CN108139210A - 提供用户定义的碰撞避免体积的检查程序编辑环境 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于对坐标测量机的工件特征检查操作进行编程的系统。系统包括计算机辅助设计(CAD)文件处理部分、检查运动路径生成部分和用户界面。用户界面包括工件检查程序模拟部分和辅助碰撞避免体积创建元素。工件检查程序模拟部分显示3D视图，并且辅助碰撞避免体积创建元素可操作为创建或定义显示在3D视图中的辅助碰撞避免体积。在各个实施方式中，不需要用户对CAD文件中的物理对象(例如，工件或CMM的一部分)进行建模，而是用户可以将辅助碰撞避免体积创建和定位在物理对象预期的位置，以防止可能与物理对象发生的碰撞。

Description

提供用户定义的碰撞避免体积的检查程序编辑环境
技术领域
本公开涉及精密度量衡学，并且更具体地涉及用于坐标测量机的检查程序。
背景技术
包括坐标测量机(CMM)的某些测量系统可以被用来获得被测工件的测量结果，并且可以至少部分地通过已经在计算机上编程的工件特征检查操作来控制。在美国专利第8,438,746号中描述了一种示例性的现有技术CMM，其全部内容通过引用并入本文。如‘746专利所述，CMM包括用于测量工件的探针，用于移动探针的移动机构以及用于控制移动机构的控制器。
在美国专利第7,652,275号(‘275专利)中描述了一种包括表面扫描探针的CMM，其全部内容通过引用并入本文。扫描之后，提供工件的三维轮廓。工件可以通过沿着工件表面扫描的机械接触探针或通过在没有物理接触的情况下扫描工件的光学探针来测量。光学探针可以是可以使用光点来检测表面点(例如三角测量探针)的类型，或者是使用摄像机的类型，其中工件的几何元素的坐标通过图像处理软件来确定。在美国专利4,908,951中描述了一种同时使用光学和机械测量的“组合”CMM，其全部内容通过引用并入本文。
在所有上述的CMM中，可以对操作进行编程以检查工件特征。工件特征和某些CMM部件可以表示在计算机辅助设计(CAD)文件中。通常可以回顾用于检查工件特征的编程操作，以查看正在检查哪个工件特征以及以何种顺序检查，并且还可以通过添加、移除或以其他方式改变与特定工件特征相关联的特定程序单元操作来编辑。然而，在现有的CMM编程系统中，这样的回顾和编辑操作对于用户来说并不总是容易执行或理解，并且用户可能难以对特定类型的工件特征和/或CMM部件进行CAD模型编程。例如，用户可能难以跟踪在整个检查计划内哪里适合程序化操作以及适合哪些程序化操作，不同的窗口可能提供关于程序化操作和/或工件特征和CMM部件的不同类型的信息，并且可能难以理解某些类型的编辑可能产生的相对于改变检查特定工件特征或整体检查计划的效率或有效性的各种效果。需要一种系统和/或用户界面特征，其简化程序创建和编辑过程、并且其允许在CMM的检查程序创建、回顾和/或编辑期间以直接且直观的方式来理解各种类型的编辑的效果。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征，也并非旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助手段。
本发明提供了用于对坐标测量机的工件特征检查操作进行编程的系统。坐标测量机(CMM)可以包括：用于确定工件特征测量数据的至少一个传感器；用于保持工件的工作台，其中传感器或工作台中的至少一个相对于彼此可移动；以及CMM控制部分。所述系统包括计算机辅助设计(CAD)文件处理部分、检查运动路径生成部分和用户界面。计算机辅助设计(CAD)文件处理部分输入对应于工件的工件CAD文件并分析所述文件以自动确定工件上的对应于多个几何特征类型的可检查的工件特征。检查运动路径生成部分自动生成由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序中使用的检查运动路径的至少一部分。
在各个实施方式中，用户界面可以包括工件检查程序模拟部分和一个或多个辅助碰撞避免体积(auxiliary collision avoidance volume，在附图中也称为“辅助防撞体积”)创建元素(creation elements)。工件检查程序模拟部分可以被配置为根据当前工件特征检查计划来显示包括与将对工件特征上执行的检查操作相对应的检查操作表示(例如，测量点，移动，角度等)或者工件上的工件特征中的至少一个的3D视图。所述一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素可操作为执行以下操作中的至少一个：创建或定义在3D视图中显示的辅助碰撞避免体积。
在各种实施方式中，所述一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素在用于编程工件特征检查操作的系统的用户界面的上下文(context)内是可操作的，但不可操作为修改在所输入的工件CAD文件中表示的工件的物理特征。在各种实施方式中，检查运动路径生成部分可以自动生成检查运动路径，所述检查运动路径被配置为避开辅助碰撞避免体积，使得在执行由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序期间，CMM的移动部件不会进入辅助碰撞避免体积。
在各种实施方式中，所述系统被配置为使得响应于一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素的创建或定义辅助碰撞避免体积的操作，在辅助碰撞避免体积已经被创建或定义时，3D视图中的显示被自动更新以显示辅助碰撞避免体积。另外，平面视图和显示的执行时间指示器也可以根据已经创建或定义的辅助碰撞避免体积引起的改变而自动更新。
在各个实施方式中，用户可能希望创建或定义辅助碰撞避免体积，所述辅助防碰撞体积用作用于目前未定义或未知的(例如工件或CMM部件的)夹具的替代或代替“避免区域”，以便定义安全可操作的检查程序，而不需要用户在单独的CAD程序中定义或绘制这种夹具。可以理解的是，在现有技术系统中，即使一些夹具未知或不将被检查，但也需要用户参与建模(例如，工件和/或CMM的)所有夹具的这一耗时的过程。另外，关于工件，作为示例，在铸造的工件上预期的但某程度上不可以预知的形成的浇口或通风口的位置上的某个“超大的”替代避免区域可以允许在与仍然附接的浇口和通风口的过程中通过基于完成的工件CAD文件的程序来安全地检查所述零件。作为另一个示例，用户可能希望在可安全设置工具或个人物品的位置处在CMM上预留辅助碰撞避免体积。一般而言，可以理解的是，不需要用户对CAD文件中的物理对象(例如，工件或CMM的一部分)进行建模，而是用户可以将辅助碰撞避免体积定位在物理对象所预期的位置，从而防止可能与物理对象发生的碰撞。
附图说明
图1是示出包括CMM的计量系统的各种典型部件的图；
图2A和2B是示出计算系统的一个实施例的各个元素的图，在所述计算系统上可以对图1的CMM编程工件特征检查操作；
图3是用户界面的图，其中可编辑计划表示的所有工件特征被包括在根据计划要被检查的一组工件特征中；
图4是示出辅助碰撞避免体积创建元素的用户界面的图；
图5是示出与工件相关联的辅助碰撞避免体积的用户界面的图；
图6是示出与工件关联的两个辅助碰撞避免体积和与CMM关联的两个辅助碰撞避免体积的用户界面的图；
图7是用户界面的图，其中显示了关于可编辑计划表示的附加细节，并且示例性检查路径被示出为避开辅助碰撞避免体积；
图8是图7的用户界面的图，其中提供了包括可以由用户相对于项目文件选择的不同选项的窗口；
图9是图8的用户界面的图，其中提供了与用于保存项目文件的用户选择对应的窗口；
图10是示出辅助碰撞避免体积的附加示例的用户界面的一部分的图；
图11是图10的用户界面的一部分的图，示出了与工件相关联的示例辅助碰撞避免体积中的一个；
图12是示出用于提供包括辅助碰撞避免体积创建元素的用户界面的例程的一个示例性实施方式的流程图；
图13是示出用于根据由辅助碰撞避免体积引起的改变来更新3D视图、平面视图和执行时间指示器以及用于保存项目文件的例程的一个示例性实施方式的流程图；和
图14是示出用于访问包括辅助碰撞避免体积的保存的项目文件的例程的一个示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
图1是示出包括通用CMM的计量系统1的各种典型部件的图，其提供了用于应用本文公开的原理的一个背景。计量系统1的某些方面在先前并入的‘746专利中进一步描述。计量系统1可以包括：CMM本体2；控制坐标测量机本体2的驱动的运动控制器3；用于手动操作坐标测量机本体2的操作单元4；主计算机5，向运动控制器3发出命令并执行诸如用于检查设置在CMM本体2上的工件10(待测量的物体)上的特征的处理。代表性输入单元61和输出单元62连接到主计算机5以及显示单元5D。显示单元5D可以显示用户界面，例如下面参照图3-11进一步描述的。
CMM本体2可以包括：具有触针21T的探针21，触针21T可以接触工件10的表面；移动机构22，包括保持探针21的基端的三轴滑动机构24；测量台23，其保持工件10，并且驱动机构25在测量台上使滑动机构24移动。在各种实施方式中，驱动机构25可以由CMM控制部分(例如，包括运动控制器3)来控制。如下面将更详细地描述的，在各种实施方式中，CMM的一个或多个传感器(例如，包括探针21和/或触针21T)可以相对于测量台23移动(例如，由运动控制器3控制)并且用于确定工件特征测量数据(例如，关于工件10的特征的物理尺寸)。
