一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统技术方案

本发明专利技术提出了一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，该系统主要包括测量信息预处理模块，待测特征测量顺序规划模块，碰撞检测与无碰路径规划模块，CMM测量命令及参数生成模块、可执行测量命令自动生成模块与数据可视化模块。与目前基于人工经验的手动编程与现有测量仿真系统相比，本发明专利技术实现了测量工艺数据、待测特征信息的自动提取整合，工艺约束下特征测量顺序的自动规划，探针相对被测对象移动时的无碰撞路径自动规划，基于不同特征属性与评价要求的测量执行程序的自动生成。本发明专利技术操作简单，适用于柔性生产场景，能够提高三坐标测量机的自动化程度，提升测量方案复用性，缩短检测周期，提高检测效率，加快生产节奏。加快生产节奏。加快生产节奏。

【技术实现步骤摘要】
一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统


[0001]本专利技术属于三坐标测量仿真
，具体涉及一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统。

技术介绍

[0002]三坐标测量机作为广泛使用的高精度检测设备，不仅可以用于评估零件制造质量和与初始设计意图的一致性，还可以用于提供上游信息反馈。近年来，随着制造业在生产对象柔性化、信息反馈实时化、制造系统智能化的方向上不断发展，检测任务呈现出机加工零件待测特征复杂、测量规范要求高、规划过程繁琐冗长等特点与问题。针对这些特点与问题，有大量研究应用于CMM测量工艺的计算机辅助检测方案开发，以期提升测量工艺的自动化水平、加快生产节奏、提高检测效率。对于现有三坐标测量仿真系统，虽然已有大量工作进行实践和指导，但是规划过程仍严重依赖工程经验，并且缺乏清晰完整的工艺知识体系，导致测量工艺规划的周期长、效率低、方案复用性差等一系列问题。
[0003]开发缩短检测规划时间和获取有效检测路径的智能三坐标仿真系统对于尺寸检测技术具有重要意义。例如Stojadinovic等人提出了一种基于智能三坐标测量机棱柱体零件检测规划系统模型，其中包含模型构造、检测采样策略、探针可达性分析、自动无干涉路径生成，以及检测路径规划。(Stojadinovic,Slavenko,M,etal.TowardsanintelligentapproachforCMMinspectionplanningof prismaticparts.[J].Measurement(02632241),2016,92:326<br/>‑
339)。LiuY等人提出了一种面向车身三坐标测量的自动规划方法，根据被测量零部件的结构模型和测量特征信息，提出动态碰撞检测算法和空间移动点自动生成算法得到测量特征间无碰撞路径；对同类别探针信息下的路径最优规划，通过测量时间矩阵实现检测时间的最小化。(LiuY,ZhaoW,SunR,etal.OptimalPathPlanningfor AutomatedDimensionalInspectionofFree
‑
FormSurfaces[J].Journalof ManufacturingSystems,2020)。
[0004]然而，目前上述针对机加工工艺的三坐标测量仿真系统仍然存在问题，即普遍采取的碰撞检测与避障策略较为复杂，迭代求解时间较长，且基于预设策略或工艺约束下的路径搜索难以满足复杂异型探针对于规范要求实际生产制造过程中高效率的检测要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对目前三坐标测量机基于人工经验的手动编程与现有测量仿真系统存在的问题，提供了一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，可以实现机加工工艺数据集成以及对加工零件的高效无碰撞测量路径自动规划，缩短检测周期。
[0006]本专利技术提出一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，包括碰撞检测与无碰路径规划模块和CMM测量命令及参数生成模块；
[0007]所述碰撞检测与无碰路径规划模块用于接收待测特征数据和模型后，构建安全测量空间、生成单特征扫描策略和规划特征间移动路径；
[0008]所述CMM测量命令及参数生成模块用于将测量任务的关键命令、参数，集成在同一份数据中，所述CMM测量命令及参数生成模块与所述碰撞检测与无碰路径规划模块连接，接受所述碰撞检测与无碰路径规划模块生成的数据，生成执行测量任务的关键命令与参数的集成数据。
[0009]进一步的，所述碰撞检测与无碰路径规划模块直接接受用户输入的工艺约束下的待测特征测量顺序以及测量工艺规范和抽象化三维模型，用于构建安全测量空间、生成单特征扫描策略、规划特征间移动路径并生成测量被测对象全部特征的完整路径。
[0010]进一步的，还包括待测特征测量顺序规划模块和测量信息预处理模块；
