CN109059821B - 坐标测量机测量路径规划方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种坐标测量机测量路径规划方法，用于复杂几何平面的最优测量路径规划，包括几何信息的识别；待测平面边缘读取；待测平面内凹凸特征的识别；确定测量点数量及位置；计算测量点数量除以顶点数量，得到商值和余数值；顶点为圆心在平面内做弧线，该顶点所在顶角的角平分线与圆弧的交点，即为测量点位置；生成测量路径；避障点识别；最终确定测量路径。本发明能够根据待测表面几何参数，快速标记测量点，并根据测量点分布，确定最优测量路径，使得坐标测量机测量路径最短、测量时间最少、测量精度最高，提高测量工作效率和精度，在路径规划的过程中可以有效避免所求的测量点在测量面的外部，并且能让测量点能均匀分布在测量面。

Description

坐标测量机测量路径规划方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种坐标测量机测量路径规划方法。
背景技术
制造业向智能化、集成化、高端化发展，并且越来越多的企业开始使用三坐标测量机进行零件质量的监测和测量。在单个对象测量中，采用最优的测量路径往往是提高测量效率的有效途径。目前测量路径往往是根据人工经验所得，对测量路径是否是最短路径、是否是最短时间的判断不是很准确。因此基于三坐标测量机的测量如何规划出高效的测量路径，一直是国内外研究人员的研究热点。
对复杂平面的三坐标测量路径规划，实际上就是根据表面几何参数，确定表面测量点的先后顺序，使得三坐标的测头按照预先定义好的测量程序，沿着表面自动进行数据点的采集，以满足测量路径尽可能短、测量时间尽可能少、测量精度尽可能高的测量要求。
发明内容
本发明的目的是设计一种坐标测量机测量路径规划方法。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种坐标测量机测量路径规划方法，用于复杂几何平面的最优测量路径规划，包括如下步骤：
步骤一，几何信息的识别；
步骤二，待测平面边缘读取；包括读取待测平面顶点数量、坐标，读取待测平面相邻顶点间的直线距离；
步骤三，待测平面内凹凸特征的识别；包括孔、槽、凸台的非平面结构数量、位置坐标和尺寸；
步骤四，确定测量点数量及位置；
四-1，设定测量点数量；
四-2，计算测量点数量除以顶点数量，得到商值和余数值；
四-3，以一顶点与相邻两个顶点间的直线距离的较小值为被除数，以商值和余数值的和为除数，相除运算得到半径，以该顶点为圆心在平面内做弧线，该顶点所在顶角的角平分线与圆弧的交点，即为测量点位置；
四-4，判断该测量点是否位于待测平面内，若是，则转入步骤四-5；若否，则删除该测量点，将上述半径减少一半，以该顶点为圆心重新在平面内做弧线，取此时角平分线与圆弧的交点为测量点，再次判断是否位于待测平面内，直至该测量点位于待测平面内；
四-5，重复四-3、四-4，确定所有顶点对应的测量点；
四-6，判断四-2中所求商值是否大于0；若是，则转入步骤四-8；若否，则转入步骤四-7；
四-7，以所求的测量点重新建立待测平面，设置剩余测量点数为新的测量点数，重复步骤四-2至四-7；
四-8，输出所有测量点；
步骤五，生成测量路径；选一测量点，连接距其最近的下一测量点，依次连接所有测量点，即生成测量路径；
步骤六，避障点识别；识别测量路径上出现的凸台，在测量路径靠近凸台的一侧设置测头抬高避障点；
步骤七，最终确定测量路径。
本发明的有益效果是：
1、本发明能够根据待测表面几何参数，快速标记测量点，并根据测量点分布，确定最优测量路径，使得坐标测量机测量路径最短、测量时间最少、测量精度最高，提高测量工作效率和精度。
2、本发明在路径规划的过程中可以有效避免所求的测量点在测量面的外部，并且能让测量点能均匀分布在测量面。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明实施例的待测平面ABCDE；
图3为待测平面ABCDE的五个测量点A′、B′、C′、D′、E′；
图4为待测平面A′B′C′D′E′的五个测量点A″、B″、C″、D″、E″；
图5为待测平面A″B″C″D″E″的两个测量点A″′、D″′；
图6为坐标测量机测量路径。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种坐标测量机测量路径规划方法，用于复杂几何平面的最优测量路径规划，包括如下步骤：
步骤一，几何信息的识别；导入CAD模型，从三维到二维建立待测平面模型ABCDE，如图2所示。
