入门教程:副车架在线测量

本教程面向首次接触在线测量系统的用户,提供一条可快速上手的学习路径。

你将依次完成副车架示例工程的获取与识别、本地仿真验证、工程结构与关键测量流程理解,以及首次基础修改练习。

教程定位与学习目标

本教程聚焦“快速入门”,不展开参数细节与完整部署流程。

预计耗时

45-60分钟。

完成后你将能够
  • 下载并识别副车架示例工程中的关键资源。

  • 完成本地仿真,并查看测量结果。

  • 理解副车架示例工程中Mech-MSR与Mech-Metrics的分工。

  • 在示例工程基础上完成一个最小改动练习。

前置条件与准备清单

开始前,请确保满足以下条件:

  • 已安装并可正常启动Mech-Metrics和Mech-MSR。如果未安装,请先参考安装指南完成软件安装。

  • 已对在线测量方案的基本组成有初步了解。

如需补充背景信息,请先阅读在线测量方案概览

获取示例工程

请先下载并解压副车架示例工程压缩包:

tutorial resources

解压后,你将得到以下三类资源:

  • 在线测量_Metrics_Demo:Mech-Metrics工程。

  • 在线测量_MSR_Demo:Mech-MSR方案。Mech-MSR方案文件夹包含所有测量工程。

  • 通信_770B.json、通信_770B_all_features.json:通信模拟工具配置文件。

其中,两个通信配置文件分别适用于不同场景:

  • 通信_770B.json:仅对应“副车架770B”工件,适用于单工件验证和动态重复性测试。

  • 通信_770B_all_features.json:可同时操作两个工件,适用于熟悉完整示例工程结构。

5分钟跑通示例

  1. 打开Mech-Metrics & Mech-MSR安装目录下的Mech-Metrics/bin目录,运行通信模拟工具test_metrics_service.exe。

  2. 在通信模拟工具中,选择File  Open,加载通信配置文件。

    首次验证建议优先加载通信_770B.json;若需同时体验两个工件流程,可加载通信_770B_all_features.json。

    test metrics service
  3. 在Mech-Metrics中打开示例工程,确认界面中已显示示例工件列表;首次操作时,建议优先选择“副车架770B”对应的工件进行验证。

    open metrics project
  4. 在Mech-MSR中打开示例方案,确认界面中工程列表已显示所有特征的测量工程。

    open msr solution
  5. 在通信模拟工具中,按完整流程依次发送指令:先发送1条开始测量指令,再依次发送多个特征测量指令(开始测量与结束测量之间的指令),最后发送结束测量指令。

    注意在开始特征测量时,Mech-MSR软件会弹出警告窗口,询问是否允许使用虚拟图像数据运行工程。请勾选软件重启前不再提醒选项,然后单击运行按钮。

    running warning
  6. 在Mech-Metrics示例工程的3D视图区域查看测量结果已更新,在底部日志栏查看整个测量过程的日志。

    update measurement status

完成本节后,建议至少确认以下结果:

  • 通信模拟工具中的指令可正常发送,且无明显报错。

  • Mech-Metrics中可查看本次运行产生的测量结果,可以在日志栏中看到完整测量过程日志。

  • 连续运行时,系统可稳定生成测量结果。

如果上述任一结果未出现,建议优先检查指令发送顺序、当前工件是否选择正确,以及示例工程是否已完整加载。

认识副车架在线测量方案

建议从以下三个方面理解副车架在线测量方案:

  • 测什么:副车架关键特征的尺寸与几何质量。

  • 怎么测:通过Mech-MSR完成图像处理和特征提取,通过Mech-Metrics完成工件、特征、编号、判定和结果管理。

  • 看什么:重点关注特征是否被正确识别、结果是否稳定输出、输出字段是否能被Mech-Metrics正确接收。

10分钟看懂Mech-Metrics示例工程

在该示例工程中,建议优先理解Mech-Metrics中的以下两个工件:

  • 副车架770B:包含创建特征、工件建系、测量和报告生成的完整流程,适用于理解实际工件从建系到结果输出的完整过程。

  • 常见特征all_features:集中展示基准球、圆孔、腰孔、方孔、螺纹孔、螺柱螺钉、面点、高度和夹角等常见特征,同时覆盖GDT、自定义控制项以及多个特征共用同一测量工程等典型场景。

打开Mech-Metrics示例工程后,可以在资源树上方看到这两个工件。阅读本教程时,建议先定位到工件列表中的“副车架770B”,完成一次流程验证后,再切换到“常见特征all_features”查看不同特征类型的示例。

在资源树中,依次单击以下节点并进行相应的了解:

  1. 工件:了解如何新建工件以及工件属性设置。具体操作请参考工件操作指南

  2. CAD:查看工件CAD模型,了解如何为工件关联CAD模型文件。具体操作请参考为工件导入CAD参考对象

  3. 特征:查看工件下的特征列表,了解不同特征类型的定义和属性设置,了解各类控制项的设置,以及标注卡片的设置。特征操作指南

  4. 建系:了解当前建系方式,以及建系中使用的特征和参数设置。具体操作请参考建系操作指南

  5. 报告:查看当前报告格式,尝试修改报告格式以及导出报告。具体操作请参考使用测量报告

10分钟看懂Mech-MSR示例工程

以圆孔测量(Y4基准)工程为例,该Mech-MSR工程结构如下:

msr project flow

该示例工程包含以下5个步骤:

msr-project-steps

下文依次对每一步进行简要说明,并提供调试时的关注重点。

调试时,请在3D视图上方开启调试输出选项,以便观察每一步的处理结果。在正式生产环境中,建议关闭该选项以提升性能。

从相机获取图像

通过“结构光3D相机”步骤获取图像,并处理为表面数据。通常本步骤无需修改。

首次调试测点时如视野不合适,可临时使用自动计算投影参数:选中“结构光3D相机”步骤,在步骤参数面板,勾选自动计算投影参数选项。

工程运行之后,该选项会自动取消勾选,并且在后续运行中保持关闭状态。建议在首次调试时使用该选项快速验证流程,后续调试时保持关闭以更真实地反映实际测量情况。

预处理

提取3D ROI内的表面数据,并拟合参考平面。本步骤使用一个步骤组合来实现预处理流程。你可以双击查看每个子步骤的具体配置和处理内容。

预处理步骤组合包含以下子步骤:

  • 表面预处理

    作用:框选测点的3D ROI,取出关心的表面数据。

    此处根据实际孔位情况修改“区域类型”,通常选择长方体或圆柱即可。如果要调整区域大小,可以按下Ctrl键,然后鼠标拖拽即可。

    在3D数据视图区域,如果透视模式视角不方便调整特征区域,还可切换到表面模式轮廓线模式下调整。
    msr preprocessing
  • 表面点过滤(通过法向)

    作用:过滤表面和边缘噪点,提取出平面。

    表面噪点的法向通常与平面法向不同,因此可调节法向量角度来过滤偏离平面的点,尤其是“法向量投影后最小角度”,如下图所示。必要时还可配合“表面噪点去除”步骤使用。

    filter points by normals
    filter points by normals effects
  • 表面拟合平面

    作用:拟合平面,作为后续特征的参考平面。

    该步骤通常不需要修改。

拟合圆孔

拟合特征区域内的圆孔。本步骤使用一个步骤组合来实现拟合圆孔流程。你可以双击查看每个子步骤的具体配置和处理内容。

拟合圆孔步骤组合包含以下子步骤:

  • 表面变换

    作用:将表面数据从倾斜状态变换到水平状态,以便后续去除噪点和拟合孔。

    通常无需修改。

  • 表面噪点去除

    作用:去除部分表面噪点,保留边缘特征。

    需要调整“深度差阈值”参数,并在3D数据视图区域查看效果。

  • 表面边缘拟合圆

    作用:根据边缘的变化拟合出圆孔。

    主要调整特征区域即可,其余参数保持示例工程的不变。在3D数据视图区域,可以切换不同视角查看结果。

    在透视模式下,拟合的圆(绿色)出现在孔的下方是正常的,后续步骤会将圆投影回参考平面。
  • 特征位姿变换

    作用:将特征从水平状态恢复为原始的倾斜状态。

    通常无需修改。

  • 投影特征到平面

    作用:将特征投影回参考平面。

    通常无需修改。

特征位姿变换

使用“特征位姿变换”步骤将圆孔位姿从表面数据坐标系转换到机器人坐标系。因为机器人坐标系是固定不变的,为了统一各特征的坐标,通常会将特征位姿转到机器人坐标系后再发给外部。

transform feature poses

输出配置

在Mech-MSR的工具栏,单击输出管理按钮。

  • 通信输出选项卡下,确认当前模式为“在线测量”。

  • 输出区域,确认输出的测量项为“特征位姿变换”步骤的“变换后特征”端口,并设置了通信键参数。

communication output
如何设置通信键?

如果测量工程仅输出单个特征(测量项),通信键可以设置为“feature”即可。

如果测量工程输出了单个特征和单个GD&T,单个特征的通信键可以设置为“feature”,GD&T的通信键可以设置为“gdt”。请查看“腰孔示例含平面度”工程的配置,理解单个特征+单个GD&T的通信键设置方式。

如果测量工程输出了多个特征和GD&T,则每个特征的通信键需要设置Mech-Metrics中设置的特征名称,每个GD&T的通信键需要设置为Mech-Metrics中设置的GD&T名称。也就是说,通信键需要与Mech-Metrics中配置的特征名称和GD&T名称保持一致,以保证Mech-Metrics能够正确区分不同特征和GD&T的数据。请查看“两个腰孔示例”工程的配置,理解多个特征和GD&T的通信键设置方式。

对于特征的自定义控制项,通信键必须与Mech-Metrics中配置的自定义控制项名称一致。请查看“圆孔带防错示例”工程的配置,理解自定义控制项的通信键设置方式。

15分钟最小练习

建议先进行一个“增加圆孔特征”的最小练习,避免仅完成流程验证而无法独立操作:

  1. 在Mech-MSR中复制现有圆孔示例工程,生成新的测量工程,并根据新测点调整特征区域。

  2. 在Mech-Metrics中新增一个圆特征,并绑定刚创建的测量工程。具体操作参考创建和修改特征

  3. 为该特征配置特征编号,保证后续通信触发时可以准确调用。

  4. 在通信模拟工具中,添加新的特征测量指令。

    1. 单击Add Command按钮,然后在弹出对话框中选择“measureFeature”指令,然后单击OK按钮。

    2. 双击重命名新指令,并设置相应的参数值,特别是要保证特征编号与Mech-Metrics中新增圆孔特征的编号一致。

    3. 使用Move Up按钮将新指令添加到开始测量与结束测量之间的指令列表中。

  5. 重新运行一次仿真,按以下标准判断是否修改成功:

    • Mech-Metrics中新增的圆特征可被正常触发,且没有明显报错。

    • Mech-MSR中调整后的ROI和特征区域能够稳定覆盖目标测点。

    • 与修改前相比,新增特征已有可查看的测量结果,或原有结果出现预期变化。

当前目标仅为熟悉软件操作,因此无需从零开始搭建测量工程;直接复制示例工程并在此基础上修改,通常更为高效。

FAQ:如何快速判断结果是否大致正确?

首次调试时,可先通过以下两种方式进行快速判断:

  • 查看3D视图:在拟合特征相关步骤中,查看拟合出的特征是否与实际轮廓贴合。如果拟合轮廓与实际孔位或边缘明显偏离,通常说明ROI、特征区域或过滤条件仍需调整。

  • 查看输出数据:在特征位姿变换步骤中查看中间特征数据,确认关键坐标值是否处于合理范围。该方法更适用于快速识别明显异常。

这两种方法不能替代正式验收,但可用于快速判断当前工程是否已具备基本正确性。

从示例到实战

你要做什么 推荐文档

部署完整在线测量方案

在线测量方案部署

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配置工件建系

使用RPS建系

配置与维护测量特征

创建和修改特征

分析历史测量数据

分析历史数据

下一步学习路径

  1. 继续阅读在线测量方案部署,建立对整体项目的系统认识。

  2. 按需进入Mech-Metrics操作指南,完成功能级配置。

  3. 在系统上线前完成重复性验证相关性分析与补偿

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