三维扫描仪在机械行业应用案例

铸造行业应用案例

一、公司介绍

河北尚睿电子技有限公司提供的产品是由海归博士、行业专家、青年科技骨干组成的高科技企业设计，主要从事智能视觉检测设备的研发、生产和销售，是目前国内最专业的三维数字化设备供应商之一。公司研发团队由美国海归博士领衔，并与欧洲知名光学计量企业挪威迈卓诺（Metronor）成立联合研发中心，开发出一系列具有自主知识产权的、国内外领先的3D数字化设备，包括手持式激光三维扫描仪、跟踪式三维扫描仪和全局摄影测量系统等。公司产品已在国内汽车行业、多所大专院校、科研院所、大型机械加工企业和造型设计公司等行业内广泛使用，并深得用户的信赖和好评。

二、行业介绍

众所周知，在现代机械化制造工业行业中，机械加工是必不可少的一部分。但是在机械加工工艺流程之前，还有不可忽视的一步，那就是铸造成型。在这个过程中，产品成型之前的设计及成型之后的检测至关重要。但是由于铸造件一般较为复杂，无论是检测还是设计，很多设备无法一步到位。为了解决压铸行业在上述方面的难题，很多厂商开始考虑引入三维扫描技术。尚睿提供手持式三维扫描仪，可在车间直接进行测量，对于环境没有严格的要求，在阳光直射下也可直接扫描，且无需喷涂显像剂或类似物件，能快速的获取工件的三维数据。尚睿提供的扫描仪在产品设计和偏差检测两个需求中都有非常成熟的应用，以下是一些尚睿典型的应用案例。

三、案例介绍

案例1：小型铁铸件的外形设计

⑴客户需求：

在产品外形的设计过程中，公司的产品设计师需要综合考虑多种因素影响，包括机械工程学、人机工程学、空气动力学和工程材料学等，另外还需考虑涉及产品成型后期装配加工。因此在研发新产品的过程中，需要不断的调整修改外形，制造多种产品进行实际分析，然后再调整修改，最后得到装配效果最佳最适合的产品。在成型设计修改的过程中，若将成型铸件的外形数据完整的采集下来，设计师就可以更加方便的进行接下来的一系列设计修改等流程。

⑵解决方案：

由于铸件外形多由复杂的曲面构成，对于成型铸件的数据采集，使用传统的手工测绘或者别的测绘工具难以真实还原成型工件。而且整个工件改进设计的周期比较长，传统的测绘方式效率较低，更会延长设计周期。使用手持式三维激光扫描仪，可以同时满足高精度、高效率的要求，采集到完整的工件的外形数据，不仅可以满足后续设计的精度要求，同时也可以大大提

高整个设计生产的效率。

3.操作流程：

①准备流程

为工件贴标记点，用时约2分钟。

图1-1 工件实拍

②采集数据

使用尚睿手持式三维扫描仪，快速获取扫描工件的三维数据。用时约5分钟。

图1-2 扫描获得数据

③数据处理

将工件外形数据采集完整，然后将得到的数据导入到专业的三维设计软件中，完成产品的逆向设计。

图1-3 逆向设计状态

图1-4 逆向设计数据

使用手持式三维激光扫描仪，快速获取要用于设计的产品三维数据，再由设计工程师在原来的基础上修改调整，得到新的三维数模。为产品的设计修改带来了更高的效率，较手工测绘而言，更准确的完成了产品逆向设计。

案例2：小型缸盖的外形设计

⑴客户需求：

由于铸件外形设计过程需要测绘得到原有的三维数据，因为工件复杂，导致周期漫长，所以客户希望能在保证精度的前提下，更快速、有效的完成产品设计

⑵解决方案：

使用手持式三维激光扫描仪扫描，采集所需逆向设计的产品数据，再根据获取的产品三维数据修改，以获得新的产品CAD数模。

⑶操作过程：

①准备流程

为工件贴标记点，用时约2分钟。

图2-1 扫描状态实拍

②采集数据

客户需要整个工件的完整数据，因此，在工件的正反两面贴上定位标识点后，快速获取产品完整的三维数据，用时约6分钟。

图2-2 工件数据

③数据处理

将所需工件数据采集完整，确认所需要的数据完整后，继续接下来的处理。将扫描数据导入三维设计软件中（如UG，solidworks）完成逆向设计。

图2-3 逆向数据

采集得到所需工件的外形数据后，客户可在数据上进行相应的分析修改，例如装配时位置的优化。将改进的数据表现在数据上，即完成对现有产品的优化改进，更方便快捷且有效的减少因人为误差造成的材料成本的浪费。

案例3、铝制外壳成型偏差检测

⑴客户需求：

客户公司的铸造铝件很难把控整体精度，用传统三坐标速度太慢，并且关键的曲面无法进行有效检测，而固定式的拍照扫描仪使用时，要在工件上喷粉，且死角较多，不方便使用。

⑵解决方案：

使用手持式三维激光扫描仪快速扫描，之后将扫描的工件数据与工件数模做整体3D比较，测出各个关键部位的偏差数值

⑶操作过程：

①将要扫描的工件贴上标识点，用时3分钟；

图3-1 待检测工件

②扫描获得被检测工件的三维数据图

3-2 维数

2 铸件扫描点云及STL 数据

图3-以加工基准为标准，将扫描数据和色谱图。在关键部位创建出精确的偏差测报告，客户根据检测报告，就可以

-3 扫描数据3D 比较结果

标准数模进行对齐比对，使用软件计算得数值，然后将得到的比较结果保存，并生成可以解决工件外形尺寸的快速检测问题。

得出其偏差分布生成该铸件

的检

案例4铝制缸壳成型偏差检测

1.客户需求：

汽车制造业的客户需要对汽车的变速箱壳体进行三维检测，以确定工件在经过制造、运输等过程后与其原始设计是否存在偏差，偏差为多少，是否在公差允许范围内。同时也要对工件的孔位，安装扣件等部位进行准确地测绘，以确定是否满足装配使用的要求。

2.解决方案：

河北尚睿电子科技有限公司为客户提供快速高效的三维检测方案，通过手持式三维扫描仪对变速箱壳体进行激光扫描，获取定位点和壳体的三维数据，与原始设计的3D数模文件图纸进行尺寸比对，得到生产的变速箱壳体与理论图纸的偏差注释图，并可以方便的导出得到的结果报告。在针对变速箱壳体细节较多较复杂的区域，通过调整扫描软件参数实时提高选定区域的扫描点间距，保证壳体表面三维数据的细节，同时也提高了扫描效率。

4.操作过程：

①将要扫描的工件快速贴上标识点，用时5分钟；