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1、目 录实验1 汽车减震器托盘的扫描与数据处理21.1 实验目的21.2 实验原理21.3 实验仪器21.4 实验内容21.5 实验步骤21.6 实验数据及分析31.7 工件点云的处理51.8 实验总结9实验2 钣金件的扫描102.1 实验目的102.2 实验原理102.3 实验仪器102.4 实验内容102.5实验数据及分析102.6 工件点云的处理122.7 实验总结16实验3 车灯的扫描173.1实验目的173.2实验原理173.3实验仪器173.4实验内容173.5实验数据及分析173.6工件点云的处理183.7 实验总结23实验4 减震器轴承的扫描244.1 实验目的244.2 实验原
2、理244.3 实验仪器244.4 实验内容244.5工件扫描前的准备244.6 工件的扫描过程254.7工件点云的处理254.8 实验总结29实验1 汽车减震器托盘的扫描与数据处理1.1 实验目的1、熟练并掌握汽车减震器的扫描。2、成功用Studio软件处理好汽车减震器点云。3 、初步了解快速成型的原理。4、通过三坐标测量仪捕捉到的数据，应掌握如何来处理和分析数据。5、掌握3D-OMS.S数据捕捉处理软件。6、掌握Geomagic11或Geomagic12的简单数据处理。1.2 实验原理TN 3DOMS系列三维光学测量仪，具有扫描速度极快、免喷涂直接测量、测量效率高、测量精度高、操作便捷、维护
3、简单等优势，特别适用于复杂自由曲面的扫描；是产品开发设计（RD）、质量检测（CAV）、逆向工程（RE）、变形测量的必备工具。其工作原理是利用光栅绕射所制成的量测系统俗称光学尺，其光源经过瞄准透镜而投射到游动刻度尺和主刻度尺，藉其光波产生Moire条纹明暗讯号之原理，由光电管接收其信号，经放大及修正后即可显示出其系统及输出信号。在扫描前应观察工件是否是反光件，若是反光件则应对表面进行处理，观其外型结构为渐变型结构件，对这类型工件的测量可利用自动拼接，也可以手动拼接。一般情况下，对于物体表面积大的采用手动拼接相结合办法来扫描，面积较小的采用自动拼接扫描，这样测量的点云拼接精度更高。1.3 实验仪器
4、1、三坐标测量仪一个。2、笔记本电脑一台。3、汽车减震器托盘一个。4、卷尺。1.4 实验内容首先先对反光件喷显影剂，待显影剂干后，把工件放在旋转托盘上，由于工件小，则不用在工件上编码点，只需在工件的周围放置3-4个编码块即可，然后通过对3D-OMS.S数据捕捉处理软件操作，利用三坐标测量仪扫描汽车减震器托盘，并得到其相应的数据，再将其分析和处理，最后保存。 1.5 实验步骤1、设备的调整：先打开三坐标测量仪的开关，并将数据线连接到电脑的端口上。2、设置NVIDIA控制面板：在电脑的显示桌面的状态下，单击“鼠标右键”，选择“NVIDIA控制面板”，打开后，选择“显示菜单”，在其菜单下选择“设置多
5、个显示器”，再选择“复制模式”，最后依次点击“应用”和“保存”。3、设置屏幕分辨率：在电脑的显示桌面的状态下，单击“鼠标右键”，选择“属性”，再选择“分辨率”，在此状态下，不要更改“显示1”的设置，默认即可，要更改的是“显示2”，单击图标“显示2”，在其下面选择“将windows桌面扩展到另一个显示器上”，并点击“识别”，若三坐标测量仪显示为“2”，则设置正确。4、调定距离：打开铁牛软件，在软件上勾选“十字光标”，确定三坐标测量仪上显示的“坐标”与电脑上的“十字光标”接近重合。当两坐标接近重合后，要注意三坐标测量仪的左右成像与电脑上显示的方向要一致，否则要更改连接的数据线的接口。当确定以上无误
