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测量造型中的CMM扫描技术(2)

2008-06-11    

    表1 从精度、速度、适用范围对主要的检测方法进行了分析与比较。

表1. 各种测量方法的比较


    非接触测头数字化速度高,比如激光带扫描可达到 19000 点, 3D成像每场可达 1,300,000 点(一场约需要 10 秒种), 然而, 非接触测头的精度比较低,低于25 微米(100x100x100 mm3 ), 且物体表面条件: 如质地, 颜色粗糙度反光程度等,都会影响非接触测头的数字化效果。此外,现有光学三维测量主流技术及其设备主要针对的是漫反射物体的三维测量,难以有效地测量非漫反射物体.而在实际应用中,大量被测物体的表面性质为非漫反射,特别是在工业领域,非漫反射物体更是占有较大的比重,如抛光模具等精加工零部件、印刷电路板的焊点等。对于希望作高精度拷贝的应用或生产中的精加工工件来说,使用接触式扫描测头仍然有不可取代的优势。

    接触式测量中目前使用最为广泛的和最为可靠的方法是坐标测量机(CMM)。传统的测量机多采用触发式接触测头,每一次获取自由曲面上一点的X、Y、Z坐标值。这种测量速度慢,而且很难测得较全面的曲面信息。九十年代初,一些坐标测量机生产厂家,先后研制出三维力位移传感的扫描测量头,这些测量头可以在工件上滑动测量,连续获取表面的坐标信息,其扫描速度可高达8m/min,数字化速度可高达500点/秒,数字化精度可以达到 1 微米,缺点是数字化速度低。但德国ZEISS的三坐标机通过其主动式高速扫描VAST模拟测头和强大的CALYPSO、HOLOS、DIMETSION等测量软件从特征元素自动识别、数学找正、未知曲线曲面扫描等等方面极大程度地弥补了测量效率问题,与非接触式三维检测方法需要较多的前期准备工作如喷显影剂、贴参考点或参考球、调整背景亮度或后期较大工作量的数据处理等相比,在总耗时上缩短了差距,成为高精度工件反求测量的良好选择。

    3、接触式扫描测绘应用实例

    在玻璃制品生产中,为加快产品开发进度,除了根据用户提供的产品图纸进行模具设计外,对样品实物进行测绘造型可以更好地了解产品的实际使用要求和更准确地快速确定出模具型腔尺寸。对于玻璃这样的非漫反射物体,接触式扫描测量在精度和速度方面具有不可取代的优势。

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