激光掃描服務(wù)技術(shù)具有很高的經(jīng)濟(jì)意義，它們可為機(jī)器人編程提供精確的CAD數(shù)據(jù)，有利于縮短實際編程過程。

　　Tennessee Watercraft（TWI）公司在采用NVision公司的激光掃描服務(wù)技術(shù)以后贵筹，加速了機(jī)器人編程的工藝過程，不但節(jié)約了大量的時間茫步，而且節(jié)約了相當(dāng)可觀的資金翼毡。該公司發(fā)現(xiàn)，采用NVision公司的掃描服務(wù)技術(shù)可以很容易地收回投資拿豺，削減機(jī)器人編程費用約150 000美元既感，使整體費用節(jié)約了60%左右。并且激光掃描技術(shù)也可以大大縮短編程所需的時間咱缭。

　　過去挂悲，Tennessee Watercraft公司對船體甲板采用機(jī)器人鉆孔。一般來說俊戳，如果采用人工編程揖赴，包括對每個孔徑的手工測量和定位，大約需要25萬美元品抽。但在采用NVision公司的激光掃描儀之后储笑，就可以獲得新的數(shù)字設(shè)計圖，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CAD模型圆恤，該編程任務(wù)可以自動操作完成。

　　這種工藝使整體費用下降了約10萬美元腔稀，包括激光掃描和編程盆昙。而且，采用這種新工藝以后速度大大提高焊虏，以前幾個月的工作量只需一個月就可以完成淡喜。

　　TWI公司的設(shè)計工程師Jerry Denham先生說：“NVision公司的服務(wù)超過了其本身應(yīng)支付的價值，不但速度較快诵闭，而且價格也較機(jī)器人編程便宜炼团。NVision公司的工作質(zhì)量已經(jīng)在實踐生產(chǎn)中得到了證實。我們曾經(jīng)試用過其他的掃描工藝疏尿，但只有這種工藝才能真正達(dá)到我們所需要的精度水平存妇。”

　　精確的數(shù)據(jù)

　　TWI公司是美國Yamaha Motor公司的一個分部，使用最新的生產(chǎn)技術(shù)唉奇，制造體育運動中使用的賽艇灯烤。例如，船體和甲板采用多層玻璃纖維制造闻街，每層之間帶有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)欧蠢。整個生產(chǎn)工藝包括激光導(dǎo)向機(jī)器人的切割和鉆削加工，都要嚴(yán)格按照規(guī)格鉆削加工每個船體和甲板架讳，保證每條賽艇的一致性榴烦，甚至是小至每個尺寸。

　　對于所有的玻璃纖維結(jié)構(gòu)件文饱，TWI公司首先應(yīng)按照每個玻璃纖維的零件形狀制成模型拜殊。模型根據(jù)高密度泡沫主件（俗稱樣機(jī)）用玻璃纖維模壓而成。對于每艘賽艇的模型而言汹魁，該公司需要大約制造15個模型匿党，其使用壽命一般為3~4年。在這期間寓落，模型往往還需要作一些修改括丁。這種修改是根據(jù)生產(chǎn)的需要和滿足市場的要求而進(jìn)行的。現(xiàn)有的模型也可根據(jù)新型號進(jìn)行修改伶选，例如該公司目前引進(jìn)生產(chǎn)的SX230型和AR230型高產(chǎn)賽艇史飞。

　　每當(dāng)模型修改以后，TWI公司必須更新生產(chǎn)工藝仰税，以表現(xiàn)這些新的改變构资。公司在這種工藝中引進(jìn)了兩臺機(jī)器人，這種改變則更具有挑戰(zhàn)性陨簇。Denham先生解釋說：“采用機(jī)器人能夠節(jié)約更多的時間吐绵，而且比人工生產(chǎn)更加精確，因為其編程過程需要采用3D形狀數(shù)據(jù)河绽〖旱ィ”

　　獲得幾何形狀數(shù)據(jù)最好的辦法是采用零件的CAD模型。在TWI公司采用人工修改模型時耙饰，還沒有出現(xiàn)這種新型的CAD模型纹笼。在這種情況下，需要采用逆向工程分析法才能夠獲得有關(guān)新形狀的數(shù)據(jù)卫殷。在過去炫允，TWI公司試圖采用機(jī)器人本身來獲取坐標(biāo)值，并根據(jù)所希望的位置和坐標(biāo)嗡沈，以人工方式確定機(jī)器人懸臂的定位睛村。采用這種工藝需要幾個月的時間绎编，和十多萬美元的費用。

　　更好的逆向工程分析法

　　TWI公司是采用NVision公司的激光掃描服務(wù)技術(shù)來解決這個問題的锚蛀。激光掃描系統(tǒng)的工作原理是：首先在需要測量的表面上投射一束激光束曙悠，同時在激光掃描過程中，不斷地通過攝像機(jī)對變化的距離和激光線外形進(jìn)行三角形拍攝測量核宿。在采集數(shù)據(jù)時烘韩，激光掃描頭的位置和方向也可不斷地通過高精密的局部化裝置進(jìn)行監(jiān)控。然后由計算機(jī)對這兩類輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行同步化處理顾篡，并將激光線的視頻圖像轉(zhuǎn)化成3D坐標(biāo)室用，提供實時數(shù)據(jù)圖表，讓操作人員能夠立即得到反饋信息在竹，以免錯過某些測量區(qū)域添瓷。

