第三章逆向建模点云数据获取

1、第三章逆向建模点云数据获取第三章逆向建模点云数据获取点云数据获取方点云数据获取方法分类法分类3.1 接触式测量1机械结构及电机械结构及电子系统已相当子系统已相当成熟，有较高成熟，有较高的准确性和可的准确性和可靠性。靠性。2接触式测量的接触式测量的探头直接接触探头直接接触工件表面，与工件表面，与工件表面的反工件表面的反射特性、颜色射特性、颜色及曲率关系不及曲率关系不大。大。3被测物体固定在被测物体固定在三坐标测量机上三坐标测量机上，并配合测量软，并配合测量软件，可快速准确件，可快速准确地测量出物体的地测量出物体的基本几何形状，基本几何形状，如面、圆、圆柱如面、圆、圆柱、圆锥、圆球等、圆锥、圆球等

2、。接触式测量的优点：接触式测量的优点：三坐标测量机（三坐标测量机（CMMCMM）Coordinate Measuring MachineCoordinate Measuring Machine 一种高效率的新型精密测量仪器，是一种具有很强柔一种高效率的新型精密测量仪器，是一种具有很强柔性的大型精密三坐标测量设备。性的大型精密三坐标测量设备。它的出现一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及它的出现一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控之配

3、套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机提供技术制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机提供技术基础。基础。 广泛应用于对各类零件的自动检测和测量。通过与数广泛应用于对各类零件的自动检测和测量。通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制。控机床交换信息，实现对加工的控制。 三坐标测量机具有适应性强功能完善等特点。三坐标测量机具有适应性强功能完善等特点。坐标测量原理坐标测量原理: : 将被测物体置于三坐标机的测量空间，可获得将被测物体置于三坐标机的测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空

4、间坐标值，经计算可求出被测对象的几何尺寸、形状坐标值，经计算可求出被测对象的几何尺寸、形状和位置。和位置。CMM的工作原理孔特征的检测 如图所示，要测量工件上一圆柱孔的直径，可以在垂直于孔轴线的截面I内，触测内孔壁上三个点（点1、2、3），则根据这三个点的坐标值就可以计算出孔的直径及圆心坐标；如果在该截面内触测更多的点，则课根据最小二乘法或最小条件计算出该截面圆的圆度误差；如果对多个垂直于孔轴线的截面圆进行测量，则根据测得点坐标值可计算出孔的圆柱度误差以及各截面圆的圆心坐标，再根据各圆心坐标值又可计算出孔轴线位置；如果再在孔端面A上触测三点，则可计算出孔轴线对端面的位置度误差。从原理上说，它可

5、以测量任何工件上的任何几何元素的任何参数。三坐标测量机的组成三坐标测量机的组成 作为一种测量仪器，三坐标测量机需要三个方向的标准器作为一种测量仪器，三坐标测量机需要三个方向的标准器（标尺），利用导轨实现沿相应方向的运动，还需要三维测头对被（标尺），利用导轨实现沿相应方向的运动，还需要三维测头对被测量进行探测和瞄准。测量进行探测和瞄准。 此外，测量机还具有数据自动处理和自动检测等功能，需要此外，测量机还具有数据自动处理和自动检测等功能，需要由相应的电气控制系统与计算机软硬件实现。由相应的电气控制系统与计算机软硬件实现。三坐标测量机的组成三坐标测量机的组成 1 1）主机）主机 框架结构框架结构测量

6、机的主体机械结构。包括工作台、测量机的主体机械结构。包括工作台、立柱、桥框、壳体等立柱、桥框、壳体等早期的三坐标测量机的工作台一般是由铸铁或铸钢制成的，早期的三坐标测量机的工作台一般是由铸铁或铸钢制成的，但近年来，各生产厂家已广泛采用花岗岩来制造工作台。但近年来，各生产厂家已广泛采用花岗岩来制造工作台。这是因为花岗岩变形小、稳定性好、耐磨损、不生锈，这是因为花岗岩变形小、稳定性好、耐磨损、不生锈，且价格低廉、易于加工。且价格低廉、易于加工。 标尺系统标尺系统线纹尺、精密丝杠、感应同步器、光栅尺、线纹尺、精密丝杠、感应同步器、光栅尺、磁尺等磁尺等注：坐标测量机的三个运动轴注：坐标测量机的三个运动

