CN102810058B - 量测编程坐标系刷新系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种量测编程坐标系刷新方法，该方法包括：导入需要建立坐标系的量测元素数组；按照该量测元素数组需要建立的多个坐标系的操作步骤对坐标系进行分类，按类别分别建立相应的坐标系模板；在需要建立坐标系的量测元素前，按照坐标系的操作步骤导入相应的坐标系模板；根据坐标系模板中的内容及该坐标系模板前的量测元素建立坐标系，并计算各坐标系的坐标矩阵；刷新各坐标系后的量测元素以刷新量测程序；及输出各量测元素的坐标及刷新后的量测程序。本发明还提供一种量测编程坐标系刷新系统。利用本发明可通过坐标系模板建立坐标系。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机程序编辑系统及方法，尤其涉及一种量测编程坐标系刷新系统及方法。
背景技术
对于产品制造业，产品品质精密度的提升已成为企业生存竞争的不二法门，而量测设备也从传统的卡尺、显微镜、投影机到三次元量测设备，这是伴随着产品精密度的提升，而随之增加量测设备的精密度。三次元量测设备可利用量测程序对产品执行高精密及高速度的几何尺寸和几何公差的量测。
在产品量测过程中，编写量测程序是影响产品量测速度的主要原因。而量测坐标系的成功建立，是编写量测程序的基础。因此，建立坐标系是影响产品量测速度的一个重要因素。现有坐标系的建立方法存在以下缺陷：1)各种量测元素需要在不同的坐标系下进行量测，用户在量测元素时，需要考虑为各种元素建立坐标系，编程思路容易被干扰，从而降低工作效率、增加劳动强度；2)用户在坐标系建立过程中，由于许多坐标系的建立方法都是类似的，因而造成了大量重复工作，降低了工作效率。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种量测编程坐标系刷新系统，其可通过坐标系模板建立坐标系，避免坐标系的重复建立，提高了工作效率、降低了劳动强度。
还有必要提供一种量测编程坐标系刷新方法，其可通过坐标系模板建立坐标系，避免坐标系的重复建立，提高了工作效率、降低了劳动强度。
一种量测编程坐标系刷新系统，该系统包括：数组导入模块，导入需要建立坐标系的量测元素数组；模板建立模块，按照该量测元素数组需要建立的多个坐标系的操作步骤对坐标系进行分类，按类别分别建立相应的坐标系模板；模板导入模块，在需要建立坐标系的量测元素前，按照坐标系的操作步骤导入相应的坐标系模板；坐标矩阵计算模块，根据坐标系模板中的内容及该坐标系模板前的量测元素建立坐标系，并计算各坐标系的坐标矩阵；量测元素刷新模块，刷新各坐标系后的量测元素以刷新量测程序；及量测程序输出模块，输出各量测元素的坐标及刷新后的量测程序。
一种量测编程坐标系刷新方法，该方法包括：数组导入步骤，导入需要建立坐标系的量测元素数组；模板建立步骤，按照该量测元素数组需要建立的多个坐标系的操作步骤对坐标系进行分类，按类别分别建立相应的坐标系模板；模板导入步骤，在需要建立坐标系的量测元素前，按照坐标系的操作步骤导入相应的坐标系模板；坐标矩阵计算步骤，根据坐标系模板中的内容及该坐标系模板前的量测元素建立坐标系，并计算各坐标系的坐标矩阵；量测元素刷新步骤，刷新各坐标系后的量测元素以刷新量测程序；及量测程序输出步骤，输出各量测元素的坐标及刷新后的量测程序。
相较于现有技术，所述的量测编程坐标系刷新系统及方法，可通过坐标系模板建立坐标系，该统一思考统一建立坐标系的方法有助于提高工作效率、降低劳动强度。
附图说明
图1是本发明量测编程坐标系刷新系统较佳实施例的运行环境示意图。
图2是本发明量测编程坐标系刷新方法较佳实施例的作业流程图。
图3举例说明本发明根据坐标系模板自动建立坐标系的示意图。
图4是图2中步骤S16的具体作业流程图。
图5是本发明坐标系面补正前后的示意图。
图6是本发明轴旋转前后的示意图。
图7是本发明原点归零前后的示意图。
图8是图2中步骤S18的具体作业流程图。
主要元件符号说明
| 计算机 | 100 |
| 量测编程坐标系刷新系统 | 1 |
| 数组导入模块 | 10 |
| 模板建立模块 | 12 |
| 模板导入模块 | 14 |
| 坐标矩阵计算模块 | 16 |
| 量测元素刷新模块 | 18 |
| 量测程序输出模块 | 20 |
| 存储设备 | 2 |
| 处理器 | 3 |
| 显示设备 | 4 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，是本发明量测编程坐标系刷新系统较佳实施例的运行环境示意图。该量测编程坐标系刷新系统1运行于一台计算机100中，该计算机100包括存储设备2、至少一个处理器3和一台显示设备4。