图2A和2B是包括编程部分202的一个实施例的各个元素的计算系统105的图，工件特征检查操作可以在编程部分上针对CMM(例如，图1的CMM 2)编程。如图2A所示，在各种实施方式中，计算系统105(例如，图1的计算机5或单独的计算机)可以包括存储器部分170，显示部分175，处理部分180，输入—输出设备部分185和编程部分202。存储器部分170包括由计算系统105使用的驻留程序和其他数据。显示部分175为计算系统105提供显示(例如，类似于图1的显示5D)，包括由编程部分202提供的特征。处理部分180提供计算系统105的信号处理和控制，而输入—输出设备部分185接收并提供来自和到各种设备(例如，图1的CMM控制器3)的控制信号和输出。
如图2A和2B所示，在一个实施例中，编程部分202包括CAD文件处理部分205，检查路径和/或序列管理器206，辅助碰撞避免体积部分207，平面视图编辑用户界面部分210，3D视图部分220，程序视图编辑用户界面部分230，第一组操作部分240，检查计划修改通知部分249，其他操作部分250，编程环境同步和/或通知管理器260，执行时间部分270以及模拟状态和控制部分280。在各种实施方式中，计算机辅助设计(CAD)文件处理部分205输入对应于工件(例如，图1的工件10)的工件CAD文件并分析该文件以自动确定工件上对应于多个几何特征类型(例如圆柱体，平面，球体，锥体等)的可检查的工件特征。计算机辅助设计(CAD)文件处理部分205可以进一步输入与要使用由编程部分202创建的程序进行操作的CMM相对应的CMM CAD文件，并分析CMM CAD文件以自动确定3D视图部分220可以使用的CMM的可显示的表示，以及由检查路径/序列管理器206用于某些检查路径规划分析(例如，碰撞避免分析)的几何特征。更一般地，检查路径/序列管理器206可以自动确定运动控制路径，该运动控制路径允许CMM获得表征工件特征的测量结果。可用于实现CAD文件处理部分205和/或检查路径/序列管理器206的方法在本领域中是已知的，如在各种商业CAD产品和/或用于创建检查程序的CAD“扩展程序”和/或其他已知的CMM检查编程系统和/或从CAD数据自动生成机床程序的系统中所例示的。例如，美国专利号5,465,221；4901253；7146291；7783445；8302031，公开了可用于分析CAD数据并确定工件的几何特征，然后自动生成用于将测量或表征几何特征的探针或传感器放置在检查点处的运动控制路径的各种方法，这些专利中的每一个的全部内容并入本文。欧洲专利EP1330686也提供了相关的教导。在一些实施例中，确定几何特征可以简单地包括提取或识别在一些现代CAD系统中固有定义的分类几何特征。在一些实施例中，产品和制造信息(简称PMI)存在于CAD数据中，并且可以用于上述过程。PMI可以传达CAD数据中的非几何属性，并且可以包括几何尺寸和公差，表面光洁度等。在一些实施例中，在没有PMI的情况下，可以在CAD文件处理部分205和检查路径/序列管理器206的自动操作中使用默认容差和其他默认检查规则。
运动控制路径通常可定义特征检查序列以及各个检查点(例如，接触探针测量点，或非接触测量点，或点云确定区域等)以及这些点之间的运动路径。序列和运动路径规划可以遵循在一些实施例中碰撞避免的简单规则，或者在其他实施例中既避免碰撞又优化运动路径长度或检查时间的更复杂的规则或过程。在一些实施例中，CAD文件处理部分205可以包括检查路径/序列管理器206，或者它们可以被合并和/或不可以区分。可以在商业产品和/或之前引用的参考文献中以及在许多技术和/或学术文章中找到适用的自动路径规划方法。在一个实施例中，当在编程部分202中识别目标CAD文件时，可以自动触发前述自动过程中的一个或两个。在其他实施例中，可以基于启动处理的操作员输入来相对于目标CAD文件触发前述自动处理中的一个或两个。在其他较不理想的实施例中，类似的过程可以是半自动的并且需要用户在编程部分202中输入某些操作或决定。
在任何情况下，在各种实施例中，上述过程实际上可以用于为工件提供全面的检查计划和/或检查程序。在某些情况下，术语“检查计划”的内涵可能主要包括要检查哪些特征以及对每个特征将要进行什么测量以及按照何种顺序进行，并且术语“检查计划”的内涵可能包括检查计划将在特定CMM配置上如何完成(例如，遵循检查计划中固有的“指令”，但也包括运动速度和路径，要使用的探针或传感器等，以用于定义的CMM配置)。编程部分202的其他部分可以使用CAD文件处理部分205和检查路径/序列管理器206的结果来执行它们的操作并填充和/或控制它们相关联的用户界面部分等。如图2B所示，平面视图编辑用户界面部分210包括对应于CAD文件中的工件的一个工件特征检查计划的可编辑计划表示212。在各种实施方式中，程序视图编辑用户界面部分230还可以(或者替代地)包括可编辑计划表示232，如将在下面关于图3-9更详细描述的。
图2A和2B中所示的辅助碰撞避免体积部分207(其通常包括如图2B所示的辅助碰撞避免体积用户界面部分208)可以由编程部分202的用户操作为创建或限定辅助碰撞避免体积，如以下参考图3-14所示和描述的。与已知的“碰撞缓冲区域”方法(被编程为围绕在工件CAD文件或CMM部件的CAD文件中定义的物理对象自动提供缓冲区或空隙区域)相比，本文公开的用于创建或定义辅助碰撞避免体积的系统和方法允许由编程部分202的用户以“adhoc”方式创建附加的碰撞避免体积。例如，在一个实施例中，根据本文公开的原理，可能不具有更改工件CAD文件或CMM CAD文件的权限的用户仍然可以添加这种辅助碰撞避免体积。这样的辅助碰撞避免体积可以独立于导入的CAD文件中的任何特征来定义，但是如果需要(例如，如图10所示)，用户可以选择用辅助碰撞避免体积包围这些特征。更具体地，用户可以定义辅助碰撞避免体积，以包围CAD文件中建模的全部或部分的物理元素，或者可替代地可以不包围CAD文件中建模的物理元素的任何部分。
用户可能希望创建或定义辅助碰撞避免体积，该辅助防碰撞体积用作用于CMM或目前未定义或未知的工件夹具的替代或代替“避免区域”，以便定义安全可操作的检查程序，而不需要用户在单独的CAD程序中定义或绘制这种夹具。可以理解的是，在典型的现有技术系统中，即使一些夹具未知或不将被检查，也需要用户参与在CAD文件中建模或导入所有CMM或工件夹具的耗时的过程。在一些情况下，如下面参照图6和图10进一步描述的，辅助碰撞避免体积被相关联以便相对于编程部分202中的CCM是固定的。类似地，辅助碰撞避免体积可以创建或定义为用作替代或替代“避免区域”，用于工件上某些不可以预测的特征。
例如，在铸造的工件上预期的但某程度上不可以预知的形成的浇口或通风口的位置上的某个“超大的”替代避免区域可以允许在与仍然附接的浇口和通风口的过程中通过基于完成的工件CAD文件的程序来安全地检查该零件。在这样的情况下，如下面参照图5，6，10和11进一步描述的，辅助碰撞避免体积被相关联以随编程部分202中的工件移动。作为另一个示例，编程部分202的用户可能简单地希望在可安全设置工具或个人物品的位置处在CMM上预留辅助碰撞避免体积。一般而言，可以理解的是，不需要用户对CAD文件中的物理对象(例如，工件或CMM的一部分)进行建模，而是用户可以将辅助碰撞避免体积定位在物理对象预期的位置，以防止可能与物理对象发生的碰撞。在各种实施方式中，所创建或定义的辅助碰撞避免体积的尺寸和位置可以被输入到检查路径/序列管理器206，该检查路径/序列管理器206可以包括检查运动路径生成部分，其被用来根据用于避免物理元素的已知方法创建避免CMM碰撞或入侵到该体积中的兼容的检查程序运动路径。
在各种实施方式中，编程部分202可以根据已知的方法(例如，在项目文件中)保存检查程序创建或编辑会话的配置，例如通过将链接保存到或复制相关的工件CAD文件和CMM配置文件、以及在保存项目文件时(例如，在存储器部分170中)保存表征与检查计划和/或检查程序相对应的编程和/或编辑操作的状态的数据。在各种实施方式中，对于CMM配置文件，CAD文件处理部分205可以输入对应于CMM的CMM CAD文件，并可以分析CMM CAD文件以自动确定CMM的可显示表示。在一些实施例中，辅助碰撞避免体积的创建或定义可被保存和调用到表征与保持项目文件时的检查计划和/或检查程序对应的编程和/或编辑操作的状态的数据中。在其他实施例中，可以将辅助碰撞避免体积的创建或定义保存在专用文件中，该专用文件稍后在重新打开项目文件时被重新调用和处理，类似于CMM配置文件等。在其他实施例中，可以将辅助碰撞避免体积的创建或定义保存在工件CAD文件或CMM配置文件的改变的“本地”副本中，该副本稍后在重新打开项目文件时被重新调用和处理(而不是原始CAD文件或CMM配置文件)。所有上述方法都具有不改变原始CAD文件或CMM配置文件的优点。然而，上述方法仅仅是示例性的，而不是限制性的。如果需要，还可以使用其他实施方式，包括在项目中重新打开文件时更改(补充)要重新调用的原始CAD文件或CMM配置文件。
