专利名称：虚拟三坐标测量仪及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种实现三坐标测量的虚拟仪器和使用方法。
(2) 背景技术: 随着现代制造业的飞速发展，对于各类零件的加工检测要求也越来越高，三坐标 测量机亦是在这种情况下应运而生。三坐标测量机的特点是高精度，高效率，高适应性，因 此多用于产品检测，复杂型面检测以及CNC机床或柔性生产线在线测量。三坐标测量机不 仅在精密检测以及产品质量控制上扮演着重要角色，同时在设计、生产过程控制以及模具 制造方面发挥着越来越重要的作用，并在汽车工业、国防科技、航空航天、电子和模具领域 得到广泛应运。但由于目前三坐标测量机的价格依旧偏高，对于那些暂时无法购买机器但 又迫切需要掌握三坐标测量技术的单位和个人来说，虚拟三坐标测量机提供了解决此问题 的方法。在虚拟的测量环境中，人们可以通过操纵杆控制模拟测头系统的移动，完成对CAD 三维模型的各种几何元素测量以及公差评估。在直观感受三坐标测量机的测量全过程的同 时，还可以避免实际测量过程中可能出现的测量意外，机器损坏的概率也就大大降低。
(3) 发明内容: 本发明的目的就是提供一种虚拟三坐标测量设备。 本发明的另一 目的是提供利用上述设备来实现虚拟三坐标测量的方法。 本发明针对当前三坐标测量机的价格不菲，而各行各业对于具有三坐标测量技术
的人才需求不断攀升的现状，提供了一种很好的三坐标测量技术培训解决方案。无需真正
的三坐标测量机，通过该虚拟三坐标测量设备，不仅能够对零件测量过程进行直观动画仿
真，而且能够评估零件的尺寸及形位误差。在达到测量技术完整培训的同时，既节省了购置
测量设备的费用，又能避免实际测量过程中因操作不当造成的测量设备损坏。
(4)
: 下面结合附图对本发明作进一步说明。 图1是本发明设备的结构及流程框图； 图2是按照本发明的一个实施例的详细结构框图； 图3是本发明控制装置的一个实际效果图。 图中 ll—控制装置 12—数据采集装置 13—三坐标自动版测量软件 14—计算及显示装置 111—摇杆 112—速度控制器
113--外部开关量121--数字输入接口122--A/D数据采集器123--中央处理器124--通讯接口
(5)
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 图1是本发明的结果框图。如图l所示，该设备包括计算及显示装置14，计算及显 示装置14是一台普通的计算机，但其上必须增加必要的接口 ，这在下面会详细描述；软件 系统13，软件系统13是三坐标自动版测量软件，软件系统安装在计算及显示装置14中；数 据采集装置12，带有PCI接口的A/D数据采集卡，安装在计算及显示装置14的主板PCI插 槽中，这就要求计算及显示装置14必须带有PCI接口 ；控制装置ll，控制装置11是手动操 纵杆，与数据采集装置12相连。 图2是本发明设备的一个实施例的详细结构图。如图2所示，该实施例中的数据 采集装置12至少包括数字输入接口 121， A/D数据采集器122，中央处理器123和通讯接口 124 ;该实施例中的控制装置11至少包括，摇杆lll，速度控制器112和外部开关量113，下 面结合图2说明本发明装置实施虚拟三坐标测量的方法，其操作步骤如下
A、首先将软件系统13与数据采集装置12安装到计算及显示系统11中，控制系统 14与数据采集装置12的数据输入接口 121通过数据线连接。 B、打开三坐标自动测量软件，导入三维CAD模型，连接软件与操纵杆，手动旋转摇 杆lll，如果软件中当前坐标值发生改变(模拟测头发生位移)，则表示软件与操纵杆已经 连接上，此时方可进行下一步测量。 C、下面以采集3点测量一平面为例从测量软件中选择"测量平面"项，弹出测量 平面对话框；在步骤B中导入的CAD模型上鼠标点选待测平面，在弹出"是否使用操纵杆进 行测量"的问询对话框中选择"是"按钮，开始手动操作摇杆控制模拟测头对待测平面进行 采点测量。 一旦模拟测头与待测平面接触，软件会自动计算出该碰撞点的坐标值并记录，当 采集三个点完毕后，软件通过相应算法拟合出该平面，至此整个虚拟三坐标的测量过程结 束。在使用摇杆控制模拟测头采点的过程中，可以使用控制系统11中的外部开关量113控 制模拟测头沿坐标系进行单轴方向的运动，同时在测头快接触袋测平面的时候可以切换空 走速度与测量速度，全面模拟自动三坐标测量机的测量过程。
权利要求
一种实现虚拟三坐标测量机的软硬件系统，其特征至少包括·计算处理及显示装置普通计算机；·数据采集装置A/D数据采集卡；·控制装置操纵杆；·软件系统三坐标测量软件。
2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述数据采集装置至少包括 数字输入输出接口 ，与控制装置相连； AD数据采集器； ，通讯接口，与计算机相连； 中央处理器，与所述数字输入输出接口，所述AD数据采集器和所述通讯接口都相连。
3. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置至少包括 摇杆，控制软件中模拟测头的运动方向； 速度控制器，控制软件中模拟测头的仿真动画运动速度；，外部开关量，控制软件中每根模拟坐标轴的使能以及切换测量速度与空走速度。
全文摘要
本发明涉及测量技术领域中三坐标测量仪器。它是一种集自动三坐标离线测量功能软件、控制系统与手动操纵杆控制盒为一体的设备，该设备包括计算及显示装置，软件系统，数据采集装置，控制系统以及控制装置。其实现方法是启动三坐标自动测量软件，软件与控制系统(操纵杆)及计算机系统相连。在软件中导入被测零件的三维CAD模型，通过操纵摇杆控制软件系统中模拟测头的运动速度和方向，其运动轨迹在显示系统中显示。当对三维CAD模型进行几何尺寸测量时，软件系统可以模拟测量的实际过程，计算当前的模拟测量结果，并进行尺寸公差分析等。本发明适合于对各类三坐标测量技术相关人员的技术培训。
文档编号G01B21/00GK101762252SQ20081023515
公开日2010年6月30日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者王万龙 申请人:王万龙