在本实施例中，所述量测编程坐标系刷新系统1以软件程序或指令的形式安装在存储设备2中，并由处理器3执行。该量测编程坐标系刷新系统1用于建立坐标系模板，根据导入的量测元素及该坐标系模板建立坐标系，计算该坐标系的坐标矩阵，以刷新该坐标系后的量测元素，从而实现量测程序的刷新。在其他实施例中，所述存储设备2可以为计算机100外接的存储器。所述显示设备4用于显示刷新前后的量测元素及刷新前后的量测程序。
其中，所述量测编程坐标系刷新系统1包括模组导入模块10、模板建立模块12、模板导入模块14、坐标矩阵计算模块16、量测元素刷新模块18和量测程序输出模块20。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段，比程序更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此在本发明以下对软件描述都以模块描述。该量测编程坐标系刷新系统1中各模块的功能将在图2至图8中进行详细描述。
如图2所示，是本发明量测编程坐标系刷新方法较佳实施例的作业流程图。
步骤S10，所述数组导入模块10从计算机100内置或外接的存储装置中导入需要建立坐标系的量测元素数组。例如，所导入的量测元素数组如下所示：
S1＝FEAT/PLANE
PTMEAS/CART，2.193，3.101，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，2.020，0.937，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，3.716，1.155，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，4.554，3.157，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
ENDMES
S2＝FEAT/LINE
PTMEAS/CART，0.268，0.000，0.904，0.0000，-1.0000，0.0000
PTMEAS/CART，5.285，-0.000，0.864，0.0000，-1.0000，0.0000
ENDMES
S3＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，0.000，0.209，0.903，-1.0000，0.0000，0.0000
ENDMES
S4＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，6.486，0.000，0.897，0.0000，-1.0000，0.0000
ENDMES
S5＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，6.900，0.143，0.905，1.0000，-0.0000，0.0000
ENDMES
S6＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，6.900，1.907，0.885，1.0000，0.0000，0.0000
ENDMES
S7＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，6.900，2.709，0.885，1.0000，0.0000，0.0000
ENDMES
S8＝FEAT/LINE
PTMEAS/CART，6.416，4.600，0.898，0.0000，1.0000，0.0000
PTMEAS/CART，3.905，4.600，0.833，0.0000，1.0000，0.0000
ENDMES
S9＝FEAT/CIRCLE
PTMEAS/CART，3.072，2.562，0.966，0.8159，-0.5782，0.0000
PTMEAS/CART，3.659，2.710，0.941，-0.4601，-0.8878，-0.0000
PTMEAS/CART，3.908，2.276，0.975，-0.9979，0.0641，0.0000
ENDMES
其中，该量测元素数组包括九个量测元素。量测元素S1指面、量测元素S2和S8指线，量测元素S3至S7指点，量测元素S9指圆。也就是说，上述量测元素数组是对产品上的点、线、面和圆进行量测所得到的数据。
