三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造 課件 項(xiàng)目2 渦輪葉片 任務(wù)1 數(shù)據(jù)采集

《三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造》任務(wù)1數(shù)據(jù)采集目錄2.1.1軟硬件選配12.1.2常用功能指令22.1.3產(chǎn)品測(cè)繪32.1.1軟硬件選配手持激光掃描儀BYSCAN510配套掃描軟件ScanViewer數(shù)據(jù)處理GeomagicDesignX邊上要貼5~6個(gè)標(biāo)記點(diǎn)用于過(guò)渡，正面掃描好翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的時(shí)候，不要碰到邊上的標(biāo)記點(diǎn)，如果標(biāo)記點(diǎn)位置發(fā)生移動(dòng)，會(huì)影響拼接葉片之間的區(qū)域比較難掃描到，可以單束激光掃描，雙擊掃描儀上的掃描鍵2.1.2常用功能指令GeomagicDesignX的草圖模塊在逆向建模過(guò)程中的主要功能是利用基準(zhǔn)平面的偏移平面截取模型特征的輪廓線，并利用其草圖繪制功能對(duì)截取的截面輪廓線進(jìn)行繪制、擬合和約束等操作，使其盡可能精確地反映模型的真實(shí)輪廓。GeomagicDesignX的領(lǐng)域模塊主要作用是根據(jù)掃描數(shù)據(jù)的曲率和特征將面片劃分為不同的幾何區(qū)域。包含的主要功能有：①自動(dòng)分割領(lǐng)域；②重新對(duì)局部進(jìn)行領(lǐng)域劃分；③手動(dòng)合并、分割、插入、分離、擴(kuò)大與縮小領(lǐng)域；④定義劃分領(lǐng)域的公差與孤立點(diǎn)比例。2.1.3產(chǎn)品測(cè)繪1.掃描儀標(biāo)定當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)期不用或者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸發(fā)生過(guò)抖動(dòng)時(shí)，需快速標(biāo)定。一般情況下，一次標(biāo)定后可以長(zhǎng)期使用。標(biāo)定步驟如下所述：第一步：?jiǎn)螕艨鞓?biāo)圖標(biāo)，如圖3-2所示：圖3?2單擊快速標(biāo)定點(diǎn)擊后出現(xiàn)快標(biāo)界面，如圖3?3所示：圖3?3出現(xiàn)快速標(biāo)定界面第二步：將標(biāo)定板放置穩(wěn)定的平面，掃描儀正對(duì)標(biāo)定板，距離30cm，按一下掃描儀由上往下的第三個(gè)按鍵（以下統(tǒng)稱掃描鍵），發(fā)出激光束（以三條平行激光為例），如圖3?4所示：圖3?4按下掃描鍵第三步：控制掃描儀角度,調(diào)整掃描儀與標(biāo)定板的距離，使左側(cè)的陰影圓重合，保證左側(cè)陰影圓基本重合的狀態(tài)下，在掃描儀所處的水平面上不改變角度，水平移動(dòng)掃描儀，使右側(cè)的梯形陰影重合，進(jìn)入下一步標(biāo)定，此角度共10步，如圖3?5所示。圖3?5標(biāo)定第三步第四步：右側(cè)45度標(biāo)定，將掃描儀向右傾斜45度，激光束保持處在第三行與第四行標(biāo)記點(diǎn)之間，使陰影重合，進(jìn)入下一步標(biāo)定，如圖3?6所示。圖3?6標(biāo)定第四步第五步：左側(cè)45度標(biāo)定，將掃描儀向左傾斜45度，激光束保持處在第三行與第四行標(biāo)記點(diǎn)之間，使陰影重合，進(jìn)入下一步標(biāo)定，如圖3?7所示。圖3?7標(biāo)定第五步第六步：上側(cè)45度標(biāo)定，將掃描儀向上傾斜45度，激光束保持處在第三行與第四行標(biāo)記點(diǎn)之間，使陰影重合，進(jìn)入下一步標(biāo)定，如圖3?8所示。圖

