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來(lái)源：FORGING & STAMPING TECHNOLOGY

作者：阮詩(shī)頌1，王淵明2，裴永生1

燕山大學(xué)車(chē)輛與能源學(xué)院，河北秦皇島066004；2·秦皇島煙草機械有限責任公司，河北秦皇島0660）

（4） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順時(shí)針旋轉90。，距離最近的2個(gè)相鄰大點(diǎn)一側向左放置，將標定板距設備600 mm,滿(mǎn)足條件后點(diǎn)擊 “標定操作"，完成第10步標定。

完成光柵投射器和相機的標定后，軟件系統會(huì )自動(dòng)對采集到的圖像進(jìn)行處理與計算，并在標定信，顯示區給定標定結果，自此，即完成了全部的標定工作

3激光掃描過(guò)程

3· 1掃描前準備工作

三維曲面網(wǎng)狀沖壓件的掃描采用非接觸式激光三坐標掃描儀，掃描過(guò)程在激光三坐標掃描儀光滑、水平的掃描平臺上進(jìn)行。

掃描之前，在被測網(wǎng)狀沖壓件表面噴上白色的顯像劑，并粘貼白色的圓紙作為標記點(diǎn)。

在掃描過(guò)程中要注意：掃描過(guò)程避免操作系統振動(dòng)，同時(shí)被掃描工件也必須是靜止狀態(tài)；深色反光的工件要噴顯像劑進(jìn)行掃描，且顯像劑要噴的薄而均勻；掃描時(shí)外部環(huán)境光線(xiàn)不太強，暗室操作效果更佳；掃描時(shí)“十"字盡量投在被掃描工件上。

3· 2掃描系統掃描步驟

（1） 先啟動(dòng)專(zhuān)用計算機上的掃描系統，使掃描系統預熱5凵0 min,確保掃描狀態(tài)與標定狀態(tài)盡可能接近，之后啟動(dòng)軟件系統，點(diǎn)擊“掃描標定切換"，則進(jìn)人軟件掃描界面

（2） 新建工程。被掃描工件的完整掃描是由多次單幀掃描所組成，這些單幀掃描均由一個(gè)系統來(lái)管理，即系統掃描的工程。

（3） 單幀掃描通過(guò)云臺調整硬件系統的高度及俯仰角，使此“十"字與相機實(shí)時(shí)顯示區的 “十"字叉盡量重合，并保證十字盡量在被掃描工件上；然后通過(guò)軟件對相機亮度與對比度進(jìn)行精調整，之后即可進(jìn)行單幀掃描

（4） 檢查工程信息。每次單幀掃描完成后，都應該檢查“工程信息顯示樹(shù)狀區"的工程信息

（5） 完成全部掃描后，使用工具欄中的相關(guān)工具對點(diǎn)云數據進(jìn)行處理，之后保存點(diǎn)云數據即可。

4點(diǎn)云數據的曲面擬合

本文應用逆向處理軟件Geomaglc studio對三維曲面網(wǎng)狀沖壓件的點(diǎn)云數據進(jìn)行處理，建立其三維模型。

Geomagic studio軟件在點(diǎn)云數據的去除體外點(diǎn)、簡(jiǎn)化、補孔等方面功能強大，能夠方便快捷地完成由點(diǎn)云數據到三維曲面模型的逆向建模過(guò)程[ 8 ]

4· 1去除體外點(diǎn)

激光三坐標掃描儀在對三維曲面網(wǎng)狀沖壓件模型掃描時(shí)難免受到環(huán)境因素的影響，導致得到的點(diǎn)云數據存在一些不在模型曲面上的體外

在進(jìn)行點(diǎn)云數據處理時(shí)可以將他們刪除。在 Geomagic studio軟件中使用“套索工具"手動(dòng)選擇需要刪除的點(diǎn)，單擊“刪除所選擇的"即將想去除的點(diǎn)刪除，最終得到三維曲面網(wǎng)狀沖壓件的點(diǎn)云數據

4· 2點(diǎn)云數據對齊

由于被掃描工件的完整掃描是由多次單幀掃描所組成，激光三坐標掃描儀在對三維曲面網(wǎng)狀沖壓件模型掃描時(shí)要分多次從多個(gè)視角進(jìn)行掃描，才能得到較為完整的沖壓件模型的點(diǎn)云數據，但是多次測量獲得的點(diǎn)云數據的局部坐標系是不一致的，這時(shí)就需要把各個(gè)獨立點(diǎn)云數據的局部坐標系統一到相同的全局坐標系下，實(shí)現不同視角下的點(diǎn)云數據對齊9 得到的點(diǎn)云數據如圖2所示

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圖2點(diǎn)云數據

Fig. 2 Point cloud data

4· 3模型生成

在完成模型點(diǎn)云數據處理之后，即可在 Geomagic studio軟件中使用“構造曲面片"命令10]

完成從點(diǎn)云數據到三維曲面模型的處理過(guò)程。經(jīng)過(guò)處理的得到的三維模型如圖3所示。

相比于以三坐標測量機(CMM)為代表的傳統測量網(wǎng)狀沖壓件三維坐標的方法的接觸式坐標測量存在的測量速度慢、測量精度不高的不足，運用激光三坐標測量?jì)x進(jìn)行非接觸式測量，測量的速度更快，測量的精度更高。

且Geomagic對點(diǎn)云完成數據擬合得到的數字化三維模型更貼合實(shí)際的模型。

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5結語(yǔ)

對于網(wǎng)狀曲面沖壓件很難建立數學(xué)模型的問(wèn)題，本文探索運用逆向掃描的方式來(lái)重構網(wǎng)狀曲面件的三維數學(xué)模型，結果表明該方法是切實(shí)可行的，為后續網(wǎng)狀曲面件的逆向建模提供理論基礎和技術(shù)參考。

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