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三維掃描技術(shù)的應(yīng)用范圍與發(fā)展

三維掃描技術(shù)的應(yīng)用范圍與發(fā)展

三維掃描技術(shù)

    面向21世紀國際化市場競爭的日益激烈和高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,使制造技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上正在發(fā)生質(zhì)的飛躍,并已成為當代高新技術(shù)應(yīng)用的主要戰(zhàn)場之一.隨著計算機、微電子、信息和自動化技術(shù)的迅速發(fā)展,并在制造業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用,而先后出現(xiàn)了數(shù)控、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計/制造、計算機集成制造系統(tǒng)、制造資源規(guī)劃、精益生產(chǎn)、敏捷制造、可重組技術(shù)、三維掃描技術(shù)、快速原型制造等多項先進制造技術(shù)與制造模式.制造業(yè)正經(jīng)歷一場新的技術(shù)革命。目前制造技術(shù)已發(fā)展成為一個蘊涵整個生產(chǎn)過程,跨學(xué)科高度復(fù)雜的集成技術(shù),三維掃描技術(shù)正是其中重要的一項.與此同時,支撐制造技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用的制造工程與科學(xué),也逐步形成一門新的學(xué)科.

    三維掃描是集光、機、電和計算機技術(shù)于一體的高新技術(shù),主要用于對物體空間外形和結(jié)構(gòu)進行掃描,以獲得物體表面的空間坐標.它的重要意義在于能夠?qū)嵨锏牧Ⅲw信息轉(zhuǎn)換為計算機能直接處理的數(shù)字信號,為實物數(shù)字化提供了相當方便快捷的手段.

    高速三維掃描及數(shù)字化系統(tǒng)在反求工程中發(fā)揮著巨大作用,高速三維掃描儀已在我國多家模具廠點得到應(yīng)用,取得良好效果.該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能,大大縮短了模具的研制制造周期.由于三維掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用,相信以后將發(fā)揮更大的作用.

    三維掃描技術(shù)能實現(xiàn)非接觸測量,且具有速度快、精度高的優(yōu)點.而且其測量結(jié)果能直接與多種軟件接口,這使它在CAD、CAM、CIMS等技術(shù)應(yīng)用日益普及的今天很受歡迎.在發(fā)達國家的制造業(yè)中,三維掃描儀作為一種快速的立體測量設(shè)備,因其測量速度快、精度高,非接觸,使用方便等優(yōu)點而得到越來越多的應(yīng)用.用三維掃描儀對手板,樣品、模型進行掃描,可以得到其立體尺寸數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)能直接與CAD/CAM軟件接口,在CAD系統(tǒng)中可以對數(shù)據(jù)進行調(diào)整、修補、再送到加工中心或快速成型設(shè)備上制造,可以極大的縮短產(chǎn)品制造周期.

    三維掃描設(shè)備是以三次元測量系統(tǒng)為主.基本上以接觸式(探針式)和非接觸式(激光、照相、X光等式)兩大類.在早期是以探針式為主,雖然價格較便宜,但速度較慢,而且以探針與物體接處會有盲點并且使軟件物體容易變形,影響掃描精度,但以一般除以上缺點,它可以具有很高測量精度,適合做相對尺寸的測量與質(zhì)量管理;光學(xué)掃描速度快、精確度適當,并且可以掃描立體的物品獲得大量點云數(shù)據(jù),以利曲面重建,掃描完后在計算機讀出數(shù)據(jù),通常這部份稱為反求工程前處理

    得到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)后,以反求工程軟件進行點數(shù)據(jù)處理,經(jīng)過分門別類、族群區(qū)隔、點線面與實體誤差的比對后,再重新建構(gòu)曲面模型、產(chǎn)生CAD數(shù)據(jù),進而可以制作RP
Part,以確認機構(gòu)與幾何外型,或NC加工與模具制造,這些是屬于后處理部份.

    三維掃描技術(shù)從產(chǎn)生以來,到目前已經(jīng)發(fā)展了很多掃描原理,從三維數(shù)據(jù)的采集方法上來看,非接觸式的方法由于同時擁有速度和精度的特點,因而在反求工程中應(yīng)用最為廣泛,激光三角形法又根據(jù)光源的不同可以分為點光源和線光源兩種不同的方式,不同的方式的到的數(shù)據(jù)的組織方法是不一樣的.基于接觸式的連續(xù)掃描測量的方法由于具有比較高的精度,也得到了部分應(yīng)用,但是從速度和價格上的指標就比非接觸式差一些.

    目前,有些專門研發(fā)三維掃描技術(shù)的公司將上述技術(shù)中的兩種或幾種結(jié)合在一起,形成了獨特的復(fù)合式三維掃描儀,這種復(fù)合式三維掃描儀有的同時具備測量三維數(shù)據(jù)的功能又具有測量工件的二維輪廓的功能,巧妙的將不同掃描技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合到了一起,較好的避免了單一測量掃描方式所帶來的缺點,其應(yīng)用潛力巨大,也是以后三維掃描技術(shù)的發(fā)展方向

結(jié)束語
     本文闡述了三維掃描技術(shù)的應(yīng)用范圍，具體分析了三維掃描技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，著重闡述了后處理過程，并介紹了曲面造型過程中的幾個關(guān)鍵技術(shù)。隨著研究開發(fā)的進一步發(fā)展，各種新的技術(shù)將不斷出現(xiàn)，并被應(yīng)用到商用系統(tǒng)中，現(xiàn)有的三維掃描技術(shù)將不斷被完善以滿足制造業(yè)生產(chǎn)的需要

Tag:三維掃描儀,便攜式三坐標，三維檢測，白光掃描儀，激光跟蹤儀，激光掃描儀，逆向工程
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