專利名稱：使用參量公差檢查三維掃描數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用參量公差檢查3D(三維)掃描數(shù)據(jù)，具體地，涉及一種使用參量公差檢查3D掃描數(shù)據(jù)的方法，該方法包括下列步驟設(shè)定參量公差對(duì)象的數(shù)量使其等于被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差的數(shù)量，將被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與預(yù)定的參量公差對(duì)象相關(guān)聯(lián)而不直接為每個(gè)域的容許公差輸入數(shù)值，以及當(dāng)參量公差值改變時(shí)，通過(guò)僅改變參量公差值來(lái)自動(dòng)地修改與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的域的容許公差值。因而，當(dāng)容許公差的范圍由于設(shè)計(jì)修改而改變時(shí)，對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)域的每個(gè)公差值而不必全部再次編輯。
背景技術(shù)：
通常，采用3D掃描器的測(cè)量系統(tǒng)包括直接接觸被測(cè)量目標(biāo)的接觸法，以及通過(guò)將用成像設(shè)備獲取的結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字化來(lái)獲得與目標(biāo)有關(guān)的結(jié)構(gòu)信息的非接觸法。
在制造半導(dǎo)體晶片、測(cè)量精密機(jī)械以及重構(gòu)3D圖像等情形中，對(duì)于受到外部壓力時(shí)易受損壞的待測(cè)量目標(biāo)，或者高精度超小型部件，使用3D掃描器的測(cè)量系統(tǒng)用來(lái)獲取這種被測(cè)量目標(biāo)或部件的結(jié)構(gòu)信息。通過(guò)3D掃描器獲取的結(jié)構(gòu)信息要被檢驗(yàn)并與預(yù)定的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
常規(guī)的工業(yè)產(chǎn)品通常用結(jié)合了該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性的模型來(lái)表示。然而，隨著建模技術(shù)的發(fā)展和消費(fèi)者需求的增加，具有美學(xué)曲面的產(chǎn)品近來(lái)已經(jīng)被研制出來(lái)。
相應(yīng)地，就需要能夠有效處理具有曲面和曲線的產(chǎn)品的技術(shù)，而且在圖形領(lǐng)域中，傳統(tǒng)上已經(jīng)在研究用于模擬這些產(chǎn)品的技術(shù)。目前，這樣的技術(shù)正變得越來(lái)越適用于產(chǎn)品研制領(lǐng)域。
大部分的產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù)每個(gè)部件都具有各自的公差。當(dāng)容許公差很低時(shí)會(huì)消耗很多的處理時(shí)間和費(fèi)用，所以設(shè)計(jì)者可以根據(jù)特征因素的重要性在繪圖時(shí)為產(chǎn)品的特征因素指定多個(gè)公差。
通常，給整個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)指定單個(gè)容許公差以執(zhí)行各種測(cè)試，而可以給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的特定區(qū)域指定多個(gè)容許公差，以便執(zhí)行用于檢查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與原型的3D掃描數(shù)據(jù)之間差別的各種技術(shù)測(cè)試。然而，因?yàn)檫@種方法涉及到在選擇設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的相應(yīng)測(cè)量部件之后直接輸入每個(gè)容許公差，所以在工作過(guò)程中存在復(fù)雜性。
另外，在上述方法中還存在著這樣的問(wèn)題，即當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)者改變?nèi)菰S公差時(shí)，需要全部再次重復(fù)對(duì)被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改的過(guò)程。
因此，提出一種使用參量公差檢查3D數(shù)據(jù)的方法，以解決當(dāng)產(chǎn)品的容許公差改變時(shí)需要用戶全部再次編輯被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的問(wèn)題，并允許對(duì)容許公差進(jìn)行系統(tǒng)地維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明涉及一種使用參量公差檢查3D掃描數(shù)據(jù)的方法，其可以基本上消除由于相關(guān)技術(shù)的局限和不足而引起的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種使用參量公差檢查3D掃描數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟設(shè)定參量公差對(duì)象的數(shù)量使其等于被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差的數(shù)量；將被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與預(yù)定的參量公差對(duì)象相關(guān)聯(lián)而不直接為每個(gè)域的容許公差輸入數(shù)值；以及當(dāng)參量公差值改變時(shí)通過(guò)僅改變參量公差值來(lái)自動(dòng)地改變與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的域的容許公差值。因而，當(dāng)容許公差的范圍由于設(shè)計(jì)修改而改變時(shí)，對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)域的每個(gè)公差值不必全部再次編輯。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的和其他優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種使用參量公差檢查3D掃描數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟(a)利用控制單元，檢測(cè)被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并通過(guò)將被檢測(cè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差進(jìn)行分類來(lái)設(shè)定參量公差；(b)利用控制單元，將步驟(a)中設(shè)定的參量公差指定給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；(c)利用控制單元，對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與掃描器測(cè)量的被檢查目標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)執(zhí)行比較測(cè)試；以及(d)生成一份報(bào)告以顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果，或者根據(jù)比較測(cè)試的結(jié)果利用控制單元修改參量公差。
