基于液面的產(chǎn)品數(shù)字化掃描裝置的研制.pdf

1、逆向工程技術(shù)能夠有效地縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，已成為新產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域的一種重要方法。 本課題研究的是逆向工程中的產(chǎn)品數(shù)字化技術(shù)，開發(fā)一種基于液面的產(chǎn)品截面輪廓數(shù)字化掃描裝置。這種掃描方法以液體為介質(zhì)，將產(chǎn)品置于液體中，液面與產(chǎn)品會(huì)形成截面輪廓，采集各個(gè)高度的截面輪廓，經(jīng)過(guò)圖像處理，得到各截面輪廓的點(diǎn)坐標(biāo)，形成產(chǎn)品的點(diǎn)云圖，將點(diǎn)云圖導(dǎo)入三維軟件，以建立CAD模型，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化再設(shè)計(jì)。本論文重點(diǎn)對(duì)該掃描裝置相關(guān)的硬件、

2、軟件及其實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究和開發(fā)。 掃描裝置主要包括運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、圖像采集及處理系統(tǒng)、液面控制系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)等軟硬件。根據(jù)掃描裝置的性能進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，優(yōu)選“PLC+PC”控制方案，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件包括三菱FX2N-32MTPLC，2M530驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)，改造的IAI定位滑臺(tái)作為傳動(dòng)件，構(gòu)成開環(huán)式控制，并按照掃描運(yùn)動(dòng)要求編制控制程序和人機(jī)界面。圖像采集及處理系統(tǒng)硬件上采用“CCD+圖像采集卡”，采用模塊化和面向?qū)ο蟮?/p>

3、設(shè)計(jì)方法，將圖像采集及處理系統(tǒng)軟件劃分為：用戶權(quán)限管理模塊、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊、工作狀態(tài)監(jiān)視模塊和系統(tǒng)信息模塊等四大功能模塊，并對(duì)各模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)、軟件編制和集成。液面控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)械裝置，通過(guò)溢流孔排液控制液面高度。為提高精度減少圖像幾何畸變，設(shè)計(jì)了一個(gè)孔狀靶標(biāo)，通過(guò)選擇四個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行雙線性標(biāo)定。最后通過(guò)集成上述軟硬件系統(tǒng)，研制出了實(shí)驗(yàn)裝置樣機(jī)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，開發(fā)