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1、关于用三维激光扫描仪来检测零件和替代三坐标及检具的项目可行性分析报告一、 项目背景目前检测零件尺寸和面差、轮廓度所用的检测设备主要是游标卡尺、三坐标和专用检具。游标卡尺只能测量简单的长度尺寸，对于复杂型面的轮廓度就无法测量。三坐标的主要优点是精度高达0.001mm，但是同时缺点也是比较多：（1）设备昂贵，动辄需要上百万，（2）三坐标必须放在恒温恒湿的室内，占用场地较大，储存、保养、维护费用高；（3）三坐标机对操作人员的素质要求也比较高；（4）由于三坐标的测量头必须与零件表面接触，对于有些狭窄区域，探头无法接触到的地方就没有办法测量到，而且对于软质零件，三坐标的测量探头必须接触到零件才能进行测量
2、，而这容易造成零件变形，导致测量结果误差较大；（5）三坐标必须一个点一个点地测量，对于汽车内外饰零件这样的复杂曲面，需要采集的点云数目多达几万个，需要大量的测量时间才能完成点云的采集，在逆向建模场合三坐标机的效率就显得很慢；（6）零件必须固定在测量工作台上才能进行测量；（7）测量得到的结果是一系列的点云坐标，需要通过额外的转换工作才能变成曲面和实体。采用专用检具对于某个具体零件的尺寸、位置度、轮廓度、间隙等可以比较方便和准确的测量，但是存在的缺点是：（1）需要制作专用检具，要花费较多的投资费用，通常一个中等大小的检具就要花费大约2-5万元；（2）检具本身的精度对检测结果准确性有着非常重大的影响
3、和制约，因此检具必须定期进行精度校订，同时也对检具的使用的存放环境以及检具的使用方法和保养管理提出了较高的要求；（3）检具属于一次性投资，无法通用。二、 手持式自定位三维激光扫描仪的特点和适用场合手持三维激光扫描仪是工业领域内的一次革新性设计，加速和简化了扫描处理，特别适用于各种工件和装配的设计、制造和检测。依靠产品独具的创新性，Handyscan扫描仪可以取代所有传统的三维数据采集工具。特点如下: 1、专利的自定位技术, 无须其他辅助装置,不需要喷涂显影剂，不需要关节臂, 跟踪仪, 三角架, 或平台等，可以在任何地点和环境下进行扫描.2、非常轻便，只有克，手持扫描.3、扫描时, 工件和扫描仪
4、都可移动.4、可在车身或者飞机舱内外进行空间扫描，物体无论大小. 如飞机驾驶舱，汽车内外部等 5、可取代三坐标完成所有测量的工作 (孔，槽，尺寸，形位等)。6、采用激光做形面扫描，并快速得到准确的3D形面数据。7、真正便携，不受定位和移动限制,随意扫描，可以放在便携提箱内带到车间、工厂里测量。 8、激光扫描和点接触测量可同时进行。9、扫描和接触测量完全在同一个坐标系内，生成的数据自动对齐。10、可多台扫描头同时工作，所有的数据都在同一个坐标系中，互不影响、快速、精确。 11、扫描弯成后与原始三维模型相对比，可以生成测量结果的分析报告（包括长宽高尺寸、误差、位置度和轮廓度分析、间隙分析、面差分析
5、）。12、符合II级激光安全等级，对人眼安全。手持三维激光扫描仪可以应用于以下场合：1、检测： EXAsean激光扫描仪是分析和报告几何尺寸与公差的一种完美检测设备。直接生成 的stl文件，易于导入检测软件加以快速编辑和后续处理。 适用于任何环境，EXAscan可助你扫描任何尺寸的物体，生成检测和比色分析报告以及进行：2、非接触式检测3、首件检测4、供应商检测5、部件与CAD模型的对比检测 6、3D模型对比原部件生产工具的符合性评估7、制造部件对比原部件的符合性评估8、逆向工程与造型、设计和分析：表面重构、A级表面处理、3D建模、机械设计、油泥模型数字化、工具与夹具开发、维护、维修与大修(MR
6、0)以及有限元分析(FEA)等。9、其他应用： 包括3D扫描现有物体、3D存档、医疗应用、复杂形状获取、测量存档、破坏评估、数字模型和实体模型、包装设计及快速成型、注塑件的变形翘曲快速检测等。MAXscan 激光扫描仪(适用于大范围高精度的三维扫描仪)技术参数如下：重量1,27 kg 尺寸172 x 260 x 216 mm测量18,000 个测量/秒激光安全等级II（人眼安全）Z 轴分辨率0.1 mm 精度最高 50 m 容量精确性20 m + 25 m/m景深（扫描）30 cm 输出文件格式.dae、.fbx、.ma、.obj、.ply、.stl、.txt、.wrl、.x3d、.x3dz、
7、.zprEXAscan 激光扫描仪(适用于进行检查的高精度型三维扫描仪) 技术参数如下：重量1.25 千克尺寸172 x 260 x 216 毫米扫描速度25,000 个测量/秒激光安全等级II（人眼安全）X、Y、Z 轴分辨率0.05 毫米精度- 40 微米容量精确性20 微米 + 0.1 升/1000景深30 厘米输出文件格式.dae、.fbx、.ma、.obj、.ply、.stl、.txt、.wrl、.x3d、.x3dz、.zpr三、 使用手持式自定位三维激光扫描仪的效益分析1、 取代三坐标测量仪，节约大量投资；2、 不需占用大量空间，真正的便携方便，随时随地都可以进行扫描获取测量结果；3
8、、 测量速度极快，十几分钟就能完成零件全尺寸检测，还能生成检测报告；4、 测量精度可达0.05或者0.1mm（不同型号设备精度不同），完全满足汽车内外饰塑料零件的检测要求；5、 节约专用检具投资，一个项目下来节约的检具投资就能收回三维激光扫描仪的投资，也免去了专用检具的后后期保管存放成本；6、 操作使用方便，学习掌握容易。7、 功能多样化，适用于逆向工程及造型、设计与分析：表面重建、A 级曲面、3D 建模、数字化粘土模型、构造设计、工具和夹具设计，以及维护、修理及大修 (MRO) 与有限元分析 (FEA)。其它应用包括 3D 扫描现有物体、3D 归档、医疗应用、复杂形状获取、尺寸归档、损伤评估、数字模型和原型、包装设计和快速成型。四、 成本分析及如何实施手持式自定位三维激光扫描仪的价格在25万80万之间，根据客户的不同配置需要价格也有所不同。我公司如果要用来进行零件检测和替代专用检具和三坐标测量，以及考虑到今后可能需要进行逆向建模扫描的需要，建议购买EXAscan 激光扫描仪。为了确保投资能够确实起到应有的作用，还可以邀请Creaform形创公司人员携带不同种类的手持式自定位三维激光扫描仪到我司进行演示说明，然后再确定是否购买。 产品设计室杨明华2011年9月7日
