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蜗壳静子三维数字化重构
phpcms
2022-11-25 15:28:04
蜗壳是飞机发动机的重要组成部件,其结构也较为复杂,工业中的很多零部件都具有较为复杂的零件结构,并且需要较高的加工精度,如何快速高效地完成高精度尺寸零部件的尺寸检测、外观扫描或者逆向设计,是行业内许多用户提出的需求:此次对客户的蜗壳产品进行三维扫描逆向,不仅保证较高的的测量精度,并能有效减少时间,为客户节省大量成本。蜗壳是飞机发动机的重要组成部件,其结构也较为复杂,工业中的很多零部件都具有较为复杂的零件结构,并且需要较高的加工精度,如何快速高效
一、整体技术流程:


图1-1
二、具体技术流程:1.非接触式结构光三维扫描
1-1 标定
首先需要对该设备进行校准(如图1-2)(如图1-3)

图1-2

图1-3
1-2 三维点云数据采集
图1-3
在三维点云数据采集前需先对设备进行准备、调试、标定工作,同时,根据扫描的零件可以适当增加一些相机的曝光。(如图1-4)

图1-4
2.点云数据的后处理:将三维扫描完成的点云数据使用点云后处理软件Geomagic Wrap进行处理,形成三角片体数据。(如图1-5)

图1-5
通过一系列命令操作,最后使用封装命令将这一组点云封装成我们需要的三角面片。(如图1-6)并且客户可以根据封装好的数据进行3D打印。
图1-6
3.正逆向混合设计:将封装完的三角面片(STL格式)用Geomagic DesignX逆向建模软件打开,使用面片拟合命令为蜗壳的曲面外型重新构建(如图1-7),从而获得一个可编辑的CAD模型。

图1-7
亦可使用正向建模软件CATIA对其进行外观曲面改型设计,结构设计等(如图1-8)。客户可以根据建好的模型数据进行创新设计和加工生产。


图1-8
4.三维数据检测:将封装完成的三角面片(STL格式)用Geomagic Control X三维检测软件打开,导入CAD模型。(如图1-9)

图1-9
5.坐标对齐:使用N点对齐或RPS对齐的方式对该数据进行坐标对齐。(如图1-10)

图1-10
6.数据检测:使用该数据和CAD模型进行3D比较(如图1-11),计算和显示参考值和测试值之间的形状偏差,是否有凸起凹陷,残缺等严重尺寸变形,通过色谱图更直观的对蜗壳进行一个分析。

图1-11
使用该软件的2D检测命令检测机身的截面轮廓(如图1-12),该检测方式可以检测一些截面的重要轮廓尺寸。
图1-12
对该数据进行尺寸的检测(如图1-13),如长度尺寸,形位公差,孔位精度等重要尺寸。
图1-13
7.局部检测局部检测一蜗壳侧壁(如图1-14)。局部应力分析更有利于判断零部件的局部受力特征。
由扫描而来的数据与蜗壳原始模型做尺寸对比(图1-14、图1-15),客户可以观察并得以分析蜗壳表面的鼓胀,凹陷等,再根据提供的误差数值分析该缺陷的严重性。

图1-14

图1-15
通过蜗壳扫描案例向客户展示了该扫描仪呈相清晰、精度较高,节省时间和成本的同时,处理的点云数据也可用作逆向和数据检测,同时,该三维扫描仪也具备如下特点:
图1-15
1. 能快速提取点云数据,提高数据提取的效率;
2. 系统维护费用低,所有设备仅需电源供电;
3. 操作人员培训简单,且操作灵活易上手;
4. 应用产品材质范围较广,基本适用于大多数的复杂工艺件;
5. 工业级扫描仪,扫描精度较高。
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