三維光學(xué)攝影測(cè)量技術(shù)在模具檢測(cè)和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用-chenjun

1、 系列三維光學(xué)攝影測(cè)量技術(shù)先驅(qū)西安交通大學(xué)信息機(jī)電研究所、模具與先進(jìn)成形技術(shù)工研究所,隸屬西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,多年來(lái)致力于三維光學(xué)掃描系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)字近景三維攝影測(cè)量系統(tǒng)、三維檢測(cè)軟件研究開(kāi)發(fā)、三維逆向設(shè)計(jì)、沖壓應(yīng)變?nèi)S測(cè)量、拉伸變形散斑三維圖像處理的研究。研究所綜合機(jī)械設(shè)計(jì)、光學(xué)測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù),自主研發(fā)系列工業(yè)近景攝影測(cè)量系統(tǒng),廣泛的應(yīng)用于汽車工業(yè)、飛機(jī)工業(yè)、機(jī)械制造、模具設(shè)計(jì)、家電、數(shù)碼類電子產(chǎn)品等制造行業(yè)的三維復(fù)雜曲面產(chǎn)品的三維測(cè)量、逆向設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、尺寸檢驗(yàn)、三維變形與應(yīng)變分析。近年來(lái),系列三維光學(xué)攝影測(cè)量技術(shù)在國(guó)內(nèi)諸多汽車模具廠家的模具泡沫實(shí)型、鑄件及制件的各個(gè)加工、

2、檢測(cè)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)得以廣泛應(yīng)用,另外在數(shù)碼產(chǎn)品、家用電器等注塑模具的設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)中也廣泛應(yīng)用。 三維光學(xué)測(cè)量研究?jī)?nèi)容 三維全尺寸快速檢測(cè)研究測(cè)量點(diǎn)云與三維CAD 數(shù)模進(jìn)行對(duì)齊、誤差分析、快速檢測(cè)。光學(xué)三維面掃描測(cè)量 系列三維光學(xué)攝影測(cè)量產(chǎn)品 XJTUDP三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng) XJTUOM三維光學(xué)面掃描系統(tǒng) XJTUSD三維光學(xué)靜態(tài)變形測(cè)量 XJTUSM板金成型應(yīng)變分析 XJTUDA三維光學(xué)動(dòng)態(tài)變形測(cè)量XJTUDIC數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng) 系列三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)之汽車沖壓模具行業(yè)應(yīng)用汽車工業(yè)經(jīng)過(guò)了上百年的發(fā)展,現(xiàn)代汽車制造技術(shù)已經(jīng)非常成熟, 在不考慮應(yīng)用新能源、新材料的條件下, 新車型的變化越

3、來(lái)越集中于汽車覆蓋件的變化。新型車身開(kāi)發(fā)制造的周期、質(zhì)量主要取決于汽車覆蓋件模具的開(kāi)發(fā)制造能力, 特別是大中型覆蓋件模具,它是車身制造的重要裝備, 也是企業(yè)提高汽車開(kāi)發(fā)、制造水平的關(guān)鍵。而三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)為覆蓋件模具設(shè)計(jì)檢驗(yàn)提供了一個(gè)重要手段。系列三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于汽車沖壓模具設(shè)計(jì)制作的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。 二、FMC(消失模鑄造實(shí)型加工檢測(cè)FMC(Fade mould casting FMC(Fade mould casting 也稱實(shí)型鑄造, 臺(tái)灣稱為包麗龍鑄造。該工藝在國(guó)外汽車模具鑄件中普遍使用, 制作模型以塑聚苯乙烯塑料代木, 這種模型經(jīng)濟(jì)適用, 成本低廉, 鑄件型面加