7、轴x x、y y、z z及分别安装于其上的及分别安装于其上的3 3把测量尺，在整个测量空间建立起一个笛卡尔直角坐把测量尺，在整个测量空间建立起一个笛卡尔直角坐标系，通常称为机器坐标系。标系，通常称为机器坐标系。 光栅测量系统 光栅测量系统由标尺光栅（即主光栅）和指示光栅组成，它利用了莫尔条纹原理来检测移动的坐标值。长光栅一般安装在三坐标测量机的导轨上，指示光栅安装在与导轨作相对运动的部位。金属标尺光栅多是在表面镀金的金属基体上采用光刻的方法制成的每毫米50线的不锈钢光栅尺，即在20微米的长度上有一条明条纹和一条暗条纹。当标尺光栅与指示光栅相对运动为X（mm）时，光栅尺上的明暗就要移过50X条。

8、 感应同步器式测量系统的检测元件是一对上面具有平面绕组的定尺和动尺，当它们相对运动时，利用磁感应原理进行位移测量。使用时一般将定尺安装在固定不动的部件上，将动尺安装在移动的部件上。定尺和动尺通常都用钢板做基体，用绝缘粘结剂把铜箔粘在钢板做成的基体上，用照相腐蚀的方法，制成方齿形平面绕阻。其重要的优点是不怕灰尘和油污，因此对环境的适应性强，能在普通车间条件下进行工作。 导轨导轨多采用气浮导轨，它具有制造简多采用气浮导轨，它具有制造简单、精度高、摩擦力极小，工作平稳等优单、精度高、摩擦力极小，工作平稳等优点。点。 移动桥式结构CMM气浮导轨的结构如右图所示，其结构中有六个气垫（水平面四个，侧面两个

9、），使得整个桥架浮起。滚轮受压缩弹簧的压力作用而与导向块紧贴，由弹簧力保证侧向气垫在工作状态下与导轨导向面之间的间隙气浮技术的发展使三坐标测量机在加工周期和精度方面均有很大突破。有些厂家已选用陶瓷或高膜量的碳素纤维作为移动桥架和横梁上运动部件的材料。 驱动装置驱动装置实现机动和程序控制伺服运实现机动和程序控制伺服运动功能。由丝杠螺母、滚动轮、钢丝、齿动功能。由丝杠螺母、滚动轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴滚动轮、伺服马达形带、齿轮齿条、光轴滚动轮、伺服马达等组成。等组成。 平衡部件平衡部件用于用于Z Z轴框架，用以平轴框架，用以平衡衡Z Z轴的重量轴的重量, ,使使Z Z轴上下运动时无偏重干扰

10、。轴上下运动时无偏重干扰。 转台与附件转台与附件增加转动运动的自由增加转动运动的自由度，包括分度台、单轴回转台、万能转台度，包括分度台、单轴回转台、万能转台和数控转台等。和数控转台等。2 2）三维测头）三维测头 即三维测量传感器，它可在三个方向上感受即三维测量传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准和测微两项功瞄准信号和微小位移，以实现瞄准和测微两项功能。能。 (1)(1)分为机械式、光学式、电气式三类。分为机械式、光学式、电气式三类。 机械式机械式开关式、扫描式开关式、扫描式 开关式开关式零位发讯开关（结构简单、寿命长、零位发讯开关（结构简单、寿命长、具有较好的测量重复性，