步骤S12，所述模板建立模块12根据该量测元素数组需要建立的多个坐标系，按照建立坐标系的操作步骤对该多个坐标系进行分类，并按类别分别建立相应的坐标系模板。
假设以上述量测元素数组为例，量测元素S1至S9共需要建立3个坐标系，该三个坐标系按照建立的操作步骤分为两类：第一类坐标系，需要建立基准面、建立基准轴、建立基准原点；第二类坐标系，需要建立基准原点。如由量测元素S1、S2和S3建立所述第一类别的第一坐标系，由量测元素S6建立所述第二类别的第二坐标系，及由量测元素S9建立所述第二类别的第三坐标系。
以建立第一类坐标系为例，共有五个操作步骤：步骤一、S1补正基准面；步骤二、S1的Z原点归零；步骤三、S2的X补正基准轴；步骤四、S2的Y原点归零；及步骤五、S3的X原点归零。而建立第二类坐标系仅需三个步骤：步骤一、S6或S9的Z原点归零；步骤二、S6或S9的Y原点归零；及步骤三、S6或S9的X原点归零。
另外，本实施例中所建立的坐标系模板示例如下：
WCS1＝ALIGNMENT/START，RECALL：WCS
LEVEL，ZPLUS，#Format0
TRANS，ZPLUS，#Format1
ROTATE，XPLUS，TO，#Format2，ABOUT，ZPLUS
TRANS，YPLUS，#Format3
TRANS，XPLUS，#Format4
ENDALIGNMEN
其中，#Format0、#Format1、#Format2、#Format3与#Format4为坐标系模板中的关键词。该坐标系模板可用图进行示意，如图3中的(A)所示。
步骤S14，所述模板导入模块14在需要建立坐标系的量测元素前，按照坐标系的操作步骤导入相应的坐标系模板，例如，在量测元素S4前导入相应的坐标系模板，本实施例中，导入的坐标系模板如上WCS1所示，该坐标系模板对应的图形如图3中的(A)所示。
步骤S16，所述坐标矩阵计算模块16根据坐标系模板中的内容及该坐标系模板前的量测元素建立坐标系，并计算各坐标系的坐标矩阵。以图形为例，该坐标矩阵计算模块16通过将上述建立第一坐标系所需要的量测元素S1、S2和S3载入图3(A)中的相应部分(如图4中所述的对坐标系模板中的关键词进行替换的过程)，即可生成如图3(B)中所示的坐标系。该方法取代了现有技术中所述的五个操作步骤，具体作业流程将在图4中进行详细描述。
步骤S18，量测元素刷新模块18根据建立的坐标系刷新该坐标系后的量测元素以刷新量测程序。本实施例中，该量测程序即由加入了坐标系的量测元素数组所组成的程序。具体而言，量测元素刷新模块18计算该坐标系后的量测元素的坐标值，通过刷新该坐标系后的量测元素的坐标值来刷新量测程序。
步骤S20，量测程序输出模块20输出上述刷新后的各量测元素的坐标及刷新后的量测程序。
如图4，是图2中步骤S16的具体作业流程图。
步骤S160，所述坐标矩阵计算模块16按照顺序将坐标系模板中的关键词替换成实际的量测元素，以得到坐标系的操作内容。以建立上述第一坐标系为例，坐标矩阵计算模块16将用于建立该第一坐标系的量测元素S1、S2和S3按照操作步骤中的顺序替换坐标系模板中的#Format0至#Format4，具体替换后的坐标系模板如下所示：
WCS1＝ALIGNMENT/START，RECALL：WCS
LEVEL，ZPLUS，S1
TRANS，ZPLUS，S1
ROTATE，XPLUS，TO，S2，ABOUT，ZPLUS
TRANS，YPLUS，S2
TRANS，XPLUS，S3
ENDALIGNMEN
该替换后的坐标系模板会被放入量测元素S1、S2和S3之后，由该替换后的坐标系模板所生成的坐标系如图3中的(B)所示。
步骤S162，所述坐标矩阵计算模块16执行该坐标系的操作内容，根据每一行的操作类型调用相应的坐标系计算模块，计算得到该坐标系的每个操作步骤的坐标系矩阵。其中，所述操作类型如前述坐标系分类中的建立基准面、建立基准轴、建立基准原点等。所述每一行的操作类型对应的坐标系计算模块包括：坐标系面补正(Level)计算模块、轴旋转(Rotate)计算模块和原点归零(Trans)计算模块中的一种或多种组合。具体而言：
所述坐标系面补正如图5所示，(C)为面补正前的示意图，(D)为面补正后的示意图。其中，利用坐标系面补正得到的坐标系矩阵指当前坐标系(即(C)中的坐标系)在旋转原点上绕旋转轴旋转一个角度得到的坐标系的矩阵，该旋转原点为当前坐标系的原点，该旋转轴为补正面的法向和当前坐标系的目标轴向量，所述旋转的角度等于该补正面的法向和当前坐标系的目标轴间的角度。