在一些情况下，可能期望的是，用于创建或定义辅助碰撞避免体积的辅助碰撞避免体积创建元素(例如，在定义的辅助碰撞避免体积用户界面部分208中)在编程部分202中是立即和本地可用的，以避免单独的CAD应用程序的花费。在一些情况下，可能期望的是，用于创建或定义辅助碰撞避免体积的辅助防碰撞体积创建元素被设置为不能修改工件CAD文件或CMMCAD文件的特征或其本地表示(例如，它们不是由功能齐全的CAD应用程序或其链接提供的)，以便在创建或编辑检查程序时不会以未经授权的方式更改工件特征和/或CMM元素。
在各种实施方式中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个可以在工件检查程序模拟部分中(例如，在3D视图部分220中)被访问，用于创建和/或定义辅助碰撞避免体积。辅助碰撞避免体积创建元素可以包括用于定义辅助碰撞避免体积的大小和位置的元素。在各种实施方式中，3D视图中的显示可以自动更新以显示已经创建或定义的辅助碰撞避免体积。
在各种实施方式中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个可以在可编辑计划表示212中被访问，用于创建或定义辅助碰撞避免体积。一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素可以包括用于创建和/或定义辅助碰撞避免体积的上下文相关菜单。平面视图和显示的执行时间指示器可以根据已经创建或定义的辅助碰撞避免体积引起的改变而自动更新。
在各种实施方式中，辅助碰撞避免体积可以与工件或CMM中的一个相关联地移动，并且可以被指定为不同于工件特征或CMM物理对象(例如，在可编辑计划表示212或232中)。例如，辅助碰撞避免体积创建元素可以包括以下操作中的至少一个：如果工件在用于对工件特征检查操作进行编程的系统中相对于CMM重新定位，则定义辅助碰撞避免体积或将辅助碰撞避免体积关联为与工件一起移动。作为另一示例，辅助碰撞避免体积创建元素可以包括以下操作：如果工件在用于对工件特征检查操作进行编程的系统中相对于CMM重新定位，则定义辅助碰撞避免体积和/或将辅助碰撞避免体积关联为保持在相对于CMM的固定位置中。
尽管试图自动生成检查计划和/或检查程序是已知的，但是对该计划和/或程序的后续编辑和可视化不够直观或者不易使用，特别是对于相对不熟练的用户。特别地，对计划和/或程序的编辑改变的效果的可视化并未在用户界面中立即或持续地可用(例如，通过显示的“3D”模拟或移动动画)。相反，通常要求用户在编辑操作期间激活实时不活动的特殊模式或显示窗口，以便看到运行编辑的检查程序的CMM的“记录”或专门生成的模拟。类似地，在编辑操作期间，在检查计划或程序的总执行时间上对计划和/或程序的编辑改变的效果并未在用户界面中实时地立即或者持续地可用。两种类型的“结果”反馈—编辑结果在3D模拟或动画视图中的“立即”视觉确认，和/或在总执行时间上立即确认编辑结果对于接受编辑操作是至关重要的。例如，总执行时间直接与CMM的检查吞吐量有关，这决定了其所有权成本和/或支持所需生产率的能力。
由于这种即时反馈的价值，特别是对于相对不熟练的用户或程序编辑者来说，在一些实施例中，期望编辑操作立即被并入(例如，自动地或者通过用户非常小的努力)到当前版本的检查计划和/或检查程序中，然后将其反映在编程部分202的各个部分及其(一个或多个)用户界面中。在所示的实施例中，这可以通过编程环境同步/通知管理器260的操作来完成，在一个实施例中，可以使用已知的“发布者—订阅者”方法来实现，所述方法有时使用XML类语言实现(例如，用于网页之间的通知)。在各种实施例中，发布者—订阅者方法可以由适配方法来实现，诸如基于列表的方法或基于广播的方法或基于内容的方法，以支持本文公开的特征。在CMM编程环境中，发布者和订阅者通常位于相同的处理空间中，并且“发布者”可以知道“订阅者”窗口的标识(例如，可以使用编程环境同步/通知管理器260来记录和实现)。适用于这种情况，美国专利第8,028,085号(其全部内容通过引用并入本文)描述了可适用于支持本文公开的特征的低等待时间方法。
在一个实施例中，在CAD文件处理部分205和检查路径/序列管理器206中确定和/或生成各种工件特征和测量操作可以包括为每个工件特征和测量操作生成和/或共享唯一标识符。根据具体实施方式，还可以触发或通知元素205或206中的一个，以根据在此公开的原理为在编程部分202中创建或定义的任何辅助碰撞避免体积生成唯一标识符。可选地，在一些实施方式中，辅助碰撞避免体积部分207可以生成这样的唯一标识符。在任何情况下，当在编程部分202的其他部分中使用这些部分的结果(例如，如上所述)时，还可以在其他部分中使用或交叉参考各种标识符，以建立相应的工件特征和/或跨越各种处理和/或用户界面部分的检查操作之间的相关关联。
编程部分202的用户界面包括可用于编辑工件特征检查计划和/或检查程序的第一组编辑操作(其还包括基础编程指令和/或例程)。例如，用户界面操作可以包括选择表示工件特征或检查操作或辅助碰撞避免体积的文本或图形元素，随后激活影响所选元素的相关命令或其他用户界面操作。在一个实施例中，第一组编辑操作部分240可以提供或识别这样的操作。在一个实施例中，检验计划修改通知部分249可以响应于包括在第一组编辑操作部分240中的操作，以向编程环境同步/通知管理器260提供正在进行检验计划修改的通知。
作为响应，编程环境同步/通知管理器260然后可以(例如自动)管理各种事件或编程操作通知和相关唯一标识符的交换，使得当执行第一组编辑操作中的一个时，CAD文件处理部分205和/或检查路径/序列管理器206以同步的方式适当地编辑或修改当前的检查计划和检查程序。这样的计划和程序修改可以在各种实施例中非常快速地执行，因为上述唯一标识符可以用于有效地将修改集中在仅由第一组编辑操作中的当前活动的一个所影响的那些特征和/或测量操作上。之后，编程环境同步/通知管理器260可以通知编程部分202的其他部分(例如，如上所述)，从而使用来自编辑的计划和/或程序的信息立即更新它们。最近编辑的元素的唯一标识符可以再次用于加速这样的操作，因为更新仅需要关注与标识符相关联的那些元素。
应该理解的是，编程环境同步/通知管理器260还可以管理除了与第一组编辑操作相关联的那些之外的部分间通信和交换(例如，使用与以上所述类似的各种技术和标识符)。在各种实施例中，它可以促进各种用户界面窗口或编程部分202的部分之间的同步。例如，在一个窗口中选择特定的特征或指令或辅助碰撞避免体积可以自动触发对其他窗口的通知或指令以在该另一窗口中显示对应的特征或指令，或者描绘与所选择的特征或指令或辅助碰撞避免体积相关联的程序操作状态等。
将意识到，上面概述的用于实现编程部分202的各个部分之间的实时编辑操作同步的实施例仅旨在是示例性的，而不是限制性的。例如，上面概述的标识符的功能可以由合适的数据库或查找表关联等提供，而不存在明确的“标识符”。基于这里公开的教导，这些和其它替代方案对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
执行时间部分270可以包括执行时间指示器部分272和执行时间计算部分274。为了向执行编辑操作的用户提供有价值的反馈，执行时间指示器部分272可以提供用于操作CMM以执行与由当前CMM配置执行的当前工件特征检查程序对应的工件检查程序的估计检查程序执行时间的“实时”指示。使用上面概述的技术，编程部分202可以被配置为使得执行时间指示器部分272响应于利用包括在第一组编辑操作部分240中的操作中的一个而被自动更新，以修改当前工件特征检查计划和/或运动路径，以自动指示修改对检查程序执行时间的估计效果。在各种实施方式中，第一组编辑操作部分240可包括或识别对应于包括工件特征241A，排除工件特征241B，删除命令242，撤消命令243，序列编辑244和改变CMM配置245，以及辅助碰撞避免体积编辑247(例如，创建、修改、删除辅助碰撞体积等)的操作，其中每一个将在下面参考图3-14更详细地描述。第一组编辑操作部分240可进一步包括或识别对应于在特征上添加或删除个别测量点(例如，触针的触点)或改变在个别测量点之间遍历的运动计划等的操作。另一操作部分250可以包括与编程部分202和/或通用计算系统105的使用和功能有关的其他操作。3D查看部分220可以显示包括工件上的工件特征的3D视图，如本文所公开的由用户创建的辅助碰撞避免体积以及根据当前工件特征检查计划对工件特征执行的检查操作的指示。模拟状态和控制部分280可以包括模拟状态部分281，该模拟状态部分281被配置为表征通过与当前显示的3D视图相对应的当前工件特征检查计划的进展状态，并且执行时间指示器部分272可以模拟状态部分281结合地显示。
在各种实施方式中，模拟状态部分281可以包括当前时间指示器282，其沿着图形总时间范围元素283移动以表征通过与当前显示的3D视图对应的当前工件特征检查计划的进展状态，并且执行时间指示器272可以与图形总时间范围元素283相关联地显示。在一个实施方式中，模拟状态部分281还包括当前时间显示器284，该当前时间显示器284包括对应于当前时间指示器282或当前显示的3D视图自动更新的数字时间表示，并且进一步表征通过与当前显示的3D视图对应的当前工件特征检查计划的进展状态。在一个实施方式中，模拟状态和控制部分280还包括模拟动画控制部分290，其包括可用于控制通过在3D视图中显示的当前工件特征检查计划的模拟进度的动画显示的开始，暂停，停止，重置，反转，循环，增加速度或减少速度的元素。