　　采用激光掃描儀可測量大型零件，生成大量的數(shù)據(jù)點值纱，其數(shù)量要比探針獲取的測量點多得多鳞贷，而且不需要樣板或夾具。由于激光掃描器上不存在任何需要與測量物體接觸的接觸頭虐唠，因此不存在擠壓柔軟測量物體的問題搀愧，也不需要測量微小的細(xì)節(jié)和捕捉復(fù)雜自由形態(tài)的表面。

　　由于激光掃描儀不是通過逐點測量的方法采集測量點的疆偿。因此咱筛，其每秒鐘可以掃描幾萬個測量點。這就意味著即使是最復(fù)雜的零件也可以在1~2h之內(nèi)完成數(shù)字化測量杆故。激光掃描可使任何復(fù)雜的零件實現(xiàn)數(shù)字化測量迅箩。因此，在某一時間的一個測量點上實現(xiàn)數(shù)字化測量是不切實際的处铛。

　　最后饲趋，隨同掃描器一起提供的軟件可以大大簡化從點陣向CAD模型轉(zhuǎn)換的過程，使其在最短的時間內(nèi)生成一個被掃描零件的CAD模型罢缸，而且這個復(fù)制的模型與原來的零件完全一致篙贸。也可采用這種軟件將原來的幾何設(shè)計圖與實際零件進(jìn)行比較，從而生成一個整體的分級彩色誤差圖表譬椰，從圖表中可以看到其與原設(shè)計圖之間的表面偏差位置和程度。這種測量方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了接觸式探針?biāo)M(jìn)行的尺寸檢測方法激撮。

　　提供精確的CAD數(shù)據(jù)

　　為了對新型高產(chǎn)SX230型和AR230型賽艇的形狀進(jìn)行逆向工程分析姚不，TWI公司專門聘請了NVision公司的服務(wù)部門為其提供測量服務(wù)。Denham先生說：“我們不打算投資購置一臺激光掃描儀泉惋，我們決定聘用外協(xié)掃描服務(wù)衷玩。我們過去曾經(jīng)聘用過其他公司蹬谁，但結(jié)果并不令人滿意。例如盾倍，有一家公司來我們公司做了一些掃描測試癞烈，但從來沒有獲得過可以互相吻合的數(shù)據(jù)。我們之所以選擇NVision公司膀钝，是因為他們給我們所作的示范取得了最滿意的結(jié)果堕常。”

　　NVision公司的代表來到現(xiàn)場萎煤，并對模型進(jìn)行了掃描檢測缤弦。這種掃描檢測工作進(jìn)行了一個星期。他們另外又花費了三個星期彻磁，用特殊軟件將掃描檢測獲得的點陣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D表面模型碍沐。然后，將這個模型轉(zhuǎn)化成TWI公司日常使用的Solidworks CAD格式衷蜓，創(chuàng)建了一個高精度3D模型累提，并將這個模型應(yīng)用于機(jī)器人編程。Denham先生說：“NVision公司派來的代表肯定的表示磁浇，這組CAD數(shù)據(jù)非常理想斋陪，他們對零件進(jìn)行了診斷檢測，然后將零件交付給我們扯夭。我們對他們的工作十分滿意鳍贾。”

　　TWI公司計劃在今后還要使用NVision公司的服務(wù)交洗，但是將采用一個可以創(chuàng)建智能Solidworks文件的轉(zhuǎn)換工藝骑科。Denham先生補(bǔ)充說：“這將提供給我們一個較小的數(shù)據(jù)文件，其中包括零件的制造歷史构拳。這是一個智能化的模型账菊，可以將賽艇的各種特點逐一給出定義∫欤”

　　基本優(yōu)點

　　對于TWI公司而言册吹，當(dāng)新設(shè)計的產(chǎn)品投產(chǎn)時，首先要對NVision公司工作的準(zhǔn)確性進(jìn)行測試用堤，觀察各零件之間是否能精密配合馒狡。Denham先生說：“NVision公司通過向我們顯示由點陣到表面的比較圖，證實了他們數(shù)據(jù)的精確性萌烁，但惟一能夠最后確定的方法就是通過實踐生產(chǎn)≈罄撸現(xiàn)在我們已經(jīng)投產(chǎn)，實踐證明由NVision公司提供的全部數(shù)據(jù)都十分精確绎儡。根據(jù)CAD模型對機(jī)器人進(jìn)行編程响友，其鉆削加工的全部孔徑完全符合要求详不。”

　　現(xiàn)在扳辉，TWI公司已經(jīng)擁有機(jī)器人編程所需的精密CAD數(shù)據(jù)妖救，實際編程過程只占了很少的時間，過去需要花費幾個月時間完成的工藝粒梦，現(xiàn)在只需一個月左右就可以全部完成了亮航。

　　制造SX230型和AR230型賽艇所需的現(xiàn)場激光掃描服務(wù)、模型的創(chuàng)建和提供Solidworks CAD數(shù)據(jù)的費用大約為65 000美元谍倦。如再加上機(jī)器人的編程費和創(chuàng)建CAD模型塞赂，以及適應(yīng)船型變化所需的費用，總費用大約可節(jié)省10萬美元昼蛀，比公司以前花費在機(jī)器人編程上的費用節(jié)省了60%左右宴猾。

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