第二章逆向工程测量系统1ppt

第二章第二章 逆向工程测量系统逆向工程测量系统教学目标：教学目标：v（1）了解：逆向工程的测量系统、接触式测）了解：逆向工程的测量系统、接触式测 量的方法和非接触式测量的方法。量的方法和非接触式测量的方法。v（2）掌握；三坐标测量仪和掌握；三坐标测量仪和TDV激光三维扫激光三维扫 描仪的使用。描仪的使用。v（3）了解：不同测量方法的不同优缺点和误了解：不同测量方法的不同优缺点和误 差。差。v第一节第一节 测量方法的分类及比较测量方法的分类及比较v第二节第二节 接触式测量接触式测量v第三节第三节 非接触式测量非接触式测量v第四节数据测量的误差分析第四节数据测量的误差分析数据测量，即产品表面数字化，指通过特定的测数据测量，即产品表面数字化，指通过特定的测量设备和测量方法，将物体的表面形状转换成离量设备和测量方法，将物体的表面形状转换成离散的几何点坐标数据，在此基础上，就可以进行散的几何点坐标数据，在此基础上，就可以进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。复杂曲面的建模、评价、改进和制造。高效、高精度地实现样件表面的数据采集，高效、高精度地实现样件表面的数据采集，是逆向工程实现的基础和关键技术之一，是逆向是逆向工程实现的基础和关键技术之一，是逆向工程中最基本、最不可缺少的步骤。是产品设计工程中最基本、最不可缺少的步骤。是产品设计师与逆向工程及师与逆向工程及CAD/CAM/CAE/RP/CNC CAD/CAM/CAE/RP/CNC 之间的桥梁。之间的桥梁。1.1 1.1 数据测量的概述数据测量的概述第一节第一节 测量方法的分类及比较测量方法的分类及比较逆向工程中物体表面三维数据的获取方法逆向工程中物体表面三维数据的获取方法根据测量探头是否根据测量探头是否和零件表面接触和零件表面接触接触式接触式非接非接触式触式 近十年来，随着传感技术、控制技术、图像处理和计算机近十年来，随着传感技术、控制技术、图像处理和计算机视觉等相关技术的发展，出现了各种各样的样件表面几何数据视觉等相关技术的发展，出现了各种各样的样件表面几何数据的数字化获取方法。的数字化获取方法。1.2 1.2 数据测量方法的分类数据测量方法的分类实物数字化方法实物数字化方法接触式接触式非接触式非接触式触发式触发式连续式连续式光学式光学式非光学式非光学式三角形法三角形法结构光法结构光法激光干涉法激光干涉法计算机视觉法计算机视觉法 MRI测量法测量法 CT测量测量法法 超声波法超声波法 逐层切除测量法逐层切除测量法1机械结构及机械结构及电子系统已电子系统已相当成熟，相当成熟，有较高的准有较高的准确性和可靠确性和可靠性。性。2接触式测量的接触式测量的探头直接接触探头直接接触工件表面，与工件表面，与工件表面的反工件表面的反射特性、颜色射特性、颜色及曲率关系不及曲率关系不大。大。3被测物体固定在被测物体固定在三坐标测量机上三坐标测量机上，并配合测量软，并配合测量软件，可快速准确件，可快速准确地测量出物体的地测量出物体的基本几何形状，基本几何形状，如面、圆、圆柱如面、圆、圆柱、圆锥、圆球等、圆锥、圆球等。接触式测量的优点：接触式测量的优点：1.3 1.3 数据测量方法的优缺点比较数据测量方法的优缺点比较测量速度测量速度非常快，非常快，不必像接不必像接触触发探触触发探头那样逐头那样逐点进行测点进行测量；量；不必做探头不必做探头半径补偿，半径补偿，因为激光光因为激光光点位置就是点位置就是工件表面的工件表面的位置；位置；软工件、软工件、薄工件、薄工件、不可接触不可接触的高精密的高精密工件可直工件可直接测量。接测量。