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來源：FORGING & STAMPING TECHNOLOGY

作者：阮詩頌1，王淵明2，裴永（yǒng）生（shēng）1

燕山大學車輛與能源學院，河北秦皇島066004；2·秦皇島（dǎo）煙草機械有限責（zé）任公司，河北秦皇島0660）

（4） 標定板正對相機，標定板的（de）放置方向為順時針（zhēn）旋轉90。，距離最（zuì）近的2個相鄰大點一側向（xiàng）左放置，將標定板距設備600 mm,滿（mǎn）足條件後點擊 “標定操作"，完成第10步標定。

完成光柵投射器和相機的標（biāo）定後，軟件係統會（huì）自動對采（cǎi）集到的圖像進行處（chù）理與計算，並在標定信，顯示區給定（dìng）標（biāo）定結果，自此（cǐ），即完成了全部（bù）的標定工作

3激光掃描過程

3· 1掃描前準備工作

三維曲麵網狀衝壓件的掃描采（cǎi）用（yòng）非接觸式激光三坐標掃描儀，掃描過程在激光（guāng）三坐標掃描（miáo）儀光滑、水平的掃描平台上進行。

掃描之前，在被測網狀衝壓件表麵噴上白色的顯像劑，並粘貼白色的圓紙作為標（biāo）記（jì）點。

在掃（sǎo）描過程中要注意：掃描過程避免操作係統振動，同時被掃描工件（jiàn）也必須是靜止狀態；深色反光的工件要噴顯（xiǎn）像劑進行掃描，且顯像劑要噴的薄而（ér）均勻（yún）；掃描時外部環境光線不太強，暗室操作（zuò）效（xiào）果更佳；掃描時“十"字盡量投在被掃描工（gōng）件上（shàng）。

3· 2掃描（miáo）係統掃描步驟

（1） 先啟動專用計算機上的掃描係統，使掃描係統預熱5凵0 min,確保掃描狀態與標定狀態盡可能接近，之後（hòu）啟動（dòng）軟件（jiàn）係統，點擊（jī）“掃描標定切換"，則進人軟件掃描界麵

（2） 新建工程。被（bèi）掃描工件的完（wán）整掃描是（shì）由多次單幀掃描所組（zǔ）成，這些單幀掃描均由一個係統來管（guǎn）理，即係統掃描的（de）工（gōng）程。

（3） 單幀掃描（miáo）通過雲台調整硬件（jiàn）係（xì）統的高度及俯仰角，使此“十"字與相（xiàng）機實時顯示（shì）區的 “十"字叉盡量重合，並保證十字盡量（liàng）在被掃描工件上；然後通過軟件對相（xiàng）機亮度與（yǔ）對比度進（jìn）行精（jīng）調整，之後（hòu）即可進行單幀掃描

（4） 檢查工程信息。每次單幀掃描完成後，都應（yīng）該檢查“工程信息（xī）顯示樹狀區"的工程信息（xī）

（5） 完成全部掃描後，使（shǐ）用工具欄中的（de）相（xiàng）關工具（jù）對點（diǎn）雲數據進行處理，之後保存（cún）點雲數據即可。

4點（diǎn）雲（yún）數據的曲麵擬合（hé）

本文應用逆（nì）向（xiàng）處理軟件Geomaglc studio對三維曲麵網狀衝壓（yā）件的點雲數據進行處理，建立其三維模型。

Geomagic studio軟件在點雲數據的去除體外（wài）點、簡（jiǎn）化、補孔等方麵（miàn）功能強大，能夠方便快捷地完成由點（diǎn）雲數據到三維曲麵模型的逆向建（jiàn）模（mó）過程[ 8 ]

4· 1去除體外點（diǎn）

激光三坐標掃描儀（yí）在對三維曲（qǔ）麵網狀衝壓件（jiàn）模型（xíng）掃描時難免（miǎn）受到環（huán）境因素的影響，導致得到的點雲數據存在一些不在（zài）模型曲麵上的體外