4、工余量少, 精度高。由于實(shí)體模型鑄造簡(jiǎn)化了造型工序,鑄造時(shí)無(wú)需起模修型、配箱、落芯等工序, 因而鑄件毛坯無(wú)毛刺, 無(wú)分型面、型腔網(wǎng)擋, 孔位光潔,是汽車模具制造的最佳選擇。FMC泡沫實(shí)型加工完成后,其加工質(zhì)量決定了后期模具鑄件的精度、切削余量,檢測(cè)至關(guān)重要。采用系列三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng),可以快速在線實(shí)現(xiàn)FMC泡沫實(shí)型的關(guān)鍵位置、加工基準(zhǔn)面及型面部分的三維檢測(cè),大大提高了泡沫實(shí)型的加工和檢測(cè)效率,最大程度的避免了模具鑄件廢品率和提高加工效率。解決方案:XJTUDP三維攝影測(cè)量系統(tǒng)-關(guān)鍵位置、加工基準(zhǔn)面快速檢測(cè)XJTUOM三維光學(xué)面掃描系統(tǒng)-型面部分全尺寸檢測(cè)分析 FMC泡沫實(shí)型攝影測(cè)量快速檢測(cè)

5、攝影拍照 XJTUDP三維測(cè)量點(diǎn)計(jì)算 質(zhì)量分析 國(guó)內(nèi)眾多知名汽車模具企業(yè)使用XJTUDP攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行FMC泡沫實(shí)型在線檢測(cè) FMC泡沫實(shí)型的型面部分三維光學(xué)全尺寸檢測(cè) 三、沖壓模具鑄件檢測(cè)解決方案:XJTUDP三維攝影測(cè)量系統(tǒng)-關(guān)鍵位置、加工基準(zhǔn)面快速檢測(cè)XJTUOM三維光學(xué)面掃描系統(tǒng)-型面部分全尺寸檢測(cè)加工余量分析DelOverLapArea點(diǎn)云預(yù)處理系統(tǒng)-掃描數(shù)據(jù)優(yōu)化降噪融合等處理 模具鑄件快速檢測(cè) 攝影拍照 XJTUDP三維測(cè)量點(diǎn)計(jì)算 質(zhì)量分析 四、模具、制件檢測(cè)解決方案:XJTUDP三維攝影測(cè)量系統(tǒng)-關(guān)鍵位置、加工基準(zhǔn)面快速檢測(cè)XJTUOM三維光學(xué)面掃描系統(tǒng)-型面部分全尺寸檢測(cè)加工

6、余量分析DelOverLapArea點(diǎn)云預(yù)處理系統(tǒng)-掃描數(shù)據(jù)優(yōu)化降噪融合等處理 模具檢測(cè) 制件檢測(cè) 制件裝焊后檢測(cè)驗(yàn)證 系列三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)之注塑模具行業(yè)應(yīng)用注塑模具已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、生活用品生產(chǎn)中,而且隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展水平需求量越來(lái)越大。系列三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于注塑模具的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具檢驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。 一、注塑模具的前期產(chǎn)品正逆向設(shè)計(jì)應(yīng)用需求:產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)樣件裝配分析解決方案:XJTUOM三維光學(xué)面掃描系統(tǒng)XJTUDP三維攝影測(cè)量系統(tǒng)DelOverLapArea點(diǎn)云預(yù)處理系統(tǒng) 攝影測(cè)量 攝影測(cè)量全局點(diǎn)計(jì)算 數(shù)據(jù)處理表面三維掃描 產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì) 二、注塑模具模具、

7、產(chǎn)品檢測(cè)應(yīng)用需求:模具檢測(cè)產(chǎn)品檢測(cè)解決方案:XJTUOM三維光學(xué)面掃描系統(tǒng)XJTUDP三維攝影測(cè)量系統(tǒng)DelOverLapArea點(diǎn)云預(yù)處理系統(tǒng) 注塑模具的模具、產(chǎn)品檢測(cè) 系列三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)之三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)介紹 XJTUOM三維光學(xué)掃描系統(tǒng) 外差式多頻相移,行業(yè)最新技術(shù)定位于工業(yè)測(cè)量,精度高,速度快,操作方便標(biāo)志點(diǎn)實(shí)施跟蹤識(shí)別,自動(dòng)編號(hào),全局自動(dòng)拼接匹配針對(duì)性開(kāi)發(fā)幾毫米到幾米幅面規(guī)格,滿足不同行業(yè)需求自主開(kāi)發(fā)點(diǎn)云處理軟件,快速完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理合成配合攝影測(cè)量系統(tǒng),有效提高整體拼接精度 (一XJTUOM 三維光學(xué)掃描測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn) 依靠多年來(lái)在模具行業(yè)研究積累,率先研發(fā)出國(guó)際最先進(jìn)的

