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手持三維掃描儀的兩大工業應用:三維檢測和逆向設計

來源:m.jyqunji.com 發布時間:2023年04月03日


如今,三維掃描儀對3D數字產業已不再陌生。隨著僅十年的快速發展,三維掃描技術已經非常成熟。根據其應用場景,市場逐漸分為遺址、水利工程建筑、大洞穴或山峰等大型場景三維掃描儀;CT掃描等穿透性三維掃描儀,射線可以穿透物體,獲取一定范圍內外的三維數據模型;手持激光三維掃描儀可以更高精度地獲取物體的三維尺寸數據。同時,由于其便攜性和多樣化的應用場景,在車輛制造、航空、船舶、軌道交通、新能源風機制造等領域得到了越來越廣泛和深入的應用。

三種掃描儀數據呈現方式

在工業制造應用中,手持三維掃描儀主要用于質量控制和逆向工程。大多數選擇購買手持三維掃描儀的用戶也在實現這兩個應用目標。與傳統的測試和設計方法相比,三維掃描技術提供了更快、更高效的用戶體驗。

首先,質量控制。質量控制主要是檢測被測物體的輪廓和表面,特別適用于曲面多、不規則的被測部件。傳統的測量方法是手動拉皮尺或卡尺測量。當遇到異形工件時,不能保證尺寸精度和耗時費力。使用手持三維掃描儀可以快速地收集異形部件的輪廓尺寸數據。工作方式是使用三維掃描儀對工件進行掃描。由于是手持式的,工件不需要移動或放置在特定位置,也不需要為工件安排高標準的實驗室環境,只要人們移動掃描即可;現有的工業級手持式三維掃描儀幾乎都有針對狹小空間和縫隙的掃描技術,所以可以在短時間內收集到完整的尺寸數據,就像快速刷墻一樣,傻瓜式的操作模式對操作人員的技術要求也沒有那么高,在一定程度上為用戶節省了人工成本,提高了效率。

在獲得完整的三維數據后,可以進行測試。將收集到的數據與原始的CAD模型輸入測試軟件進行自動比較。該軟件通過不同的顏色顯示差異,方便快速觀察,同時顯示差異值,為技術人員提供誤差參考和修改依據。

汽車左后葉板三維檢測質量云圖

在工業制造過程中,需要檢測的工件尺寸不同,經常遇到不同形狀和尺寸的零件,如汽車發動機、汽車、礦山機械等。手持式三維掃描儀的技術原理決定了掃描更大物體時,隨著掃描范圍的擴大,空間精度的誤差會逐漸積累,導致整體空間精度的喪失。此時需要結合大空間攝影測量系統等輔助測量設備,通過拍照定位,輔助三維掃描減少系統的累積誤差,從而實現大部件的高精度三維數據采集。

使用德特克攝影測量系統為快艇拍照定位

二是逆向工程。顧名思義,逆向設計與正向設計線路相反,從實物出發,通過手持三維掃描儀收集實物三維模型,并將其轉化為可編輯的數據,可以在此基礎上進行修改、改進甚至重構。傳統的正向設計是一個從概念出發,通過CAD設計建模,根據模型加工成實物的過程。簡單的正向設計不難實現和修改,復雜造型的設計難度系數急劇上升,主要是因為需要考慮的因素多,成本高,周期長,從研發到批量生產實現難度大。

在復雜的工業設計中,局部設計和修改可能會導致重新開始,甚至影響整個研發和生產鏈。在這個過程中,我們可以考慮使用逆向設計和正向設計的結合來加快設計速度。正向設計與逆向設計的主要區別在于,正向設計從零開始,將想法轉化為實物,而逆向設計需要時尚的實物作為參考來獲得模型基礎。在工業設計過程中,正反向設計的結合可以大大提高設計效率,降低試錯成本。

綜上所述,手持三維掃描儀技術給工業制造商帶來的好處是顯而易見的。在激烈的市場競爭中,優先采用高效的技術手段護送產品制造的企業將更具競爭力。