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車體部件的逆向設(shè)計(jì)離不開三維掃描技術(shù)

文章來源：本站發(fā)布時間：2020-03-18 09:23:00 點(diǎn)擊數(shù)：1553 【大 中 小】

開發(fā)和制造車體部件時，設(shè)計(jì)和制造者大多數(shù)情況面對的是實(shí)物樣件。而客戶要求對樣件進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，需要逆向設(shè)計(jì)，為用戶提供符合要求的產(chǎn)品。必須通過各種測量手段及三維掃描技術(shù)，對原有實(shí)物模型進(jìn)行幾何形狀的反求，建立實(shí)物的三維數(shù)字化模型，如果有理論模型，還可以與其進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模具的設(shè)計(jì)與制造。

三維掃描技術(shù)

采用非接觸式的藍(lán)光光柵的VTOP系列的掃描儀獲得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確更快速，在逆向設(shè)計(jì)與掃描檢測中同樣起到重要作用。使用三維掃描儀對零件整個部分多個角度的不同方式進(jìn)行掃描。經(jīng)過自主研發(fā)的軟件可以將掃描時的二維數(shù)據(jù)自動拼接成三維數(shù)據(jù)點(diǎn)云文件。

可根據(jù)不同大小的零件，選擇不同幅面的掃描系統(tǒng)，并且不同幅面的掃描可相互結(jié)合使用，能夠非常好的將大型模型的細(xì)小部位表現(xiàn)出來。根據(jù)要建構(gòu)的車體大小，選用300×300幅面的掃描系統(tǒng)進(jìn)行掃描。

為了方便零件的掃描和保證掃描的準(zhǔn)確性，需要對車體部件做必要的前期準(zhǔn)備，如貼參考點(diǎn)、物體表面噴涂現(xiàn)象劑和儀器與軟件校準(zhǔn)等。對車體部件進(jìn)行簡單的表面處理工作，使用顯影劑均勻噴涂表面，再在其上貼一定數(shù)量的非編碼點(diǎn)，非編碼點(diǎn)的意義在于使得部件上的非編碼點(diǎn)中心的坐標(biāo)是相對固定的。

對車體部件進(jìn)行攝影測量，得到全局坐標(biāo)點(diǎn)，用光學(xué)攝影測量系統(tǒng)將拍攝的照片導(dǎo)入到應(yīng)用軟件中，在軟件中確定已標(biāo)定好長度及編號的標(biāo)尺，既可將所有的非編碼點(diǎn)的相對坐標(biāo)確定下來。再導(dǎo)出非編碼點(diǎn)的坐標(biāo)文件，做為全局標(biāo)志點(diǎn)。

在全局標(biāo)志點(diǎn)的控制下，對車體部件進(jìn)行面掃描，所看見的綠框既為面掃描系統(tǒng)現(xiàn)在正在掃描的區(qū)域，這樣對大型工件可以很方便觀察它的即時掃描位置，不僅方便觀察，也減少了過多的重疊面，這是采用非接觸式結(jié)構(gòu)光掃描的優(yōu)勢，且提高其掃描工件的精度。經(jīng)過幾次掃描，即可將整個模型的點(diǎn)云全部準(zhǔn)確掃描下來。

車體部件曲面在有理論數(shù)模的情況下，需要和理論數(shù)模進(jìn)行比對，可以進(jìn)行色譜、剖切分析等，比較分析實(shí)際與理論偏差。應(yīng)用軟件對點(diǎn)云進(jìn)行后處理，完成零件的三維造型，比較分析重構(gòu)的三維造型和掃描的點(diǎn)云之間的偏差，檢測通過使用云圖將差異顯示出來，分析曲面與點(diǎn)云之間的差異值，從而檢測掃描測量的準(zhǔn)確性，是質(zhì)量監(jiān)控的有效方法。

逆向設(shè)計(jì)與掃描檢測技術(shù)的應(yīng)用非常寬廣，它是正向設(shè)計(jì)的對稱應(yīng)用，它可以將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、使用等過程中的變化內(nèi)容重構(gòu)回來，然后進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)特性分析、檢測、模擬、仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、柔性制造、虛擬制造、虛擬裝配等。它可以有效地被應(yīng)用在工藝監(jiān)控、變形分析、焊接質(zhì)量、產(chǎn)品與設(shè)計(jì)方案的比對等方面，這為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域開辟了一個新的前景。

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