CN102375434A - 影像量测机台控制系统及方法 - Google Patents

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黄登聪
胡江灵
张树宏
袁忠奎
陈贤艺
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Abstract

一种影像量测机台控制系统包括：建立模块，用于在待测工件的CAD图档中建立该待测工件的平面坐标系作为第一坐标系，以及在影像量测机台的机台工作面上建立待测工件的平面坐标系作为第二坐标系；获取模块，用于获取待测工件中被测元素特征在第一坐标系中的坐标值，并获取影像量测机台的机台镜头相对于第二坐标系的位置信息；计算模块，用于根据被测元素特征在第一坐标系中的坐标值以及机台镜头的位置信息，计算出机台镜头需要移动的方向以及位移量；驱动模块，用于根据机台镜头需要移动的方向以及位移量，发送驱动信号至驱动单元，控制机台镜头移动到被测元素特征的位置处。本发明还提供一种影像量测机台控制方法。

Description

影像量测机台控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种影像量测机台控制系统及方法。
背景技术
影像量测方法是目前精密量测领域中最广泛使用的量测方法，该方法不仅精度高，而且量测速度快。影像量测主要用于工件(零件或者部件)的尺寸误差和形位误差的测量，对保证产品质量起着重要的作用。
一般而言，影像量测方法是通过移动影像量测机台的机台镜头(如CCD镜头)撷取待测工件不同部位的影像，从而对该待测工件进行影像量测。传统的影像量测方法中，通过手动操作影像量测设备的手柄来移动所述机台镜头，使得该机台镜头到达需要量测的位置。然而，手动操作的方式很难一次性将机台镜头操作到位，使得机台镜头的定位速度慢，且精度不高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种影像量测机台控制系统，其可结合待测工件的CAD图档来控制影像量测机台的机台镜头准确的定位到相应的量测位置。
还有必要提供一种影像量测机台控制方法，其可结合待测工件的CAD图档来控制影像量测机台的机台镜头准确的定位到相应的量测位置。
所述影像量测机台控制系统，运行于计算机中，该计算机通过一个驱动单元与该影像量测机台连接，且该计算机的存储器中存储有待测工件的CAD图档。该系统包括：建立模块，用于在所述待测工件的CAD图档中建立该待测工件的平面坐标系作为第一坐标系，以及在影像量测机台的机台工作面上建立该待测工件的平面坐标系作为第二坐标系；获取模块，用于获取计算机的输入装置所输入的所述待测工件中被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值，以及获取影像量测机台的机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息；计算模块，用于根据所述被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值以及所述机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息，计算出该机台镜头需要移动的方向以及位移量；驱动模块，用于根据所述机台镜头需要移动的方向以及位移量，发送驱动信号至所述驱动单元，控制该机台镜头移动到所述被测元素特征的位置处，以取得该被测元素特征的影像。
所述影像量测机台控制方法，应用于计算机中，该计算机通过一个驱动单元与该影像量测机台连接，且该计算机的存储器中存储有待测工件的CAD图档。该方法包括步骤：在所述待测工件的CAD图档中建立该待测工件的平面坐标系作为第一坐标系，以及在影像量测机台的机台工作面上建立该待测工件的平面坐标系作为第二坐标系；获取计算机的输入装置所输入的所述待测工件中被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值；获取影像量测机台的机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息；根据所述被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值以及所述机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息，计算出该机台镜头需要移动的方向以及位移量；根据所述机台镜头需要移动的方向以及位移量，发送驱动信号至所述驱动单元，控制该机台镜头移动到所述被测元素特征的位置处，以取得该被测元素特征的影像。
相较于现有技术，所述影像量测机台控制系统及方法，其可结合待测工件的CAD图档来控制影像量测机台的机台镜头准确的定位到相应的量测位置，有效的提高了机台镜头的定位速度。
附图说明
图1是本发明影像量测机台控制系统的运行环境架构图。
