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轉發自：鍛壓技術

作者：阮詩頌1，王淵明2，裴永生1

燕山大學車輛與能源學院，河北秦皇島066004；

2·秦皇島煙草機械有限責任公司，河北秦皇島0660）

2· 2光柵投射器標定

光柵投射器標定共分6個步驟完成。

（1） 標定板正對光柵投射器水平放置，放置方向為距離最近的并使面上有較近距離的2個白點的面向上放置，將標定板距設備600 mm，點擊“標定操作"，完成第1步標定。

（2） 將標定板距設備640 mm，點擊“標定操作"，完成第2步標定。

（3） 將標定板距設備560 mm,點擊“標定操作"，完成第3步標定。

（4） 標定板的放置方向水平轉過90。，距離最近的2個相鄰大點一側向右放置，將標定板距設備 600 mm,滿足條件后點擊“標定操作"，完成第4 步標定。

（5） 標定板的放置方向順時針轉過90。，距離最近的2個相鄰大點一側向下放置，將標定板距設備600 mm,滿足要求后點擊“標定操作"，完成第 5步標定

（6） 標定板的放置方向順時針轉過90。，距離最近的兩個相鄰大點一側向左放置，將標定板距設備600 mm,滿足條件后點擊“標定操作"，完成第

6步標定。

2· 3相機標定步驟相機標定共分4步完成。

（1） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順時針旋轉90。，距離最近的2個相鄰大點一側向上放置，將標定板距設備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第7步標定。

（2） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順時針旋轉90。，距離最近的2個相鄰大點一側向右放置，將標定板距設備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第8步標定。

（3） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順時針旋轉90。

距離最近的2個相鄰大點一側向下放置，將標定板距設備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第9步標定。

（4） 標定板正對相機，標定板的放置方向為順

184 鍛壓 技術 第43卷

時針旋轉90。，距離最近的2個相鄰大點一側向左放置，將標定板距設備600 mm,滿足條件后點擊 “標定操作"，完成第10步標定。

完成光柵投射器和相機的標定后，軟件系統會自動對采集到的圖像進行處理與計算，并在標定信，顯示區給定標定結果，自此，即完成了全部的標定工作

3激光掃描過程

3· 1掃描前準備工作

三維曲面網狀沖壓件的掃描采用非接觸式激光三坐標掃描儀，掃描過程在激光三坐標掃描儀光滑、水平的掃描平臺上進行。

掃描之前，在被測網狀沖壓件表面噴上白色的顯像劑，并粘貼白色的圓紙作為標記點。

在掃描過程中要注意：掃描過程避免操作系統振動，同時被掃描工件也必須是靜止狀態；深色

反光的工件要噴顯像劑進行掃描，且顯像劑要噴的薄而均勻；掃描時外部環境光線不要太強，暗室操作效果更佳；掃描時“十"字盡量投在被掃描工件上。

3· 2掃描系統掃描步驟

（1） 先啟動專用計算機上的掃描系統，使掃描系統預熱5凵0 min,確保掃描狀態與標定狀態盡可能接近，之后啟動軟件系統，點擊“掃描標定切換"，則進人軟件掃描界面

（2） 新建工程。被掃描工件的完整掃描是由多次單幀掃描所組成，這些單幀掃描均由一個系統來管理，即系統掃描的工程。

（3） 單幀掃描通過云臺調整硬件系統的高度及俯仰角，使此“十"字與相機實時顯示區的 “十"字叉盡量重合，并保證十字盡量在被掃描工件上；然后通過軟件對相機亮度與對比度進行精調整，之后即可進行單幀掃描

（4） 檢查工程信息。每次單幀掃描完成后，都應該檢查“工程信息顯示樹狀區"的工程信息

（5） 完成全部掃描后，使用工具欄中的相關工具對點云數據進行處理，之后保存點云數據即可。

4點云數據的曲面擬合本文應用逆向處理軟件Geomaglc studio對三維

曲面網狀沖壓件的點云數據進行處理，建立其三維模型。

Geomagic studio軟件在點云數據的去除體外點、簡化、補孔等方面功能強大，能夠方便快捷地完成由點云數據到三維曲面模型的逆向建模過程[ 8 ]

4· 1去除體外點

激光三坐標掃描儀在對三維曲面網狀沖壓件模型掃描時難免受到環境因素的影響，導致得到的點云數據存在一些不在模型曲面上的體外

在進行點云數據處理時可以將他們刪除。在 Geomagic studio軟件中使用“套索工具"手動選擇需要刪除的點，單擊“刪除所選擇的"即將想去除的點刪除，最終得到三維曲面網狀沖壓件的點云數據

4· 2點云數據對齊

由于被掃描工件的完整掃描是由多次單幀掃描所組成，激光三坐標掃描儀在對三維曲面網狀沖壓件模型掃描時要分多次從多個視角進行掃描，才能得到較為完整的沖壓件模型的點云數據，但是多次測量獲得的點云數據的局部坐標系是不一致的

這時就需要把各個獨立點云數據的局部坐標系統一到相同的全局坐標系下，實現不同視角下的點云數據對齊9 得到的點云數據如圖2所示

圖2點云數據

Fig. 2 Point cloud data

4· 3模型生成

在完成模型點云數據處理之后，即可在 Geomagic studio軟件中使用“構造曲面片"命令10]

完成從點云數據到三維曲面模型的處理過程。經過處理的得到的三維模型如圖3所示。

相比于以三坐標測量機(CMM)為代表的傳統測量網狀沖壓件三維坐標的方法的接觸式坐標測量存在的測量速度慢、測量精度不高的不足，運用激光三坐標測量儀進行非接觸式測量

MO H J，Zhou J J，Lin Z S. Compare of surface model reconstruction methods and error analysis [ J ]．Modern M anufacturing對于網狀曲面沖壓件很難建立數學模型的問Engineering, 20巧，（6）：84一85．

張熙，劉曉東，劉玲·激光點云數據坐標轉換方法研究[ J ] .面件的三維數學模型，結果表明該方法是切實可公路交通科技，2011 12（Il ) .· I l 8一119．

Zhang X，Liu X D，Liu L. Research on coordinate transformation method of laser point cloud data [ J ] · Journal of Highway and Transportation Research and Development，20 I l 12 01）：1 18一119．

蔡敏，成思源，楊雪榮，等·基于Geomagic studio的特征建常影，明哲，張秀芳，等·復雜曲面的零件逆向建模及其仿模技術研究[ J] .液壓與機床，2014，42（20：1一145 ·Cai M Cheng S Y，Yang X R，et al. Study of feature modeling