21浅谈高精度CMM测量机激光扫描的运用.doc

. .. 科技论文、管理论文申报表 （2012年度） 单位名称:（盖章） 论文编号：（公司统一编写） 论文名称 浅谈高精度CMM测量机激光扫描的运用 主要编写人员 （按主次排列顺序） 施峰庆 联系电话6280 论文分类 （科技、管理） 科技 主要内容 （不超过100字） 后附：论文全文 随着计算机、微电子、信息和自动化技术的迅速发展，在各类生产中得到了越来越广泛的应用，制造业正在经历一场新的技术革命。激光扫描技术作为生产制造中的一项重要技术支撑，起着不可或缺的作用，并逐渐形成一门新的科学。 主要原理 通过测量空间物体表面点的三维坐标值，得到物体表面的点云信息，并转化为计算机可以直接处理的三维模型。 创新点 从接触式测量到非接触式测量，从低精度到高精度，从点分析到面分析。 应用情况 对冲压件或总成焊接件的整体分析有了很大的改善，图形格式报告简单明了。 浅谈高精度CMM测量机激光扫描的运用 施峰庆 摘要： 随着计算机、微电子、信息和自动化技术的迅速发展，在各类生产中得到了越来越广泛的应用，制造业正在经历一场新的技术革命。 激光扫描技术作为生产制造中的一项重要技术支撑，起着不可或缺的作用，并逐渐形成一门新的科学。 关键词：三坐标测量机 非接触式测量 激光扫描 点云 图形报告 引言：激光扫描技术是一种先进的全自动高精度扫描技术，通过测量空间物体表面点的三维坐标值，得到物体表面的点云信息，并转化为计算机可以直接处理的三维模型。激光扫描技术也是集光、机、电和计算机于一体的一项高新技术。该技术作为获取空间数据的有效手段 ，能够快速的获取反映客观事物实时、动态变化、真实形态特性的信息。在国内外诸多领域得到广泛的应用，显示了巨大的技术先进性和强大的生命力。 从传统的接触式测量到非接触式测量，提高了测量速度和效率。而且根据图形报告对冲压件或总成焊接件的整体分析有了很大的改善。 正文： 一、三坐标测量机的介绍 1、传统三坐标测量机 接触式测量又称为机械测量，这是目前应用最广的自由曲面三维模型数字化方法之一。三坐标测量机是接触式测量仪中的典型代表，它以精密机械为基础，综合应用了电子技术、计算机技术、光学技术和数控技术等先进技术。根据测量传感器的运动方式和触发信号的产生方式的不同，一般将接触式测量方法分为单点触发式和连续扫描式两种。 工作原理：三坐标测量机的测量传感器的主要形式为各种不同直径和形状的探针(或称为接触测头)，当探针沿被测物体表面运动时，被测表面的反作用力使探针发生形变。这种形变触发测量传感器，将测出的信号反馈给测量控制系统，经计算机进行相关的处理得到所测量点的三维坐标。 特点：适用性强、精度高（可达微米级别）；不受物体光照和颜色的限制；适用于没有复杂型腔、外形尺寸较为简单的实体的测量；由于采用接触式测量，可能损伤探头和被测物表面，也不能对软质的物体进行测量，应用范围受到限制；受环境温湿度影响；同时扫描速度受到机械运动的限制，且测量前需要规划测量路径，测量速度慢、效率低；目前还需要人工干预，不可能实现全自动测量；接触测头的扫描路径不可能遍历被测曲面的所有点，它获取的只是关键特征点，因而，它的测量结果往往不能反映整个零件的形状。 2、高精度激光扫描测量机 现代计算机技术和光电技术的发展使得基于光学原理、以计算机图像处理为主要手段的三维自由曲面非接触式测量技术得到了快速发展，各种各样的新型测量方法不断产生，它们具有非接触、无损伤、高精度、高速度以及易于在计算机控制下实行自动化测量等一系列特点，已经成为现代三维面形测量的重要途径及发展方向。而激光扫描测量机在非接触式扫描中占据着非常重要的角色。 激光扫描按照扫描成像方式的不同，激光扫描可分为一维(单点)扫描、二维(线列)扫描和三维(面列)扫描。（我公司型号为LK V 20.12.10 SL HA三坐标测量机配备了Metris 公司必威体育精装版的LC60Dx激光扫描测头，其可视区域宽度为60mm，可视区域深度为60mm，精度达到9μm，点输出约为75,000点/秒。） 特点： （1）非接触测量 即对扫描目标物体无需进行任何表面处理，直接采集物体表面的三维数据。可以用于解决危险目标、环境（或柔性目标）及人员难以企及的情况，具有传统测量方式难以完成的技术优势。 （2）数据采样率高 采用激光方法测量的激光扫描测量机可以达到75000点/秒。 （3）主动发射扫描光源 即激光，通过探测自身发射的激光回波信号来获取目标物体的数据信息，因此在扫描过程中，可以不受扫描环境的时空约束进行测量。 （4）高分辨率、高精度 激光扫描技术可以快速、高精度的获取海量点云数据，可以对扫