三坐标测量机模型自动建模方法
【专利摘要】为满足建立三坐标测量机模型不仅需要直观且精准，还需要方便和快捷等需求，本发明提出一种三坐标测量机模型自动建模方法，将三坐标测量机模型分解为测量平台、分度座、分度旋转球、延长杆和测头五个部件，并以此分类建立部件模型库；采用模型配置文件对组成测量机模型的各部件模型进行选择和配置，并根据各部件模型之间的空间位置关系进行定位和装配。本发明的有益技术效果是能够实现不同型号、不同测头尺寸的三坐标测量机模型的自动建模，为产品零部件检测开展路径规划、虚拟仿真验证和优化以及自动编程提供检测环境模型基础；部件模型库扩展方便，用模型配置文件定义和表示测量机模型较合理，自动建模效率高。
【专利说明】三坐标测量机模型自动建模方法
[0001]本发明涉及到一种三坐标测量机模型自动建模技术，特别涉及到一种三坐标测量机模型自动建模方法。
【背景技术】
[0002]采用三坐标测量机对产品及零部件进行检测时，均需要建立直观且精准的三维虚拟测量环境，即三坐标测量机模型。三坐标测量机模型通常包括测量平台、不同尺寸的测头、延长杆、分度座以及夹具等。三坐标测量机模型是进行产品及零部件检测所需的开展路径规划、虚拟仿真验证和优化，以及自动编程等的基础。显然，建立三坐标测量机模型不仅需要直观且精准，还需要方便和快捷。
【发明内容】
[0003]为满足建立三坐标测量机模型不仅需要直观且精准，还需要方便和快捷等需求，本发明提出一种三坐标测量机模型自动建模方法。本发明三坐标测量机模型自动建模方法将三坐标测量机模型分解为测量平台、分度座、分度旋转球、延长杆和测头五个部件，并以此分类建立部件模型库；采用模型配置文件对组成测量机模型的各部件模型进行选择和配置，即系统通过读取和解析模型配置文件，从部件模型库中自动选择和导入相应的组成测量机模型的各部件模型到CAD系统中，并根据各部件模型之间的空间位置关系进行定位和装配。
[0004]进一步的，本发明三坐标测量机模型自动建模方法测量平台、分度座、分度旋转球、延长杆和测头5个部件的空间位置关系为测量平台顶面与XY平面平行或重合，分度座底面与XY平面重合，分度旋转球的球心与坐标系原点重合，延长杆的顶面与XY平面重合，测头杆顶面与XY平面重合。
[0005]进一步的，本发明三坐标测量机模型自动建模方法组成测量机模型的部件模型库中各个部件模型均根据实际尺寸进行独立建模，即按实际尺寸分别建立三坐标测量机模型各个组成部件的三维实体模型；其中，测量平台、测头和延长杆设置有二个或二个以上的模型。
[0006]进一步的，本发明三坐标测量机模型自动建模方法测头杆长度定义为顶面到测头球心的距离。
[0007]进一步的，本发明三坐标测量机模型自动建模方法的模型配置文件包括测量模型配置文件，后缀名为CMMF,即Coordinate Measure Machine File的缩写；延长杆模型配置文件，后缀为EXT，即Extens1n bar的缩写；测头模型配置文件，后缀为STYLI，即Styli ；其中，
测量模型配置文件，即*.CMMF文件，定义测量机模型和组成该测量机模型各部件的名称、数量和序号，以及各部件的模型配置文件名称和空间位置信息；其中，文件中的关键词描述部件名称，关键词后面的字符串描述部件配置文件名称，字符串后面的参数值描述部件的空间位置信息；所述部件名称与部件模型库中的实体模型名称一一对应；所述空间位置信息是指各部件在三个坐标上的分量；
延长杆模型配置文件，即*.EXT文件，定义延长杆名称、杆的长度以及直径；其中，延长杆名称与模型配置文件名称保持一致，文件名称中包含了杆长度和直径两个参数的数值；测头模型配置文件，即*.STYLI文件，定义测头名称、测头的杆长度以及直径，其中，测头名称与模型配置文件名称保持一致，文件名称中包含了测头杆长度和直径两个参数的数值。
[0008]进一步的，本发明三坐标测量机模型自动建模方法，模型配置文件采用文本交互的形式或程序自动的形式对其内容进行定义、编辑、查看和修改。
