三維測(cè)量是一個(gè)計(jì)量過(guò)程,通過(guò)使用不同類(lèi)型的三維測(cè)量工具(如三維掃描儀)從實(shí)物上采集三維數(shù)據(jù)蒂扇,如它們的形狀、紋理狱揩、幾何結(jié)構(gòu)和顏色喝暂。然后,通過(guò)掃描到 CAD 軟件和檢測(cè)軟件從 3D 模型中提取三維測(cè)量數(shù)據(jù)彻犁,以用于進(jìn)一步分析和處理叫胁。
Q: 什么類(lèi)型的公司可以使用三維測(cè)量?
簡(jiǎn)而言之:任何生產(chǎn)產(chǎn)品的制造商都可以在他們的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作流程和質(zhì)量控制流程中使用三維測(cè)量汞幢。三維測(cè)量已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)驼鹅,如:
運(yùn)輸和汽車(chē)
消費(fèi)品
教育
重工業(yè)
醫(yī)療保健
文化遺產(chǎn)
石油和天然氣
發(fā)電
三維測(cè)量在增材制造(也就是 3D 打印)中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用森篷。三維測(cè)量可以加快原型制造的速度输钩,因?yàn)橛脩?hù)不需要從頭開(kāi)始創(chuàng)建實(shí)物原型。根據(jù) Frost & Sullivan 的數(shù)據(jù)仲智,包括三維測(cè)量解決方案在內(nèi)的先進(jìn)計(jì)量設(shè)備正朝著一個(gè)大幅增長(zhǎng)的階段邁進(jìn)买乃,到 2024 年姻氨,它們的營(yíng)業(yè)收入將接近 3 億美元。
01
三維測(cè)量
三維測(cè)量是如何工作的剪验?雖然它通常需要有經(jīng)驗(yàn)的計(jì)量師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能肴焊,但實(shí)際上它比想象的要簡(jiǎn)單得多,這要?dú)w功于簡(jiǎn)便三維測(cè)量技術(shù)(比如三維掃描儀)的進(jìn)步功戚。讓我們來(lái)看看在三維空間中測(cè)量物體的方法娶眷。
如何在三維空間中測(cè)量物體
對(duì)于任何實(shí)物,您都可以根據(jù)具體的物體拥臼,測(cè)量它的高度豹炊、寬度、深度春异、直徑和周長(zhǎng)。然而则徒,一個(gè)物體不管形狀和復(fù)雜程度(非線性邊緣氛坪、自由形狀、角度)如何冠幕,實(shí)際上都有一系列不同的測(cè)量數(shù)據(jù)骡侮。
因此,為了制造出符合一定標(biāo)準(zhǔn)并長(zhǎng)期保持最佳性能的高質(zhì)量產(chǎn)品雇蚁,設(shè)計(jì)師束沼、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)和質(zhì)量控制檢驗(yàn)人員需要使用三維測(cè)量解決方案才能在三維空間中正確對(duì)物體進(jìn)行評(píng)估。
通過(guò)在三維空間中捕捉物體的所有物理測(cè)量數(shù)據(jù)讥高,制造商可以確保部件的設(shè)計(jì)分毫不差揣誓,適合組裝,同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)和公差巾陕,改進(jìn)工程流程和工具讨跟,并削減與廢品、產(chǎn)品召回和生產(chǎn)停工相關(guān)的成本鄙煤。
通常情況下晾匠,三維掃描儀用于捕捉實(shí)物的三維測(cè)量數(shù)據(jù)和空間關(guān)系。三維測(cè)量技術(shù)可用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制檢查梯刚。
02
為什么三維掃描是測(cè)量的未來(lái)凉馆?
三維掃描是一種非破壞性的三維測(cè)量方法,它使用激光光束來(lái)捕捉實(shí)物的形狀亡资、尺寸澜共、幾何結(jié)構(gòu)和紋理。換句話說(shuō)沟于,三維掃描儀是用數(shù)字方式復(fù)制實(shí)物咳胃。通過(guò)創(chuàng)建數(shù)據(jù)點(diǎn)云植康,三維掃描儀可以測(cè)量對(duì)象的細(xì)微細(xì)節(jié),有利于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制工作流程展懈。
三維掃描是進(jìn)行三維測(cè)量的一種方法销睁,尤其簡(jiǎn)單、快速且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠停柬。
此外累筋,三維掃描儀還提供了令人驚嘆的精度和視野,甚至適合有嚴(yán)格合規(guī)要求的行業(yè)盯糠,比如汽車(chē)和航空航天行業(yè)书瘤。事實(shí)上,三維掃描可以簡(jiǎn)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制操作洁揽,過(guò)去需要幾天甚至幾周才能完成的任務(wù)叙杨,現(xiàn)在只需要幾個(gè)小時(shí)就能完成。
制造商向工業(yè) 4.0 轉(zhuǎn)型推動(dòng)了三維掃描的發(fā)展杉轿。工業(yè) 4.0 是指通過(guò)各種流程的自動(dòng)化來(lái)提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量疙鸟。隨著機(jī)器人系統(tǒng)在生產(chǎn)線上的部署,這些趨勢(shì)也推動(dòng)了三維掃描技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用昏络。
許多制造業(yè)專(zhuān)家和研究人員一致認(rèn)為:預(yù)計(jì)到 2025 年树戴,全球三維掃描技術(shù)產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 61 億美元。
物體的三維測(cè)量如何應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)慕然?
