用于确定工件的两点大小的方法和设备技术

本发明专利技术提供用于确定工件的两点大小的方法和设备。一方面涉及一种用于确定工件(30)的两点大小的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：接收工件(30)的测量点的集合(50)；基于测量点的集合(50)来确定工件(30)的纵轴(L)；将测量点的集合(50)的至少一部分投影到与纵轴(L)垂直的投影平面中，以获得投影点的集合；以及基于投影点来确定工件(30)的两点大小。

【技术实现步骤摘要】
用于确定工件的两点大小的方法和设备
本专利技术涉及测量工件的领域，更特别地涉及用于确定工件的两点大小(two-pointsize)的方法和设备。
技术介绍
工件(优选为具有大致圆柱形形状的工件)的两点大小是工件的表面的关于工件的纵轴彼此相对的两点之间的(局部大小)距离。在圆柱形工件的情况下，这两点关于工件的圆柱轴彼此相对。用于确定两点大小的已知方法需要通过围绕工件的纵轴(例如，圆柱形工件的圆柱轴)并且在沿着纵轴的不同位置周向测量工件而获得的测量数据(例如，测量点)。通过围绕纵轴的一个位置周向测量工件而获得的测量点表示工件的旋转，并且这些测量点大致位于与工件的纵轴垂直的平面中。然而，为了尽可能准确地测量工件，必须测量工件的大量旋转(即，沿着工件的纵轴的不同位置处的旋转)，其中，每次旋转沿着工件的纵轴移位。此外，测量工件要求测量工件的探针必须针对各单次旋转对准，即，在沿着工件的纵轴的新位置处对准。这会导致测量到与旋转一样多的单独测量值，这些测量点不被连续测量。因此，为了获得工件的准确的两点大小，工件的测量是冗长且繁琐的。
技术实现思路
本专利技术是鉴于以上而提出的，并且本专利技术的目的是提供用于确定工件的两点大小的方法和设备，这允许在提供对工件的两点大小的准确确定的同时快速地测量工件。具体地，本专利技术在可以快速进行工件的测量的同时允许确定工件的准确的两点大小。该目的是通过独立权利要求的主题来解决的。在从属权利要求中定义了优选实施例。本专利技术的一方面涉及用于确定工件的两点大小的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：接收工件的测量点的集合；基于测量点的集合来确定工件的纵轴；将测量点的集合的至少一部分投影到与纵轴垂直的投影平面中，以获得投影点的集合；以及基于投影点来确定工件的两点大小。有利地，该方法允许使用已连续测量到的并且可能不位于与工件的纵轴垂直的平面中的测量点来确定工件的两点大小，这是因为在投影平面中投影了测量点并且基于投影点确定了两点大小。连续测量意味着已利用单个测量捕获了测量点。因此，可以更快地进行工件的测量，同时仍然可以准确地确定两点大小。优选地，测量点的集合是通过利用测量设备测量工件的表面而获得的。各测量点可以表示工件的表面的测量位置相对于参考位置的三维(3D)位置信息(例如，测量位置的3D坐标)。测量点可以优选地从测量工件的坐标测量设备获得。示例性坐标测量设备可以使用对工件进行采样的探针来获得测量点。探针可被配置为例如利用针尖接触表面以测量工件，或者探针可被配置为无接触地(例如，光学地、基于计算机断层摄影和/或x射线)测量表面。此外，测量设备和/或探针优选在单次扫描中测量工件。也就是说，优选利用单次扫描来捕获测量点。此外，投影到投影平面中的投影点的集合中的各投影点可以与测量点的集合中的测量点相对应。具体地，投影点的集合中的各投影点可以与测量点的集合中的不同测量点相对应。由于将测量点的集合中的一部分投影到投影平面中，因此投影点的集合中的各投影点可以表示二维(2D)位置信息，例如2D坐标。优选地，将(完整的)测量点的集合(即，测量点的集合中的所有测量点)投影到投影平面中，以获得投影点的集合。此外，与工件的纵轴垂直的投影平面可以具有与工件的纵轴平行的法线。可选地，可以分析测量点的集合以获得未被投影到投影平面中的不正确的测量点(即，异常点)，使得测量点中的仅一部分被投影到投影平面中。优选地，测量点的集合可以由从工件的螺旋测量获得的测量点构成，以及/或者工件可以具有大致圆柱形形状。有利地，优选为大致圆柱形的工件的螺旋测量允许与上述的已知测量方法相比更快地测量工件。利用螺旋测量，工件的表面可以沿着具有大致螺旋形轨迹的路径(例如，具有螺钉的螺纹形式的路径)进行测量。具体地，螺旋测量使得测量点的集合在该测量点的集合中的连续和/或相邻测量点之间沿着工件的纵轴(例如，圆柱形工件的圆柱轴)具有大致规则的非零轴向差。也就是说，与一次旋转的测量点大致位于与工件的纵轴垂直的平面中的传统测量方法相比，利用螺旋测量获得的一次旋转的测量点不位于与工件的纵轴垂直的平面中。此外，螺旋测量允许在无需针对工件的每次旋转使探针沿着纵轴对准的情况下测量工件，因此，测量可以更快地进行。优选地，螺旋测量适用于具有大致圆柱形形状的工件。此外，利用螺旋测量获得的测量点的集合可以包括从围绕工件的纵轴和/或大致圆柱形工件的圆柱轴的至少一次旋转所获得的测量点。优选地，测量点的集合可以包括从围绕工件的纵轴和/或大致圆柱形工件的圆柱轴的多次旋转获得的测量点。可以从测量点中通过将连续和/或相邻测量点之间的围绕工件的纵轴和/或围绕圆柱形工件的圆柱轴的角度差相加直至360度来确定一次旋转。优选地，确定工件的纵轴的步骤可以包括：基于测量点的集合来确定工件的形状模型；以及提供形状模型的纵轴作为工件的纵轴。通常，工件不具有完美的形状(例如，完美的圆柱形形状)。也就是说，在圆柱形工件的情况下，工件的直径可能根据测量位置而改变。这种偏差在测量点的集合中反映，并且形状模型有利地提供对工件形状的近似，从而允许确定工件的纵轴。有利地，对于大致圆柱形工件，形状模型可以是圆柱形形状模型，优选为高斯圆柱形形状模型，并且工件的纵轴可以与该圆柱形形状模型的圆柱轴相对应。高斯圆柱形形状模型可以提供被布置成与测量点的集合的一部分尽可能靠近和/或与测量点的集合尽可能靠近的圆柱形形状模型。特别地，高斯圆柱形形状模型可以通过对测量点的集合使用最小二乘法而获得。然而，根据情况，可以应用不同的圆柱形形状模型。例如，圆柱形形状模型可以包括最小外接圆柱形形状模型和最大内接圆柱形形状模型。有利地，圆柱形形状模型提供对圆柱形工件的形状的良好近似。因此，圆柱形形状模型允许提供对工件的纵轴和/或圆柱形工件的圆柱轴的良好近似。优选地，将测量点的集合的至少一部分投影到投影平面中和/或将测量点的集合投影到投影平面中的步骤可以包括将测量点的集合的至少一部分和/或测量点的集合平行于纵轴进行投影。因此，投影点的集合中的各投影点可以通过将测量点的集合中的相应测量点平行于工件的纵轴和/或工件的圆柱轴(在圆柱形工件的情况下)投影到投影平面中而获得。优选地，确定工件的两点大小的步骤可以包括基于投影点的集合来确定圆的圆心，其中，该圆优选为根据投影点的集合确定的高斯圆。也就是说，该圆是根据投影点的集合来确定的。此外，高斯圆可以是以最佳可能方式位于投影点的集合之间的中间的圆。此外，确定工件的两点大小的步骤可以包括：基于投影点的集合来确定点对，其中，该点对关于圆心彼此相对；以及通过计算点对之间的距离来确定两点大小。此外，可以针对圆柱形工件进行圆心的确定。有利地，圆心的确定导致对圆心的良好近似，因为工件通常可能不具有如上所讨论的完美形状。使用所确定的圆心允许准确地确定工件的两点大小。此外，根据投影点的集合确定的圆不限于高斯圆。例如，所确定的圆可以包括根据投影点的集合确定的最小外接圆和最大内接圆中至少之一。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定工件(30)的两点大小的计算机实现的方法，所述方法包括以下步骤：/n接收所述工件(30)的测量点的集合(50)；/n基于所述测量点的集合(50)来确定所述工件(30)的纵轴(L)；/n将所述测量点的集合(50)的至少一部分投影到与所述纵轴(L)垂直的投影平面中，以获得投影点的集合；以及/n基于所述投影点来确定所述工件(30)的两点大小。/n

