数控激光三坐标扫描仪

激光扫描机是一种先进的通用测量设备。它主要应用于反求工程，例如复杂实物零件的检测、重构，工业产品设计，快速原型制造等方面。反求工程（Reverse Engineering）是通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物转化为计算机上的三维数字模型，并对模型进行优化分析和加工。下面对HRE－Ⅱ三维反求系统进行介绍。

1．HRE－Ⅱ三维反求系统的组成

HRE－Ⅱ系统由两部分组成：计算机控制系统、扫描工作台。如图1－38所示。

图1－38 HRE－Ⅱ三维激光扫描控制系统

1）计算机控制系统

由高可靠性工业计算机、性能可靠的各种控制模块、电机驱动单元、各种传感器组成，配以REPro2006反求软件系统。该软件用于控制设备工作，并获取三维数据点。

2）扫描工作台

该扫描工作台由左右两个CCD及调焦镜头，X、Y、Z三个运动轴及导轨，工作平台，控制电路板，激光器，机壳组成。它主要完成系统的机械运动以及拍摄工作。

2．反求系统的工作流程

HRE－Ⅱ三维反求系统是针对一现有的样品，利用3D数字化测量仪器准确、快速地将其轮廓坐标量得，并加以构建曲面，编辑修改后，传至一般的CAD／CAM系统，再由CAM产生刀具的NC加工路径送至CNC加工机械制作所需的模具，或者送到快速成型机（RP）将样品制作出来。它的主要工作流程：

1）利用HRE－Ⅱ及REPro2006软件，采集零件的三维数据点。

（1）先确认反求系统摄像机标定是否完成，而且标定的参数结果精度是否满足要求。如未完成，则请先进行标定操作，否则将无法得到正确的结果。

（2）把零件物体放置在工作台面上，调整Z轴高度，使零件的成像最清晰。

（3）调整合适的环境光线强度，使系统成像达到最佳。

（4）设置好扫描速度。建议采用默认值（10mm／s）。

（5）扫描零件

①点“回零”按钮，三轴同时回零。

②设定合适的Z轴高度，最好是保持整个扫描过程中物体始终在摄像头的景深范围之内。（Z轴移动的距离加物体的高度为265mm）。

③设定零件轮廓，一般设定的轮廓取值四周一般留10～20mm的余量（针对零件的包围框而言）。

④按“开始”按钮开始自动扫描。扫描一定的距离就会实时数据处理，然后显示出三维数据点云。扫描的时间视零件大小而定。请耐心等候。

⑤扫描结束，弹出扫描结束对话框。三维点结果数据放在工作目录下。

如果用户需要重新扫描物体，则只要重复（1）～（5）步骤设置好后重新点击“开始”按钮重新开始扫描即可。

（6）图像匹配生成三维数据点。

2）利用Surface、Geomagic等CAD软件对由1）得到的三维数据点进行修剪、拼合处理等操作，并提取特征线，得到（＊．igs）文件。

3）利用Pro／Engineer造型软件对2）得到的igs文件，进行造型，生成STL文件。

根据生成的STL文件，利用快速成型设备重新制造出新的零件。