在各种实施方式中，计算系统105和/或其他相关联的(一个或多个)计算机系统可以包括合适的单一或分布式计算系统或设备，其可以包括执行软件以执行本文描述的功能的一个或多个处理器。处理器包括可编程通用或专用微处理器，可编程控制器，专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑器件(PLD)等，或这些器件的组合。软件可以存储在诸如随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，闪存等的存储器中，或者这些组件的组合中。软件也可以存储在一个或多个存储设备中，例如磁盘驱动器，固态存储器或用于存储数据的任何其他介质。软件可以包括一个或多个程序模块，其包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程，程序，对象，组件，数据结构等。在分布式计算环境中，程序模块的功能可以被组合或分布在多个计算系统或设备上，并且在各种实施方式中可以经由服务调用被访问。
图3是用户界面305(例如，可以在图1的显示器5D、图2A的显示部分175等上显示)的图。将理解，用户界面305的特定编号的元素3XX可以对应于和/或由图2A和2B的相似编号的元素2XX提供，除了下面另外描述的以外。用户界面和其他相应元素的各个方面在于2015年4月9日提交的标题为“包括与吞吐量相关的实时反馈的检查程序编辑环境”的未决和共同转让的美国专利申请第14/682,976号，以及与本申请同时提交的共同转让的美国专利申请“具有连续响应于选择操作的仿真状态和控制的检查程序编辑环境”(律师存档案号660051.452)，其中的每一个通过引用整体并入本文。
在图3所示的实施方式中，用户界面305包括菜单栏307，平面视图窗口310，3D视图窗口320和程序视图窗口330。菜单栏307包括各种选择元素，诸如“规则编辑器/工具”，“设计模型/导入”，“CMM/DME”；“零件/位置”，“测量程序/生成”和“转换为CMM语言”。平面视图窗口310包括编辑用户界面部分312，3D视图窗口320包括工件检查程序模拟部分322，并且程序视图窗口330包括编辑用户界面部分332以及模拟状态和控制部分380。编辑用户界面部分312和332分别包括用于对应于CAD文件的工件10的工件特征检查计划的计划表示314和334。
计划表示314按照要在工件上检查的几何特征进行组织。在各种实施例中，计划表示334被组织为检查程序伪代码或实际代码或图形程序操作表示等。在所示的实施例中，计划表示314和334中的每一个或两者是可编辑的(即，它们是可编辑的计划表示)。当针对可编辑计划表示314和334中的一个执行编辑操作时，可以通过操作关于图2A和2B示出和描述的各种系统元素，以与那些编辑操作一致的方式自动更新另一个计划表示。然而，在一些实施例中，只有计划表示314和334中的一个需要是可编辑的。在这种情况下，其他计划表示可以不存在或隐藏，或者可以以类似于上面概述的方式显示和自动更新。
如以上关于图2A和2B所描述的，在各种实施方式中，计算机辅助设计(CAD)文件处理部分可以输入对应于工件10的工件CAD文件，并且可以分析文件以自动确定工件上的对应于多个几何特征类型(例如圆柱体，平面，球体，锥体等)的可检查的工件特征。在图3中，编辑用户界面部分312和332包括针对对应于CAD文件的工件10的工件特征检查计划的可编辑计划表示314和334，其中可编辑计划表示314和334包括待检查的可编辑工件特征组316和336。在各种实施方式中，可以针对不同的工件存储对应于不同工件的相应CAD文件的可编辑计划表示和/或其他元素。在这样的配置中，用户可以从菜单中选择工件或利用访问存储的工件的其他手段(例如，用户选择如在平面视图窗口310中所示的并且对应于3D视图窗口320的工件10’的“工件1”)。响应于这样的选择，如平面视图窗口310中所示，可以指示所选择的工件(例如，“工件1”)，同时还显示对应的可编辑计划表示(例如，可编辑计划表示314)。
如以上关于图2A和2B所描述的，CAD文件处理部分可以进一步输入与要使用由编程部分创建的程序进行操作的CMM相对应的CMM CAD文件，并分析CMM CAD文件以自动确定可以在3D视图部分320中显示的CMM的可显示的表示，以及由检查路径/序列管理器用于某些检查路径规划分析(例如，碰撞避免分析)的几何特征。在这样的配置中，用户可以从菜单中选择CMM配置，或者利用访问所存储的CMM配置的其他手段(例如，用户选择如平面视图窗口310中所表示的并且对应于3D视图窗口中的接触探针21’和指示触针21T’的“CMM 1”，并且CMM配置的其他元素也可以被显示，诸如更换机架、硬件区域等，如将在下面关于图10更详细描述)。
执行时间指示器372可以提供用于操作CMM以执行与由当前CMM配置执行的当前工件特征检查程序对应的工件检查程序的估计检查程序执行时间的指示。如将在下面更详细地描述的，当利用一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素来创建和/或定义辅助碰撞避免体积时，这些操作可以导致对工件特征检查计划的修改。响应于这样的修改，系统被配置为使得执行时间指示器372被自动更新以便自动地指示修改对检查程序执行时间的估计效果。除由辅助碰撞避免体积引起的修改之外，这样的修改也可能由其他操作(例如，由用户编辑工件特征检查计划等)引起。
3D视图部分320根据当前工件特征检查计划，显示包括工件10’上的工件特征326的工件检查程序模拟部分322的3D视图以及要在工件特征326上执行的检查操作的指示。在图3的示例中，3D视图示出了具有相对于工件10’定位的触针21T’的接触探针21’。在所示状态中，接触探针触针21T’正在接触圆柱形工件特征326F8，该圆柱形工件特征326F8分别对应于在可编辑计划表示314和334中突出显示的工件特征316F8和336F8。在可编辑计划表示334中，工件特征336F8包括“圆柱体—1214”的描述以及显示的圆柱形图标，并且在可编辑计划表示314中，工件特征316F8包括“1214”的描述以及显示的圆柱形图标。这些描述和图标可以自动生成并显示为对应于每个工件特征的编号标记和几何类型(例如圆柱体，平面，球体，圆锥体等)。
模拟状态和控制部分380可以包括模拟状态部分381和模拟动画控制部分390。例如，使用上面概述的同步技术，模拟状态部分381可以被配置为表征通过与当前显示的工件检查程序模拟部分322的3D视图对应的当前工件特征检查计划的进展状态。在各种实施方式中，模拟状态部分381可以包括当前时间指示器382，其沿着图形总时间范围元素383移动以表征通过与当前显示的3D视图对应的当前工件特征检查计划的进展状态，并且执行时间指示器372可以与图形总时间范围元素383相关联地显示。在一个实施方式中，如图3的示例所示，执行时间指示器372可以显示在图形总时间范围元素383的右端附近。
在一个实施方式中，模拟状态部分381还可以包括显示在当前时间指示器382或总时间范围元素383中的至少一个附近的当前时间显示器384，当前时间显示器384还包括对应于当前时间指示器382或当前显示的3D视图自动更新的数字时间表示，并且进一步表征通过与当前显示的3D视图对应的当前工件特征检查计划的进展状态。在图3的示例中，当前时间显示器384指示由执行时间指示器372指示的“0:18:06”所指示的总时间中的“0:02:02”的时间，并且当前时间指示器382显示在沿着总时间范围元素383的比例位置处。当前时间指示器382的这个位置和当前时间显示器384的时间对应于通过当前工件特征检查计划的当前进展状态，其相对于可编辑计划表示314指示在已完成对工件特征316F1-316F7的相应检查之后正在检查工件特征316F8。相应地，相对于可编辑计划表示334，这表示在已完成对工件特征336F1-336F7的相应检查之后正在检查工件特征336F8。在一个实施方式中，模拟动画控制部分390可以包括可用于控制如在3D视图中显示的通过当前工件特征检查计划的模拟进展的动画显示的元素。例如，在模拟动画控制部分390中示出了开始元素391，停止元素393，反向元素395和循环元素396，但是应当理解的是，在其它实施方式中，其他元素(例如，对应于暂停，重置，增加速度，降低速度等)也可以包括在内。
如将在下面更详细地描述的，图3-9中所示的可编辑计划表示314包括可被检查的工件10’上的四十六个工件特征316F1-316F46。工件特征316F1-316F46对应于工件检验程序模拟部分322中的工件10’上的工件特征326F1-326F46以及可编辑计划表示334中的工件特征336F1-336F46。为了简化图形，只标记了一些工件特征。在图3的示例中，工件特征316F1-316F21当前在平面视图窗口310中可见，其中用户可以利用控制增加或向下滚动(例如，利用垂直滚动条317等)以查看附加的工件特征(例如，将在下面关于图7更详细地示出和描述)。
