基于液面的產品數字化掃描裝置的研制.pdf

1、逆向工程技術能夠有效地縮短產品開發(fā)周期，已成為新產品開發(fā)、模具設計制造等領域的一種重要方法。 本課題研究的是逆向工程中的產品數字化技術，開發(fā)一種基于液面的產品截面輪廓數字化掃描裝置。這種掃描方法以液體為介質，將產品置于液體中，液面與產品會形成截面輪廓，采集各個高度的截面輪廓，經過圖像處理，得到各截面輪廓的點坐標，形成產品的點云圖，將點云圖導入三維軟件，以建立CAD模型，并實現(xiàn)產品的數字化再設計。本論文重點對該掃描裝置相關的硬件、

2、軟件及其實現(xiàn)方法進行研究和開發(fā)。 掃描裝置主要包括運動控制系統(tǒng)、圖像采集及處理系統(tǒng)、液面控制系統(tǒng)、標定系統(tǒng)等軟硬件。根據掃描裝置的性能進行了運動控制系統(tǒng)的設計，優(yōu)選“PLC+PC”控制方案，運動控制系統(tǒng)硬件包括三菱FX2N-32MTPLC，2M530驅動器和步進電機，改造的IAI定位滑臺作為傳動件，構成開環(huán)式控制，并按照掃描運動要求編制控制程序和人機界面。圖像采集及處理系統(tǒng)硬件上采用“CCD+圖像采集卡”，采用模塊化和面向對象的

3、設計方法，將圖像采集及處理系統(tǒng)軟件劃分為：用戶權限管理模塊、系統(tǒng)參數設置模塊、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，并對各模塊進行了詳細設計、軟件編制和集成。液面控制系統(tǒng)設計了一個機械裝置，通過溢流孔排液控制液面高度。為提高精度減少圖像幾何畸變，設計了一個孔狀靶標，通過選擇四個標定點，可以對系統(tǒng)進行雙線性標定。最后通過集成上述軟硬件系統(tǒng)，研制出了實驗裝置樣機和數據采集處理系統(tǒng)，并進行了相關的實驗研究。 實驗結果表明，開發(fā)