三坐標與三維反求技術的結合應用
發表日期:2015年03月02日 點擊擊數: 1084 次
三維反求技術在電子、航天、汽車等領域應用十分廣泛,它主要是利用三坐標測量作掃描的。采集的方式主要是利用安裝在儀器上的探針(stylus)逐點采集對象表面上的數據。
探針沿對象表面運行時,對象表面上反作用力使探針位移。位移是通過探頭內的彈簧反映出來。連接彈簧的傳感器(transducer)便會測量位移的大少、方向等。之后便通過計算顯示各采集點的三維空間坐標。
由于三坐標測量儀本身的機械結構及設計,采集數據精度高,對被掃描對象的表面的顏色及反射特性沒有特別要求。采集數據時,探針是壓著被對象運行的,所以一些材質較軟的發泡膠等便不能準確掃描,因為被掃描對象會被探針壓著而變形。探針經常在堅韌的對象表面運行時,容易磨損,所以須要經常較正探針的直徑,維持一定的精度。由于它是逐點采集數據,所以掃描速度相對較慢,主要是用來測量不太復雜,具有少量特征曲面的對象。
非接觸掃描方法
結構光法的操作原理是把一定模式的光源,投射到被掃描對象的表面上,投射參考面光源,會被放在該位置的被掃描對象阻擋而發生變形,此時使用不同的鏡頭攝取不同角度的圖像,再分析變形的光源,就可計算出被測對象表面的整幅圖像的三維坐標。結構光法采用的光源以光柵影線較為普遍。目前分析光柵影線變形的方法主要有傳里葉及相移法。而相移法相對較為準確,這種方法的優點是測量的速度很快、掃描的面積大、設備相對輕便方面攜帶、測量場地沒有特別要求。在汽車行業,它普遍被用來掃描汽車的車身等大面積對象。
激光三角法
激光三角法是在被掃描物的表面用有規則幾何圖形的激光束,如點光源或線光源,進行掃描,被掃描面便會形成漫反射光點、光帶,接著安裝在光路的圖像傳感器接收這光點、光帶,然后利用三角原理計算出被采集點的空間坐標。激光三角法的技術成熟、被廣泛使用,掃描速度高、精度高。它的圖像傳感器體積細而輕,安裝方便。它甚至可以它裝在三坐標上,安裝拆卸容易,這是它另一個特點。它也可以掃描材質較柔軟的對象,如橡膠等。
三維反求技術的應用
三維反求技術的應用十分廣泛,一些高技術含量的航空、航天工業,汽車工業都采用了這技術于產品研發及制造。在制造工業上,采集的數據用于模具制造,產品設計、開發,例如消費性的電子產品等。
三坐標測量機的技術應用范圍廣,和三維反求技術的完美結合給航天汽車領域帶來了很大的收益。