关于可能由于用户创建或定义辅助碰撞避免体积而导致的对工件特征检查计划的修改，在一个实施方式中，编辑用户界面部分312可以包括工件特征排除/包括元素318(例如，每个工件特征316旁边的复选框)，其用于针对每个相关联的工件特征316指示排除状态(例如，相关联的框未被选中)或包括状态(例如，相关联的框被选中)。排除状态可以对应于从待检查的一组工件特征中排除相关联的工件特征316，并且包括状态可以对应于相关联的工件特征316包括在待检查的一组工件特征中。如下面将参照图4-6更详细描述的，排除状态可以由辅助碰撞避免体积引起，防止相关联的工件特征316的部分或全部可检查和/或可能由用户取消选择工件特征引起(即，取消选中相关排除/包括元素318的框)。在图3的示例中，已经选择了全部工件特征316以包括全部工件特征316，并且由于辅助碰撞避免体积，当前没有工件特征316被指示为不可以检查。
图4是示出辅助碰撞避免体积创建元素的图3的用户界面的图。在图4的示例中，用户可以执行动作(例如，利用位于被高亮框包围以指示它是图6中的“右击”的目标的元素“CMM1”或“工件1”之一上的平面视图窗口310内的选择器来执行鼠标的“右击”)，以便使上下文菜单窗口315出现。窗口315包括具有各种可选动作的菜单，包括“删除数据”，“删除特征”，“添加特征”，“选择所有候选面”，“缩放到特征”和“添加碰撞避免体积”。用户可以选择“添加碰撞避免体积”以便创建新的碰撞避免体积，如将在下面关于图5更详细描述的。
另外，如在图4的示例中进一步示出的，用户可以替代地执行动作(例如，利用3D视图窗口320内的选择器来执行鼠标的“右击”)，从而导致上下文菜单窗口325出现。窗口325为用户提供与“添加碰撞避免体积”的选择对应的选项。类似于窗口315中的选择，用户可以在窗口325中选择“添加碰撞避免体积”以便创建新的碰撞避免体积，如将在下面关于图5更详细描述的。
图5是用户界面305的图，其示出了已经由用户创建和/或定义并且与工件10’相关联的辅助碰撞避免体积WP-AV1。如以上关于图2A和2B所描述的，用户可能希望创建或定义辅助碰撞避免体积，该辅助防碰撞体积用作用于CMM或目前未定义或未知的工件夹具的替代或代替“避免区域”，以便定义安全可操作的检查程序，而不需要用户在单独的CAD程序中定义或绘制这种夹具。例如，辅助碰撞避免体积WP-AV1可能已经被创建或定义为用作工件10’上的某些不可以预测的特征的替代或替代的“避免区域”(例如，在铸造工件上的不可以预知形成的浇口或通风孔，加工工件上的未完成区域等)。在这种情况下，辅助碰撞避免体积WP-AV1可以允许工件10’上的其它工件特征通过基于完成的工件CAD文件的程序被安全地检查，同时其仍在进行中(例如，浇口、通风口和/或其他未完成的区域仍然附着等)。在这种情况下，如果辅助碰撞避免体积与工件10’相关联地移动(例如，如果工件10’在CMM的台面上被用户重新定位)，则可能是期望的。一般而言，将理解的是，不需要用户对CAD文件中的物理对象(例如，未知或复杂的浇口或通风口或其他特征、元素或部件)进行建模，而是可以替代地定位辅助碰撞避免体积，以防止与物理对象的潜在碰撞。
如图5所示，在平面视图窗口310中，辅助碰撞避免体积WP-AV1被表示为在“工件10”下面并且与“工件10”关联的子元素(即，对应于3D视图窗口320的工件10’)，并因此相对于工件的位置固定。在一个实施方式中，排除/包括元素的类型(例如，类似于排除/包括元素318的“复选框”)可以与辅助碰撞避免体积WP-AV1相关联(例如，关于当前工件特征检查计划包括/激活或排除/停用辅助碰撞避免体积等)。如图5的示例中所示，与辅助碰撞避免体积WP-AV1相关联的排除/包括元素被“选中”，因此表示相对于当前工件特征检查计划，辅助碰撞避免体积处于包括/激活状态(即，在检查程序中使用的运动路径将避开辅助碰撞避免体积WP-AV1，当“未选中”时则忽略它)。
在图5的示例中，用户界面305也被示出为包括属性视图窗口309。当用户选择元素(例如辅助碰撞避免体积WP-AV1)时(例如，如在平面视图310中围绕其标签的高亮框所指示的)，属性视图窗口309可以显示选定元素的属性和/或允许选定元素的属性的修改。例如，如属性视图窗口309所示，可以提供关于所选元素的“名称”，“坐标系统”，“位置”和“大小”的信息。对于“坐标系统”，为“DME”提供复选框(即，对应于将要锁定到的辅助碰撞避免体积WP-AV1的位置与对应于CMM的“尺寸测量设备”相关联)或“PCS”(即，对应于将要锁定的辅助碰撞避免体积WP-AV1的位置与对应于被锁定到工件10’的“部件坐标系统”相关联)。在所示的示例中，针对“PCS”选择复选框，从而指示辅助碰撞避免体积WP-AV1与工件10’相关联并且随工件10’移动。“位置”表示所选择的元素的参考点的位置(例如，辅助碰撞避免体积WP-AV1的左下角)，其在所示示例中在相应的值框中示出了X＝235，Y＝235和Z＝201.667的值。“尺寸”区域还可以包括可选下拉菜单，其包括用于指示辅助碰撞避免体积WP-AV1的尺寸的值框(未示出)。
在各种实施方式中，用于辅助碰撞避免体积WP-AV1的“位置”和“大小”的值框也可以用作辅助碰撞避免体积创建元素的类型，以允许用户创建和/或定义或修改辅助碰撞避免体积。例如，通过在属性视图窗口309内的相关联的值框中输入和/或改变坐标和/或尺寸参数，用户可以创建和/或定义辅助碰撞避免体积的位置和/或尺寸。类似地，在各种实施方式中，用户还可以或替代地能够操纵3D视图窗口320的工件检查程序模拟部分322内的图形特征，用于创建和/或定义辅助碰撞避免体积。例如，3D视图窗口320中的辅助碰撞避免体积WP-AV1可以包括用户可以操纵的各种“手柄”或其他元素(例如，在每一侧和/或角落上)(例如，通过点击并拖动特定的侧或角落)，以便改变辅助碰撞避免体积WP-AV1的尺寸或位置。在这种配置中，可调节元素因此可以用作辅助碰撞避免体积创建元素的类型，以允许用户创建和/或定义辅助碰撞避免体积。
在图5的示例中，已经创建和/或定义了辅助碰撞避免体积WP-AV1，使得其避开的运动路径将不允许CMM(例如，接触探针)到达任何“封闭的”工件特征316F8-316F18。结果，如平面视图窗口310所示，对于每个工件特征316F8-316F18，相应的工件特征排除/包括元素318全部自动地未选中。结果，工件特征316F8-316F18不再包括在待检查的工件特征组中。这在可编辑计划表示334中示出，对于该可编辑计划表示334，工件特征336F7之后显示工件特征336F19，不再包括工件特征336F8-336F18。这可以与图3中所示的可编辑计划表示334的状态形成对比，对于图3的状态，工件特征336F7之后是工件特征336F8等。由于工件特征316F8-316F18的未选择，实时地排除时间指示器372指示与图3的先前指示的时间“0:18:06”相比减少的时间“0:13:52”。显示的执行时间的这种减少表示由已经创建和/或定义的辅助碰撞避免体积所引起的修改的估计效果。
在各种实施方式中，受辅助碰撞避免体积WP-AV1影响的工件特征316F8-316F18也可以或可替代地通过突出显示或其他机制来指示。例如，如在平面视图窗口310中所示，工件特征316F8-316F18中的每一个也被突出显示。关于3D视图窗口320，在各种实施方式中，工件特征326F8-326F18也可以或可替代地被突出显示或以其他方式标记。为了简化图3中的图示，在3D视图窗口320中仅标记了工件特征326F8和326F18。在各种实施方式中，可以在3D视图窗口320中将辅助碰撞避免体积WP-AV1表示为透明的，以便允许在辅助碰撞避免体积WP-AV1之内或之后的其他元素可见。
在各种实施方式中，可利用不同的颜色、标记、图标等来指示关于平面视图窗口310、3D视图窗口320和/或程序视图窗口330中的工件特征的不同类型的信息(例如，指示可以不执行检查的工件特征与仍可以执行部分检查的工件特征等)。例如，如3D视图窗口320所示，辅助碰撞避免体积WP-AV1被指示为仅覆盖工件特征326F8的部分边缘，为此，工件特征326F8的其余部分仍然可以被检查。在这种情况下，在一个具体的示例实施方式中，系统可以被配置为允许用户针对工件特征326F8“重新选中”对应的工件特征排除/包括元素318，相应指示由于辅助碰撞避免体积WP-AV1而仅能够执行部分检查。在一些情况下，当辅助碰撞避免体积防止对工件特征的任何检查被执行时，系统可相应地防止相应的工件特征排除/包括元素318被“重新选中”，从而向用户提供由于辅助碰撞避免体积而不能检查特定工件特征的任何部分的指示。如上所述，这样的指示还可以或可替代地由其他机构提供(例如，相对于相关的工件特征利用不同的颜色，标记，图标等)。如下面将参考图7更详细地描述的，当由于存在一个或多个辅助碰撞避免体积而仅能够部分地检查工件特征时，可以示出检查路径，其仅覆盖工件特征的可检查区域。
图6是示出与工件10’相关联的两个辅助碰撞避免体积WP-AV1和WP-AV2以及与CMM相关联的两个辅助碰撞避免体积CMM-AV1和CMM-AV2的用户界面305的图。在平面视图窗口310中，辅助碰撞避免体积WP-AV1和WP-AV2被表示为与“工件10”关联的子元素(即，对应于3D视图窗口320的工件10’)，并因此相对于工件的位置固定。辅助碰撞避免体积CMM-AV1和CMM-AV2被表示为与“CMM 1”关联的子元素(即，对应于当前CMM配置)，并因此相对于CMM的位置固定。如上面关于图5所描述的，在各种实施方式中，排除/包括元素的类型(例如，类似于排除/包括元素318的“复选框”)可以与每个辅助碰撞避免体积WP-AV1，WP-AV2，CMM-AV1和CMM-AV2相关联(例如，关于当前工件特征检查计划包括/激活或排除/停用每个辅助碰撞避免体积等)。如图6的示例所示，与每个辅助碰撞避免体积WP-AV1，WP-AV2，CMM-AV1和CMM-AV2相关联的排除/包括元素中的每一个被“选中”，因此指示相对于当前的工件特征检查计划，所有辅助碰撞避免体积处于包括/激活状态。