6、后，点击“标定”即可。5、标定的操作：按照软件的“标定提示”，完成对标定七步内容的操作，最后在“计算”后，点击“退出标定”即可。6、查看标定图像的完整性：开启“十字光标”，确定三坐标测量仪显示的“坐标”与软件上的“坐标”是否接近重合，若不是，需要调整坐标位置，直至接近重合。调定好后，选择“菜单”，再选择“测量属性”，并选择“单幅”最后点击“开始测量”，查看先前的标定位置“图像”是否缺少很多，若很多，则需重新标定。7、对零件进行扫描：当上述步骤正确操作完成后，需要重启软件，在打开软件后，选择“菜单”，再选择“测量属性”，并选择“合并”，先打开“十字光标”，再将三坐标测量仪显示的“十字坐标”打到零
7、件表面上，并测量三坐标测量仪目镜与零件的距离并记录。点击“测量”，将三坐标测量仪按照软件的提示和操作将其分别摆放在67个位置，进行扫描，每一次扫描与零件的距离尽量不变，并将其记录下来。8、对所处理的数据进行分析和处理。9、对所得的扫描数据进行点云处理。10、总结实验测量数据，并小结小组实验过程。1.6 实验数据及分析下面是我们小组的实验数据及相关的分析：图 1-1 十字光标的重合度在图1-1中，展示的是我们在对前面的标定后，确定三坐标测量仪显示的“十字光标”与软件“十字光标”重合度，目的是为了得到较为完善的数据。在此图中很明显的告诉我们：在前面的标定的一系列操作都很正确，几乎没有什么大的错误操
8、作。图 1-2 第一次数据采集过程在图1-2里，展现的是我们的数据采集的过程，这是三坐标测量仪在第一次扫描零件后的数据结果，在第一次的数据结果里很明显的告诉我们：在放置三坐标测量仪时，没有放好位置，同时在镜头和零件的距离上也没有确定好，使得第一次数据的扫描结果不是很好。图 1-3 第五次数据采集过程在图1-3里，这是我们在第五次的数据采集的结果，通过前面的采集，很明显的告诉我们：前面的采集并不完整，在第六次的数据里，我们可以看到，在零件的底端没有完全扫描到，有很多的缺陷，需要在三坐标测量仪的摆放上要事其移动的幅度小些，目镜镜头做一微微调整，十字光标尽量向零件底部端面靠近，这样在采集数据时，才会
9、减少底部端面数据的不完整性。图 1-4 第六次数据采集过程在图1-4里，我们可以看到这是我们第六次数据采集的结果，从上面我们可以看出：在零件的底部端面较为完善，但是有一个缺口在零件的左侧，这是由于在前面的扫描时，三坐标测量仪移动摆放的幅度大了，导致无法扫描其部位。总体上来看数据的扫描结果很好，达到了预期效果。但是在数据采集的第八次时容易出现软件崩溃等一些终止的操作，所以我们的操作数据只能扫描到第六次。并对六次的数据做了分析和处理。1.7 工件点云的处理1、打开点云：Gemomagic Studio 打开asc文件，点击“文件打开”菜单，选择刚导出的asc文件，如图1-5。 图 1-5 打开点云
10、2、点云着色：导入的点云后显示为黑色，右键点击点云，单击“着色着色点” 着色后的效果，如图1-6。图 1-6 点云着色3、去除非连接点：点击非连接图标，将工件外的杂点被加红，然后点“确定”，如果被选的部分中有工件内的点，则在点击“确定”后，点击“定制区域模式 ”，同时按住Ctrl+鼠标左键，选择工件即可消除工件中被选中的点，最后点击：“删除图标”，最后的去除非连接点后的效果，如图1-7。图 1-7 去除非连接点4、手动清理每一幅点云图：点击每一幅点云图，将不为好看的地方去除，或者是在每一幅图中有重复的地方，将其选择，并将多余的点去除。处理后的效果，如图1-8。图 1-8 手动清理每一幅点云图5