【技术特征摘要】
20191218 DE 102019008821.21.一种用于确定工件(30)的两点大小的计算机实现的方法，所述方法包括以下步骤：
接收所述工件(30)的测量点的集合(50)；
基于所述测量点的集合(50)来确定所述工件(30)的纵轴(L)；
将所述测量点的集合(50)的至少一部分投影到与所述纵轴(L)垂直的投影平面中，以获得投影点的集合；以及
基于所述投影点来确定所述工件(30)的两点大小。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量点的集合(50)由从所述工件(30)的螺旋测量获得的测量点构成，以及/或者所述工件(30)具有大致圆柱形形状。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定所述工件(30)的纵轴(L)的步骤包括：
基于所述测量点的集合(50)来确定所述工件(30)的形状模型，以及
提供所述形状模型的纵轴(L)作为所述工件(30)的纵轴。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述形状模型是圆柱形形状模型，优选为高斯圆柱形形状模型，以及所述工件(30)的纵轴(L)与所述圆柱形形状模型的圆柱轴相对应。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，将所述测量点的集合(50)的至少一部分投影到所述投影平面中包括将所述测量点的集合(50)的至少一部分平行于所述纵轴(L)进行投影。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，确定所述工件(30)的两点大小包括：
基于所述投影点的集合来确定圆(C)的圆心(CP)，其中，所述圆(C)优选为高斯圆；
基于所述投影点的集合来确定点对(70,72)，其中，所述点对(70,72)关于所述圆心(CP)彼此相对；以及
通过计算所述点对(70,72)之间的距离(D)来确定所述两点大小。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里希奥托·普特尼克，蒂尔马丁·布鲁克多夫，
申请(专利权)人：株式会社三丰，三丰欧洲有限责任公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP