3激光掃描過(guò)程

3· 1掃描前準(zhǔn)備工作

三維曲面網(wǎng)狀沖壓件的掃描采用非接觸式激光三坐標(biāo)掃描儀，掃描過(guò)程在激光三坐標(biāo)掃描儀光滑、水平的掃描平臺(tái)上進(jìn)行。

掃描之前，在被測(cè)網(wǎng)狀沖壓件表面噴上白色的顯像劑，并粘貼白色的圓紙作為標(biāo)記點(diǎn)。

在掃描過(guò)程中要注意：掃描過(guò)程避免操作系統(tǒng)振動(dòng)，同時(shí)被掃描工件也必須是靜止?fàn)顟B(tài)；深色

反光的工件要噴顯像劑進(jìn)行掃描，且顯像劑要噴的薄而均勻；掃描時(shí)外部環(huán)境光線不要太強(qiáng)，暗室操作效果更佳；掃描時(shí)“十"字盡量投在被掃描工件上。

編輯

3· 2掃描系統(tǒng)掃描步驟

（1） 先啟動(dòng)專用計(jì)算機(jī)上的掃描系統(tǒng)，使掃描系統(tǒng)預(yù)熱5凵0 min,確保掃描狀態(tài)與標(biāo)定狀態(tài)盡可能接近，之后啟動(dòng)軟件系統(tǒng)，點(diǎn)擊“掃描標(biāo)定切換"，則進(jìn)人軟件掃描界面

（2） 新建工程。被掃描工件的完整掃描是由多次單幀掃描所組成，這些單幀掃描均由一個(gè)系統(tǒng)來(lái)管理，即系統(tǒng)掃描的工程。

（3） 單幀掃描通過(guò)云臺(tái)調(diào)整硬件系統(tǒng)的高度及俯仰角，使此“十"字與相機(jī)實(shí)時(shí)顯示區(qū)的 “十"字叉盡量重合，并保證十字盡量在被掃描工件上；然后通過(guò)軟件對(duì)相機(jī)亮度與對(duì)比度進(jìn)行精調(diào)整，之后即可進(jìn)行單幀掃描

（4） 檢查工程信息。每次單幀掃描完成后，都應(yīng)該檢查“工程信息顯示樹狀區(qū)"的工程信息

（5） 完成全部掃描后，使用工具欄中的相關(guān)工具對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，之后保存點(diǎn)云數(shù)據(jù)即可。

4點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲面擬合

本文應(yīng)用逆向處理軟件Geomaglc studio對(duì)三維曲面網(wǎng)狀沖壓件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立其三維模型。Geomagic studio軟件在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的去除體外點(diǎn)、簡(jiǎn)化、補(bǔ)孔等方面功能強(qiáng)大，能夠方便快捷地完成由點(diǎn)云數(shù)據(jù)到三維曲面模型的逆向建模過(guò)程[ 8 ]

4· 1去除體外點(diǎn)

激光三坐標(biāo)掃描儀在對(duì)三維曲面網(wǎng)狀沖壓件模型掃描時(shí)難免受到環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)存在一些不在模型曲面上的體外在進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理時(shí)可以將他們刪除。

在 Geomagic studio軟件中使用“套索工具"手動(dòng)選擇需要?jiǎng)h除的點(diǎn)，單擊“刪除所選擇的"即將想去除的點(diǎn)刪除，最終得到三維曲面網(wǎng)狀沖壓件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)

4· 2點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)齊

由于被掃描工件的完整掃描是由多次單幀掃描所組成，激光三坐標(biāo)掃描儀在對(duì)三維曲面網(wǎng)狀沖壓件模型掃描時(shí)要分多次從多個(gè)視角進(jìn)行掃描，才能得到較為完整的沖壓件模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，但是多次測(cè)量獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的局部坐標(biāo)系是不一致的，這時(shí)就需要把各個(gè)獨(dú)立點(diǎn)云數(shù)據(jù)的局部坐標(biāo)系統(tǒng)一到相同的全局坐標(biāo)系下，實(shí)現(xiàn)不同視角下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)齊得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖2所示

4· 3模型生成

在完成模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理之后，即可在 Geomagic studio軟件中使用“構(gòu)造曲面片"命令

完成從點(diǎn)云數(shù)據(jù)到三維曲面模型的處理過(guò)程。經(jīng)過(guò)處理的得到的三維模型如圖3所示。

相比于以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)為代表的傳統(tǒng)測(cè)量網(wǎng)狀沖壓件三維坐標(biāo)的方法的接觸式坐標(biāo)測(cè)量存在的測(cè)量速度慢、測(cè)量精度不高的不足，運(yùn)用激光三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行非接觸式測(cè)量，測(cè)量的速度更快，測(cè)量的精度更高。

且Geomagic對(duì)點(diǎn)云完成數(shù)據(jù)，擬合得到的數(shù)字化三維模型更貼合實(shí)際的模型。

5結(jié)語(yǔ)

對(duì)于網(wǎng)狀曲面沖壓件很難建立數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題，本文探索運(yùn)用逆向掃描的方式來(lái)重構(gòu)網(wǎng)狀曲面件的三維數(shù)學(xué)模型，結(jié)果表明該方法是切實(shí)可行的，為后續(xù)網(wǎng)狀曲面件的逆向建模提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。

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