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手持三维扫描仪的两大工业应用:三维检测和逆向设计

来源:www.jwedo.cn 发布时间:2023年04月03日


如今,三维扫描仪对3D数字产业已不再陌生。随着仅十年的快速发展,三维扫描技术已经非常成熟。根据其应用场景,市场逐渐分为遗址、水利工程建筑、大洞穴或山峰等大型场景三维扫描仪;CT扫描等穿透性三维扫描仪,射线可以穿透物体,获取一定范围内外的三维数据模型;手持激光三维扫描仪可以更高精度地获取物体的三维尺寸数据。同时,由于其便携性和多样化的应用场景,在车辆制造、航空、船舶、轨道交通、新能源风机制造等领域得到了越来越广泛和深入的应用。

三种扫描仪数据呈现方式

在工业制造应用中,手持三维扫描仪主要用于质量控制和逆向工程。大多数选择购买手持三维扫描仪的用户也在实现这两个应用目标。与传统的测试和设计方法相比,三维扫描技术提供了更快、更高效的用户体验。

首先,质量控制。质量控制主要是检测被测物体的轮廓和表面,特别适用于曲面多、不规则的被测部件。传统的测量方法是手动拉皮尺或卡尺测量。当遇到异形工件时,不能保证尺寸精度和耗时费力。使用手持三维扫描仪可以快速地收集异形部件的轮廓尺寸数据。工作方式是使用三维扫描仪对工件进行扫描。由于是手持式的,工件不需要移动或放置在特定位置,也不需要为工件安排高标准的实验室环境,只要人们移动扫描即可;现有的工业级手持式三维扫描仪几乎都有针对狭小空间和缝隙的扫描技术,所以可以在短时间内收集到完整的尺寸数据,就像快速刷墙一样,傻瓜式的操作模式对操作人员的技术要求也没有那么高,在一定程度上为用户节省了人工成本,提高了效率。

在获得完整的三维数据后,可以进行测试。将收集到的数据与原始的CAD模型输入测试软件进行自动比较。该软件通过不同的颜色显示差异,方便快速观察,同时显示差异值,为技术人员提供误差参考和修改依据。

汽车左后叶板三维检测质量云图

在工业制造过程中,需要检测的工件尺寸不同,经常遇到不同形状和尺寸的零件,如汽车发动机、汽车、矿山机械等。手持式三维扫描仪的技术原理决定了扫描更大物体时,随着扫描范围的扩大,空间精度的误差会逐渐积累,导致整体空间精度的丧失。此时需要结合大空间摄影测量系统等辅助测量设备,通过拍照定位,辅助三维扫描减少系统的累积误差,从而实现大部件的高精度三维数据采集。

使用德特克摄影测量系统为快艇拍照定位

二是逆向工程。顾名思义,逆向设计与正向设计线路相反,从实物出发,通过手持三维扫描仪收集实物三维模型,并将其转化为可编辑的数据,可以在此基础上进行修改、改进甚至重构。传统的正向设计是一个从概念出发,通过CAD设计建模,根据模型加工成实物的过程。简单的正向设计不难实现和修改,复杂造型的设计难度系数急剧上升,主要是因为需要考虑的因素多,成本高,周期长,从研发到批量生产实现难度大。

在复杂的工业设计中,局部设计和修改可能会导致重新开始,甚至影响整个研发和生产链。在这个过程中,我们可以考虑使用逆向设计和正向设计的结合来加快设计速度。正向设计与逆向设计的主要区别在于,正向设计从零开始,将想法转化为实物,而逆向设计需要时尚的实物作为参考来获得模型基础。在工业设计过程中,正反向设计的结合可以大大提高设计效率,降低试错成本。

综上所述,手持三维扫描仪技术给工业制造商带来的好处是显而易见的。在激烈的市场竞争中,优先采用高效的技术手段护送产品制造的企业将更具竞争力。