图2是本发明较佳实施例中影像量测机台的示意图。
图3是本发明影像量测机台控制方法较佳实施例的流程图。
图4是在影像量测机台的机台工作面上所建立的待测工件的平面坐标系示意图。
主要元件符号说明
  计算机   1
  影像量测机台控制系统   10
  建立模块   100
  记录模块   101
  获取模块   102
  计算模块   103
  驱动模块   104
  驱动单元   2
  影像量测机台   3
  显示装置   4
  输入装置   5
  存储器   11
  待测工件的CAD图档   110
  机台镜头   32
  机台工作面   33
  机台主体   34
具体实施方式
如图1所示，是本发明影像量测机台控制系统的运行环境架构图。该影像量测机台控制系统10运行于计算机1中。计算机1包括存储器11，该存储器11中保存有待测工件的CAD(Computer AidedDesign：计算机辅助设计)图档110。该计算机1通过一个驱动单元2与影像量测机台3相连接。
所述计算机1还连接有显示装置4以及输入装置5。所述显示装置4用于显示影像量测机台3传送给计算机1的工件影像或该工件中被测特征元素的影像。所述输入装置5包括键盘和鼠标，用于进行数据输入。
如图2所示，是所述影像量测机台3的示意图。该影像量测机台3的组成部分包括机台镜头32、机台工作面33和机台主体34。假设所述影像量测机台3处于图2所示的三维坐标系XYZ中，所述机台镜头32可以在所述驱动单元2的控制下沿X轴方向和Y轴方向移动，使得该机台镜头32根据需要移动到相应的位置，以取得待测工件相应位置处的影像。所述驱动单元2可以是一个伺服电机，其根据计算机1所发送的驱动信号来控制机台镜头32的移动。该机台镜头32可以是一个CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)镜头。
所述影像量测机台控制系统10用于根据测试人员通过所述待测工件的CAD图档110中所输入的待测工件中被测元素特征的坐标值以及所述机台镜头32的当前位置信息，发送驱动信号至所述驱动单元2，以控制该机台镜头32移动到所述机台工作面33中所放置的待测工件的相应位置处，从而通过该机台镜头32取得所述被测元素特征的影像。具体地，该影像量测机台控制系统10包括建立模块100、记录模块101、获取模块102、计算模块103以及驱动模块104。下面结合图3对上述各功能模块进行详细的描述。
如图3所示，是本发明影像量测机台控制方法较佳实施例的流程图。
步骤S01，所述建立模块100建立待测工件在该待测工件的CAD图档110中的平面坐标系作为第一坐标系，以及建立该待测工件在所述机台工作面33上的平面坐标系作为第二坐标系。
在本实施例中，所述第一坐标系与所述第二坐标系相关联，也即所述第一坐标系以及所述第二坐标系均以所述待测工件中的相同部位或点作为坐标原点，并以该待测工件所在平面的水平方向以及竖直方向分别作为横轴和纵轴，从而使得该待测工件中每一点在所述第一坐标系中的坐标值以及在所述第二坐标系中的坐标值相同。举例而言，如图4所示，假设所述机台工作面33上摆放一个方形的待测工件M0，所述第二坐标系的坐标原点O为M0的左下角顶点，横轴(X轴)以及纵轴(Y轴)分别为该待测工件M0的两条边。那么，在该待测工件的CAD图档110中，所述第一坐标系的坐标原点也为该待测工件M0的左下角顶点即点O，横轴以及纵轴也分别为该待测工件M0的两条边。
步骤S02，所述获取模块102获取所述输入装置5所输入的待测工件中被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值。具体地，当测试人员需要量测该待测工件中的一个被测元素特征(如图4中的圆形特征)时，可使用所述输入装置5的鼠标在待测工件的CAD图档110中点击该被测元素特征的任意位置，以输入该被测元素特征的坐标值。所述获取模块102获取该鼠标所点击位置在所述第一坐标系中的坐标值作为被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值。
步骤S03，所述获取模块102获取所述机台镜头32相对于所述第二坐标系的位置信息。具体而言，所述机台镜头32相对于所述第二坐标系的位置信息可以是该机台镜头32的几何中心点在该第二坐标系中的投影点的坐标值。该机台镜头32相对于该第二坐标系的初始位置信息在所述步骤S01后，由所述记录模块101记录在所述存储器11中。在后续控制该机台镜头32移动以后，再由该记录模块101更新该机台镜头32相对于第二坐标系的位置信息。
