蜗壳静子三维数字化重构

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

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。
一、整体技术流程：
非接触式结构光三维扫描，点云后处理，正逆向混合设计，N点对齐、RPS对齐，三维全尺寸检测、局部特征检测。通过扫描蜗壳产品进行展示（如图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）
  1-2 三维点云数据采集
        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）
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）
        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。
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。
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）
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）
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。
       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。
       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。
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。
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：
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。