视图、还是可编辑计划表示中执行。该系统可以包括检查路径/序列管理器206(图2a)。检查路径/序列管理器206也可以响应于编辑操作，而不管编辑操作是在3d视图、还是可编辑计划表示中执行。
虽然已经图示和描述了本公开的优选实施方式，但是基于本公开，对于本领域技术人员而言，所图示和描述的特征布置和操作序列的许多变化是显而易见的。可以使用各种替代形式来实施本文公开的原理。另外，上述各个实施方式可以被组合以提供进一步的实施方式。于2015年4月9日提交的题为“inspectionprogrameditingenvironmentincludingrealtimefeedbacktothroughput”的共同转让的美国专利申请第14/682,976号、于2015年5月4日提交的题为“inspectionprogrameditingenvironmentwitheditingenvironmentautomaticallygloballyresponsivetoeditingoperationsintheanyofitsportions”的美国专利申请第14/703,814号、以及于2015年5月1日提交的题为“inspectionprogrameditingenvironmentwithsimulationstatusandcontrolcontinuallyresponsivetoselectionoperations”的美国专利申请第14/702,538号(通过引用将其全部并入本文)中公开了与工件检查程序编辑环境相关联的一些技术。本说明书中提及的所有美国专利和美国专利申请通过全文引用被并入本文。如果需要采用各个专利和申请的概念来提供进一步的实施方式，则可以修改实施方式的各方面。此外，通过引用并入本文的美国专利第7,590,497号公开了用于自动确定和应用cad文件中的基准和其它自由度约束特征的方法，其可以结合本文公开的方法使用。类似的适用教导在现有技术的其它地方也是可用的。在这种情况下，通过结合本文公开的方法使用这些已知方法，可以自动创建和/或生成默认对准程序计划，并且如图8-图36中概述或暗示的用户对对准特征的确定可以由自动操作取代。然而，应理解，在这种情况下，所公开的编辑特征对于评估、编辑和/或增强这样的自动创建的默认对准程序计划和/或相关联的对准程序可能仍然非常有用。