[发明专利]运动路线的确定

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法，其确定制造品和用于与制造品相互作用的装置之间的相对运动路线，诸如安装在定位设备上的用于测量制造品的测量装置的运动路线。尤其是，本发明涉及优化的运动路线产生方法。

背景技术

尤其是，本发明适用于安装在坐标定位设备上的测量装置，所述坐标定位设备可以改变测量装置的位置和方位。所述坐标定位设备可以包括多个部件，例如安装在诸如坐标测量机器(CMM)等坐标定位设备上并且能够围绕一个或多个轴进行旋转运动的铰接探头头部、机床或类似物。所述坐标定位设备还可以包括单一部件，诸如手动坐标测量臂、检查机器人等。

在已经生产工件之后，常规做法是在具有主轴的CMM或其他类型坐标定位设备上检查工件，测量探头被安装在所述主轴上，并且所述测量探头在机器的工作空间内沿X、Y、Z三个正交方向被驱动。

美国专利No.5,189,806描述了一种铰接探头头部，其能够以两个旋转自由度确定探头的方位，以便使得所述探头用在扫描工件表面的操作中。通常，这种探头头部包括两个旋转驱动机构，其使得探头围绕两个大致正交的旋转轴确定方位。这种铰接探头头部可以被安装在CMM的主轴上，以便使得所述探头的尖端以五个自由度定位(即，由CMM提供的3个线性自由度以及由所述铰接探头头部提供的2个旋转自由度)。

当工件将要由探头测量时，必须规划测量路径，其中所述测量装置将沿所述测量路径移动。所述测量路径可以被人工设计，通常通过CAD图的解释，或者通过操作者使用软件以便将测量值应用到来自待测量工件的几何模型(例如CAD模型)的特征上。

两种已知类型的CAD数据是边界表示(B-Rep)和多边形建模(还已知为网孔建模)。B-rep是使用其界限表示形状的方法。实线可以是相连的表面元素的集合，代表实线与非实线之间的边界。B-rep模型包括两部分：拓扑图和几何图。拓扑图通过项目的分类描述几何连通性。主要的拓扑图项目是描述为表面边界区域的面、描述为边界曲线段的边以及空间中的离散三维点。这种参数化模型格式的优点是通过参考该拓扑图，它们的表面描述能够被积极地应用在测量规划中。

多边形或网孔建模是另一种方法，其通过使用多边形(例如三角形)表示或近似表示物体的表面而构建物体的模型。使用在多边形建模中的基本物体是顶点，其中多边形的顶点是两个多边形边的交叉点。通过一条直线相连的两个顶点成为一条边。通过三条边彼此相连的三个顶点限定一个三角形。多边形建模描述了作为多边形(例如多边形文件格式PLY)并且通常是三角形(例如STL，立体平版印刷格式，STL)集合的工件的表面。这些格式存在不能保持参数化信息的缺点。

发明内容

本发明提供了一种方法，其通过制造品的几何模型以及与制造品相互作用的工具的几何模型，在所述制造品与所述工具装置之间沿着一相互作用路径产生相对运动路线，以便符合一个或多个最优化标准。

根据本发明的第一方面，提供了一种计算机实施的方法，其用于确定制造品与用于和所述制造品相互作用的装置之间的运动路线，所述制造品和装置可以沿着至少一个线性自由度和一个旋转自由度相对运动，所述方法包括：接收代表所述制造品的几何数据；接收代表所述装置的几何数据；以及从所述几何数据确定所述装置和所述制造品如何能够沿着一条相互作用路径相对彼此确定方位以便符合一个或多个最优化标准。

应用制造品和装置本身的几何数据自动地确定如何沿着相互作用路径以至少一个旋转自由度相对地确定所述装置和所述制造品的方位，能够改善操作性能。另外，因为计算机程序确定沿着相互作用路径的相对角度方位，所以无需来自用户的输入或指导。

本发明的方法可以被用于评估在实际操作期间所述装置和/或所述制造品将采取的的运动路线。所述评估可以发生在实际操作之前。

优选地，所述装置可以相对于所述制造品运动。优选地，所述装置可以以至少一个线性自由度和至少一个旋转自由度运动。优选地，所述方法包括通过所述几何数据确定所述装置如何能够沿着一条相互作用路径以至少一个旋转自由度确定方位以便符合一个或多个做优化标准。

可选地，所述方法可以包括产生运动路线数据，所述数据描述所述装置和制造品之间的相对方位。所述运动路线数据可以被用来例如在操作期间控制所述装置与制造品之间的相对方位，与此同时所述制造品正在与一制造品相互作用。优选地，所述数据被控制器使用，以便根据运动数据的控制自动地控制所述装置和所述制造品之间的相对方位。所述数据可以包括坐标位置信息。所述数据可以包括能够被控制器用来确定角度的数据，其中所述装置围绕至少一条旋转轴线在所述角度定位。