如上面关于图2A和2B所描述的，由于各种原因，可以创建和/或定义与CMM相关联的辅助碰撞避免体积(例如，辅助碰撞避免体积CMM-AV1和CMM-AV2)。例如，可以相对于某些CMM部件可以位于的区域创建这种碰撞避免体积，诸如改变用于探针或其他设备的机架，或者保留用户可能希望存储物品的CMM台上的区域等。下面将参照图10更详细地描述这样的CMM部件和相关联的辅助碰撞避免体积的示例。
如3D视图窗口320所示，辅助碰撞避免体积WP-AV1相对于图5所示的版本调整了尺寸。更具体地，在图6所示的版本中，用户已经利用一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素来将辅助碰撞避免体积WP-AV1定义为具有较小的图示尺寸。如以上关于图5所描述的，可由用户用来定义辅助碰撞避免体积的尺寸和/或位置的各种辅助碰撞避免体积创建元素可被包括在属性视图窗口309、3D视图窗口320和/或用户界面305的其他区域中。例如，为了改变现有辅助碰撞避免体积的尺寸，用户可以在属性视图窗口309内的关联的值框中为尺寸参数创建或改变条目，和/或可以操纵3D视图窗口320的工件检查程序模拟部分322内的辅助碰撞避免体积的图形特征等。
在图6的示例中，除了辅助碰撞避免体积WP-AV1的尺寸调整之外，新的辅助碰撞避免体积WP-AV2也被创建为与工件10’相关联(例如，以防止与工件10’的相关部分上的某些特征例如通风口、浇口等碰撞)。用于创建和/或定义辅助碰撞避免体积WP-AV2的过程可以类似于上面关于图4所描述的过程。更具体地，用户可以执行某些动作(例如，在平面视图窗口、3D视图窗口320或用户界面305的其他区域中的“右击”)，以使窗口315或325中的一个出现以创建一个新的辅助碰撞避免体积。一旦创建，辅助碰撞避免体积WP-AV2可以就尺寸和/或位置进一步定义(例如，利用上面关于属性视图窗口309所描述的技术和/或3D视图窗口320内的图形特征的操纵等)。
在图6的示例中，辅助碰撞避免体积WP-AV1的尺寸调整和新的辅助碰撞避免体积WP-AV2的定位导致不同的工件特征是可检查的，而不是上面关于图5所描述的。更具体地，如图6所示，已经定义了辅助碰撞避免体积WP-AV1，以便防止工件特征316F8-316F11中的每个的部分或全部检查，同时已经创建和/或定义辅助碰撞避免体积WP-AV2，以便防止工件特征316F15-316F18中的每一个的部分或全部检查。结果，如平面视图窗口310所示，对于每个工件特征316F8-316F11和316F15-316F18，相应的工件特征排除/包括元素318保持未选中(即，类似于图5所示的状况)。然而，也如图6所示，由于辅助防碰撞体积WP-AV1和WP-AV2之间的间隔(例如，如3D视图窗口320所示)，之前在图5的配置中不能被检查的某些工件特征(例如，工件特征316F12-316F14)现在可以在图6的配置中再次被检查。图5和图6之间的差异示出用户如何调整尺寸和/或创建新的辅助碰撞避免体积以更具体地针对特定元素(例如工件的关联部分上的通风口、浇口等)以便允许其他工件特征继续被检查(例如，工件特征316F12-316F14)的一个示例。
由于辅助防碰撞体积WP-AV1和WP-AV2之间的间隔，如图6所示，工件特征316F12-316F14被显示为使其对应的工件特征排除/包括元素318被自动重新选中以便重新选择以包括在待检查的工件特征组中。结果，如可编辑计划表示334所示，工件特征336F7之后是工件特征336F12-336F14，随后是工件特征336F19等。作为该修改的结果，执行时间指示器372示出为指示与图5的指示时间“0:13:52”相比增加的时间“0:14:34”，其对应于重新包括在要检查的工件特征组中的检查工件特征336F12-336F14所需的附加时间。
也如图6所示，圆柱形工件特征被突出显示为与可编辑计划表示314的工件特征316F6、3D视图窗320的工件特征326F6和可编辑计划表示334的工件特征336F6相对应。当前时间显示器384示出为相应地指示由执行时间指示器372指示的“0:14:34”的总时间中的“0:01:01”的时间，并且当前时间指示器382被示出为在沿着图形总时间范围元素383的比例位置处。这指示工件特征326F6的检查大致在工件特征326F1-326F5的检查完成之后的时间“0:01:01”发生。
在各种实施方式中，作为上文关于图3-6描述的工件特征排除/包括元素318的替代或补充，可以提供附加元素和/或命令。例如，编辑用户界面部分312或332可以包括删除命令，该删除命令可用于从要检查的工件特征组中删除当前选择的工件特征316或336。在这样的实施方式中，第一组编辑操作可以包括使用删除命令，并且执行时间指示器372可以响应于删除命令的使用而自动更新。作为另一示例，编辑用户界面部分312或332可以包括可用于撤消先前执行的操作的撤消命令。在这样的实施方式中，第一组编辑操作可以包括用于撤消包括在第一组编辑操作中的先前执行的操作的撤消命令的使用，并且执行时间指示器372可以响应于撤销命令的使用而自动更新。
图7是用户界面的图，其中显示了关于可编辑计划表示314和334的附加细节，并且示例性检查路径PATH27被示出为避开辅助碰撞避免体积WP-AV1和WP-AV2。如图7所示，可编辑计划表示314和334的附加细节包括关于执行指定工件特征的检查的具体测量点，移动，角度等的信息。例如，在可编辑计划表示334中，关于工件特征336F26的检查示出了一组十六个测量点336F26MP。
如图7所示，示例的平面工件特征已被突出显示。如图所示，平面工件特征对应于可编辑计划表示314中的工件特征316F27、3D视图窗口320中的工件特征326F27以及可编辑计划表示334中的工件特征336F27。在3D视图窗口320中，探针21’和触针21T’被示出为定位以开始检查平面工件特征326F27。当前时间显示器384示出为相应地指示由执行时间指示器372指示的“0:14:34”的总时间中的“0:05:24”的时间，并且当前时间指示器382被示出为在沿着图形总时间范围元素383的比例位置处。这指示工件特征336F27的检查大致在先前工件特征的检查完成之后的时间“0:05:24”发生。
在各种实施方式中，可以相对于3D视图窗口320中的工件特征示出突出显示的工件特征326的对应测量点或其他检查元素。例如，关于突出显示的工件特征326F27，测量路径PATH27的部分被示出为连接相应的测量点MP1-MP6和MP9-MP10。如图所示，测量路径PATH27避开了辅助碰撞避免体积WP-AV1和WP-AV2，并且当前工件特征检查计划中包括的测量点不在辅助碰撞避免体积WP-AV1和WP-AV2中的任一个内。在各种实施方式中，由于辅助碰撞避免体积的位置(例如，辅助碰撞避免体积WP-AV1)，可能排除可能先前已被包括在工件特征检查计划中的某些测量点(例如，测量点MP7和MP8(未示出))，防止对特定测量点的检查。
图8是图7的用户界面305的图，其中提供了包括可以由用户相对于项目文件选择的不同选项的窗口810。例如，不同的示出选项包括关于项目文件的“新建”，“打开”，“保存”，“另存为”，“导入”或“关闭”的选择。在各种实施方式中，窗口810可以响应于用户界面305内的用户动作而被提供。例如，在选择条308的左侧(例如，在菜单条307上方)，可以提供用户可选择的“列表”图标，以便使窗口810被显示。如下面将参考图9更详细描述的，用户可以选择用于保存项目文件的“保存”或“另存为”的选择。
图9是图8的用户界面305的图，其中提供了与用于保存项目文件的用户选择对应的窗口910。窗口910包括用于列出“现有项目”的区域(即，用于项目文件的相应“名称”和“修改”信息)以及用于“输入项目名称”的区域和用于“保存”和“取消”的选择按钮。由于没有以前保存过的项目文件，所示示例中的“现有项目”区域是空白的。在“输入项目名称”区域中，用户输入“保存区域”作为当前要保存的项目文件的名称，之后用户可点击“保存”按钮保存项目文件。如以上关于图2A和2B所描述的，在作为保存(一个或多个)项目文件的一部分的各种实施方式中，辅助碰撞避免体积WP-AV1和WP-AV2可以与CMM和/或工件CAD文件分开保存，或作为这些文件或其他文件的一部分等。
图10是示出辅助碰撞避免体积与工件或CMM相关联的附加示例的用户界面305’的一部分的图。用户界面305’的所示部分包括具有工件检查程序模拟部分322’的3D视图窗口320’。如图10所示，工件10”由圆柱形支撑构件1005支撑在CMM台上方，并且各种CMM部件1010，1020，1030和1040(例如，对应于改变用于探针或探针尖端的支架或其他物理部件等)也在CMM的工作台上的不同位置处示出。辅助碰撞避免体积WPAV1(例如，对应于圆柱形支撑构件1005)示出为与工件10”相关联，并且四个辅助碰撞避免体积CMMAV1-CMMAV4(例如，对应于CMM部件1010-1040)示出为与CMM相关联。如以上关于图2A和图2B所描述的，在各种实施方式中，可以使用辅助碰撞避免体积WPAV1和CMMAV1-CMMAV4，使得用户不必创建相应物理部件的CAD模型(例如，圆柱形支撑构件1005或部件1010-1040)。更具体地，虽然为了说明的目的，圆柱形支撑构件1005和部件1010-1040已被包括在平台上，但在系统的实际操作期间，可能没有这种部件的CAD模型，在这种情况下，相应的辅助碰撞避免体积可能看起来是空的，这将在下面关于图11更详细地描述。