[0009]进一步的，本发明三坐标测量机模型自动建模方法，采用模型配置文件对组成测量机模型的各部件模型进行选择和配置，包括以下步骤:
(O读取测量模型配置文件，即CMMF文件，提取文件中的关键词以及紧跟着关键词后面的字符串，即部件文件名称，和参数值，即部件空间位置信息；
(2)解析CMMF文件中的关键词，将读取的部件名称和部件模型库中的实体模型名称进行配对，并提取相应模型文件名称和空间位置信息；若是延长杆或测头，还需读取各自的模型配置文件，即*.EXT文件或*.STYLI文件，并从中提取模型配置文件名称以及参数值；
(3)导入组成测量机模型的各部件实体模型，根据部件名称自动从部件模型库中读取对应的该部件实体模型文件，并直接导入到CAD系统中；
(4)空间位置变换，根据读取的该部件的空间位置信息，即该部件在三个坐标上的分量，对CAD系统中的该部件实体模型进行空间位置变换和装配；
(5)重复执行步骤(2)至(4)，直至解析完所有关键词，最终建立完整的三坐标测量机模型。
[0010]本发明三坐标测量机模型自动建模方法的有益技术效果是能够实现不同型号、不同测头尺寸的三坐标测量机模型的自动建模，为产品零部件检测开展路径规划、虚拟仿真验证和优化以及自动编程提供检测环境模型基础；部件模型库扩展方便，用模型配置文件定义和表示测量机模型较合理，自动建模效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]附图1是本发明三坐标测量机模型自动建模方法测量机模型的结构示意图；
附图2是本发明三坐标测量机模型自动建模方法自动建模步骤的流程示意图。
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明三坐标测量机模型自动建模方法作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0013]附图1是本发明三坐标测量机模型自动建模方法测量机模型的结构示意图，图中，I为测量平台，2为分度座，3为分度旋转球，4为延长杆，5为侧头。由图可知，本发明三坐标测量机模型自动建模方法将三坐标测量机模型分解为测量平台1、分度座2、分度旋转球3、延长杆4和测头5五个部件，并以此分类建立部件模型库；采用模型配置文件对组成测量机模型的各部件模型进行选择和配置，即系统通过读取和解析模型配置文件，从部件模型库中自动选择和导入相应的组成测量机模型的各部件模型到CAD系统中，并根据各部件模型之间的空间位置关系进行定位和装配。
[0014]为确保测量基准，本发明三坐标测量机模型自动建模方法测量平台、分度座、分度旋转球、延长杆和测头5个部件的空间位置关系为测量平台顶面与XY平面平行或重合，分度座底面与XY平面重合，分度旋转球的球心与坐标系原点重合，延长杆的顶面与XY平面重合，测头杆顶面与XY平面重合。
[0015]为方便自动建模和建立测量机模型后的测量准确性，本发明三坐标测量机模型自动建模方法组成测量机模型的部件模型库中各个部件模型均根据实际尺寸进行独立建模，即按实际尺寸分别建立三坐标测量机模型各个组成部件的三维实体模型；其中，测量平台、测头和延长杆设置有二个或二个以上的模型。由此，不但方便自动建模过程中可以方便的选择各个部件实体模型，且保证选择的实体模型与各部件的实际尺寸相符，保证测量准确性。为避免引用歧义和人为误差，本发明三坐标测量机模型自动建模方法测头杆长度定义为顶面到测头球心的距离。
[0016]为方便对各部件名称和实体模型的修改或补充，本发明三坐标测量机模型自动建模方法的模型配置文件采用文本交互的形式或程序自动的形式对其内容进行定义、编辑、查看和修改。本发明三坐标测量机模型自动建模方法的模型配置文件包括测量模型配置文件，后缀名为CMMF,即Coordinate Measure Machine File的缩写；延长杆模型配置文件，后缀为EXT，即Extens1n bar的缩写；测头模型配置文件，后缀为STYLI，即Styli ;其中，