此外，在控制單元處將依據(jù)容許公差進(jìn)行分類的參量公差指定給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，將參量公差指定給下列的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的曲線、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的曲面以及幾何尺寸與公差(GD&T)之中的至少一個(gè)。
另外，當(dāng)生成報(bào)告以顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果或者根據(jù)比較測(cè)試的結(jié)果在控制單元處修改參量公差時(shí)，該報(bào)告將比較測(cè)試的結(jié)果顯示為數(shù)字信息和圖像信息。
而且，參量公差修改用來(lái)修改在控制單元處通過(guò)將被檢測(cè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差進(jìn)行分類來(lái)設(shè)定參量公差時(shí)所設(shè)定的參量公差，并且，在生成報(bào)告以顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果或根據(jù)比較測(cè)試的結(jié)果在控制單元處修改參量公差時(shí)，根據(jù)修改后的參量公差重新計(jì)算比較測(cè)試。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的前面的一般性描述以及下面的詳細(xì)描述都是示例性的和解釋性的，旨在對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說(shuō)明。


附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，提供這些附圖是為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，它們包含在本申請(qǐng)中并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，與說(shuō)明書一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用參量公差檢查數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的部件；圖2是流程圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用參量公差檢查3D掃描數(shù)據(jù)的方法；圖3是示例性視圖，顯示了根據(jù)圖2的檢查方法設(shè)定參量公差的過(guò)程；以及圖4是示例性視圖，顯示了將圖3中已指定的參量公差指定給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的過(guò)程。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用參量公差檢查數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的部件。參照?qǐng)D1，使用參量公差檢查數(shù)據(jù)的系統(tǒng)包括用于掃描被測(cè)量目標(biāo)的3D掃描器100；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元300，其用于存儲(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差信息，以執(zhí)行與從被測(cè)量目標(biāo)測(cè)量到的數(shù)據(jù)的比較測(cè)試；顯示單元400，其用于顯示從3D掃描器檢測(cè)到的測(cè)量信息和存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元300內(nèi)的被測(cè)量目標(biāo)的檢查引導(dǎo)信息；以及用于控制檢查引導(dǎo)系統(tǒng)的總體操作的控制單元500。附圖標(biāo)記200表示鍵輸入單元，其用于輸入與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差有關(guān)的信息。
另外，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元300中、作為被測(cè)量目標(biāo)的設(shè)計(jì)信息的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是通過(guò)CAD程序模擬的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
圖2是流程圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用參量公差檢查3D掃描數(shù)據(jù)的方法。下面參照?qǐng)D1和圖2更加詳細(xì)地說(shuō)明使用參量公差檢查數(shù)據(jù)的方法。
在步驟S100中，控制單元500檢測(cè)先前存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元300內(nèi)的被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，或者通過(guò)外部輸入單元(未示出)將被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入給控制單元500。之后，在步驟S110中，控制器500通過(guò)檢測(cè)輸入的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差，將參量公差的數(shù)量設(shè)定為等于容許公差的數(shù)量。也就是說(shuō)，從被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢測(cè)出依據(jù)測(cè)量域和重要性分類的測(cè)量部件的容許公差，并且生成對(duì)應(yīng)于所檢測(cè)出的容許公差的參量公差對(duì)象(以下，稱作參量公差)。