所述轴旋转如图6所示，(E)为轴旋转前的示意图，(F)为轴旋转后的示意图。其中，利用轴旋转得到的坐标系矩阵指当前坐标系在旋转原点上绕旋转轴旋转一个角度得到的坐标系的矩阵，该旋转原点为当前坐标系的原点，该旋转轴为补正的轴的法向(如量测元素S2所示线的方向)和当前坐标系的轴向量(1，0，0)投影到坐标系平面上再进行两个向量的差乘所得到的轴，所述旋转的角度为投影后的两个旋转轴间的角度。
所述原点归零如图7所示，(G)为原点归零前的示意图，该示意图中的原点在量测元素S2处，(H)为原点归零后的示意图，该示意图中的原点在量测元素S9的中心。其中，坐标系原点归零的计算公式为： 即原点归零后的坐标系矩阵是指将当前坐标系的Tx、Ty、Tz处的值替换成归零处的量测元素S9在X、Y、Z方向的距离值。
步骤S164，将上述每个操作步骤的坐标系矩阵相乘，得到一个合成矩阵，该合成矩阵即最终计算得出的该坐标系的坐标矩阵。
如图8所示，是图2中步骤S18的具体作业流程图。
步骤S180，所述量测元素刷新模块18导入所述坐标矩阵、坐标系的名称(即前述的第一坐标系、第二坐标系、第三坐标系的名称，如WCS1)及量测程序于一个文件中。
步骤S182，根据量测程序和坐标系的名称找到该名称下的程序，放入要刷新的二维数组中。
本实施例中，坐标系名称下的程序一般放在建立该坐标系的量测元素之后，如由量测元素S1、S2和S3建立了所述第一坐标系，该第一坐标系的名称为WCS1，所述量测元素刷新模块18将该第一坐标系WCS1对应的量测程序放入量测元素S3后，用于刷新该量测程序之后的量测元素，如量测元素S4，从而刷新整个量测程序。其中，所述二维数组是指量测程序中的量测元素和坐标系的程序均由名称和程序内容两列组成，该名称和程序内容所组成的量测程序即为一个二维数组。
步骤S184，依次读取该量测元素数组，按照顺序取出该坐标系后的各量测元素(如量测元素S4)的坐标及向量，乘以上述导入的坐标矩阵得到该坐标系后量测元素的新坐标，利用该新坐标刷新所述量测程序，得到刷新后的量测程序。
举例而言，下述为在量测元素S4前插入坐标系后，对量测元素S4的信息进行刷新的量测程序示例。
刷新前的量测程序：
S1＝FEAT/PLANE
PTMEAS/CART，2.193，3.101，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，2.020，0.937，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，3.716，1.155，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，4.554，3.157，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
ENDMES
S2＝FEAT/LINE
PTMEAS/CART，0.268，0.000，0.904，0.0000，-1.0000，0.0000
PTMEAS/CART，5.285，-0.000，0.864，0.0000，-1.0000，0.0000
ENDMES
S3＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，0.000，0.209，0.903，-1.0000，0.0000，0.0000
ENDMES
WCS1＝ALIGNMENT/START，RECALL：WCS
LEVEL，ZPLUS，S1
TRANS，ZPLUS，S1
ROTATE，XPLUS，TO，S2，ABOUT，ZPLUS
TRANS，YPLUS，S2
TRANS，XPLUS，S3
ENDALIGNMEN
S4＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，6.486，0.000，0.897，0.0000，-1.0000，0.0000
ENDMES
刷新后的量测程序中，量测元素S4的坐标和向量都变化成新的坐标系下的值了：
S1＝FEAT/PLANE
PTMEAS/CART，2.193，3.101，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，2.020，0.937，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，3.716，1.155，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
PTMEAS/CART，4.554，3.157，1.000，0.0000，0.0000，1.0000
