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激光掃描儀將大幅削減汽車車身數(shù)據(jù)采集時(shí)間 掃描儀技術(shù)指標(biāo)

時(shí)間:2020-07-30    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
計(jì)算機(jī)常常限制設(shè)計(jì)工程師,所以,泥塑模型才賦予他們所需要的自由;激光掃描幫助(主要性能)汽車制造商把從這種模型采集復(fù)雜表面幾何尺寸的時(shí)間縮短了75%。

一、混合技術(shù)、知覺(jué)和藝術(shù)

在開(kāi)發(fā)汽車車身部件中產(chǎn)生的問(wèn)題源于這樣的事實(shí):大多數(shù)困難的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)幾乎總是采用泥塑模型而不是在計(jì)算機(jī)上解決。然后,設(shè)計(jì)工程師就面對(duì)更新計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)模型的障礙,以反映泥塑模型中所做的變化。利用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器(CMM)采集泥塑模型表面上的點(diǎn)有困難,因?yàn)樗ê笱b市場(chǎng)制造商的工程師的太多時(shí)間;他們?cè)贑AD文件和模型之間反復(fù)多次,以采集到足夠的點(diǎn)來(lái)完全定義該表面,從而使計(jì)算機(jī)模型與泥塑模型完全匹配。

最近,那些開(kāi)發(fā)商已經(jīng)轉(zhuǎn)向采用NVision提供的激光掃描儀,該設(shè)備能夠從泥塑模型的表面快速采集幾百萬(wàn)點(diǎn),足以完全提取模型的特征。所獲得的點(diǎn)云然后可以被輸入到CAD模型之中,并被用于完全提取新的表面。除了節(jié)省大量時(shí)間之外,工程師比過(guò)去更有信心,因?yàn)樗麄兺昝赖貙?shí)現(xiàn)了泥塑模型和CAD模型之間的匹配。

二、提取泥塑模型特征的困難

“與過(guò)去制做泥塑模型的整個(gè)過(guò)程相比,基于計(jì)算機(jī)的物體設(shè)計(jì)工具提供了巨大的優(yōu)勢(shì),”曾任Porsche工程服務(wù)公司攝影工程師的MartinMeade說(shuō),“但是,當(dāng)事情真的很難時(shí),通常在任何設(shè)計(jì)項(xiàng)目的生命期中都要遇到幾次(很困難的時(shí)刻),計(jì)算機(jī)工具變得愛(ài)莫能助了,設(shè)計(jì)工程師(不得不)用泥塑模型以便獲得他們需要的自由。與在計(jì)算機(jī)屏幕上相比,需要突出且外觀合適的精細(xì)變化可以在實(shí)際模型上更為簡(jiǎn)便、精確且形象化地制做出來(lái)。

舉一個(gè)典型的例子,當(dāng)你把一個(gè)輪展(wheelflare)嵌入后保險(xiǎn)杠之中時(shí),很難把表面混合在一起,并讓它們看起來(lái)相象。通常可以的辦法是抹掉一些泥,并開(kāi)始刮擦,直到外表看起來(lái)相象。但是,然后你就要面對(duì)非常困難的挑戰(zhàn):利用算術(shù)方法提取實(shí)際模型的特征。

過(guò)去,設(shè)計(jì)工程師通常利用CMM上的接觸探頭來(lái)算術(shù)地定義泥塑模型的幾何尺寸。他們圍繞泥塑模型手工移動(dòng)探頭,一次采集一個(gè)點(diǎn)。采用這種方法的最大問(wèn)題是定義一個(gè)復(fù)雜表面常常需要非常大量的點(diǎn)。工程師幾乎不可能確定哪些點(diǎn)是必需的,所以,他們通常以采集若干點(diǎn)開(kāi)始,然后,把由此得到的點(diǎn)云移動(dòng)到CAD程序之中。他們利用這些點(diǎn)來(lái)定義表面,并與實(shí)際模型比較。通常其外觀就不對(duì),所以,那時(shí)他們必須回到泥塑模型,并在那些需要完善的區(qū)域采集附加的點(diǎn)。

在確認(rèn)CAD模型與實(shí)際模型外表相象之前,這個(gè)過(guò)程常常需要重復(fù)多次。即使當(dāng)設(shè)計(jì)工程師完成建模時(shí),他們有時(shí)不確定是否已經(jīng)真的采集了實(shí)際幾何尺寸。

CMM和所有其它接觸設(shè)備存在的另外一個(gè)問(wèn)題是:不得不接觸物體以在柔軟的泥塑模型中作出標(biāo)記。因?yàn)榧夹g(shù)人員不可能以同樣準(zhǔn)確的力度壓每一個(gè)點(diǎn),所以,對(duì)柔軟物體的測(cè)量就不可能精確。

這些局限性導(dǎo)致Meade及其同僚評(píng)估采用非接觸方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在評(píng)估了市場(chǎng)上的產(chǎn)品之后,他們確定滿足他們需要的系統(tǒng)就是來(lái)自NVision公司的激光掃描儀。