123非接触式测量的优点：非接触式测量的优点：（与接触式测量相比，非接触式测量主要有以下优点）（与接触式测量相比，非接触式测量主要有以下优点）易受工件表面的反射特性易受工件表面的反射特性的影响，如颜色、斜率；的影响，如颜色、斜率；测量精度较差测量精度较差工件几何外形工件几何外形变化大时成像变化大时成像会失焦，成像模糊；会失焦，成像模糊；易受环境光线及杂散光易受环境光线及杂散光影响，故噪声较高，困难；影响，故噪声较高，困难；工件表面的工件表面的粗糙度会粗糙度会影响测量结果影响测量结果对边线处理、对边线处理、凹边处理及凹边处理及不连续形状的不连续形状的处理较困难处理较困难Text非接触式测量主要缺点如下：非接触式测量主要缺点如下：三坐标测量机三坐标测量机Coordinate Measuring Machine CMMCoordinate Measuring Machine CMM 一种高效率的新型精密测量仪器，是一种具有一种高效率的新型精密测量仪器，是一种具有很强柔性的大型精密三坐标测量设备。很强柔性的大型精密三坐标测量设备。广泛应用于对各类零件的自动检测和测量。广泛应用于对各类零件的自动检测和测量。三坐标测量机具有适应性强功能完善等特点。三坐标测量机具有适应性强功能完善等特点。第二节第二节 接触式测量接触式测量坐标测量原理坐标测量原理:将被测物体置于三坐标机的测量空间，可获得将被测物体置于三坐标机的测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算可求出被测对象的几何尺寸、形状坐标值，经计算可求出被测对象的几何尺寸、形状和位置。和位置。三坐标测量机的组成三坐标测量机的组成 作为一种测量仪器，三坐标测量机需要三个作为一种测量仪器，三坐标测量机需要三个方向的标准器（标尺），利用导轨实现沿相应方方向的标准器（标尺），利用导轨实现沿相应方向的运动，还需要三维测头对被测量进行探测和向的运动，还需要三维测头对被测量进行探测和瞄准。瞄准。此外，测量机还具有数据自动处理和自动检此外，测量机还具有数据自动处理和自动检测等功能，需要由相应的电气控制系统与计算机测等功能，需要由相应的电气控制系统与计算机软硬件实现。软硬件实现。三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分，如图所示。大部分，如图所示。三坐标测量机的组成三坐标测量机的组成 （1 1）主机）主机 框架结构框架结构 标尺系统标尺系统 导轨导轨 驱动装置驱动装置 平衡部件平衡部件 转台与附件转台与附件（2 2）三维测头）三维测头 即三维测量传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号即三维测量传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准和测微两项功能。和微小位移，以实现瞄准和测微两项功能。（3 3）电气系统）电气系统 包括电气控制系统、计算机硬件部分、测量机软件、包括电气控制系统、计算机硬件部分、测量机软件、打印和绘图装置打印和绘图装置三坐标测量仪的测量过程：三坐标测量仪的测量过程：1 1、测量前的准备测量前的准备（1 1）校准探针）校准探针（2 2）工件找正）工件找正2 2、数据测量规划数据测量规划沿着特征方向走，顺着法向采。沿着特征方向走，顺着法向采。（）规则形状的数据采集规划（）规则形状的数据采集规划（）自由曲面的数据采集规划（）自由曲面的数据采集规划三坐标测量机测量误差的影响因素：（1）检测工件的状态及环境；（2）温度条件；（3）振动；（4）温度；（5）供电电源；（6）压缩空气。课堂小结：课堂小结：本节课重点掌握的内容：本节课重点掌握的内容：（1 1）测量方法的概念、分类及各类之间优缺点的）测量方法的概念、分类及各类之间优缺点的 比较。比较。（2 2）接触式测量的设备三坐标测量机的原理、组）接触式测量的设备三坐标测量机的原理、组 成等。成等。作业：作业：（1 1）在逆向工程中，物体表面三维数据的获取方法有哪些？）在逆向工程中，物体表面三维数据的获取方法有哪些？（2 2）三坐标测量机的坐标测量原理是什么？主要组成部件有）三坐标测量机的坐标测量原理是什么？主要组成部件有 哪些？哪些？演讲完毕，谢谢观看！