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3D掃描在工業中應用—消防車駕駛室

發布時間:2019-07-02浏覽:50

本文介紹了在精密工程和汽車等工業領域3D掃描儀的應用 。基于3D掃描的逆向工程和CAD建模 ——消防車艙的産品和零部件。由于缺乏客艙文件,下面描述的恢複活動至關重要。在利用Geomagic Design X獲得CAD模型的基礎上,采用SMARTTECH 3D掃描儀scan3D DUAL VOLUME精加工技術,逐步實現了基于三維掃描的CAD建模

關鍵詞:3D掃描儀,scan3D DUAL VOLUME,SMARTTECH,CAD,逆向工程,模型

使用scan3D DUAL VOLUME進行測量的主要目标是重建真實卡車駕駛室的CAD模型,并在此基礎上制作技術文檔[3]。這種模型對于設計消防車車身及其配件将是必不可少的,将在艙内實施[4]。

我們要關注的主要問題是設計本身。使用3D掃描艙,我們準備創建車輛的其餘部分,保持其内聚力和現代外觀。

   

圖1:Wizualizacja zaprojektowanych części.

CAD設計可以簡化這些部件的組裝。使用數字模型,我們可以預測潛在問題可能出現的位置,并通過重新定位或調整裝配孔或其他部件來快速避免這些問題。

要準備CAD模型,我們必須:

a)  以3D方式掃描對象 ——它将作為一個點雲以軟件形式呈現

b)  将點雲轉換為三角形網格

c)  使用三角形網格設計表面

在這個例子中,我們提出了3D掃描過程和表面建模方法,以便制作技術文檔。

3D掃描 ——收集元素幾何

在第yi部分中,我們使用帶有白色結構光的3D掃描儀詳細掃描了機艙的一部分——機艙和技術設施之間的屋頂和連接,為了獲得更好的效果,用防眩劑和定位标記噴塗物體。

    圖3.塗有防眩劑和定位标記的物體

對于掃描,我們使用SMARTTECH的3D掃描儀 —— scan3D DUAL VOLUME,它具有兩個獨立的測量體積:具有500萬像素分辨率和0.1毫米精度的大尺寸800x600x350,可快速掃描整個物體;具有1000萬像素探測器和0,06毫米精度的尺寸300x200x210,可以更高精度掃描重要細節。

   圖4.Scan3D DUAL VOLUME

單次掃描的結果是一個點雲(其中每個點都用X,Y,Z坐标描述)

 使用SMARTTECH3D測量軟件 

使用定位标記獲得所有3D掃描結果後,我們開始初步清除在測量過程中可能出現的噪聲。

   圖5.SMARTTECH3D測量中的示例點雲

由于軟件具有不同的工具和過濾器,這個過程是自動完成的。之後我們将創建三角形網格,我們将在其上創建CAD模型。

 在Geomagic Design X中創建表面模型 

下一步是将Trianlge Mesh導入Geomagic Design X軟件\ [7]。為了提高其進一步建模的質量,我們在地理位置不變的地方減少了網格中三角形的數量,并且在曲率和其他CAD重要位置上增加了它們。接下來我們創建區域 ——三角形網格區域可以形成一些表面,如平面、圓柱、圓錐、球、轉彎和單個平面。這些區域有助于我們進一步建模。我們使用區域進行坐标系統識别

下一步我們開始設計表面。大多數模型是由區域和表面建模器創建的,我們将創建補丁,在适當連接和裁剪之後創建表面模型。

        

圖6.Siatka trojkqtow.                                                    圖7. 在Geomagic DesignX 軟件中方塊化                         圖8.創建曲面

在調整表面期間,軟件允許提供精度分析。換句話說,通過彩色的偏差圖可視化檢查表面模型和三角形網格之間的差異。

重要的是, Geomagic Design X允許您将拍攝的操作樹複制到其他CAD程序,如Solidworks、CATIA和NX。完成的模型可以保存為許多不同的格式,如IGES、Parasolid或STEP。

圖9救火車艙CAD模型

摘要

提供的測量顯示了3D掃描如何簡化重建過程。我們使用3D掃描儀Dual Volume進行測量,掃描結果是一個點雲,我們基于此制作了救火車艙的CAD模型。

該模型将由工程師發送,并用它進行進一步建模。

借助SMARTTECH 3D掃描儀,SMARTTECH3D測量以及Geomagic Design X等專業軟件,可以創建完整的CAD文檔(CAD模型)

創建的CAD模型用于:

• 設備設計

•  設計其他元素

•  開發生産技術

•  開發組合元素的方法

工業3D掃描儀應用非常廣泛并開辟了新的可能性。通過3D掃描儀,我們就可以像上面描述的那樣制作CAD模型,并且可以設計出适合現有元素的新元素。我們可以節省創建原型的金錢和時間,而不會有破壞改造對象的風險。

SMARTTECH 3D掃描儀也被用于醫學和考古學,并獲得了客戶滿意。

 

 

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