基于图形驱动技术的坐标测量机测控系统研究

摘要

三坐标测量机作为一种高精度的通用测量设备已经有了几十年的发展历史,随着现代工业的发展,三坐标测量机正逐渐成为机械制造业的主导检测设备.三坐标测量机本身自动化、智能化的程度也在不断增大,智能坐标测量技术和虚拟三坐标测量机是目前三坐标测量机发展的主导方向之一,而三坐标测量软件中对CAD图形功能的引入,更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度.由于图形驱动式坐标测量软件具有图文并茂,所见即所得,界面简洁友好等优点,同时针对国内外坐标测量机的发展趋势及制造信息化发展的需要,本文通过对国内外坐标测量机测控系统的研究,提出了在现有较成熟的控制系统平台下,利用ObiectARx和Visual C++6.0的开发环境,在CAD/CMM集成技术基础上,对AutoCAD或MDT进行二次开发.采用编程让用户直接在图形中交互选择测量要素,从CAD的图形数据库中获得图纸的几何信息,通过DDE技术实现提取的信息和测量软件实现数据交换,测量机根据此信息自动生成测量程序,实现自动测量. 本文首先介绍了基于图形驱动技术的坐标测量机系统的整体设计思路,并对基于DSP运动控制卡的控制系统的搭建,空间坐标获取方法及软件编程模块等进行了介绍,接着详细讨论了从AutoCAD中二维和三维图形的信息读取与数据转换的方法,并介绍了测量路径规划的方法,CAD和坐标测量机的接口方式等问题并通过实例对实体图形提取的信息来验证.最后,总结本文的工作并展望了进一步的研究方向.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文使用授权声明

1绪论

1.1引言

1.2坐标测量机的发展

1.3图形驱动技术的发展

1.4论文的意义和主要工作

2.系统总体设计

2.1测控系统的构建

2.2系统软件的开发

2.3本章小结

3测控系统硬件设计

3.1控制系统

3.1.1运动控制器

3.1.2伺服系统

3.1.3控制卡与伺服系统接口电路的设计

3.2测量系统

3.1.1扫描测头

3.2.2光栅测量系统的设计

3.3本章小结

4系统软件开发

4.1图形化人机交互方案分析

4.1.1方案的提出

4.1.2方案的实现

4.2图形化人机交互接口的实现

4.2.1编程环境配置

4.2.2菜单工具栏开发

4.3特征识别与数据提取

4.3.1二维图形特征识别与数据提取

4.3.2三维图形几何建模方法

4.3.3三维表面模型特征识别与数据提取

4.3.4三维实体图形特征识别与数据提取

4.4 CAD与测量程序数据交换

4.4.1 DDE通讯的基本原理

4.4.2 DDE功能的实现

4.5测量路径规划

4.5.1单个特征体的路径规划

4.5.2组合特征的路径规划

4.6图形信息提取实例验证

4.6.1装载程序

4.6.2实体边界曲面信息的提取验证

4.6.3表面模型曲面信息的提取验证

4.7本章小结

5总结与展望

致谢

参考文献

附录1基于ObjectARX的开发和调试技术

附录2 ObjectARX编程的初始化

附录3人机交互编程的实现

附录4攻读硕士期间发表的学术论文