8、外差式多頻相移三維光學(xué)測(cè)量技術(shù)。與傳統(tǒng)的格雷碼加相移方法相比,測(cè)量精度更高,速度更快,單次測(cè)量幅面更大(從20mm 到2000mm 、抗干擾能力強(qiáng)、受被測(cè)工件表面明暗影響小,工件一般不需要噴顯影劑,表面劇烈變化的工件測(cè)量中也具有突出優(yōu)勢(shì)。單幅掃描一次獲得130萬(wàn)660萬(wàn)的點(diǎn)云,點(diǎn)云的點(diǎn)間距為0.08 1mm ,海量數(shù)據(jù)測(cè)量和處理,測(cè)量精度從0.008mm 到0.05mm 。 與傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光抄數(shù)機(jī)相比,突出特點(diǎn)為可移動(dòng)便攜式操作,流動(dòng)式測(cè)量,無(wú)大型操作臺(tái),移動(dòng)式測(cè)量,不受行程測(cè)量限制,可以掃描測(cè)量幾毫米到幾十米的產(chǎn)品工件和物體。l 面掃描、測(cè)量數(shù)據(jù)密集 自動(dòng)降噪、精簡(jiǎn)及點(diǎn)云數(shù)據(jù)的重疊

9、面刪除合并,解決了三維掃描中手工刪除點(diǎn)云重疊面的繁重體力勞動(dòng),提高工件掃描效率80%以上。與傳統(tǒng)的激光掃描相比,12個(gè)小時(shí)的掃描工作僅需要在36秒的一個(gè)單幅測(cè)量時(shí)間下完成,單幅面最大可達(dá)2米,數(shù)據(jù)點(diǎn)則多達(dá)百萬(wàn)。軟硬件控制一體化設(shè)計(jì),控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)機(jī)、掃描測(cè)量、激光輔助對(duì)焦等,簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可速速掌握。標(biāo)志點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤識(shí)別,自動(dòng)編號(hào),全局自動(dòng)匹配拼接。拼接效率更高,速度更快,有效的消除了傳統(tǒng)的相鄰拼接產(chǎn)生的拼接積累誤差。與XJTUDP 三維點(diǎn)攝影測(cè)量系統(tǒng)配合使用,更是能大大提高拼接精度達(dá)(0.1mm/4m 。l 強(qiáng)大的點(diǎn)云預(yù)處理系統(tǒng)l 一體化設(shè)計(jì),操作簡(jiǎn)單方便 (二光學(xué)三維測(cè)量原理 三維掃描儀測(cè)量光柵

10、 三維測(cè)量原理密集點(diǎn)云(局部 (三XJTUOM系統(tǒng)組成 軟件界面 標(biāo)定板 十字架標(biāo)定各種鏡頭組光柵發(fā)射測(cè)量頭 典型應(yīng)用領(lǐng)域l逆向設(shè)計(jì):掃描測(cè)量工件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),建立三維數(shù)模,達(dá)到快速設(shè)計(jì)產(chǎn)品目的。l產(chǎn)品檢測(cè):生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量控制和形狀尺寸檢測(cè),可以檢測(cè)金屬鑄件、沖壓件、模具、塑料件、木制品等產(chǎn)品。l其他應(yīng)用:文物掃描和三維顯示、工藝品、雕刻;醫(yī)學(xué)領(lǐng)域人體數(shù)字化、人體建模及人體雕刻;鞋帽服裝類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)模擬。 汽車工業(yè)逆向設(shè)計(jì) 產(chǎn)品檢測(cè) 醫(yī)學(xué)牙模仿形、塑制品青銅器、工藝品的仿形 功能特點(diǎn):1一臺(tái)XJTUSO設(shè)備,支持多種測(cè)量幅面:34×24mm、64×48mm、128