“我們用6到10個(gè)月的時(shí)間研究了不同的技術(shù),”Meade說(shuō),“我們考察了白光系統(tǒng),但是,發(fā)現(xiàn)掃描儀要距離物體1.5米才能獲得正確的聚焦長(zhǎng)度,這就使它幾乎不能完全掃描車輛的內(nèi)部。我們選擇NVision掃描儀的原因在于,它的精度高;當(dāng)需要掃描內(nèi)部表面—如膝蓋墊枕—時(shí),它便于安裝到緊湊地方內(nèi)部?!?p align=center>


為了記錄車身的形狀或其他車輛組件(也配備泥塑模型),技術(shù)人員手持激光傳感器,以便激光束投射到車身上。

該掃描系統(tǒng)由一個(gè)3D激光掃描儀、一臺(tái)配備傳感器的機(jī)械數(shù)字化儀、一臺(tái)個(gè)人電腦以及一套用于提取、顯示、處理和輸出數(shù)據(jù)的專用軟件構(gòu)成。為了記錄車身或其它車輛組件的形狀,技術(shù)人員簡(jiǎn)單地手持激光傳感器,讓激光束投射到車身上。掃描儀具有一個(gè)140mm的激光條紋長(zhǎng)度。激光條紋傳感器比簡(jiǎn)單的激光點(diǎn)傳感器要快得多。NVision系統(tǒng)在車身上自由移動(dòng),讓技術(shù)人員就像噴繪那樣采集數(shù)據(jù)。

當(dāng)技術(shù)人員把傳感器在物體表面移動(dòng)時(shí),專用接口卡把(掃描)線的視頻圖像轉(zhuǎn)換為3D坐標(biāo)。數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)透視圖給出即時(shí)反饋。這一點(diǎn)很重要,因?yàn)樗尲夹g(shù)人員看到被遺漏的區(qū)域并在下一次經(jīng)過(guò)時(shí)對(duì)它們進(jìn)行填充。該系統(tǒng)把坐標(biāo)數(shù)據(jù)與笛卡爾(坐標(biāo))及在機(jī)械臂的每一個(gè)位置上產(chǎn)生的角坐標(biāo)想結(jié)合,結(jié)果得到描繪物體表面的密集3D數(shù)據(jù)云。

當(dāng)掃描完成時(shí),點(diǎn)云數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為STL(立體版圖)格式,然后,從運(yùn)行掃描儀的個(gè)人電腦輸出并輸入到ICEMSurf之中。在ICEMSurf內(nèi)的工具容許設(shè)計(jì)工程師把輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表面(模型)。

激光掃描儀的主要優(yōu)點(diǎn)是在較短的時(shí)間內(nèi)生成大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。根據(jù)零件的大小和所要求的精度級(jí)別,典型情況下,技術(shù)人員為每一個(gè)泥塑模型采集幾千萬(wàn)個(gè)點(diǎn)。工程師然后在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察整個(gè)集合形狀,以確信他們已經(jīng)完全覆蓋了整個(gè)零件。下一步就是把點(diǎn)云輸入到軟件之中完成向表面模型的轉(zhuǎn)換。最后,表面模型被輸入并與CAD模型合并。

這種設(shè)備的另外一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是精度高。測(cè)量受操作者影響的程度不大,因?yàn)樗麄冎灰压馐渡湓谖矬w上。從系統(tǒng)提供的反饋能防止遺漏(未掃描的)區(qū)域;并且激光掃描儀由于沒(méi)有必須實(shí)際接觸物體的探頭,所以,不存在壓在柔軟的物體(所產(chǎn)生的用力不均勻)的問(wèn)題,也不需要在粘土上做標(biāo)記。

三、空氣動(dòng)力學(xué)及其它應(yīng)用

Meade表示,雖然公司購(gòu)買激光掃描儀主要是在設(shè)計(jì)過(guò)程中提取泥塑模型的特征,但是,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種設(shè)備的其它有價(jià)值的應(yīng)用。例如,在風(fēng)洞測(cè)試過(guò)程中開(kāi)發(fā)的逆向工程模型就可以解決空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

再如,設(shè)計(jì)工程師掃描車輛的前端,因?yàn)樗麄円呀?jīng)簽定了設(shè)計(jì)新車身的合同;當(dāng)他們?cè)O(shè)計(jì)車身的時(shí)候,前端表面模型便于確保新設(shè)計(jì)清除所有現(xiàn)存的組件參數(shù)。

最后,以項(xiàng)目為基礎(chǔ)向其客戶提供逆向工程服務(wù)的公司要采用激光掃描儀?!拔覀兊脑O(shè)計(jì)工程師對(duì)新型激光掃描儀系統(tǒng)極為滿意,這些激光掃描儀讓我們?cè)谧钌俚臅r(shí)間內(nèi)提取復(fù)雜三維表面幾何的參數(shù),”Meade總結(jié)說(shuō)。“他們?cè)诓杉瘮?shù)據(jù)上花費(fèi)較少時(shí)間,把更多時(shí)間留給了設(shè)計(jì)過(guò)程創(chuàng)新方面。他們因采集了完全提取泥塑模型所需要的足夠的數(shù)據(jù)而信心倍增?!?br />
Giles Gaskell
NVision公司業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監(jiān)
ggaskell@nvision3d.com

