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条纹投影的光学测量方法有什么优势

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发表于 2018-7-22 11:07:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
随着使用的相机分辨率与测量镜头的不同,测得数据在被测件表面(虚拟)构造的三角网格大小也不相同。三角网格越精细,被测件表面的复杂细节,如半径,折边等,呈现得越清晰。根据扫描设备的型号不同,横向点间距(分辨率)一般在20um 到250um 之间不等。
白光光栅投影技术的工作原理

投影镜头向被测件表面投射光栅,因被测件表面形态导致光栅变形并反射,然后由接收相机(单相机或多相机)接收到反射回来的被测件表面三维数据。

通过反射光束与相机角度进行三角计算与解码,从而获得每个测得三维光点的坐标系数据。

随着使用的相机分辨率与测量镜头的不同,测得数据在被测件表面(虚拟)构造的三角网格大小也不相同。三角网格越精细,被测件表面的复杂细节,如半径,折边等,呈现得越清晰。根据扫描设备的型号不同,横向点间距(分辨率)一般在20um 到250um 之间不等。请注意,此处分辨率并非指设备精度。

光学测量系统为用户带来了什么改变?

光学三维量测技术与传统接触式量测技术的区别:

首先,光学三维量测技术可以对被测件进行整体扫描,两幅扫描结果通过公共部位进行拼接,从而得到被测件的全貌-类似于全景相片。单幅扫描结果也可通过标记点拼接的方式与另一副扫描结果进行拼接。是否需要拼接由被测件尺寸/表面状况,选用的设备型号/配置来决定。有些型号的设备只能通过黏贴标记点来确保正确拼接,而另一些则无此要求。

当所有数据被采集后,用获得的点云数据构建出简单的三角网格(STL)格式数据,以避免与CAD数模混淆。该STL 数据(实际数据)即可用于与CAD数模(理论数据)进行比对。

接下来,需要对扫描获取数据进行评估。此时,根据图纸或用户指定规格参数将STL数据与CAD 数模进行对齐。需要评估的特征(如孔,表面区域,边角,椎体等)通过形状与位置进行三维比对评估,并生成PDF格式的报告。

光学三维数字化量测技术的突出优势:

1. 快速进行完整的数据测量与评估
只需轻轻点击几下鼠标,即可获得被测件整体的图像,即便无经验的测量员亦可快速进行测量设定与评估。

2. 单次测量获取的三维数据更全面,更完整
三维光学扫描设备工作时,相机可获取被测件上所有光线可达区域,包括潜在量测区域的三维数据。(与之相比,传统的接触式测量设备仅可获得指定区域的有限数据)

3. 数据后处理与评估更加简便
若完成测量后,用户对该测量数据结果有异议,无论您手头是否还有该被测件,您只需将之前测量存储的数据点击打开,即可在任何需要时候,进行测量结果再评估,而无需重新测量。

4. 多种自动化测量方案可选
为实现自动化测量目标,我们提供多种方案,供您自由选择:
(1) 简单自动化测量方案
使用自动转台可对满足测量场尺寸大小的被测件进行自动旋转与测量控制。(如被测件尺寸 200 mm x 200 mm x 200 mm)
操作者可通过扫描软件自由设定转台自动旋转角度。
(2) 全自动测量方案
通过工业机器人或者机械臂控制扫描头,实现全自动扫描测量。
通过对被测件进行扫描方案编程,机器人可根据程序自动进行各位置扫描测量,在线/离线程序均可适用。

5. 无需昂贵夹具,不受场地限制
我们的扫描量测系统高度便携,不受测量场地限制。一套设备可在不同车间,不同工作地点 ,
不同部门间移动使用,只要被测件本身稳定且特征明显,无需夹具即可测量。

三维光学扫描系统测量速度到底有多快?