图11是图10的用户界面305’的一部分的图，示出了与工件10”相关联的示例辅助碰撞避免体积WPAV1中。在图11的示例中，未示出图10的圆柱形支撑构件1005，并且工件10”简单地示出在空的辅助碰撞避免体积WPAV1的顶部上。如以上关于图2A和图2B所描述的，该图解与以下概念一致：辅助碰撞避免体积WPAV1可以被用在物理对象(例如，圆柱形支撑构件1005)预期所在的位置，以防止可能与物理对象发生的碰撞。通过以这种方式利用辅助碰撞避免体积，用户不需要为某些类型的物理对象创建CAD模型，这些物理对象可能是复杂的或者尺寸可能是未知的等。作为另一示例，用户可以意识到工件10”将被支撑在CMM的台上方的特定高度处，但是可能不确定支撑构件的确切形状或尺寸(例如，用户可能不确定圆柱形支撑构件1005是否将被使用，或者是否可能使用不同的支撑构件，例如用于支撑工件10”的块或其他成形物体等)。在这样的情况下，用户可以创建和/或定义辅助碰撞避免体积WPAV1，以防止与可以利用的各种不同类型的支撑构件中的任何一种碰撞，而不必为任何不同类型的支撑构件创建CAD模型。
图12是示出用于提供包括辅助碰撞避免体积创建元素的用户界面的例程1200的一个示例性实施方式的流程图。在框1210中，提供了计算机辅助设计(CAD)文件处理部分，其输入对应于工件的工件CAD文件并分析该文件以自动确定工件上的对应于多个几何特征类型的工件特征。在框1220中，提供包括工件检查程序模拟部分和辅助碰撞避免体积创建元素的用户界面。工件检查程序模拟部分被配置为根据当前工件特征检查计划来显示包括与将对工件特征上执行的检查操作相对应的检查操作表示或者工件上的工件特征中的至少一个的3D视图。辅助碰撞避免体积创建元素可操作为执行以下操作中的至少一个：创建或定义可在3D视图中显示的辅助碰撞避免体积。在各种实施方式中，辅助碰撞避免体积创建元素在用于编程工件特征检查操作的系统的用户界面的上下文内是可操作的，并且不可操作为修改在所输入的工件CAD文件中表示的工件的物理特征。
在框1230中，提供了检查运动路径生成部分，其自动生成由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序中使用的检查运动路径的至少一部分。在框1240中，检查运动路径生成部分被操作为自动生成检查运动路径。在各种实施方式中，检查运动路径被配置为避开辅助碰撞避免体积，使得在执行由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序期间，CMM的移动部件不会进入辅助碰撞避免体积。
图13是示出用于根据由辅助碰撞避免体积引起的改变来更新3D视图、平面视图和执行时间指示器的例程1300的一个示例性实施方式的流程图。在框1310中，与一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素的操作对应的输入被接收(例如，来自用户)以创建和/或定义辅助碰撞避免体积。在框1320中，在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，3D视图被更新以显示辅助碰撞避免体积。在框1330中，在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，根据辅助碰撞避免体积引起的改变来更新平面视图。在框1340中，在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，根据辅助碰撞避免体积引起的改变来更新执行时间指示器。
在决定框1350中，确定用户是否已经做出用于保存项目文件的选择。如果没有项目文件要保存，则例程结束，并且如果项目文件要保存，则例程进行到框1360。在框1360中，项目文件被保存(例如，包括与CMM和/或工件CAD文件分离或作为这样的文件或其他文件的一部分等的辅助碰撞避免体积)。
图14是示出用于访问包括一个或多个保持的辅助碰撞避免体积的例程1400的一个示例性实施方式的流程图。在框1410中，访问保存的(一个或多个)文件，包括保存的(一个或多个)辅助碰撞避免体积以及与工件和CMM的对应关系。在框1420中，在3D视图中相对于相关联的工件和/或CMM显示(一个或多个)辅助碰撞避免体积。在框1430中，在平面视图中相对于相关联的工件和/或CMM显示(一个或多个)辅助碰撞避免体积。
虽然已经图示和描述了本公开的优选实施方式，但是基于本公开，对于本领域技术人员而言，所示出和描述的特征和操作序列的布置中的多种变化将是显而易见的。可以使用各种替代形式来实现这里公开的原理。例如，虽然这里总体上已经说明了具有正交边的辅助碰撞避免体积，但是可以使用用户界面中的适当的菜单等提供其他体积形状(例如圆柱体)。此外，用户界面可以被配置为使得创建辅助碰撞避免体积和/或在3D视图中选择它以使得沿其边缘显示调整尺寸和/或重定位“手柄”，使得其可以通过以已知的方式“拖动”手柄来编辑。在这种情况下，根据先前公开的原理，可以自动更新属性视图等中显示的任何相关数字尺寸(例如，在属性视图窗口中)。另外，上述各种实施方式可以被组合以提供进一步的实施方式。本说明书中提及的所有美国专利和美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。可以修改实现的方面，如果需要的话，采用各种专利和应用的概念来提供进一步的实施方式。
2015年5月4日提交的美国临时专利申请62/156,730的公开内容整体并入本文。
根据以上详细描述，可以对这些实施方式进行这些和其他改变。通常，在下面的权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制为说明书和权利要求书中所公开的具体实施方式，而是应该被解释为包括所有可能的实施方式以及这样的等同物的全部范围。

Claims (30)

1.一种用于编程坐标测量机的工件特征检查操作的系统，所述坐标测量机(CMM)包括：用于确定工件特征测量数据的至少一个传感器；用于保持工件的工作台，其中传感器或工作台中的至少一个相对于彼此可移动；以及CMM控制部分，所述系统包括：
计算机辅助设计(CAD)文件处理部分，其输入对应于工件的工件CAD文件并分析所述文件以自动确定工件上的对应于多个几何特征类型的可检查的工件特征；
用户界面，包括：
工件检查程序模拟部分，其被配置为根据当前工件特征检查计划来显示包括与将对工件特征上执行的检查操作相对应的检查操作表示或者工件上的工件特征中的至少一个的3D视图；以及
一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素，其可操作为执行以下操作中的至少一个：创建或定义在3D视图中显示的辅助碰撞避免体积；以及
检查运动路径生成部分，其自动生成由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序中使用的检查运动路径的至少一部分，
其中：
所述一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素在用于编程工件特征检查操作的系统的用户界面的上下文内是可操作的，并且不可操作为修改在所输入的工件CAD文件中表示的工件的物理特征；并且
所述检查运动路径生成部分自动生成检查运动路径，所述检查运动路径被配置为避开辅助碰撞避免体积，使得在执行由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序期间，CMM的移动部件不会进入辅助碰撞避免体积。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个能够在工件检查程序模拟部分中被访问，用于创建和/或定义辅助碰撞避免体积。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个能够在3D视图中被访问，用于创建和/或定义辅助碰撞避免体积。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，能够在工件检查程序模拟部分中被访问的一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素包括用于定义辅助碰撞避免体积的尺寸和位置的元素。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户界面还包括可编辑计划表示部分，所述可编辑计划表示部分包括对应于CAD文件的工件的当前工件特征检查计划的可编辑计划表示，所述可编辑计划表示包括工件特征表示或检查操作表示中的至少一个，并且一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素能够在可编辑计划表示部分中被访问，用于创建或定义辅助碰撞避免体积。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，能够在可编辑计划表示中被访问的一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素包括用于创建和/或定义辅助碰撞避免体积中的上下文相关菜单。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素包括以下操作中的至少一个：如果工件在用于对工件特征检查操作进行编程的系统中相对于CMM重新定位，则定义辅助碰撞避免体积或将辅助碰撞避免体积关联为与工件一起移动。
