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安徽机电职业技术学院

3.6.6 边界优化

放大风扇的边界,可以看到并不光滑,因此需要对其边界进行优化。菜单栏:边界 →编辑,选择“部分边界“选择边界线上的 2 点,再单击这条线,控制点应在 7-8,张 力应为 0-1 之间。可以调节数字使其边界顺滑些。

3.6.7 简化数据及保存

数据保存: 因为点云处理完后要被UG编辑和处理,这种格式也可直接被快速成型机识别。

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所以要保存为 stl 格式, 安徽机电职业技术学院

结论

采用三维光学测量系统对风扇叶片进行反求,建立风扇叶片的三维模型,并转化为 二维生产图,可以解决风扇叶片难以精确测量的问题。

对测量技巧 ,如何拼接,针对叶片类的零件如何扫描方法,三维数模的用处进行 了总结,具体如下:

1、物件的测量技巧

喷漆:使用的是碳酸显像剂,要注意喷均匀(喷头距物品一般 50mm 处) ,风扇上喷 的是宏达 HG-3 型显像剂。喷漆的原因是使不反光、深色的物体被工业相机识别。

贴标识点:标识点一般贴在曲率变化不大的地方,便于拼接和补洞;标记点不在同 一平面,可以人为地制造有高度差的扫描环境,这样有助于提高自动拼接的成功几率。 当标记点无法帖在小型零件表面时,可将标记点贴在测量背景中进行自动拼接扫描。

位置:从原理上,任意摆放物件我们的设备都能得到其三维数据。但是,从测量速 度,效率上我们对物件的摆放还是有讲究的。通常,物体的摆放规则为:使被测面正对 扫描设备,这样测量难度最低、测量速度最快,测量效果最好。

背景:由于我们产品采用的是视觉测量原理,所以只要是在两个摄像机视野范围内 的物体只要满足测量条件都会被测量出来。要避免这样的干扰有两种方法。方法一:在 软件里调整色光,当背景物对光条感应明显的时候可以采用暗光,这样可以使背景物对 光条的感应减弱,使其能够在软件里处理的时候被成功地滤掉。方法二:在测量物下面 垫上一层亚光垫子,如黑布类的材料可以极大地减小干扰。

测量死区:顾名思义就是无法测量的区域。任何测量设备都不是全能的,它们的工 作方式都会不同程度地受到原理或者是测量环境的干扰。有的干扰是微小的,是可以从 改变测量方法、测量角度、改变光照或者测量参数等操作被成功逾越。但是有的干扰是 无法逾越的,就像“测量死区”。所谓的测量死区是类似于如图4-1

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图 4-1 测量死区

当光发生器从红色箭头方向投射光条时,理论上只能测量到 B 面,但是受摄像 机的与结构光发生器位置关系的影响,我们实际测量到的可能只是 B 面的一部分。如果 我们从蓝色或者是绿色箭头以某个角度 a 投射时,理论上我们可以测到 AB 面或者是 BC 面, 但是受 A 面或者是 C 面的遮挡影响我们实际得到的只是 A 面或者是 C 面的一部分。 不管是通过拼接还是其他的方式,受物体形状关系的影响无法得到其完整点云。我们把 这种区域或者类似的区域称为“测量死区” 。

当被测件存在测量死区时,只能通过软件修补的方式获取较完成的点云以及 STL 模 型。

测量时可以把物件分为: 小型件 (测量面积 400mm2 以内) 、 中型件 (测量面积 400~ 800mm2 之间) 、大型件(测量面积 800mm2 以上)三种。

小型件的扫描方法:该类零件体积较小,造型较为复杂,如按常规扫描方法很难将 测量点云拼合在一起,因此标记点贴的方式尤为重要。在这次扫描中应用量块制造不同 高度的扫描背景,将用于自动拼接的标记点贴在量块上,并放在被测工件周围不同的角度。

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图 4-2 背景标定

中大型则分块扫描。以车门为例介绍大型件的扫描方法,首先对大型件外形轮廓进 行分析,规划扫描方式,然后再依次扫描完每个区域,进行组合。以车门为例介绍大型 件的扫描方法,首先对车门外形轮廓进行分析,规划扫描方式。依次扫描完每个区域。将扫描的点云全部导入 Geomagic, 1~5 的顺序分别进行拼接, 按 得到 1~5 区域的点云 后,再将 2~4 区域的点云分别同 1 区域点云进行拼接,最后全部注册,进行精细拼合。

2、拼接的方法

拼接的方法有 2 种:自动拼接、手动拼接。我上面的风扇叶片使用的是手动拼接, 手动拼接适用于复杂的点云,不易自动拼接的点云,但效率低,自动拼接则相反,虽然 前期扫描过程花费的时间稍长,但后期处理的时间较短,测量获得的点云质量最好。无 论手动还是自动贴标识点是关键,在 3 个风扇叶片上的标识点位置不同、数目不同。因 为在拼接中要找点(每片点云的相同点) ,所以贴标识点有一定技巧,不能让标识点难以区分。

图 4-4贴上标志点的风扇

手动拼接也就是风扇叶片的 “手动注册”, 手动拼接的过程: 扫描→导出.asc 文件, 在 geomagic 中对点云进行手工找标志点,拼接多片点云(asc 文件) 。

自动拼接则可以在扫描过程中完成,它的过程:选择参考视图(选点)→点集→匹配→确定。就完成了对两个扫描点云的拼接,以此类推可以拼接多个点云,导出 asc 就可以直接在 geomagic 进行除噪了。

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