11、5;96mm、192×144mm。2高精度測(cè)量,曲面擬合精度更好,點(diǎn)云間距為:0.025mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm3采用LED光源,光源發(fā)熱小,可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。4采用全電動(dòng)操作臺(tái)設(shè)計(jì):電動(dòng)升降立柱、多軸運(yùn)動(dòng)臺(tái)。6軟件功能強(qiáng)大,具有點(diǎn)云掃描、自動(dòng)拼接、點(diǎn)云處理、比對(duì)檢測(cè)等全部功能。(五X(qián)JTUSO三維光學(xué)掃描系統(tǒng)精密型 典型應(yīng)用領(lǐng)域l數(shù)碼產(chǎn)品:手機(jī)、MP3等消費(fèi)類數(shù)碼產(chǎn)品的仿形設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測(cè)。l醫(yī)學(xué)、美容:醫(yī)學(xué)美容修復(fù)、正畸矯形,人體仿生及口腔醫(yī)學(xué)牙科應(yīng)用l首飾珠寶:首飾、珠寶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、仿形。 小型精密件的掃描仿形、質(zhì)量檢測(cè) XJTUDP三維攝影測(cè)量系統(tǒng)用于對(duì)大

12、型或超大型(幾米到幾十米物體的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行三維測(cè)量。不受機(jī)械行程、物體大小、體積的限制,與XJTUOM系統(tǒng)配合使用,能夠有效減少累積誤差,提高整體三維數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。也可以單獨(dú)使用,對(duì)大型物體的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行快速檢測(cè),目前在汽車業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車模具鑄件、泡沫實(shí)型、制件的檢測(cè)。XJTUDP 三維攝影測(cè)量系統(tǒng) (一XJTUDP三維光學(xué)攝影測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)國(guó)內(nèi)唯一自主研發(fā)工業(yè)近景攝影測(cè)量系統(tǒng)國(guó)家863項(xiàng)目“大型復(fù)雜曲面產(chǎn)品的反求和三維快速檢測(cè)系統(tǒng)研究”資助便攜式光學(xué)三坐標(biāo)工業(yè)測(cè)量系統(tǒng),可輕松完成幾十米的超大工件測(cè)量國(guó)內(nèi)數(shù)家大型汽車模具制造企業(yè)、重型機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用系統(tǒng)功能完備,可快速方便地進(jìn)行大型

13、工件的產(chǎn)品外形質(zhì)量檢測(cè)1/10 000 000的大型工件超高精度攝影測(cè)量高素質(zhì)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)可針對(duì)性定制開(kāi)發(fā),滿足不同行業(yè)需求 (二測(cè)量光學(xué)原理 一物體的5幅以上的照片圖像,經(jīng)計(jì)算機(jī)圖像匹配等處理及相關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算后得到待測(cè)點(diǎn)精確的三維坐標(biāo)。 (二軟件界面 (三系統(tǒng)組成: 專業(yè)單反相機(jī) 編碼、非編碼標(biāo)志點(diǎn)XJTUDP 軟件系統(tǒng)定向尺高精度標(biāo)尺 (四系統(tǒng)使用操作數(shù)據(jù)輸出測(cè)量結(jié)果以三維坐標(biāo)輸出,可以快速的用與關(guān)鍵點(diǎn)三維檢測(cè);也可以作為全局參考點(diǎn)配合XJTUOM系統(tǒng)的密集點(diǎn)云掃描,大幅提高大物件的掃描測(cè)量精度測(cè)量精度0.1mm/4m1/10,000,000選有更高精度的數(shù)碼相機(jī)和測(cè)量措施,可以獲得更高精度。 (五典型應(yīng)用領(lǐng)域l汽車工業(yè):汽車模具業(yè)的泡沫實(shí)型