测量模型配置文件，即*.CMMF文件，定义测量机模型和组成该测量机模型各部件的名称、数量和序号，以及各部件的模型配置文件名称和空间位置信息；其中，文件中的关键词描述部件名称，关键词后面的字符串描述部件配置文件名称，字符串后面的参数值描述部件的空间位置信息；所述部件名称与部件模型库中的实体模型名称一一对应；所述空间位置信息是指各部件在三个坐标上的分量。例如，采用RamHead、RotaryBall> Extens1n、Styli 及 CMMPlatform 等定义测量机模型；采用 Platform2000_5000_1500.CATPart 定义测量平台实体模型文件，采用AlphaImage (2000X5000X1500)和Delta_HA256318(2500X6300X1800)等定义测量平台型号。
[0017]延长杆模型配置文件，即*.EXT文件，定义延长杆名称、杆的长度以及直径；其中，延长杆名称与模型配置文件名称保持一致，文件名称中包含了杆长度和直径两个参数的数值；例如，Extens1n_60_14和Extens1n_170_14等,其中，名称后面的第一个数字表示长度，第二个数字表示直径。
[0018]测头模型配置文件，即*.STYLI文件，定义测头名称、测头的杆长度以及直径，其中，测头名称与模型配置文件名称保持一致，文件名称中包含了测头杆长度和直径两个参数的数值。例如，Styli_50_3和Styli_60_4等，其中，名称后面的第一个数字表示长度，第二个数字表示直径。
[0019]由于采用文本交互的形式或程序自动的形式对模型配置文件的内容进行定义、编辑、查看和修改，因此，能够根据需要方便的对部件模型库中实体模型的参数进行修改或扩展。例如，要扩展一个尺寸为30mmX2mm的Styli_30_2测头，只要先在测头文件夹下复制一份已存在的尺寸为Styli_50_3的测头文件，包括实体模型文件Styli_50_3.CATPart和模型配置文件Styli_50_3.STYLI，然后分别将这两个文件中实体模型的长度和直径修改成30mm和2mm，最后，将这两个文件的名称修改为StyI i_30_2.CATPart和StyI i_30_2.STYLI，即完成尺寸为30mmX2mm的Styli_30_2测头的扩展。
[0020]附图2是本发明三坐标测量机模型自动建模方法自动建模步骤的流程示意图，由图可知，本发明三坐标测量机模型自动建模方法，采用模型配置文件对组成测量机模型的各部件模型进行选择和配置，包括以下步骤:
(O读取测量模型配置文件，即CMMF文件，提取文件中的关键词以及紧跟着关键词后面的字符串，即部件文件名称，和参数值，即部件空间位置信息；
(2)解析CMMF文件中的关键词，将读取的部件名称和部件模型库中的实体模型名称进行配对，并提取相应模型文件名称和空间位置信息；若是延长杆或测头，还需读取各自的模型配置文件，即*.EXT文件或*.STYLI文件，并从中提取模型配置文件名称以及参数值；
(3)导入组成测量机模型的各部件实体模型，根据部件名称自动从部件模型库中读取对应的该部件实体模型文件，并直接导入到CAD系统中；
(4)空间位置变换，根据读取的该部件的空间位置信息，即该部件在三个坐标上的分量，对CAD系统中的该部件实体模型进行空间位置变换和装配；
(5)重复执行步骤(2)至(4)，直至解析完所有关键词，最终建立完整的三坐标测量机模型。
[0021]本发明三坐标测量机模型自动建模方法的有益技术效果是能够实现不同型号、不同测头尺寸的三坐标测量机模型的自动建模，为产品零部件检测开展路径规划、虚拟仿真验证和优化以及自动编程提供检测环境模型基础；部件模型库扩展方便，用模型配置文件定义和表示测量机模型较合理，自动建模效率高。