ENDMES
S2＝FEAT/LINE
PTMEAS/CART，0.268，0.000，0.904，0.0000，-1.0000，0.0000
PTMEAS/CART，5.285，-0.000，0.864，0.0000，-1.0000，0.0000
ENDMES
S3＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，0.000，0.209，0.903，-1.0000，0.0000，0.0000
ENDMES
WCS1＝ALIGNMENT/START，RECALL：WCS
LEVEL，ZPLUS，S1
TRANS，ZPLUS，S1
ROTATE，XPLUS，TO，S2，ABOUT，ZPLUS
TRANS，YPLUS，S2
TRANS，XPLUS，S3
ENDALIGNMEN
S4＝FEAT/POINT
PTMEAS/CART，10，0.000，0，1.0000，0.0000，0.0000
ENDMES
最后应说明的是，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。例如，将此方法应用于在清晰的边界线上寻找边界点。
Claims (6)
1.一种量测编程坐标系刷新方法，该方法包括：
数组导入步骤，导入需要建立坐标系的量测元素数组；
模板建立步骤，按照该量测元素数组需要建立的多个坐标系的操作步骤对坐标系进行分类，按类别分别建立相应的坐标系模板；
模板导入步骤，在需要建立坐标系的量测元素前，按照坐标系的操作步骤导入相应的坐标系模板；
坐标矩阵计算步骤，根据坐标系模板中的内容及该坐标系模板前的量测元素建立坐标系，并计算各坐标系的坐标矩阵；
量测元素刷新步骤，刷新各坐标系后的量测元素以刷新量测程序，包括：导入坐标矩阵、坐标系的名称及量测程序于一个文件中；根据量测程序和坐标系的名称找到该名称下的程序，放入要刷新的二维数组中；及依次读取该二维数组，按照顺序取出该坐标系后的各量测元素的坐标及向量，乘以上述导入的坐标矩阵得到该坐标系后量测元素的新坐标，利用该新坐标刷新所述量测程序，得到刷新后的量测程序；及
量测程序输出步骤，输出各量测元素的坐标及刷新后的量测程序。
2.如权利要求1所述的量测编程坐标系刷新方法，其特征在于，所述坐标矩阵计算步骤包括：
按照顺序将坐标系模板中的关键词替换成实际的量测元素，以得到坐标系的操作内容；
执行该坐标系的操作内容，根据每一行的操作类型调用相应的坐标系计算模块计算得到该坐标系的每个操作步骤的坐标系矩阵；及
将每个操作步骤的坐标系矩阵相乘，得到一个合成矩阵，该合成矩阵即该坐标系的坐标矩阵。
3.如权利要求2所述的量测编程坐标系刷新方法，其特征在于，所述坐标系计算模块包括：坐标系面补正计算模块、轴旋转计算模块和原点归零计算模块中的一种或多种组合。
4.一种量测编程坐标系刷新系统，其特征在于，该系统包括：
数组导入模块，导入需要建立坐标系的量测元素数组；
模板建立模块，按照该量测元素数组需要建立的多个坐标系的操作步骤对坐标系进行分类，按类别分别建立相应的坐标系模板；
模板导入模块，在需要建立坐标系的量测元素前，按照坐标系的操作步骤导入相应的坐标系模板；
坐标矩阵计算模块，根据坐标系模板中的内容及该坐标系模板前的量测元素建立坐标系，并计算各坐标系的坐标矩阵；
量测元素刷新模块，刷新各坐标系后的量测元素以刷新量测程序，包括：导入坐标矩阵、坐标系的名称及量测程序于一个文件中；根据量测程序和坐标系的名称找到该名称下的程序，放入要刷新的二维数组中；及依次读取该二维数组，按照顺序取出该坐标系后的各量测元素的坐标及向量，乘以上述导入的坐标矩阵得到该坐标系后量测元素的新坐标，利用该新坐标刷新所述量测程序，得到刷新后的量测程序；及
量测程序输出模块，输出各量测元素的坐标及刷新后的量测程序。
5.如权利要求4所述的量测编程坐标系刷新系统，其特征在于，所述坐标矩阵计算模块通过如下步骤计算各坐标系的坐标矩阵：
按照顺序将坐标系模板中的关键词替换成实际的量测元素，以得到坐标系的操作内容；
执行该坐标系的操作内容，根据每一行的操作类型调用相应的坐标系计算模块计算得到该坐标系的每个操作步骤的坐标系矩阵；及
将每个操作步骤的坐标系矩阵相乘，得到一个合成矩阵，该合成矩阵即该坐标系的坐标矩阵。
6.如权利要求5所述的量测编程坐标系刷新系统，其特征在于，所述坐标系计算模块包括：坐标系面补正计算模块、轴旋转计算模块和原点归零计算模块中的一种或多种组合。
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