在執(zhí)行步驟S110之后，在步驟S120中，控制單元500指定被定義的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差以與參量公差相關(guān)聯(lián)。另外，容許公差依據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的重要性和測(cè)量域進(jìn)行分類。也就是說(shuō)，在步驟S120中，控制單元500向設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)指定曲線、曲面、幾何尺寸與公差(GD&T)等的容許公差。此外，將曲面組與容許公差的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差與預(yù)定的參量公差相關(guān)聯(lián)時(shí)，在容許公差值或容許公差的范圍依據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)修改而改變時(shí)，則不是通過(guò)一個(gè)接一個(gè)地直接輸入數(shù)字來(lái)改變?nèi)菰S公差。因此，通過(guò)只修改與相應(yīng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)域的容許公差相關(guān)聯(lián)的參量公差，本發(fā)明的方法就可以自動(dòng)地改變?cè)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)域的容許公差值。
圖3是示例性視圖，顯示了根據(jù)圖2的檢查方法設(shè)定參量公差的過(guò)程，圖4是示例性視圖，顯示了將圖3中已指定的參量公差指定給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的過(guò)程。
在被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)600的表面上，定義被檢查目標(biāo)部位T1、T2和T3的參量公差。例如，T1是這樣的參量公差，其為被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)600內(nèi)的一個(gè)設(shè)計(jì)部位的曲面尺寸或長(zhǎng)度定義容許公差。記錄一個(gè)范圍在-0.1～0.1內(nèi)的參量公差。
此外，T2是這樣的參量公差，其為被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)600內(nèi)的另一個(gè)設(shè)計(jì)部位的曲面尺寸或長(zhǎng)度定義容許公差。記錄一個(gè)范圍在-0.3～0.3內(nèi)的參量公差。
另外，在被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)600內(nèi)，除了為設(shè)計(jì)部位的曲面尺寸或長(zhǎng)度之外也可以為該部位的角度定義參量公差。T3為被檢查目標(biāo)的角度定義容許公差，且T3是關(guān)于曲面角度的、容許公差范圍在-1～1內(nèi)的參量公差。
也就是說(shuō)，圖3中的相關(guān)聯(lián)參量公差與圖4中的被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)600相關(guān)聯(lián)，而且自動(dòng)地設(shè)定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差域。由于T1的參量公差在-0.1～0.1范圍內(nèi)，因此，提供的效果與以減小-0.1或增加0.1的范圍提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的效果相同。
參照?qǐng)D1和圖2，在執(zhí)行步驟S120之后，在步驟S140中，控制單元500接收被檢查目標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)的輸入，該測(cè)量數(shù)據(jù)是在步驟S130中由掃描器100從被檢查目標(biāo)測(cè)量得到的；而且，在步驟S150中，控制單元500用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和輸入的測(cè)量數(shù)據(jù)執(zhí)行比較測(cè)試。測(cè)量數(shù)據(jù)的位置和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的位置需要是等同的，而且從測(cè)量數(shù)據(jù)的點(diǎn)組檢測(cè)出與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的被檢查目標(biāo)部位等同的點(diǎn)組。
另外，在步驟S160中，通過(guò)將等同于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的被檢查目標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)與指定給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的參量公差進(jìn)行比較，來(lái)決定步驟S150中的測(cè)量部位的數(shù)據(jù)例如圖3和圖4中的參量公差T1和T2是否滿足要求。在步驟S160中，如果測(cè)量數(shù)據(jù)滿足參量公差的要求，則在步驟S170中，控制單元500為測(cè)量數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果生成一個(gè)關(guān)于文本信息、數(shù)字信息和圖像信息的報(bào)告，并且通過(guò)顯示單元顯示所寫的報(bào)告。
在執(zhí)行步驟S170之后，控制單元500借助于從鍵輸入部分200輸入的控制信號(hào)，確定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差是否改變，而且，如果控制單元500檢測(cè)到用于維持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差的信號(hào)，例如用于將所寫報(bào)告保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元300內(nèi)的信號(hào)，則控制單元500將報(bào)告保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元300內(nèi)并終止程序。
然而，如果在步驟S181中檢測(cè)到來(lái)自鍵輸入單元200的、用于改變?cè)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差的控制信號(hào)，那么控制器500通過(guò)以下過(guò)程為測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果生成報(bào)告在步驟S180中檢測(cè)來(lái)自鍵輸入單元200的、用于修改設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)容許公差的修訂值，修改在步驟S110中預(yù)定的參量公差，并且依據(jù)修改后的參量公差自動(dòng)地重新計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之間的比較測(cè)試。