【权利要求】
1.一种三坐标测量机模型自动建模方法，其特征在于，将三坐标测量机模型分解为测量平台、分度座、分度旋转球、延长杆和测头五个部件，并以此分类建立部件模型库；采用模型配置文件对组成测量机模型的各部件模型进行选择和配置，即系统通过读取和解析模型配置文件，从部件模型库中自动选择和导入相应的组成测量机模型的各部件模型到CAD系统中，并根据各部件模型之间的空间位置关系进行定位和装配。
2.根据权利要求1所述三坐标测量机模型自动建模方法，其特征在于，测量平台、分度座、分度旋转球、延长杆和测头5个部件的空间位置关系为测量平台顶面与XY平面平行或重合，分度座底面与XY平面重合，分度旋转球的球心与坐标系原点重合，延长杆的顶面与XY平面重合，测头杆顶面与XY平面重合。
3.根据权利要求1所述三坐标测量机模型自动建模方法，其特征在于，部件模型库中各个部件模型均根据实际尺寸进行独立建模，即按实际尺寸分别建立三坐标测量机模型各个组成部件的三维实体模型；其中，测量平台、测头和延长杆设置有二个或二个以上的模型。
4.根据权利要求1所述三坐标测量机模型自动建模方法，其特征在于，测头杆长度定义为顶面到测头球心的距离。
5.根据权利要求1所述三坐标测量机模型自动建模方法，其特征在于，模型配置文件包括测量模型配置文件，后缀名为CMMF,即Coordinate Measure Machine File的缩写；延长杆模型配置文件，后缀为EXT，即Extens1n bar的缩写；测头模型配置文件，后缀为STYLI,即 Styli ;其中， 测量模型配置文件，即*.CMMF文件，定义测量机模型和组成该测量机模型各部件的名称、数量和序号，以及各部件的模型配置文件名称和空间位置信息；其中，文件中的关键词描述部件名称，关键词后面的字符串描述部件配置文件名称，字符串后面的参数值描述部件的空间位置信息；所述部件名称与部件模型库中的实体模型名称一一对应；所述空间位置信息是指各部件在三个坐标上的分量； 延长杆模型配置文件，即*.EXT文件，定义延长杆名称、杆的长度以及直径；其中，延长杆名称与模型配置文件名称保持一致，文件名称中包含了杆长度和直径两个参数的数值； 测头模型配置文件，即*.STYLI文件，定义测头名称、测头的杆长度以及直径，其中，测头名称与模型配置文件名称保持一致，文件名称中包含了测头杆长度和直径两个参数的数值。
6.根据权利要求1所述三坐标测量机模型自动建模方法，其特征在于，模型配置文件采用文本交互的形式或程序自动的形式对其内容进行定义、编辑、查看和修改。
7.根据权利要求1所述三坐标测量机模型自动建模方法，其特征在于，采用模型配置文件对组成测量机模型的各部件模型进行选择和配置，包括以下步骤: (1)读取测量模型配置文件，即CMMF文件，提取文件中的关键词以及紧跟着关键词后面的字符串，即部件文件名称，和参数值，即部件空间位置信息； (2)解析CMMF文件中的关键词，将读取的部件名称和部件模型库中的实体模型名称进行配对，并提取相应模型文件名称和空间位置信息；若是延长杆或测头，还需读取各自的模型配置文件，即*.EXT文件或*.STYLI文件，并从中提取模型配置文件名称以及参数值； (3)导入组成测量机模型的各部件实体模型，根据部件名称自动从部件模型库中读取对应的该部件实体模型文件，并直接导入到CAD系统中； (4)空间位置变换，根据读取的该部件的空间位置信息，即该部件在三个坐标上的分量，对CAD系统中的该部件实体模型进行空间位置变换和装配； (5)重复执行步骤(2)至(4)，直至解析完所有关键词，最终建立完整的三坐标测量机模型。
【文档编号】G06F17/50GK104268325SQ201410477021
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】杜春林, 曾春玲, 赵皇进, 郑国磊, 曾德标 申请人:成都飞机工业（集团）有限责任公司