三维扫描试验

1、二维激光扫描仪操作指导书工程练习中央工程综合练习部2005-7-14、夕 4刖 百近年来,随着制造技术的飞速开展,一种新的制造概念改变了以 前传统制造业的工艺过程.这种新的制造思路是：首先对现有的产品 模型进行实测,获得物体的三维轮廓数据信息,再进行数据重构,建 立其CA段据模型.设计人员可在CAD莫型上再进行改良和创新设计, 最后获得的数据可直接输入到快速成型系统或者形成加工代码输入 到数控加工中央,生成新的产品或其模具,最后通过实验验证,产品 定型后再投入批量生产.这一过程就被称为反求工程,它使产品的设 计开发的周期大为缩短,其整个过程可用下列图描述.反求工程系统可分为三局部：即数据的获取

2、与处理系统；数据文件自动生成系统；自动加工成型系统.其中物体三维轮廓数据的准确 获取是整个反求工程的关键所在.我们将要介绍的三维激光扫描仪就是用于物体三维轮廓数据的 获取,它具有精度高,速度快,对工件无磨损,无接触变形,易装夹, 易操作等优点,可广泛应用于汽车、电子通讯、玩具、制造行业.第一章 系统简介一.系统组成本系统由机台、限制箱及计算机三局部组成.其中计算机局部包含扫描软件ReScan运动限制卡和多媒体视频卡影像卡.机台结构图如下:1-Z轴2-Y轴横梁3-测头杆4-立柱5-测头6-转台7-平台8-底座二.平安警告1 .严禁擅自拆开限制或预防触电或损坏设备.2 .严禁擅自拆开延Q预防元件损

3、坏.3 .严禁带电不关机状态插拔运动限制卡、影像卡.4 .严禁带电插拔插头.5 .严禁将异物置于丝杠或导轨上.三.使用考前须知1 .先开限制箱电源,再启动扫描软件,点击归零按钮进行设备归零.2 .将工作台上的杂物清理干净,预防测头 发生碰撞.3 .请勿将过重的物体摆放于转台上,以致损坏转台.4 .禁止在转台上对工件喷涂反差剂.5 .扫描工件应在暗室中进行,没有暗室时应严格避光.6 .注意测头的运动方向,预防移动过程中测头撞上工件.7 .扫描工件时,请勿触开工件,否那么影响扫描结果.8 .扫描工件时,被扫描面不能过于倾斜,否那么测量不准.9 .扫描结束后,注意关闭激光.10 .关机时,请先关扫描

4、软件,再关限制箱.第二章 软件使用扫描软件ReScan主界面该软件由限制菜单和画面显示区域两局部组成.显示区域LiveImage可显示动态影像及静态影像,Curve Image用于显示标定过程中的垂直激光和水平激光,限制菜单由Table Control、Camera andLaser Control、System Parameters Calibration> Engineer 五个菜单 及扫描限制区组成,以下进行分别介绍.一.扫描限制区1. Scanning Mode :选择系统扫描方式,扫描方式分为平面式扫描 (Planar Scar)及旋转式扫描(Rotation Scan病种.S

5、caniiiiig Mod用 Planar Sewon2. Scanning region：确定扫描边界再用于定扫描的左右边界用于定扫描的下边界Y Scan Region中的Y Step为扫描的步距,一般为 0.5毫米,最 小可定为0.1毫米.Z Scan Region中的Band No.确定一次扫描中Z轴运动的次数,ZStep确定Z轴一次运动的距离,默认值为 50毫米,最大值为50 毫米.T Scan Region中的T Start Pt为旋转扫描时转盘的起点角度,T EndPt.为终点角度,T Step为每次旋转的角度.3. Scanning Control:扫描限制翘您01 Start

6、Measuring：开始扫描Stop Measuring：停止扫描Open/Close Camera JT开/关闭镜头Enter Internal System：进入内部菜单单击Enter Internal System按钮后,出现以下对话框:nbout this system This syEten. is* devrLoped by SprierCop»Lt ±单击 第按钮,出现另一对话框要求输入密码,Password输入密码后,菜单栏将多出 Calibration> Engineer两个菜单.扫描时,首先确定扫描边界,然后单击 Start Measuring按钮

7、,进入Measuring Control界面,界面如下:Number of scanning planes：确定平面扫描时的扫描次数,一般 选择单次扫描,即扫描一面以后,让转盘旋转一定的角度,再定下边 界进行扫描.中选择屡次,如输入4次,在Index中会出现四栏,你 必须在Degree中输入转台每次旋转的角度,如 0、90、180、270, 软件便会以相同的左右边界完成 4次不同角度的扫描动作.File name :扫描文件的名字,可根据需要进行改动Sampling value：理论上采样的最小点距.Sampling space ：采样间隔,默认值为1,即采集所有的像素点.Save as AS

