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風電零部件三維掃描檢測技術解決方案

中科院廣州電子技術有限公司致力于協(xié)助制造企業(yè)解決研發(fā)、生產檢測等難題，應用手持式MScan工業(yè)級激光三維掃描儀，大大降低了檢測難度。MSCAN 3D? 新一代手持式掃描儀經過不斷優(yōu)化，可有效滿足產品開發(fā)和設計專業(yè)人員的需求，為其提供最快速、最可靠的方法來采集物體的3D測量數(shù)據。是真正便攜的計量級三維掃描儀，可實現(xiàn)高度精確的測量。MSCAN 3D?是市場上最快速的三維掃描儀，擁有所有激光掃描儀中最高的測量速率。中科院廣州電子的技術工程師應用該掃描儀為航空航天、鑄造、汽車、家居數(shù)字化等行業(yè)提供了最合適的定制服務。

江蘇一家大型國企是專業(yè)從事陸地、海洋用大功率風力發(fā)電電機的科研、生產、銷售及服務的高新技術企業(yè)。也是中國最大、最專業(yè)的風力發(fā)電電機生產企業(yè)之一。此次中科院廣州電子的技術工程師應邀到該公司質量管理部進行設備演示，需生成3D偏差色譜圖。

現(xiàn)場設備：

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配備高品質光學跟蹤儀，最大覆蓋范圍16.6m?，基本可以涵蓋大部分的中大型樣件掃描測量要求。

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設備校準：

校準共分兩步，C-Track校準及MetraSCAN 3D校準

（1）C-Track校準

在軟件菜單中選中C-Track校準，并使用校準棒對C-Track鏡頭進行校準，顯示如下圖：

校準共有四個采集順序，覆蓋三個測量體軸，分別是垂直、水平、深度（2個方向），依次按軟件提示步驟進行操作即可，直至系統(tǒng)提示校準完成，如圖：

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（2） MetraSCAN 3D校準

在軟件菜單中選中MetraSCAN校準，顯示如下圖：

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將用戶校準板放置在屏幕所顯示的方塊當中，并相對于C-Track來調整校準板的位置，如圖顯示：

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點擊掃描按鍵，按照軟件提示步驟依次進行操作，直至系統(tǒng)提示校準完成，本次校準共有兩個面，10個步驟，如圖所示：

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2.3 電機樣品掃描

（1）樣品掃描

設備校準完畢后，開始進入掃描階段。如圖：

使用MetraSCAN 750 Elite手持式三維激光掃描儀對樣品外形進行掃描，掃描前期無需定義樣品坐標系。由于被測樣品較大，掃描過程中需要在樣品表面放置磁性反光靶點（磁性靶座，方便拆裝），用于C-Track鏡頭轉向及位置跟蹤，以便C-Track的有效掃描區(qū)域能覆蓋所需要掃描的地方。另外，掃描過程中，可實時調整激光快門，以適應不同反光度的樣品表面，具體效果如下圖所示：

由于該樣品較大，根據檢測的內容，此次只掃描了一半的數(shù)據。

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2.4 數(shù)據檢測分析

使用 系統(tǒng)自帶的3D?測量軟件 Vxinspect，對掃描數(shù)據進行測量。

操作方法：將掃描后的數(shù)據導入到軟件當中，根據測量需求選取需要測量的位置，選中指令即可獲得相應的數(shù)據，如圖：

整個測量過程簡單、快速、準確、高效，并且可以對整個被測物體進行全尺寸掃描測量，精度最高可達0.03mm,可以很好的滿足檢測方面的要求。相對于點對點測距而言，手持三維掃描的前期掃描時間相對會長一點，但是通過大量的點云數(shù)據擬合出完整的外表面輪廓，能更好的還原被測物體的真實形態(tài)，從而獲得更為準確的數(shù)據。當然，我們也可以使用配套的HandyProbe便攜式光筆測量儀，在無需掃描的情況下，通過光筆測頭與被測物體接觸，從而直接測量物體表面尺寸數(shù)據，如長度、直徑、角度等等，并且可以直接進行形位公差測量，功能十分豐富。

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MSCAN750 ELITE

該設備能快速有效的獲取被測物體的三維數(shù)據從而進行精確的數(shù)據測量，在提高測量數(shù)據準確性的同時可減少人為誤差，且整體工作效率也將大大提高。此外，該設備擴展性極強，且不受環(huán)境因素影響，可以車間環(huán)境下直接使用，十分方便快捷。

數(shù)據對比檢測分析

????通過激光掃描的方式獲取被測物體表面數(shù)據后，在軟件中將標準的三維模型圖與掃描數(shù)據擬合在一起，對被測物體進行三維測量分析，并生成色譜圖及誤差報告，很大程度上提高了檢測效率，提高產品的良品率。

此外，在沒有 3D 數(shù)模的情況下，可以對常態(tài)下的被測物體形態(tài)進行掃描，得到的數(shù)據作為參考，然后再將經過測試或同一批次的樣品形態(tài)掃描出來，并將兩次數(shù)據進行比對，可以直觀的看出測試后物體表面發(fā)生的變化或同一批次產品是否存在較大誤差等等。

操作方法：同時導入3D掃描數(shù)據和三維設計圖，對齊后，進行3D對比分析，如圖：

通過最佳擬合的方式，將掃描數(shù)據與三維設計圖進行比對，在軟件中設置好公差范圍，可以非常直觀地看出被測物體表面發(fā)生的變化，并可對發(fā)生形變的位置進行注釋，得到該位置的量化數(shù)據，如圖所示：

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圖中綠色部分表示數(shù)據在公差范圍之內，該部位數(shù)據與原始狀態(tài)吻合；黃色至紅色則表示數(shù)據出現(xiàn)正偏離，該部位數(shù)據要比原始狀態(tài)的尺寸要大；淺藍色至深藍色則表示數(shù)據出現(xiàn)負偏離，該部位的數(shù)據要比原始狀態(tài)的尺寸要小。由上圖可以很直觀的看出經加工出來的樣品整體變化趨勢，而且可以直接對關鍵位置進行標注，得到該位置的偏差數(shù)值。

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