三维科技DigiMetric测量软件对大型铸件的3D检测

天远三维摄影测量系统DigiMetric

一直以来,对大型工的快速、高精度3D全尺寸检测都是一项艰巨的任务。现在,北京天远三维科技有限公司潜心研发了全新的3D摄影测量系统DigiMetric,被誉为新一代的数字三坐标,开创了大尺寸工件快速3D测量技术领域的新纪元。

大型铸件在铸造过程中,由于砂型的变形和铸件成型后产生的收缩变形等原因都会产生误差。如果因为变形或收缩而产生的铸件加工尺寸不足会造成整个铸件的报废,对企业造成巨大损失。预先快速检测铸件的关键尺寸,可以确定后续加工的余量是否合格,可以提高模具的生产周期,可为企业创造可观的经济效益。

大型铸件检测除了检验外形尺寸,另外一个用途是根据检测的每一个关键尺寸,输入到加工中心,减少加工中心的进刀余量,提高后续加工中心的加工效率,同时也避免加工中心刀具的损坏。

对于大型的模具厂,还可以根据铸件的测量尺寸来计算铸件的收缩系数,以此来确定泡沫模型更加准确的加工余量。

图1 检测现场照片

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由于大型铸件尺寸很大,搬运非常困难,而且还存在二次定位的问题,因此很难采用传统的接触式三坐标测量机,而且传统的三坐标效率比较低。有些厂家用龙门三坐标、经纬仪、关节臂等测量设备进行3D测量,但是测量速度很慢,不能提高模具的生产周期。

对大型工件的3D测量,目前国际上新流行的技术是3D摄影测量或者称为照相测量。该技术是根据视觉3D计算的基本原理开发的,即如果在空间2个(或2个以上)不同的位置看到同一点,那么该点的空间坐标就可计算出来。通过在待测物体上放置参考点和标尺并利用高分辨率的数码相机拍摄照片,系统软件可自动对照片进行处理并计算参考点的3D坐标。

经过天远公司专家团队的潜心研发,在国内率先成功推出了“天远三维摄影测量系统DigiMetric”,3D测量精度高达≤0.10mm/4m,并根据企业的具体要求,在软件中开发了3D数据与CAD设计图的对齐和对比功能,不需要在后续软件中进行对比,直接在一个软件中就可以解决对齐和对比功能,大大提高3D测量和3D检测速度。

图2 钢模关键点比较

摄影测量系统DigiMetric

天远三维摄影测量系统DigiMetric是北京天远三维科技有限公司研发的新型的3D测量设备,被誉为新一代的数字三坐标,广泛应用于汽车航空航天发电设备工程机械等大型和重型制造行业,开创了大尺寸工件快速3D测量技术领域的新纪元。

天远三维摄影测量系统DigiMetric又称为照相测量定位系统或者近景摄影测量系统,是利用照相机技术来获取某些特征标志点的三坐标位置进行的3D测量方法。利用DigiMetric计算出贴在物体表面参考点的3D坐标值,形成一个固定的坐标系统,再根据坐标变换使测量的3D坐标点对齐到泡沫模型的CAD数模上,进行对比后得到对比结果,实现快速的3D检测目的。

天远三维摄影测量系统DigiMetric构成:DigiMetric系统测量软件、编码点、标志点、专业数码相机、高精度测量标尺。

测量流程如下:

在需要测量处贴好标志点;

在测量范围内布置编码点和标尺;

使用数字相机,在不同角度进行拍摄;

将拍摄所得图像传输到计算机,DigiMetric系统测量软件对图像自动进行处理;

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3D计算;

计算的数据与CAD数据进行对比;

输出对比报告。

图3 型面关键点比较

3D精度≤0.10mm/4m。3D摄影测量技术在大型工件3D检测中的应用,主要代替传统的龙门三坐标、激光跟踪仪、经纬仪、关节臂等测量设备。3D摄影测量的优点:测量环境不受限制、测量范围不受限制、操作简单方便、3D测量精度高,不需搬运工件到三坐标工作台上,也不需要对设备进行繁琐的调整位置和校正精度等操作,是一台便携式光学三坐标测量机。

天远三维摄影测量系统DigiMetric在大型铸件检测中的应用更是体现了速度快、精度高、测量方法简单等优势,现在被东风模具等多家汽车模具厂广泛应用。

实例检测流程

天远三维摄影测量系统DigiMetric在一个大型铸件检测中的流程如下:首先在大型铸件的关键检测部位贴上标志点,在周围均匀布置编码点(图1),用高清晰数码相机进行全方位拍照,把全部照片导入到DigiMetric软件进行计算,获得所有标志点的3D坐标,然后导入产品的CAD 模型数据,并进行3D对比,对比结果以色带分布直观显示。此时还可以在待检测的关键点部位进行拖拽,即可获得该点的误差数据,最后可以导出所需格式的检测报告。

天远三维摄影测量系统DigiMetric对此类大型工件的3D全尺寸检测全部流程仅需1h,采用3D摄影测量技术是如此的快速、灵活、方便,从而轻松地实现了大型工件的高效、高精度3D全尺寸检测,为企业大大提高了工作效率,节约了产品检测成本,创造了高效益。

下面以天远三维摄影测量系统DigiMetric在大型钢模3D检测中的应用为例进行流程介绍:此案例需要对产品的部分型面进行对比,因此在3D摄影测量的基础上,还需要配合3D扫描仪进行精细扫描,获取型面的点云数据。首先采用天远三维摄影测量系统DigiMetric获得所有标志点的3D坐标,以此标志点3D坐标数据为框架,用天远三维扫描仪OKIO系列产品进行型面的精细3D扫描,从而得到型面的点云数据和标志点框架数据。然后导入产品的CAD 模型数据,并进行3D对比(图2、3),可以对比型面数据,亦可比对关键点坐标数据,还可进行2D截面分析,这些对比结果以色带分布直观显示。

以上是对铸件、钢模和钢模型面的3D检测过程和检测结果,能够快速精确地进行车间生产现场3D测量及检测,不需要对大型工件进行费力的搬运和吊装,大大提高工厂检测和生产效率,为企业创造了经济效益。


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