基于FARO掃描儀的某軸類零件的實(shí)物模型數(shù)據(jù)獲取分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u854基于FARO掃描儀的某軸類零件的實(shí)物模型數(shù)據(jù)獲取分析案例 1145151.1數(shù)據(jù)采集設(shè)備介紹 144751.2測量方法原理 21.1數(shù)據(jù)采集設(shè)備介紹在本次設(shè)計(jì)中我們使用到的是FARO掃描儀，對某軸類零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在采集的過程中，未了避免零件在掃描時(shí)反光，以及避免零件的黑色部分吸光，我們需要對零件表面噴涂顯影液。如圖1.1所示，F(xiàn)ARO掃描儀是用于將掃描對象實(shí)體模型轉(zhuǎn)化為數(shù)字化點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型的設(shè)備，F(xiàn)ARO掃描儀屬于三坐標(biāo)測量機(jī)，擁有高精度、耐久性、高科技和低成本效益等諸多優(yōu)點(diǎn)，與同型號(hào)采用點(diǎn)接觸的FARO鈦金測量臂相比，選擇使用激光掃描的FARO三坐標(biāo)測量臂精度更高、成本更低，是集經(jīng)濟(jì)型、一體化于一體的便攜工具。它的缺點(diǎn)則在于定位困難，由于本體為三坐標(biāo)測量機(jī)，因此要想得到準(zhǔn)確無誤的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，必須在每次移動(dòng)位置后重新進(jìn)行定位，否則由于自身基準(zhǔn)的位置移動(dòng)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精確程度無法得到保證。圖1.1FARO測量臂1.2測量方法原理對于最常見的三坐標(biāo)測量機(jī)而言，逆向工程常用的測量技術(shù)為接觸式測量。其傳感器的主要形式為各種不同直徑和形狀的探針即接觸測頭，如圖1.2所示。圖片來源于網(wǎng)絡(luò)它的工作原理是使用探針物理性的沿物體表面接觸運(yùn)動(dòng)，被測物體表面的反作用力使探針發(fā)生形變，這種形變觸發(fā)測量傳感器再將測出的信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，最后經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理得到最終所測點(diǎn)位的二維坐標(biāo)。圖1.2接觸式探頭接觸式測量方法的優(yōu)點(diǎn)是可以對被測物體邊界精確測量，同時(shí)不受被測物體表面的顏色和光照限制[1]，測量精度較高。但這種測量方式的缺點(diǎn)也同樣明顯：首先測量探頭需要與被測物體表面產(chǎn)生接觸，對于軟質(zhì)材料或超薄材料而言，存在接觸力導(dǎo)致測量精度不高；其次由于是接觸式逐點(diǎn)方式進(jìn)行測量，所以速度慢，效率低；最后由于接觸式測量是利用的探頭感應(yīng)，測得的數(shù)據(jù)是測頭的球心位置，故需要進(jìn)行測頭半徑補(bǔ)償。正是因?yàn)榇嬖谏鲜龇N種原因，接觸式測量方法滿足不了大眾的需求，許多企業(yè)開始尋找新的測量方法，非接觸式測量方法因運(yùn)而生。如FARO企業(yè)就在三坐標(biāo)測量臂的基礎(chǔ)上改進(jìn)了測量方法，推出了上述的一款新的產(chǎn)品：FARO掃描儀，該產(chǎn)品所運(yùn)用的就是非接觸式測量方法。非接觸式測量方法是在使用光學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)等領(lǐng)域的相關(guān)測量技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過激光技術(shù)、聲波傳感技術(shù)、電磁感應(yīng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，將測量收集得到的產(chǎn)品零件的表面三維數(shù)據(jù)在經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃惴ㄞD(zhuǎn)化為軟件三維空間里的點(diǎn)數(shù)據(jù)，這種方法相比于接觸式測量方法，測量效率要高很多，但得到的數(shù)據(jù)要大得多，增加了預(yù)處理和曲面重構(gòu)的難度[1]。常見的光學(xué)測量方法的工作原理有激光三角法、結(jié)構(gòu)光測距法等。結(jié)構(gòu)光法是把一定形式的光源投影到被測物體表面，因?yàn)楸粶y物體表面高度的限制，光柵影線發(fā)生變形，利用兩個(gè)鏡頭獲得不同角度的圖像，再通過解調(diào)變形光柵影線，就可以得到被測物體表面的整體三維坐標(biāo)[1]。非接觸式測量探頭與物體模型不發(fā)生接觸，如圖1.3所示。所以無須進(jìn)行測頭半徑補(bǔ)償，也可直接測量橡膠紙制品、工藝品等材質(zhì)較軟的物體。它測量速度快，面積大，數(shù)據(jù)也相對較完整。但非接觸測量方法對物體表面的