快速成型及非接触式数据采集技术应用.pdf

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1、加工技术与机DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．09．024快速成型及非接触式数据采集技术应用池金环(天津机电职业技术学院机械系，天津300131)摘要：快速成型是由计算机对产品零件进行三维模型设计，综合了计算机辅助设计、计算机辅助制造、激光技术、新材料技术等，省去传统加工所需要的刀具、夹具等，缩短了生产周期。通过逆向工程中的非接触式测量方法为例，介绍了产品测量应用及测量后处理，实践证明该方法是可行的。关键词：快速成型技术；逆向工程；点云处理；非接触式测量中图分类号：TP391．7文献标识码：A文章编号：1009—9492(

2、2014)09—0091—02ApplicationofRapidPrototypingandNon-ContactDataAcquisitionTechnologyCHIJin—huan(TianjinVocationalCollegeofMechanicalandElectronics&MechanicalTechnology，Tianjin300131，China)Abstract：Thethree—dimensionalcomputermodel0fproductisdesignedbyrapidprototyping，integratedCAD。

3、CAM，lasertechnology，newmaterialtechnology，eliminatingtheneedfortraditionalprocessingtools，fixtureandshortentheproductioncycle．Throughthenon—contactmeasurementme~odofreverseengineering，theapplicationofmeasurementofproductandaftertreatment，thepracticeprovesthatthemethodisfeasible．Ke

4、ywords：rapidprototypingtechnology；reverseengineering；pointcloudprocessing；non—contactmeasurement0引言用的接触式测量设备，精度较高，主要应用于零逆向工程，也称反向工程，其思想最初来自件的几何尺寸检测嘲。非接触式测量效率高，在逆从油泥模型到产品实物的设计过程。作为产品设向工程研究应用广泛，获得点云数据后再对其进计制造的一种手段，在20世纪90年代初，逆向工行处理。根据测量原理不同，有以下几种方法：程技术开始引起各国的高度重视n。针对现有的模光学测量、超声波测量及电

5、磁测量等，这里主要型或样品，利用数字化测量仪器，准确快速的测介绍光学非接触测量。得轮廓坐标，并进行曲面重构，在此基础上进行2非接触式测量应用再设计，实现产品创新。然后通过计算机辅助制2。1测量准备造，产生刀具加工代码，或者通过快速成型机将在对产品进行三维数据采集之前比较重要的产品打印出来。其中获得轮廓数据点云是通过特一项准备工作就是标志点的粘贴。标志点的粘贴定的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的需要注意几点：几何坐标数据。根据测量探头或传感器是否和实①保证扫描策略的顺利实施，并使标志点在物接触，可分为接触式和非接触式两类。下面通长度、宽度、高度方向均布

6、分布合理；过实例说明这种方法。②标志点应使左右相机在尽可能多的角度可1数据采集方法以同时看到，并且标志点要尽量贴在产品的平面接触式测量效率低，三坐标测量机是广泛采区域或曲率较小的曲面；收稿IEI期：2014—03—11匿叠圈口技术与机床③距离产品边界不能过近；重复进行下次扫描直至系统拼接全部扫描完④尽量使标志点不出现在一条线上。成完整产品，完成全部扫描后整理点云然后保存产品标志点粘贴实例见图I。点云数据，见图3。3快速成型后处理在获取了处理好的测量数据后，根据数据各面片的特征分别进行曲面拟合，然后面片间求交、拼接和匹配，使之成为连续光顺的曲面，从而获得样件

7、模型的过程。下一步是进行三维模型重构创新以得到性能优良的新产品．．维模型重构是逆向_T程设计的关键步骤，而模型重构的关键是将逆向]二程软件与产品设计相结合的步骤I。通过扫描仪得到的测量数据在模型重构之前必须进行格式转换、平滑、对齐、合并等一系列数据处理。得到的复杂点云数据还要进行数据精简过2．2三维测量滤等方法获i维测量是逆向T程的第一个重要阶段，也取样件模型是后续T作的基础。目前样品三维数据的获得主所具有的设要通过三维测量技术来实现，包括三坐标测量计和加工特机、激光三维扫描、结构光测量等装置来获取样征。件的三维表面坐标值。本例选择光学双目三维扫4结束语捕

8、仪进行数据采集。过程如下。非接触首先启动扫描系统，启动计算机及硬件