快速原型制造技术实验指导书.ppt

实验 实践环节一：三维测量操作 采用FARO（关节臂）+KREON（激光扫描仪）系统进行三维测量。 操作过程： 1． 准备并摆好工件 2． 安装好扫描系统 3． 接通电源并开始激光扫描 4． 注意观察电脑屏幕里的工件实时点云数据生成 5． 扫描点云处理 6．生成逆向工程软件需要的数据格式或RP系统需要的数据格式 实验一：逆向工程技术实验 编 号： 课程名称：快速原型与逆向工程技术 英文名称：Rapid Prototyping And Reverse Engineering 实验指导书名称：逆向工程技术实验指导书 一、学时学分 总学时：32 学分：2 实验学时：8 开课学期：7 二、实验目的 了解和掌握产品的逆向设计过程，掌握激光三坐标扫描的基本方法和样件三维重构的过程，培养学生综合分析问题和解决问题的能力，提高学生动手实验和实践的能力。 三、实验基本原理 激光测量的三角法原理。 运用逆向工程技术，对样件的外形进行测量并进行样件的三维重构造型。 四、实验基本要求 1.每次实验前，学生要进行预习实验报告中规定的实验内容，由指导教师讲授有关实验原理、实验方法、实验时要注意的事项等； 2.实验时学生之间要相互配合，在老师指导下进行三维数据的采集及分析处理、三维模型的重构。 五、考核与报告 实验结束，学生要按实验指导书的要求和实际实验结果写实验报告，由指导教师签字确认后完成实验报告。 六、主要仪器设备 柔性关节臂式三坐标激光扫描系统（Kreon KZ-50） 计算机（需装有IMAGEWARE软件） 七、实验项目与内容提要 八、适用专业 序 号 实验 名称 内容提要 每组 人数 实验 学时 实验 要求 实验 类别 实验地点 01 样件表面数据的获得 Kreon激光扫描系统对样件表面进行三维扫描，并对扫描所得到的数据进行初步处理 15 1 必开 逆向工程 实验室 02 三维重构 在逆向工程软件中处理测量数据，并进行曲面重构，得到计算机三维模型，最后在三维CAD软件中完成样件的三维造型设计。 15 7 必开 实验一：逆向工程技术实验指导书 课程编号：2550317 课程名称：快速原型与逆向工程技术 一、实验目的 了解逆向工程的基本原理和工作流程，初步掌握使用柔性关节臂式三坐标扫描仪系统对样件进行测量的方法，并了解利用测量所得的数据进行三维重构的过程。 二、实验的主要内容 样件外形测量与三维重构。 三、实验设备和工具 柔性关节臂式三坐标扫描系统 装有IMAGEWARE软件的计算机 实验一：逆向工程技术实验指导书 四、实验原理 1、三维测量的方法简介 不同的测量对象和测量目的，决定了测量过程和测量方法的不同。 2、非接触式测量的三角测量原理 激光探头的测量原理目前均以三角法为主。如下图所示，激光由激光二氧化碳激光发生器产生，经聚光透镜（F1）投射到工件表面，由于光束反射作用，部份光源经固定透镜（F2）聚焦后投射在光传感器（D）上。当物体沿y方向上下运动或者探头沿y方向移动，其散射光投射在光传感器的位置（X）亦将改变。 2、柔性关节臂式三坐标扫描仪系统简介 柔性关节臂式三坐标扫描仪系统由柔性关节臂式（FARO）三坐标测量机和Kreon激光扫描系统构成。 Kreon激光扫描系统是基于激光截面三角测量的原理，对工件表面进行非接触式的扫描，在激光线条上采集非常密集的数字化(坐标)点，通过与电子控制器(ECU)的连接，记录激光线与工件相交的位置。摄像机摄取激光线位置获得立体影像，ECU电子控制器对每条激光线条上所记录的600个坐标点在Z轴方向的位置，以初始校正时所记录的绝对零位为依据作重复计算。 3、三坐标测量技术在逆向工程上的应用 测量数据的三维实体重构是目前逆向工程领域研究的“瓶颈”，实际应用中，因原始数据的获取方式、三维重构支撑环境、三维重构方法和目标不同，其理论依据、技术路线、算法和工作内容有较大差异。 数据压缩、曲线曲面的光顺处理噪声去除、数据匀化数据预处理曲面重构特征提取与数据分块 实验一：逆向工程技术实验指导书 五、实验方法和步骤 1、Kreon激光扫描系统数据处理”--“SELECT MACHINE”，在对话框中选“FARO Arm.par”，按OK，跟着会出现一个读取ECU的进程。 “Services”--“Positioning” 将工件放在台面上使扫描头能扫到所有要扫的面。被扫工件应先喷上显像剂 Digitization -- Add digitization：Name(Path) 按Run digitization定义步距、频率等 按Record开始扫描，一个方向扫完后，可用Face检查，未扫到部分再换方向局部补扫。 将已扫的结果点云过滤。 将结果输出，保存为逆向工程软件所用的格式文件。 2、在逆