步骤S04，所述计算模块103根据所获取的被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值以及机台镜头32相对于第二坐标系的位置信息，计算出该机台镜头32需要移动的方向以及位移量。举例而言，假设所述被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值为(5，5)，而机台镜头32相对于第二坐标系的位置信息为(3，0)，那么可计算出该机台镜头32需要移动的方向以及位移量为：沿第二坐标系的横轴方向移动两个坐标单位的距离，以及沿第二坐标系的纵轴方向移动5个坐标单位的距离。
步骤S05，所述驱动模块104根据所述机台镜头32需要移动的方向以及位移量，发送驱动信号至所述驱动单元2，控制该机台镜头32移动到所述被测元素特征的位置处，以取得该被测元素特征的影像。此处，当该机台镜头32移动以后，所述记录模块101重新记录该机台镜头32相对于所述第二坐标系的位置信息，以对该机台镜头的位置信息进行更新，如将该机台镜头32的位置信息更新为(5，5)。以便后续控制该机台镜头32从该更新的位置处进行移动。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种影像量测机台控制方法，应用于计算机中，该计算机通过一个驱动单元与该影像量测机台连接，且该计算机的存储器中存储有待测工件的CAD图档，其特征在于，该方法包括步骤：
在所述待测工件的CAD图档中建立该待测工件的平面坐标系作为第一坐标系，以及在影像量测机台的机台工作面上建立该待测工件的平面坐标系作为第二坐标系；
获取计算机的输入装置所输入的所述待测工件中被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值；
获取影像量测机台的机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息；
根据所述被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值以及所述机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息，计算出该机台镜头需要移动的方向以及位移量；及
根据所述机台镜头需要移动的方向以及位移量，发送驱动信号至所述驱动单元，控制该机台镜头移动到所述被测元素特征的位置处，以取得该被测元素特征的影像。
2.如权利要求1所述的影像量测机台控制方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
当所述第二坐标系建立后，将所述机台镜头相对于该第二坐标系的位置信息记录在所述存储器中。
3.如权利要求1所述的影像量测机台控制方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
当所述机台镜头移动到所述被测元素特征的位置处时，更新所述存储器中保存的该机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息。
4.如权利要求1所述的影像量测机台控制方法，其特征在于，所述驱动单元为伺服电机。
5.如权利要求1所述的影像量测机台控制方法，其特征在于，所述机台镜头为CCD镜头。
6.一种影像量测机台控制系统，运行于计算机中，该计算机通过一个驱动单元与该影像量测机台连接，且该计算机的存储器中存储有待测工件的CAD图档，其特征在于，该系统包括：
建立模块，用于在所述待测工件的CAD图档中建立该待测工件的平面坐标系作为第一坐标系，以及在影像量测机台的机台工作面上建立该待测工件的平面坐标系作为第二坐标系；
获取模块，用于获取计算机的输入装置所输入的所述待测工件中被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值，以及获取影像量测机台的机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息；
计算模块，用于根据所述被测元素特征在所述第一坐标系中的坐标值以及所述机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息，计算出该机台镜头需要移动的方向以及位移量；及
驱动模块，用于根据所述机台镜头需要移动的方向以及位移量，发送驱动信号至所述驱动单元，控制该机台镜头移动到所述被测元素特征的位置处，以取得该被测元素特征的影像。
7.如权利要求6所述的影像量测机台控制系统，其特征在于，该系统还包括：
记录模块，用于当所述第二坐标系建立后，将所述机台镜头相对于该第二坐标系的位置信息记录在所述存储器中。
8.如权利要求7所述的影像量测机台控制系统，其特征在于，所述记录模块还用于当所述机台镜头移动到所述被测元素特征的位置处时，更新所述存储器中保存的该机台镜头相对于所述第二坐标系的位置信息。
9.如权利要求6所述的影像量测机台控制系统，其特征在于，所述驱动单元为伺服电机。
10.如权利要求6所述的影像量测机台控制系统，其特征在于，所述机台镜头为CCD镜头。
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