另一方面，如果在步驟S160中測(cè)量數(shù)據(jù)不滿足參量公差的要求，或者設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差值或容許公差的范圍改變，則控制單元500不是通過(guò)選擇設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的每個(gè)曲面來(lái)再次全部修改容許公差，而是通過(guò)在步驟S180中修改在步驟S110中預(yù)定的參量公差并且自動(dòng)地重新計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之間的比較測(cè)試，來(lái)為測(cè)試結(jié)果生成一份報(bào)告。
另外，依據(jù)參量公差的變化，可以顯示單獨(dú)的顏色以便區(qū)別設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明使用參量公差檢查3D數(shù)據(jù)的方法所具有的優(yōu)點(diǎn)在于如果用戶想要改變?cè)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差區(qū)，則通過(guò)對(duì)應(yīng)于參量公差值的變化、自動(dòng)地改變相關(guān)聯(lián)的容許公差值，就可以很容易地修改容許公差值，而不需要通過(guò)選擇所有曲面的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)逐個(gè)地再次改變?nèi)抗钪怠?br> 另外，本發(fā)明所具有的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)利用容許公差數(shù)據(jù)值的改變進(jìn)行自動(dòng)地重新計(jì)算，可以校驗(yàn)在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的曲線內(nèi)、在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的曲面內(nèi)以及在GD&T檢查值內(nèi)改變的公差模擬。
前述的實(shí)施例只是示例性的，并不是限制本發(fā)明。本發(fā)明可以容易地應(yīng)用于其他類型的裝置。本發(fā)明的描述旨在說(shuō)明而非限制權(quán)利要求的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，許多替換、修改和變化都是很顯然的。
權(quán)利要求
1.一種使用參量公差檢查三維掃描數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟(a)在控制單元處，檢測(cè)被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并通過(guò)將被檢測(cè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差進(jìn)行分類來(lái)設(shè)定參量公差；(b)在控制單元處，將步驟(a)中設(shè)定的參量公差指定給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；(c)在控制單元處，對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與掃描器測(cè)量的被檢查目標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)執(zhí)行比較測(cè)試；以及(d)生成一份報(bào)告以顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果，或者根據(jù)比較測(cè)試的結(jié)果在控制單元處修改參量公差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(b)的參量公差指定給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的曲線、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的曲面以及幾何尺寸與公差之中的至少一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(d)的報(bào)告將比較測(cè)試的結(jié)果顯示為數(shù)字信息和圖像信息。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(d)的參量公差修改用來(lái)修改所述步驟(a)中設(shè)定的參量公差，并根據(jù)修改后的參量公差重新計(jì)算比較測(cè)試。
全文摘要
提供一種使用參量公差檢查3D掃描數(shù)據(jù)的方法，該方法包括設(shè)定參量公差對(duì)象的數(shù)量使其等于被檢查目標(biāo)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差的數(shù)量；將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與預(yù)定的參量公差對(duì)象相關(guān)聯(lián)而不直接將每個(gè)域的容許公差輸入給設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；以及當(dāng)參量公差值改變時(shí)自動(dòng)改變?nèi)菰S公差值。因而，當(dāng)容許公差的范圍依據(jù)設(shè)計(jì)修改而改變時(shí)，對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)域的每個(gè)公差值不必全部再次編輯。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中使用的容許公差被分類并被設(shè)定為參量公差，且設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與預(yù)定參量公差相關(guān)聯(lián)。然后，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和檢查。隨后，生成報(bào)告或者依據(jù)比較測(cè)試結(jié)果來(lái)修改和重新計(jì)算參量公差。當(dāng)容許公差區(qū)改變時(shí)，可以自動(dòng)地修改容許公差值而不必全部再次修改設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的容許公差值。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1971550SQ20061007822
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者裴奭勛, 李東勛 申請(qǐng)人:樂(lè)必峰軟件公司