在進行點雲數據處理時可以將他們刪除。在 Geomagic studio軟件中使用“套（tào）索（suǒ）工具"手動選擇需要刪除的（de）點，單（dān）擊“刪除所選（xuǎn）擇的"即（jí）將想去除的點刪除，最終得到三維曲麵（miàn）網（wǎng）狀衝壓件的點雲數據

4· 2點（diǎn）雲數據對齊

由於被掃描工件的完整掃描是由多次單（dān）幀掃描（miáo）所組成，激光三坐標掃描儀在對三維曲麵網（wǎng）狀衝壓件模型掃描時要分多次從多個視（shì）角進行掃描，才能得到較為完整的衝壓件模型的點雲數據，但是多次測量獲得的點雲數據的局部坐標係是不一（yī）致的，這時就需（xū）要把各個獨立點雲數（shù）據的局部坐標係統一到相（xiàng）同的全局坐標係下，實現不同視（shì）角下的點雲數據對齊9 得到的點雲數據如圖2所示

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圖2點雲數據

Fig. 2 Point cloud data

4· 3模型生成

在完（wán）成（chéng）模型（xíng）點雲數據處理之後，即可在 Geomagic studio軟件中使用“構造曲麵片"命令10]

完成從點雲數據到三維曲麵模型的處（chù）理過程。經過處理的得到的三維模型如圖3所示。

相比於以三坐標測量機(CMM)為代表的傳（chuán）統測量網狀衝壓（yā）件三維（wéi）坐標的方法的接觸式坐標測量存（cún）在的測量速度慢、測（cè）量精（jīng）度不高的不足，運用激光三坐標測量儀進行非接觸（chù）式測量（liàng），測（cè）量的速度更快，測量的精度更高。

且Geomagic對點雲完成數據擬合得（dé）到的數字化（huà）三維模型更貼合實際的模型。

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5結語

對於網狀曲麵衝壓件很難建立（lì）數學模型的問題（tí），本文探索運用逆向掃描（miáo）的方式來重構網（wǎng）狀曲麵件的三（sān）維數學模（mó）型，結果表（biǎo）明該方法是切實可行的，為後續網狀曲麵件的逆向建模提供理論基礎和技（jì）術參考。

參考（kǎo）文獻：

常（cháng）影，明哲，張秀芳，等·複雜曲麵的零（líng）件逆向建模及其仿真（zhēn）分析[ J ] .組合機床與自動化加工技術，2016，60一61.

[ 5 ] 毛方儒，王磊．三（sān）維激光掃描（miáo）測量技術[ J] .宇航（háng）計（jì）測技術，2 5，25（2）：Mao F R Wang L · Measurement technology of 3 D laser scanning[ J] · Journal of Astronautic Metrology and Measurement，2005 25（2）：郭培閃，杜（dù）黎明·運用Geomagic studio實現點雲數據（jù）的曲（qǔ）麵重（chóng）建及誤差分析[ J] .地理信息世界，20巧，（1）：33一36 ·Cuo P S，Du L M. Realized the surface reconstruction of point clouds and error analysis by using the geomagic studio [ J] · Geo-matics World，20巧（qiǎo），（1）：33一36 ·莫海軍，周（zhōu）佳軍，林誌生．曲麵模型重構方法比較及誤差分析[ J] .現代製造工程，20巧（qiǎo），（6）：84一85 ·MO H J，Zhou J J，Lin Z S. Compare of surface model reconstruction methods and error analysis [ J ]．Modern M anufacturingEngineering, 20巧，（6）：84一85．張熙，劉曉東，劉玲·激光點雲（yún）數據坐標轉換方（fāng）法研究[ J ] .公路交通科技，2011 12（Il ) .· I l 8一119．Zhang X，Liu X D，Liu L. Research on coordinate transformation method of laser point cloud data [ J ] · Journal of Highway andTransportation Research and Development，20 I l 12 01）：1 18一119．蔡敏，成（chéng）思源，楊雪榮，等·基於Geomagic studio的特征建

模技術研究[ J] .液（yè）壓與機床，2014，42（20：1一145 ·Cai M Cheng S Y，Yang X R，et al. Study of feature modelingbased on Geomagic Studio [ J ] · Machine Tool & Hydraulics，