11、、全局注册：将处理好的每一幅点云图全选后，点击全局注册图标“ ”，对整个工件进行全局注册处理，处理后的效果，如图1-9。图 1-9 全局注册6、联合点对象：当全局处理后，这一步需要对工件进行“联合点对象”的处理。首先点击“点联合联合点对象”，弹出的项目中，对名称进行修改为“处理一”，并勾选“生成簇”，最后点击“确定”。最后处理的效果，如图1-10。图 1-10 联合点对象7、去除体外孤点：分别在菜单栏内点击“编辑选择体外孤点”，进行体外孤点处理，在弹出的左侧树状栏中，将其敏感值修改为“100”，并点击“确定”，并将其此操作连续进行3次，其处理效果，如图1-11。图 1-11 去除体外孤点8、减
12、少噪声：点击工具栏上的“减少噪声图标 “，对工件进行减少噪声处理，之后点击”确定“即可。处理后的效果，如图1-12。图 1-12 减少噪声9、统一采样处理：在上面的操作完后，单击工具栏上的“统一采样图标 ”，在弹出的对话框里，依次选择“应用确定”即可，统一采样后的处理效果，如图1-13。图 1-13 统一采样处理10、封装点云及其后处理：在统一采样后，先进行“工具选项封装”的选项下的“最大圆周孔”设置为“0”。再点击工具栏上的封装图标按钮“”，对其进行封装，封装后对工件依次选择“填充孔按钮 ”，“砂纸按钮 ”进行后处理，直至到满意为止。最后的处理效果，如图1-14。图 1-14 封装点云及其后
13、处理11、保存文件：分别点击“文件保存格式STL”完成整个汽车减震器托盘扫描的点云数据处理。1.8 实验总结通过本次的实验，我们小组对本实验得出了以下的总结：1、在数据扫描前，对图像标定等一系列的前面操作一定要做好，尽量做好，不然会影响后面的数据采集效果。2、在实验时一定要做好合理的分工，要明确每个人的任务，这样不但可以调动大家的积极性，也可以增加实验的效率和实验数据采集的效果。3、在实验过程中，一定不要着急，凡事都快不得，一快就会出错。所以小组成员之间一定要相互协作，只有这样实验的结果才会达到实验预期效果。4、在实验中，大家应该互相听取意见，尽量达成一致，而不是争论。在充分考虑后，将这样的做
14、法统一，相互帮助，共同完成实验的任务。5、在软件出现问题时，不要着急，慢慢的处理，并分析出现此问题的原因。带领大家将没有完成的部分完成。所以在实验是应当适当的保存，以免数据的丢失。实验2 钣金件的扫描2.1 实验目的1、熟练并掌握钣金件的扫描。2、成功用Studio软件处理好钣金件点云。3 、初步了解快速成型的原理。4、通过三坐标测量仪捕捉到的数据，应掌握如何来处理和分析数据。5、掌握3D-OMS.S数据捕捉处理软件。6、掌握Geomagic11或Geomagic12的简单数据处理。2.2 实验原理TN 3DOMS系列三维光学测量仪，具有扫描速度极快、免喷涂直接测量、测量效率高、测量精度高、操
15、作便捷、维护简单等优势，特别适用于复杂自由曲面的扫描；是产品开发设计（RD）、质量检测（CAV）、逆向工程（RE）、变形测量的必备工具。其工作原理是利用光栅绕射所制成的量测系统俗称光学尺，其光源经过瞄准透镜而投射到游动刻度尺和主刻度尺，藉其光波产生Moire条纹明暗讯号之原理，由光电管接收其信号，经放大及修正后即可显示出其系统及输出信号。在扫描前应观察工件是否是反光件，若是反光件则应对表面进行处理，观其外型结构为渐变型结构件，对这类型工件的测量可利用自动拼接，也可以手动拼接。一般情况下，对于物体表面积大的采用手动拼接相结合办法来扫描，面积较小的采用自动拼接扫描，这样测量的点云拼接精度更高。2.3 实验仪器1、三坐标测量仪一个。2、笔记本电脑一台。3、钣金件一个。4、卷尺。2.4 实验内容首先先对反光件喷显影剂，待显影剂干后，把工件放在旋转托盘上，由于工件小，则不用在工件上编码点，只需在工件的周围放置3-4个编码块即可，然后通过对3D-OMS.S数据捕捉处理软件操作，利用三坐标测量仪扫描钣金件，并得到其相应的数据，再将其分析和处理，最后保存。 2.5
