三维扫描设备在模具加工制造中的应用

2011-05-01王本日

上海电气技术 2011年1期

王本日

(上海大众汽车有限公司，上海 201805)

扫描设备是一种把实物曲面以空间点三维坐标的形式离散数据化的设备。通过扫描设备实物扫描得到的点云数据,是快速成型及逆向造型等的基础环节[1]。目前,设备扫描按工作原理分主要有2种:①光栅投影式扫描(照相扫描)。如图1所示,先用数码相机获取实物数码点的三维坐标,从而构成整个扫描体的坐标系统,然后将光栅投影到物体表面,形成一块待测区域,再由光学扫描系统测取实物的表面数据。不同区域的表面数据最后通过坐标系统形成实物的点云数据[2]。Gom公司Atos的扫描设备就属于此种原理,其他大多数的便携式扫描设备(如美国阿泰科三维扫描仪)也属光栅式投影扫描。②线状激光束扫描,即点光源线扫描。这种扫描设备一般都需要安装在三坐标测量机上,相当于测量机的一个测量头,如法国的Kreon扫描头。线状激光束设备扫描时,投影到实物上的是一条线,通过测量机的运动进行扫描,最后由测量机的坐标系统把所有的扫描点组合成实物的整体点云数据。上述2种扫描设备相比较,光栅式扫描设备的扫描范围更大,综合精度在0.1/1000mm以内,相对精度高;而线状激光束式扫描的效率稍低,若安装在测量机上扫描还会受到测量机的精度及工作范围的限制。随着扫描技术的成熟,扫描设备在汽车、航天、制鞋和消费电子产品等制造行业,特别是在模具制造行业得到了广泛的应用[3]。