3?8標(biāo)定第六步第七步：下側(cè)45度標(biāo)定，將掃描儀向下傾斜45度，激光束保持處在第三行與第四行標(biāo)記點(diǎn)之間，使陰影重合，如圖3?9所示。圖3?9標(biāo)定第七步第八步：完成第七步之后，界面提示如下，點(diǎn)擊右上角關(guān)閉標(biāo)定窗口。標(biāo)定到此完成，如圖3?10所示。圖3?10標(biāo)定完成2.貼標(biāo)記點(diǎn)開始掃描前，先在渦輪葉片的正反面上都貼上標(biāo)記點(diǎn)，如圖3-11所示，并且在正面和反面的過(guò)渡區(qū)域貼上5~6個(gè)標(biāo)記點(diǎn)。當(dāng)正面掃描完成后，翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)掃描反面的時(shí)候，注意不要碰落或移動(dòng)過(guò)渡區(qū)域的標(biāo)記點(diǎn)，否則可能會(huì)影響拼接的準(zhǔn)確性，如圖3-11所示。圖3?11貼標(biāo)記點(diǎn)3.掃描標(biāo)記點(diǎn)使用手持激光掃描儀BYSCAN510掃描物體時(shí)可以直接掃描激光點(diǎn)，也可以先掃描標(biāo)記點(diǎn)再掃描激光點(diǎn)，后者的掃描精度更高，而且掃描過(guò)程中過(guò)渡方便。渦輪葉片的正反面過(guò)渡區(qū)域是垂直于底面的比較窄的圓周區(qū)域，實(shí)際操作表明，直接掃描激光點(diǎn)的方式很容易造成拼接失敗，所以這里采用先掃描標(biāo)記點(diǎn)再掃描激光點(diǎn)的方式，并且在掃描標(biāo)記點(diǎn)時(shí)使用輔助板的方式。（1）打開手持激光掃描儀BYSCAN510的配套掃描軟件ScanViewer。（2）在掃描控制面板中，將【掃描解析度設(shè)置】設(shè)為1mm，將【曝光參數(shù)設(shè)置】設(shè)為1ms，選中【標(biāo)記點(diǎn)】選項(xiàng)后單擊【開始】按鈕，如圖3?12所示。3.掃描標(biāo)記點(diǎn)圖3?12掃描標(biāo)記點(diǎn)的參數(shù)設(shè)置（3）如圖3?13所示，擺放好蝸輪葉片，將掃描儀正對(duì)渦輪葉片，按下掃描儀上的掃描鍵，開始掃描。掃描過(guò)程中的軟件界面如圖3?14所示。圖3?13擺放好渦輪葉片圖3?14掃描標(biāo)志點(diǎn)時(shí)的軟件界面（4）掃描好渦輪葉片正面的標(biāo)記點(diǎn)之后，在工作臺(tái)上放置輔助板并調(diào)整渦輪葉片的擺放位置，使其正反面的標(biāo)記點(diǎn)都能掃描到，如圖3?15所示。由于渦輪葉片的正反面呈90度過(guò)渡，如果直接掃描正面和反面，則正反面標(biāo)記點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系不便于確定，所以這里使用了輔助板。首先掃描渦輪葉片的正面和輔助板，由此確定渦輪葉片正面的標(biāo)記點(diǎn)和輔助板上標(biāo)記點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系。然后掃描渦輪葉片的反面和輔助板，由此確定渦輪葉片反面的標(biāo)記點(diǎn)和輔助板上標(biāo)記點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系。這樣，以輔助板上的標(biāo)記點(diǎn)為“橋梁”，確定了渦輪葉片正面和反面標(biāo)記點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系。圖3?15使用輔助板（5）最后，刪除掃描到的輔助板上的標(biāo)記點(diǎn)，如圖

3?16所示，標(biāo)記點(diǎn)掃描完成。

圖3?16選擇輔助板上的標(biāo)記點(diǎn)并刪除4.掃描激光點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn)掃描完成之后，接下來(lái)掃描激光點(diǎn)。渦輪葉片之間的區(qū)域比較難掃描到，為便于掃描，可以采用單束光掃描的方式。（1）在掃描控制面板中，將【掃描解析度設(shè)置】設(shè)為0.5mm，將【曝光參數(shù)設(shè)置】設(shè)為1ms，選中【激光點(diǎn)】選項(xiàng)后單擊【開始】按鈕，在彈出的下拉列表中選擇【紅光】，如圖3?17所示。圖3?17掃描激光點(diǎn)的參數(shù)設(shè)置（2）擺放好蝸輪葉片，使其正面朝上，將掃描儀正對(duì)渦輪葉片，按下掃描儀上的掃描鍵，開始掃描。掃描過(guò)程中的軟件界面如圖3?18所示。圖3?18掃描激光點(diǎn)時(shí)的軟件界面葉片之間的區(qū)域比較難掃描，雙擊掃描儀上的掃描鍵，可以切換到單束激光掃描的模式，此時(shí)的軟件界面如圖3?19所示。單束光和多束光交替使用，有助于掃描到葉片之間的區(qū)域，如圖3?20所示。圖3?19單束激光掃描圖3?20多束光與單束光掃描按下掃描儀上的視窗放大鍵，可以放大視圖，從而便于觀察掃描區(qū)域，如圖3?21所示。同樣地，按下掃描儀上的視窗縮小鍵，可以縮小視圖。圖3?21放大視圖（3）正面掃描好之后，按下掃描儀上的掃描鍵停止掃描，再點(diǎn)擊掃描軟件上的【暫?！堪粹o。使用套索工具選中掃描到的無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)，按下鍵盤上的delete鍵將其刪除，如圖3?22所示。圖3?22選中并刪除無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)（4）調(diào)整渦輪葉片的擺放位置，使其反面朝上，單擊軟件界面上的【開始】按鈕，在彈出的下拉列表中選擇【紅光】，如圖3?17所示。然后按下掃描儀上的掃描鍵，開始掃描，如圖3?23所示。圖3?23掃描渦輪葉片的反面（5）反面掃描好之后，按下掃描儀上的掃描鍵停止掃描，再點(diǎn)擊掃描軟件上的【停止】按鈕。使用套索工具選中掃描到的無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)，按下鍵盤上的delete鍵將其刪除，如圖3?25所示。圖3?25刪除無(wú)關(guān)的掃描數(shù)據(jù)（6）單擊【工程】選項(xiàng)卡中的【生成網(wǎng)格】按鈕，系統(tǒng)開始生成網(wǎng)格，并顯示進(jìn)度條，生成的渦輪葉片網(wǎng)格模型如圖3?26所示。圖3?26