鋼筋掃描儀的維護(hù)和保養(yǎng)

1. 定期對(duì)鋼筋掃描儀進(jìn)行校準(zhǔn),并存檔調(diào)校記錄,指定專人負(fù)責(zé)儀器校準(zhǔn);
2. 每月按指定項(xiàng)目對(duì)鋼筋掃描儀進(jìn)行維護(hù),記錄每次檢查維護(hù)的項(xiàng)目是否正常;
3. 對(duì)于在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的,測(cè)試人員應(yīng)即時(shí)通知鋼筋掃描儀維護(hù)人員,并上報(bào)上級(jí)主管,告知儀表故障現(xiàn)象和產(chǎn)生相應(yīng)問(wèn)題的原因;
4. 按規(guī)定定期將鋼筋掃描儀送到標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量部門進(jìn)行校準(zhǔn);
5. 每月為鋼筋掃描儀做一次清理工作,由于儀器的原廠家規(guī)定沒(méi)有原廠家的同意不得擅自拆開(kāi)儀器。因此,清洗的對(duì)象主要為鋼筋掃描儀的外殼和表面,建議采用酒精擦洗,注意不要將酒精流入儀器內(nèi)部。清洗完后,用干凈的干布吸干附在儀器表面的液體。保持儀器的清潔和干燥;
6. 鋼筋掃描儀放置的位置需滿足以下條件:周邊不存在腐蝕性的氣體;周邊不存在直射的光線;清潔的環(huán)境;儀器放置的位置平整;
7. 鋼筋掃描儀用完以后,用布套將其罩住,以防細(xì)小灰塵進(jìn)入儀器、儀表內(nèi)部;
8. 每次使用完后,應(yīng)拔掉鋼筋掃描儀電源接頭;
9. 鋼筋掃描儀不能隨意拆卸和調(diào)整可調(diào)元件;
10. 運(yùn)輸或測(cè)試過(guò)程中,應(yīng)防震和防水。

鋼筋掃描儀的維護(hù)是怎樣的?

    鋼筋掃描儀主要用于工程建筑混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋分布、直徑、走向,混凝土保護(hù)層厚度質(zhì)量的檢測(cè)。

    鋼筋掃描儀能夠在混凝土的表面測(cè)定鋼筋的位置、布筋情況、測(cè)量混凝土保護(hù)層厚度、鋼筋直徑等。

 

    維護(hù)和保養(yǎng)

    1.定期對(duì)鋼筋掃描儀進(jìn)行校準(zhǔn),并存檔調(diào)校記錄,指定專人負(fù)責(zé)儀器校準(zhǔn);

    2.每月按指定項(xiàng)目對(duì)鋼筋掃描儀進(jìn)行維護(hù),記錄每次檢查維護(hù)的項(xiàng)目是否正常;

    3.對(duì)于在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的,測(cè)試人員應(yīng)即時(shí)通知鋼筋掃描儀維護(hù)人員,并上報(bào)上級(jí)主管,告知儀表故障現(xiàn)象和產(chǎn)生相應(yīng)問(wèn)題的原因;

    4.按規(guī)定定期將鋼筋掃描儀送到標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量部門進(jìn)行校準(zhǔn);

    5.每月為鋼筋掃描儀做一次清理工作,由于儀器的原廠家規(guī)定沒(méi)有原廠家的同意不得擅自拆開(kāi)儀器。因此,清洗的對(duì)象主要為鋼筋掃描儀的外殼和表面,建議采用酒精擦洗,注意不要將酒精流入儀器內(nèi)部。清洗完后,用干凈的干布吸干附在儀器表面的液體。保持儀器的清潔和干燥;

    6.鋼筋掃描儀放置的位置需滿足以下條件:周邊不存在腐蝕性的氣體;周邊不存在直射的光線;清潔的環(huán)境;儀器放置的位置平整;

    7.鋼筋掃描儀用完以后,用布套將其罩住,以防細(xì)小灰塵進(jìn)入儀器、儀表內(nèi)部;

    8.每次使用完后,應(yīng)拔掉鋼筋掃描儀電源接頭;

    9.鋼筋掃描儀不能隨意拆卸和調(diào)整可調(diào)元件;

    10.運(yùn)輸或測(cè)試過(guò)程中,應(yīng)防震和防水。

    除此之外,鋼筋掃描儀還可以對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的磁性體及導(dǎo)電體的位置進(jìn)行檢測(cè),如墻體內(nèi)的電纜、水暖管道等,施工前的探測(cè)可以有效避免施工中對(duì)這些設(shè)施的損壞,減少意外的發(fā)生。

    鋼筋掃描儀是施工過(guò)程監(jiān)測(cè)和質(zhì)量檢驗(yàn)的有效工具。

標(biāo)簽: 鋼筋掃描儀
鋼筋掃描儀 鋼筋掃描儀的維護(hù)是怎樣的?_鋼筋掃描儀

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