[0011]所述碰撞检测与无碰路径规划模块和所述待测特征测量顺序规划模块及所述测量信息预处理模块连接，接受所述测量信息预处理模块和所述待测特征测量顺序规划模块生成的数据及模型，生成被测量对象全部特征的完整路径数据。
[0012]进一步的，所述待测特征测量顺序规划模块按照工艺需求，根据待测特征的相关工艺约束自主设定约束优先级，并对被测对象上所有特征自动进行分组并划分测量优先级。
[0013]进一步的，还包括可执行测量命令自动生成模块，所述可执行测量命令自动生成模块与所述CMM测量命令及参数生成模块连接，接受所述CMM测量命令及参数生成模块生成的数据，并将接受数据通过二次开发程序，自动生成相应的三坐标测量机的可执行命令数据。
[0014]进一步的，所述可执行测量命令自动生成模块建立了测量命令参数传递方案的数据库，通过将所述CMM测量命令及参数生成模块得到的数据结合数据库进行解析，得到测量执行语句。
[0015]进一步的，所述可执行测量命令自动生成模块与所述CMM测量命令及参数生成模块连接，接受所述CMM测量命令及参数生成模块生成的数据，并将接受数据通过二次开发程序，自动生成相应的三坐标测量机的可执行命令数据。
[0016]进一步的，所述CMM测量命令及参数生成模块根据所述碰撞检测与无碰路径规划模块输出的最终路径规划结果，生成相关测量工艺步骤的CMM测量命令及测量所需的相关参数
[0017]与目前现有技术相比，本专利技术的优点为：本专利技术包括测量信息预处理模块，碰撞检测与无碰路径规划模块，CMM测量命令及参数生成模块，可执行测量命令自动生成模块和数据可视化模块等，基于输入的三维模型信息、待测特征信息、测量工艺信息等，通过算法程序与应用步骤的设计开发，并结合单特征扫描策略，生成CMM全自动测量运行轨迹，实现面向机加工零件的无碰撞、高效率的检测规划，提升了测量方案的复用性，提高了智能三坐标测量机的自动化程度与检测效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术所述的一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统的实施例1流程图；
[0019]图2为本专利技术所述的一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统的实施例2流程图。
具体实施方式
[0020]下面将结合示意图对本专利技术所采用的技术方案作进一步的说明。
[0021]本专利技术涉及一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，该仿真系统可基于MATLAB、Python、C++、C#、Java等语言环境开发，其主要由测量信息预处理模块，待测特征测量顺序规划模块，碰撞检测与无碰路径规划模块，CMM测量命令及参数生成模块，可执行测量命令自动生成模块和数据可视化模块构成。
[0022]实施例1：
[0023]作为本专利技术系统的实施例1，所述系统的整体框架结构如图1所示。
[0024]S001：所述测量信息预处理模块接收用户输入信息参数并用于待测特征信息提取、测量工艺规范提取与三维模型抽象化处理等，并作为后续所述各模块的输入；
[0025]S002：所述待测特征测量顺序规划模块与所述测量信息预处理模块连接，接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，其特征在于，包括碰撞检测与无碰路径规划模块和CMM测量命令及参数生成模块；所述碰撞检测与无碰路径规划模块用于接收待测特征数据和模型后，构建安全测量空间、生成单特征扫描策略和规划特征间移动路径；所述CMM测量命令及参数生成模块用于将测量任务的关键命令、参数，集成在同一份数据中，所述CMM测量命令及参数生成模块与所述碰撞检测与无碰路径规划模块连接，接受所述碰撞检测与无碰路径规划模块生成的数据，生成执行测量任务的关键命令与参数的集成数据。2.根据权利要求1所述的面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，其特征在于，所述碰撞检测与无碰路径规划模块直接接受用户输入的工艺约束下的待测特征测量顺序以及测量工艺规范和抽象化三维模型，用于构建安全测量空间、生成单特征扫描策略、规划特征间移动路径并生成测量被测对象全部特征的完整路径。3.根据权利要求1所述的面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，其特征在于，还包括待测特征测量顺序规划模块和测量信息预处理模块；所述碰撞检测与无碰路径规划模块和所述待测特征测量顺序规划模块及所述测量信息预处理模块连接，接受所述测量信息预处理模块和所述待测特征测量顺序规划模块生成的数据及模型，生成被测量对象全部特征的完整路径数据。4.根据权利要求3所述的面向三坐标测量机的全自动测量仿真系统，其特征在于，所述待测特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永闯，
申请(专利权)人：张永闯，
类型：发明
国别省市：