8.根据权利要求1所述的系统，其中：
CAD文件处理部分还输入对应于CMM的CMM CAD文件，并分析CMM CAD文件以自动确定CMM的可显示表示；并且
所述一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素包括以下操作：如果工件在用于对工件特征检查操作进行编程的系统中相对于CMM重新定位，则定义辅助碰撞避免体积和/或将辅助碰撞避免体积关联为保持在相对于CMM的固定位置中。
9.根据权利要求8所述的系统，其中：
所述一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素在用于编程工件特征检查操作的系统的用户界面的上下文内由用户可操作，并且不可操作为修改在输入CMM CAD文件中表示的CMM的物理特征。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所输入的CMM CAD文件不被辅助碰撞避免体积修改。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所输入的工件CAD文件不被辅助碰撞避免体积修改。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，表征辅助碰撞避免体积的参数存储在能够被保存和重新打开的项目文件中。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，响应于所述一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素的创建和/或定义辅助碰撞避免体积的操作，所述系统以以下方式中的至少一种被配置：
在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，自动更新3D视图中的显示以显示辅助碰撞避免体积；
在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，根据由辅助碰撞避免体积引起的变化来自动更新可编辑计划表示；或
在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，根据由辅助碰撞避免体积引起的变化来自动更新所显示的执行时间指示器。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，辅助碰撞避免体积由用户定义以包围全部或部分的物理元素。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，辅助碰撞避免体积是空的，使得辅助碰撞避免体积不包括全部或部分的物理元素。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，辅助碰撞避免体积与工件或CMM中的一个相关联地移动，并且被指定为不同于可编辑计划表示中的CMM物理对象或工件特征。
17.一种用于编程坐标测量机(CMM)的工件特征检查操作的方法，所述方法包括：
提供计算机辅助设计(CAD)文件处理部分，其输入对应于工件的工件CAD文件并分析所述文件以自动确定工件上的对应于多个几何特征类型的工件特征；
提供用户界面，所述用户界面包括：
工件检查程序模拟部分，其被配置为根据当前工件特征检查计划来显示包括与将对工件特征上执行的检查操作相对应的检查操作表示或者工件上的工件特征中的至少一个的3D视图；以及
一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素，其可操作为执行以下操作中的至少一个：创建或定义辅助碰撞避免体积，其中，创建和/或定义的辅助碰撞避免体积在3D视图中能够显示；
提供检查运动路径生成部分，其自动生成由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序中使用的检查运动路径的至少一部分；以及
操作所述检查运动路径生成部分以自动生成检查运动路径，所述检查运动路径被配置为避开辅助碰撞避免体积，使得在执行由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序期间，CMM的移动部件不会进入辅助碰撞避免体积。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个能够在工件检查程序模拟部分中被访问，用于创建和定义辅助碰撞避免体积。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个包括用于定义辅助碰撞避免体积的尺寸和位置的元素。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述用户界面还包括编辑用户界面部分，编辑用户界面部分包括对应于CAD文件的工件的当前工件特征检查计划的可编辑计划表示，所述可编辑计划表示包括工件特征或检查操作表示中的至少一个，并且一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素能够在编辑用户界面部分中被访问，用于创建和定义辅助碰撞避免体积。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个包括用于定义在编辑用户界面部分中的辅助碰撞避免体积的上下文相关菜单。
22.根据权利要求17所述的方法，其中，辅助碰撞避免体积创建元素中的一个或多个包括：如果工件相对于CMM重新定位，则将辅助碰撞避免体积定位为与工件一起移动。
23.根据权利要求17所述的方法，其中：
CAD文件处理部分还输入对应于CMM的CMM CAD文件，并分析所述文件；并且
辅助碰撞避免体积至少部分地基于CMM CAD文件来定义。
24.根据权利要求17所述的方法，其中，所述CAD文件不被辅助碰撞避免体积修改。
25.根据权利要求17所述的方法，其中，所述辅助碰撞避免体积创建元素在用于编程工件特征检查操作的系统的用户界面的上下文内是可操作的，并且不可操作为修改在所输入的工件CAD文件中表示的工件的物理特征。
26.根据权利要求17所述的方法，其中，响应于一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素的创建和/或定义辅助碰撞避免体积的操作，在辅助碰撞避免体积已经被创建或定义时，3D视图被自动更新以显示辅助碰撞避免体积。
27.根据权利要求17所述的方法，其中，辅助碰撞避免体积被用作CAD模型不是立即可用的物理对象或特征的替代物。
28.一种用于编程坐标测量机的工件特征检查操作的系统，所述坐标测量机(CMM)包括：用于确定工件特征测量数据的至少一个传感器；用于保持工件的工作台，其中传感器或工作台中的至少一个相对于彼此可移动；以及CMM控制部分，所述系统包括：
计算机辅助设计(CAD)文件处理部分，其输入对应于工件的工件CAD文件并分析所述文件以自动确定工件上的对应于多个几何特征类型的可检查的工件特征；
用户界面，包括：
工件检查程序模拟部分，其被配置为根据当前工件特征检查计划来显示包括与将对工件特征上执行的检查操作相对应的检查操作表示或者工件上的工件特征中的至少一个的3D视图；以及
一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素，其可操作为执行以下操作中的至少一个：创建或定义辅助碰撞避免体积；以及
检查运动路径生成部分，其自动生成由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序中使用的检查运动路径的至少一部分，
其中：
所述系统被配置为使得响应于一个或多个辅助碰撞避免体积创建元素的创建和/或定义辅助碰撞避免体积的操作，在辅助碰撞避免体积已经被创建或定义时，3D视图中的显示被自动更新以显示辅助碰撞避免体积；
当所述检查运动路径生成部分自动生成检查运动路径时，所述检查运动路径被配置为避开辅助碰撞避免体积，使得在执行由用于检查由所输入的工件CAD文件表示的工件的系统所生成的检查程序期间，CMM的移动部件不会进入辅助碰撞避免体积。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，可编辑计划表示根据由辅助碰撞避免体积引起的变化来对应地自动更新。
30.根据权利要求28所述的系统，其中，在辅助碰撞避免体积已经被创建和/或定义时，执行时间指示器根据由辅助碰撞避免体积引起的变化来对应地自动更新。
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