步骤二，待测平面边缘读取；对待测平面模型ABCDE进行遍历，获取所有的集合信息，包括读取待测平面顶点数量、坐标，读取待测平面相邻顶点间的直线距离。经测，待测平面模型ABCDE包括顶点A(98,305)、B(98,-544)、C(611,-725)、D(1564,-725)、E(1310,305)。
步骤三，待测平面内凹凸特征的识别；包括孔、槽、凸台的非平面结构数量、位置坐标和尺寸；
步骤四，确定测量点数量及位置；
四-1，设定测量点数量；根据测量精度要求，实施例设定测量点数量为12；
四-2，计算测量点数量12除以顶点数量5，得到商值2和余数值2；
四-3，以顶点A(98,305)与相邻两个顶点间的直线距离AB(＝849mm)和AE(＝1212mm)的较小值AB(＝849mm)为被除数，以商值和余数值的和4(2+2)为除数，相除运算得到半径R＝212.25，以顶点A为圆心在平面内做弧线，该顶点A所在顶角的角平分线与圆弧的交点，即为测量点A′的位置，如图3所示；
四-4，判断该测量点是否位于待测平面内，若是，则转入步骤四-5；若否，则删除该测量点，将上述半径减少一半，以该顶点为圆心重新在平面内做弧线，取此时角平分线与圆弧的交点为测量点，再次判断是否位于待测平面内，直至该测量点位于待测平面内。
四-5，重复四-3、四-4，确定所有顶点B(98,-544)、C(611,-725)、D(1564,-725)、E(1310,305)所对应的测量点B′、C′、D′、E′；
四-6，判断四-2中所求商值是否大于0；若是，则转入步骤四-8；若否，则转入步骤四-7；本实施例中商值2大于0，转入步骤四-7。
四-7，以所求的测量点重新建立待测平面A′B′C′D′E′，设置剩余测量点数7(12-5)为新的测量点数，重复步骤四-2至四-7，用相同的方法得到新的测量点A″、B″、C″、D″、E″，如图4所示；
所需的测量点数量自动设置成2(12-10)，新的平面模型为A″B″C″D″E″，如图6所示。剩余的两个测量点均匀分布在顶点之间，则分别在顶点A″和D″处，即用相同的方法所得测量点为A″′和D″′。因此所有的测量点为A′、B′、C′、D′、E′、A″、B″、C″、D″、E″、A″′、D″′，如图5所示。
四-8，输出所有测量点。
步骤五，生成测量路径；选一测量点，连接距其最近的下一测量点，依次连接所有测量点，即生成测量路径。
步骤六，避障点识别；识别测量路径上出现的凸台，在测量路径靠近凸台的一侧设置测头抬高避障点；
步骤七，最终确定测量路径①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
Figure GDA0002312968430000041
，如图6所示。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种坐标测量机测量路径规划方法，用于复杂几何平面的最优测量路径规划，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，几何信息的识别；
步骤二，待测平面边缘读取；包括读取待测平面顶点数量、坐标，读取待测平面相邻顶点间的直线距离；
步骤三，待测平面内凹凸特征的识别；包括孔、槽、凸台的非平面结构数量、位置坐标和尺寸；
步骤四，确定测量点数量及位置；
四-1，设定测量点数量；
四-2，计算测量点数量除以顶点数量，得到商值和余数值；
四-3，以一顶点与相邻两个顶点间的直线距离的较小值为被除数，以商值和余数值的和为除数，相除运算得到半径，以该顶点为圆心在平面内做弧线，该顶点所在顶角的角平分线与圆弧的交点，即为测量点位置；
四-4，判断该测量点是否位于待测平面内，若是，则转入步骤四-5；若否，则删除该测量点，将上述半径减少一半，以该顶点为圆心重新在平面内做弧线，取此时角平分线与圆弧的交点为测量点，再次判断是否位于待测平面内，直至该测量点位于待测平面内；
四-5，重复四-3、四-4，确定所有顶点对应的测量点；
四-6，判断四-2中所求商值是否大于0；若是，则转入步骤四-8；若否，则转入步骤四-7；
四-7，以所求的测量点重新建立待测平面，设置剩余测量点数为新的测量点数，重复步骤四-2至四-7；
四-8，输出所有测量点；
步骤五，生成测量路径；选一测量点，连接距其最近的下一测量点，依次连接所有测量点，即生成测量路径；
步骤六，避障点识别；识别测量路径上出现的凸台，在测量路径靠近凸台的一侧设置测头抬高避障点；
步骤七，最终确定测量路径。
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