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轉(zhuǎn)發(fā)自：鍛壓技術(shù)

作者：阮詩頌1，王淵明2，裴永生1

燕山大學車輛與能源學院，河北秦皇島066004；

2·秦皇島煙草機械有限責任公司，河北秦皇島0660）

2· 2光柵投射器標定

光柵投射器標定共分6個步驟完成。

（1） 標定板正對光柵投射器水平放置，放置方向為距離最近的并使面上有較近距離的2個白點的面向上放置，將標定板距設(shè)備600 mm，點擊“標定操作"，完成第1步標定。

（2） 將標定板距設(shè)備640 mm，點擊“標定操作"，完成第2步標定。

（3） 將標定板距設(shè)備560 mm,點擊“標定操作"，完成第3步標定。

（4） 標定板的放置方向水平轉(zhuǎn)過90。，距離最近的2個相鄰大點一側(cè)向右放置，將標定板距設(shè)備 600 mm,滿足條件后點擊“標定操作"，完成第4 步標定。

（5） 標定板的放置方向順時針轉(zhuǎn)過90。，距離最近的2個相鄰大點一側(cè)向下放置，將標定板距設(shè)備600 mm,滿足要求后點擊“標定操作"，完成第 5步標定

（6） 標定板的放置方向順時針轉(zhuǎn)過90。，距離最近的兩個相鄰大點一側(cè)向左放置，將標定板距設(shè)備600 mm,滿足條件后點擊“標定操作"，完成第

6步標定。

2· 3相機標定步驟相機標定共分4步完成。

（1） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順時針旋轉(zhuǎn)90。，距離最近的2個相鄰大點一側(cè)向上放置，將標定板距設(shè)備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第7步標定。

（2） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順時針旋轉(zhuǎn)90。，距離最近的2個相鄰大點一側(cè)向右放置，將標定板距設(shè)備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第8步標定。

（3） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順時針旋轉(zhuǎn)90。

距離最近的2個相鄰大點一側(cè)向下放置，將標定板距設(shè)備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第9步標定。

（4） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順

184 鍛壓 技術(shù) 第43卷

時針旋轉(zhuǎn)90。，距離最近的2個相鄰大點一側(cè)向左放置，將標定板距設(shè)備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第10步標定。

完成光柵投射器和相機的標定后，軟件系統(tǒng)會自動對采集到的圖像進行處理與計算，并在標定信，顯示區(qū)給定標定結(jié)果，自此，即完成了全部的標定工作

3激光掃描過程

3· 1掃描前準備工作

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

掃描之前，在被測網(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記點。

在掃描過程中要注意：掃描過程避免操作系統(tǒng)振動，同時被掃描工件也必須是靜止狀態(tài)；深色

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

3· 2掃描系統(tǒng)掃描步驟

（1） 先啟動專用計算機上的掃描系統(tǒng)，使掃描系統(tǒng)預熱5凵0 min,確保掃描狀態(tài)與標定狀態(tài)盡可能接近，之后啟動軟件系統(tǒng)，點擊“掃描標定切換"，則進人軟件掃描界面

（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系統(tǒng)來管理，即系統(tǒng)掃描的工程。

（3） 單幀掃描通過云臺調(diào)整硬件系統(tǒng)的高度及俯仰角，使此“十"字與相機實時顯示區(qū)的 “十"字叉盡量重合，并保證十字盡量在被掃描工件上；然后通過軟件對相機亮度與對比度進行精調(diào)整，之后即可進行單幀掃描

（4） 檢查工程信息。每次單幀掃描完成后，都應該檢查“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)工具對點云數(shù)據(jù)進行處理，之后保存點云數(shù)據(jù)即可。

4點云數(shù)據(jù)的曲面擬合本文應用逆向處理軟件Geomaglc studio對三維

曲面網(wǎng)狀沖壓件的點云數(shù)據(jù)進行處理，建立其三維模型。

Geomagic studio軟件在點云數(shù)據(jù)的去除體外點、簡化、補孔等方面功能強大，能夠方便快捷地完成由點云數(shù)據(jù)到三維曲面模型的逆向建模過程[ 8 ]

4· 1去除體外點

激光三坐標掃描儀在對三維曲面網(wǎng)狀沖壓件模型掃描時難免受到環(huán)境因素的影響，導致得到的點云數(shù)據(jù)存在一些不在模型曲面上的體外

在進行點云數(shù)據(jù)處理時可以將他們刪除。在 Geomagic studio軟件中使用“套索工具"手動選擇需要刪除的點，單擊“刪除所選擇的"即將想去除的點刪除，最終得到三維曲面網(wǎng)狀沖壓件的點云數(shù)據(jù)

4· 2點云數(shù)據(jù)對齊

由于被掃描工件的完整掃描是由多次單幀掃描所組成，激光三坐標掃描儀在對三維曲面網(wǎng)狀沖壓件模型掃描時要分多次從多個視角進行掃描，才能得到較為完整的沖壓件模型的點云數(shù)據(jù)，但是多次測量獲得的點云數(shù)據(jù)的局部坐標系是不一致的

這時就需要把各個獨立點云數(shù)據(jù)的局部坐標系統(tǒng)一到相同的全局坐標系下，實現(xiàn)不同視角下的點云數(shù)據(jù)對齊9 得到的點云數(shù)據(jù)如圖2所示

圖2點云數(shù)據(jù)

Fig. 2 Point cloud data

4· 3模型生成

在完成模型點云數(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10]

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

相比于以三坐標測量機(CMM)為代表的傳統(tǒng)測量網(wǎng)狀沖壓件三維坐標的方法的接觸式坐標測量存在的測量速度慢、測量精度不高的不足，運用激光三坐標測量儀進行非接觸式測量

MO H J，Zhou J J，Lin Z S. Compare of surface model reconstruction methods and error analysis [ J ]．Modern M anufacturing對于網(wǎng)狀曲面沖壓件很難建立數(shù)學模型的問Engineering, 20巧，（6）：84一85．

張熙，劉曉東，劉玲·激光點云數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方法研究[ J ] .面件的三維數(shù)學模型，結(jié)果表明該方法是切實可公路交通科技，2011 12（Il ) .· I l 8一119．

Zhang X，Liu X D，Liu L. Research on coordinate transformation method of laser point cloud data [ J ] · Journal of Highway and Transportation Research and Development，20 I l 12 01）：1 18一119．

蔡敏，成思源，楊雪榮，等·基于Geomagic studio的特征建常影，明哲，張秀芳，等·復雜曲面的零件逆向建模及其仿模技術(shù)研究[ J] .液壓與機床，2014，42（20：1一145 ·Cai M Cheng S Y，Yang X R，et al. Study of feature modeling