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小體積工件表面難以貼點(diǎn),如何獲取高精度三維數(shù)據(jù)?

先臨課堂

2025.10.23

技術(shù)講堂——秀磊談掃描

      三維掃描,看似操作簡(jiǎn)單,但在實(shí)踐過(guò)程中有很多應(yīng)用技巧,特別是碰到形狀復(fù)雜、黑色、高反光等較為復(fù)雜的掃描情況。技術(shù)講堂第一期,我們講解了如何噴粉,第二期,我們將帶來(lái)小體積工件的掃描技巧。

先臨三維技術(shù)工程師李秀磊

技術(shù)講師——李秀磊

先臨三維工業(yè)級(jí)掃描儀應(yīng)用工程師

資深3D數(shù)字化應(yīng)用專家,深耕3D數(shù)字化多年,在三維數(shù)字化及工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域擁有豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。


2

-THE SECOND-

小體積工件掃描技巧

分隔符
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在掃描中,我們會(huì)碰到很多小型的工件,例如魚鉤、直徑小于1厘米的配件等等,在這些工件上,難以貼點(diǎn),精度要求高,如何獲取其高精度三維數(shù)據(jù)?本期講堂,我們以魚鉤為例,進(jìn)行此類工件的掃描技巧講解。

分隔符
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01

基本情況

工件特點(diǎn)

魚鉤:

尺寸小,表面材質(zhì)黑色且反光,無(wú)法貼標(biāo)志點(diǎn)。

魚鉤

整體思路

      小型工件因無(wú)法在自身貼點(diǎn),不能利用標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)拼接,因此建立一個(gè)掃描工程無(wú)法獲得工件整體三維數(shù)據(jù)。在此種情況下,需要分兩個(gè)到多個(gè)工程(視工件復(fù)雜程度而定)進(jìn)行掃描,然后利用Geomagic Studio軟件,根據(jù)各部分的公共區(qū)域,手動(dòng)注冊(cè)拼接并合并成完整數(shù)據(jù)。

前期準(zhǔn)備

1)由于魚鉤黑色且反光,需要在工件表面噴涂一層顯像劑(噴粉)。

2)準(zhǔn)備合適的簡(jiǎn)易夾具或者橡皮泥等具有固定作用的道具(便于掃描過(guò)程中保證魚鉤的固定以獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù))。

顯像劑


02

工件掃描

選用設(shè)備

      此次采用OptimScan 5M工業(yè)級(jí)三維掃描儀,其擁有500萬(wàn)像素進(jìn)口工業(yè)相機(jī),掃描精度高達(dá)0.005mm;配合先進(jìn)的藍(lán)光光柵掃描技術(shù),有利于避免受外界光線條件的影響,能夠高效獲取魚鉤的高精度三維數(shù)據(jù)。

掃描方式

      由于小型工件無(wú)法貼點(diǎn),我們采用OptimScan 5M工業(yè)級(jí)三維掃描儀搭配自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái),在自動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)上貼標(biāo)志點(diǎn),通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)上的背景點(diǎn)進(jìn)行過(guò)渡拼接。

進(jìn)行掃描

根據(jù)魚鉤的形狀,此次掃描分為兩個(gè)工程,分別將魚鉤正立和倒立在夾具上,并將夾具放置于貼有標(biāo)志點(diǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)上,獲取魚鉤正面及反面數(shù)據(jù)。

OptimScan 5M工業(yè)級(jí)三維掃描儀掃描魚鉤

魚鉤兩次掃描數(shù)據(jù)

魚鉤三維掃描數(shù)據(jù)
魚鉤第二次三維掃描數(shù)據(jù)


03

數(shù)據(jù)拼接

尋找公共區(qū)域

      完成正反兩個(gè)工程的掃描后,將兩個(gè)掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic Studio,并進(jìn)入對(duì)齊欄手動(dòng)注冊(cè)命令界面。利用n點(diǎn)注冊(cè)模式,在兩個(gè)工件公共區(qū)域依次按順序點(diǎn)選三個(gè)以上的對(duì)應(yīng)點(diǎn),并在左側(cè)操作欄點(diǎn)擊注冊(cè)器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)拼接。

將兩個(gè)三維掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic Studio

整體合并

      拼接后形成組,找到合并命令,通過(guò)參數(shù)設(shè)置后合并成整體。

整體合并


■ TIPS總結(jié) 

      此類小型不規(guī)則物體的掃描,在工件表面難以貼點(diǎn),導(dǎo)致需分成幾個(gè)掃描工程,并將數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接;同時(shí),在工件表面難以貼點(diǎn),需將標(biāo)志點(diǎn)貼在轉(zhuǎn)臺(tái)或別的背景上以進(jìn)行過(guò)渡拼接。掌握了這兩項(xiàng)技巧,獲取小體積工件的高精度三維數(shù)據(jù)便不在話下。