三维扫描仪介绍及主要应用领域

华子xhfd · 发表于 2016-10-24 10:51:29

在发达国家的制造业中，三维扫描仪作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对手板，样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM 软件接口，在CAD 系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。

三维扫描技术主要应用于以下几个方面:
1. 逆向工程(RE)/快速成型(RP)
2. 扫描实物，建立CAD 数据；或是扫描模型，建立用于检测部件表面的三维数据。
3. 对于不能使用三维CAD 数据的部件，建立数据。
4. 竞争对手产品与自己产品的确认与比较，创建数据库。
5. 使用由RP 创建的真实模型，建立和完善产品设计。
6. 有限元分析的数据捕捉。
7. 检测(CAT)/CAE
8. 生产线质量控制和产品元件的形状检测
例如：金属铸件和锻造、加工冲模和浇铸、塑料部件(压塑模、滚塑模、注塑模)、钢板
冲压、木制品、复合及泡沫产品。
9. 文物的录入和电子展示
10. 牙齿及畸齿矫正
11. 整容及上颌面手术三维扫描仪
随着信息和通信技术的发展，人们在生活和工作中接触到越来越多的图形图像。获取图像的方法包括使用各种摄像机、照相机、扫描仪等，利用这些手段通常只能得到物体的平面图像，即物体的二维信息。在许多领域，如机器视觉、面形检测、实物仿形、自动加工、产品质量控制、生物医学等，物体的三维信息是必不可少的。因此，如何如何迅速获取物体的立体彩色信息并将其转化为计算机能直接处理的三维数字模型。三维扫描仪正是实现三维信
息数字化的一种极为有效的工具。常用的三维扫描仪根据传感方式的不同，分为接触式和非接触式两种。接触式的采用探测头直接接触物体表面，通过探测头反馈回来的光电信号转换为数字面形信息，从而实现对物体面形的扫描和测量，主要以三坐标测量机为代表。接触式测量具有较高的准确性和可靠性；配合测量软件，可快速准确地测量出物体的基本几何形状，如面，圆，圆柱，圆锥，圆球等。其缺点是：测量费用较高；探头易磨损。测量速度慢；检测一些内部元件有先天的限制，故欲求得物体真实外形则需要对探头半径进行补偿，因此可能会导致修正误差的问题；接触探头在测量时，接触探头的力将使探头尖端部分与被测件之间发生局部变形而影响测量值的实际读数；由于探头触发机构的惯性及时间, 迟而使探头产生超越现象，趋近速度会产生动态误差。
随着计算机机器视觉这一新兴学科的兴起和发展，用非接触的光电方法对曲面的三维形貌进行快速测量已成为大趋势。这种非接触式测量不仅避免了接触测量中需要对测头半径加以补偿所带来的麻烦，而且可以实现对各类表面进行高速三维扫描。
目前，非接触式三维扫描仪很多，根据传感方法不同，常用的有基于激光扫描测量、结构光扫描测量和工业CT 等的，分别代表市面上主流的三维激光扫描仪，照相式三维扫描仪和CT 断层扫描仪等。
采用非接触式三维扫描仪因其接触性，对物体表面不会有损伤，同时相比接触式的具有速度快，容易操作等特征，三维激光扫描仪可以达到5000－10000 点/秒的速度，而照相式

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