凭借系统适配电脑的强大功能,三维光学扫描系统数据采集速度极其快捷。数据采集时间主要取决于被测件的表面特征以及扫描评估要求。换而言之,取决于该次扫描任务需要进行的单幅扫描次数。根据被测件表面特征情况,三维光学扫描系统单幅扫描速度一般在2-5秒。

一旦扫描/评估方案已经确定,从数据采集(扫描),后处理,数据评估,到报告生成也就短短几分钟的时间。

与传统的CMM 三坐标相比,ZEISS Optotechnik 高精准三维光学扫描量测系统,为您提供值得信赖的数据质量与精度。三维光学数字化量测系统采用值得信任的德国VDI测量标准规范(VDI 2634 Sheet 3),根据球心距公差与其他要素进行精度评判。
ZEISS Optotechnik高端三维光学扫描系统精度可达个位数μ级标准。

三维光学扫描系统的应用领域有哪些?

三维光学数字化扫描量测系统,应用领域广泛多样。比较常规的有:进行实际-理论数据比对(与CAD 数模进行比对)从而达到质量控制目的。根据各位用户的公司实际情况,可用于设计,研发,质保,实验室等各个部门。
三维光学扫描系统工作效率高,投资回报率快!

如何避开三维光学扫描系统的局限性,获得最佳扫描结果

首先,光栅投影技术是一种可靠的光学条纹比对测量方法,但需要被测件表面条件的“配合”:被测表面需能够反射黑白光栅条纹,并使之被接受相机接受。不“配合”的物体表面如抛光金属等高反光表面或者玻璃等透明材质会导致数据反射获取的失败。深黑色材质或黑色光亮材质亦会增加数据采集难度。此时,需要根据物体表面实际情况进行参数修改;此外,在被测件表面喷涂白色显影剂也能有效解决上述问题。

目前市场上有多种显影剂可供选择,其喷涂厚度仅几个μm。扫描完成后,轻轻擦拭或吹拂即可去除物体表面喷涂的粉末。

液态显影剂因其喷涂24小时后即可自动分解,无残留物而得到广泛应用。

若测量误差允许(因喷粉后获得的数据为物体加上喷粉厚度的数据),喷涂显影剂后进行测量将可解决上述被测物表面“不配合”的问题。

使用三维光学扫描系统进行测量可能遇到的另一个问题是光线遮挡问题。因工件表面的几何特点,投影光栅无法到达某些特定区域(如深孔或凹陷等),则无法获取相应区域的三维数据。

以下扫描原则总是适用的: 凡是肉眼可以“看到”的区域,一般均可采集到相关数据。(光线可达原则)

用户需求:
该用户在生产猎枪方面有悠长历史,产品以高质量与高精准而著名。现在需要对具有复杂曲面特征的手工枪托进行三维数据采集与检测,故而寻求一款高精度光学量测系统进行三维数字化采集与逆向工程。(生成CAD数模)

应用解决方案:
采用德国ZEISS Optotechnik 适配三维光学扫描机型,配合ZEISS Optotechnik 自动转台对枪托进行自动定位扫描,只需简单几个步骤,即可获取精准数据。使用相应软进行数据后处理,并进行实际扫描数据与理论数据的高精度确比对。利用逆向工程软件,即可获取新款枪托的三维数据,生成CAD数模。
用户使用上述ZEISS Optotechnik扫描系统进行新产品设计与生产工作。

ZEISS Optotechnik 三维数字化量测设备的优势:
传统接触式三坐标测量系统已经无法满足用户日益增长的实际测量需求,尤其无法满足对具有复杂自由曲面的抢托模型的测量要求。ZEISS Optotechnik的三维光学量测系统则可以很好填补空白,满足对自由曲面的测量要求,满足用户快速,精准的测量要求。此外,三维光学量测系统还具有简便易学的优点。
三维光学系统具有三维扫描,逆向工程的功能,大大增强了工作的灵活性,提高工作效率,大大减少质量控制与产品设计的时间。
“ZEISS Optotechnik 光学量测系统,更快,更灵活,更高效” 来自用户的质量总监说:“无论进行逆向工程还是三维检测,该光学量测系统为我们提供更快,更便捷的扫描过程与更好的测量结果”。




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