8、C format :选择文件保存格式为 ASC格式,此处必须选择 one way scan :选择用左镜头或右镜头进行扫描.Index:扫描次数.Degree：扫描时转台的角度.当转台旋转一定的角度进行扫描时,必须单击此按钮确认开始扫描.取消扫描动作.Table Control 菜单该菜单用于限制工作台的运动,工作台由四轴X轴、Y轴、Z 轴、T轴组成«限制工作台向负方向运动回限制工作台向正方向运动H限制测头运动到已确定的左边界H限制测头运动到已确定的右边界理限制测头运动到已确定的下边界限制测头运动到已确定的转台中央的Y坐标处口将转台的当前角度置为0度Tab- Table initia

9、lize ：工作台归零Table stop工作台停止运动Arming at points: 翻开/关闭标靶-Grap. point is over：保存二维投影采集点的数据Manual sampling：采集二维投影点的数据Camera and Laser Control 菜单2一 Laser power on：翻开垂直激光丁 Laser power off：关闭垂直激光T,I Show calibration grid:显示/关闭网格雹一口Show curve : 显木光刀线Left Camera：选择显示左镜头的图像Right Camera：选择显示右镜头的图像Center Camera选

10、择显示投影镜头的图像Brightness： CCD 的亮度Contrast: CCD的比照度Laser：激光功率四. System Parameters 菜单该菜单中保存了扫描软件的安装路径及扫描文件的存盘路径LCF.txt:保存各种参数文件CaliFile.txt :网格文件Object.asc :扫描输出文件Object.raw：扫描原始文件五.Calibration 菜单Settings of X-Axis Num of Grid :设置 X 轴的网格数,一般为 10格.Settings of Z-Axis Num of Grid :设置Z轴的网格数,规定值为5格.Step：网格的间距,

11、规定值为10毫米.Delay:延时时间L/R camera：选择基准镜头Rotation Axis X:转盘中央的 X轴坐标Rotation Axis Y:转盘中央的 Y轴坐标Laser Power水平激光的功率Calibration using 2ways setting Camera 选择标定网格的方式. 选择该 选项时,左右镜头的网格分别进行标定；不选,那么左右镜头同时标定, 一般采用此种方式.Calibration laser power on :翻开水平激光I C Calibration laser power off：关闭水平激光Proceed开始标定网格Stop calibrat

12、ion：停止标定网格读出网格文件保存网格文件六.Engineer菜单Reset X axis：X轴归零1.一Reset Y axis：Y轴归零Reset Z axis： Z 轴归零Move stop：停止单轴归零Start the demonstration开始演示Stop the demonstration 停止演示Write LCF file :保存 LCF 文件Ini. Speed：工作台的运动加速度Fin. Speed:工作台的运动速度Motor Par.：电机每转对应的脉冲数Div. Ratio:驱动器的细分数Gear Ratio：传动比Distance：螺距X、Y、Z Range：

13、 X、Y、Z方向的行程范围Left、Right gray:左、右镜头的灰度阈值 以上参数在使用时不要擅自改动.第三章操作实例首先翻开限制箱电源,然后启动扫描软件 ReScan单击工作台 归零按钮Table Initialize ,工作台归零后,才可进行下述操作.平面扫描步骤如下：1 .在转台上按适当角度摆放好工件.2 .将测头移动到工件处,翻开镜头、网格和激光.3 .调节激光至最正确状态所谓最正确状态是指：在 X轴上调整测头, 使工件的影像始终处于网格的中间区域,确定扫描的左右边界及下 边界.4 .将扫描文件命名后,开始扫描.5 .测头一次扫描的高度为 50毫米,假设工件高度超过 50毫米,Z

14、轴 须上升50毫米,然后重复步骤2至5,直至将工件的一面扫完.6 .移开测头,预防旋转转台时,工件碰到测头,将转台旋转90度,此时切勿将转台角度清零.7 .移动测头,使激光处于最正确位置,确定左右边界及下边界,单击回 按钮,进入扫描限制界面.此时,在 Degree栏中会显示90度. 单击. 按钮,确认旋转角度,然后开始扫描.扫描出的点云就 会以90度转角与上次扫描的点云拼接在一起.8 .重复步骤5、6.9 .依次类推,将工件的四面扫描完毕.注：如果工件为回转体,也 可以将旋转角度调整为120度,这样需扫描三次二.旋转扫描旋转扫描适用于圆柱类,左右对称的物体.旋转扫描时,测头 不移动,而是转盘进行旋转.旋转扫描的另一个作用是可以修正转盘 中央的X坐标.以扫描圆棒为例,圆棒半径为 R.1 .启动软件,归零.2 .测定转盘中央坐标.3 .将均匀喷涂反差剂的圆棒固定于转盘中央4 .移动测头至圆棒处,让激光正好照在圆棒的中间,并调节激光至最正确状态5 .在 Scanning Mode 中选择 Rotation Scan6 .单击将转盘的角度清零.7 .在 T Scan Region中的T Start Pt