在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中万栅,有很多地方都可以使用三維測(cè)量來(lái)解決問(wèn)題。
比如西疤,產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往基于現(xiàn)有產(chǎn)品開(kāi)發(fā)卻缺少可用的 CAD 模型烦粒。或者瘪阁,設(shè)計(jì)需要融入新的零部件撒遣。借助三維測(cè)量,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)可以更快更準(zhǔn)確地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逆向工程管跺,從而進(jìn)行設(shè)計(jì)變更和快速原型設(shè)計(jì)义黎。三維測(cè)量幾乎總能消除不必要的設(shè)計(jì)迭代,優(yōu)化材料使用豁跑。
通過(guò)有效地簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程廉涕,并確保產(chǎn)品的性能符合規(guī)格,制造商可以成功地加快他們產(chǎn)品的上市時(shí)間艇拍。
物體的三維測(cè)量如何應(yīng)用于檢測(cè)和質(zhì)量控制狐蜕?
您知道嗎?三維測(cè)量也可以用于三維檢測(cè)并提高原型和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
例如层释,三維掃描儀可以在幾秒鐘內(nèi)采集數(shù)百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)脏猴,這意味著它可以提供所有零部件和裝配尺寸來(lái)評(píng)估某個(gè)特定產(chǎn)品的質(zhì)量。
因此馅拗,檢測(cè)團(tuán)隊(duì)可以更迅速地進(jìn)行根本原因分析处鲜,并在影響量產(chǎn)之前確定質(zhì)量問(wèn)題。得益于高精度的檢測(cè)報(bào)告宿替,各種尺寸或復(fù)雜程度的零部件的首件檢測(cè)(FAI)都可以得到大幅簡(jiǎn)化恳岔。
03
三維測(cè)量工具
三維測(cè)量可以使用傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行,這些設(shè)備包括固定坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)和基礎(chǔ)工具锚渺,如卡尺和量具谋粱。然而,這些方法有許多缺點(diǎn)歪缅。
根據(jù)所使用的工具不同计鹦,它們可能在測(cè)量速度、便攜性鼓募、應(yīng)用范圍和精度方面有一定的局限性搭为。因此無(wú)法被納入諸如自動(dòng)化質(zhì)量控制流程之類(lèi)的自動(dòng)化工作流程中。
這些工具依賴(lài)于用戶(hù)的技能和效率涤伐;在當(dāng)今勞動(dòng)力資源緊缺的背景下,制造商很難找到和培訓(xùn)合適的員工來(lái)使用更復(fù)雜的方法缨称。
然而凝果,三維掃描儀由于在測(cè)量速度和便攜性以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性和可重復(fù)性等方面的優(yōu)勢(shì)睦尽,成功克服了這些挑戰(zhàn)器净。一些光學(xué)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)掃描儀甚至可以用于質(zhì)量控制應(yīng)用。
三維掃描儀
與傳統(tǒng)的接觸式三維測(cè)量工具(如傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)当凡、接觸式測(cè)頭和關(guān)節(jié)臂)不同山害,三維掃描儀是一種非接觸式解決方案,這意味著它可以在不接觸物體的情況下采集物體的三維數(shù)據(jù)沿量。
根據(jù)用于采集數(shù)據(jù)的技術(shù)浪慌,三維掃描儀可以分為幾種不同的類(lèi)型。以下是一些常見(jiàn)的三維掃描技術(shù)產(chǎn)品:
激光三維掃描儀:該類(lèi)掃描儀將光束投射到物體上朴则,通過(guò)攝像頭記錄光束與物體相遇的位置权纤。高端激光三維掃描儀速度快,精度和分辨率高乌妒。
結(jié)構(gòu)光三維掃描儀:該類(lèi)掃描儀也稱(chēng)為白光掃描儀眉挥,通過(guò)將明暗圖案投射到物體上,同時(shí)用攝像頭從多個(gè)位置拍攝圖像來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)格。便攜式結(jié)構(gòu)光三維掃描儀的掃描速度同樣非成钇撸快速且易用茧滞,不受零部件位置的限制。
攝影測(cè)量:該類(lèi)三維掃描儀使用編碼目標(biāo)點(diǎn)在不同位置捕捉物體的多張圖像粉霹,并對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行三角測(cè)量狠劳,由此來(lái)創(chuàng)建 3D 模型,通常適用于測(cè)量較大的物體陷今。
三維掃描到 CAD 軟件
Q三維掃描到 CAD 軟件是做什么的港排?
掃描到 CAD 軟件是一款后處理軟件,允許用戶(hù)對(duì)三維掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理和準(zhǔn)備吻毅,以便他們?cè)?SolidWorks筑背、SketchUp、Rhino 3D 等 CAD 解決方案中創(chuàng)建 3D 模型妆墩,或者直接將這些掃描數(shù)據(jù)發(fā)送到 3D 打印機(jī)寸靶。
像 VXmodel 這樣的三維掃描到 CAD 后處理軟件提供了一個(gè)簡(jiǎn)易的過(guò)程來(lái)最終確定三維掃描文件,以便用于任何類(lèi)型的 3D 打印應(yīng)用践付,比如工業(yè)級(jí) 3D 打印或基于 CAD 的工作流程秦士。由于大多數(shù)三維掃描到 CAD 解決方案都集成在三維掃描技術(shù)產(chǎn)品中,制造商無(wú)需再購(gòu)買(mǎi)第三方軟件永高。
04
三維測(cè)量和掃描解決方案
正如大家所看到的隧土,在改善制造商的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制流程方面,三維測(cè)量技術(shù)產(chǎn)品無(wú)疑具有顛覆性的意義命爬。
三維測(cè)量解決方案曹傀,如三維掃描儀,可以提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量和性能的可靠性饲宛;此外皆愉,還可以縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和檢驗(yàn)時(shí)間,使產(chǎn)品更快上市艇抠。在工業(yè) 4.0 時(shí)代幕庐,機(jī)器人裝配式系統(tǒng)與三維測(cè)量工具相結(jié)合的配置相得益彰,可以幫助制造商實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化質(zhì)量控制流程家淤。
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