11、而且成本低廉，测量迅具有较好的测量重复性，而且成本低廉，测量迅速）速） 见右图，测杆安装在芯体上，二芯体则通过见右图，测杆安装在芯体上，二芯体则通过三个沿圆周三个沿圆周120120度分布的钢球安放在三对触点上，度分布的钢球安放在三对触点上，当测杆没有收到测量力时，芯体上的钢球与三对当测杆没有收到测量力时，芯体上的钢球与三对触点均保持接触，当测杆的球状端部与工件接触触点均保持接触，当测杆的球状端部与工件接触时，不论受到时，不论受到X X、Y Y、Z Z那个方向的接触力，至少那个方向的接触力，至少会引起一个钢球与接触点脱离接触，从而引起电会引起一个钢球与接触点脱离接触，从而引起电路的断开，产生阶跃

12、信号。路的断开，产生阶跃信号。 扫描式扫描式能输出与探针偏转成比例的信能输出与探针偏转成比例的信号，能确定所在表面的法矢方向，更适于号，能确定所在表面的法矢方向，更适于曲面测量。曲面测量。 (2)触发式测头应用范围 1）零件所关注的是尺寸、间距、位置，而并不强调其形状误差 2）触发测头体积较小，适用于测量空间狭窄的部位。 中等精度的测量机多采用此等方式 扫描式测头的应用范围（其测量数据包含大量的点，能精确地描述形状、轮廓） 1）应用于有形状要求的零件和轮廓的测量 2）对于未知曲面的扫描。测量机可以根据已运动的轨迹来计算下一步运动轨迹。 扫描式测头的优点及缺点 优点：适于形状及轮廓测量；采点率高

13、；高密度采点保证了良好的重复性、再现性；更高级的数据处理能力 缺点：比触发测头复杂；对离散点的测量较触发测头慢；高速扫描时由于加速度而引起的动态误差很大，需要补偿；测尖的磨损必须考虑 触发式测头的优点及缺点 优点：适于空间棱柱形物体及已知表面的测量；通用性强；有多种不同类型的触发测头及附件供采用；采购及运行成本低；应用简单；适用于尺寸测量及在线应用；坚固耐用、体积小；测量机的动态性能对测量精度影响小 缺点：测量取点率低 (3)测头选择的原则 a）在可以应用接触式测头的情况下，慎选非接触式测头 b）在只测尺寸、位置要素的情况下，尽量选择接触式触发测头。 c）在考虑成本又满足要求的情况下，尽量选择

14、接触式触发测头 d）对形状及轮廓精度要求较高的情况下，选用非接触式测头 e）扫描式测头应当可以对离散点进行测量 f）考虑扫描式测头与触发式测头的互换性 g）易变形零件、精度要求不高零件、要求超大量数据零件的测量，优先考虑非接触式测头。 h）要考虑软件、附加硬件的配套。 3)测头附件 （1）测端与探针直接对被测件进行探测的部件测端形状为：球形、盘形、圆柱形端、尖锥形和半球形等。球形测端最常用的测端。它具有制造简单、便于从各个方向触测工件表面、接触变形小等优点。盘形测端用于测量狭槽的深度和直径。尖锥形测端用于测量凹槽、凹坑、螺纹底部和其它一些细微部位。半球形测端其直径较大，用于测量粗糙表面。圆柱形

15、测端用于测量螺纹外径和薄板。探针可更换的测杆 选择原则： 在满足测量要求的前提下，探针应尽量短； 探针直径必须小于测端直径，在不发生干涉条件下，应尽量选大直径探针。 在需要长探针时，可选用硬质合金探针，以提高刚度。若需要特别长的探针，可选用质量较轻的陶瓷探针。 （2）连接器将探针连接到测头上 常用的有星形探针连接器、连接轴、星形测头座等。 星形测头座上可以安装若干不同的测头，并通过测头座连接到测量机主轴上。测量时，根据需要可由不同的测头交替工作。 （3）回转附件使测头能对斜孔、斜面或类似形状进行精确测量。4 4）电气系统）电气系统 包括电气控制系统、计算机硬件部分、包括电气控制系统、计算机硬件

16、部分、测量机软件、打印和绘图装置测量机软件、打印和绘图装置 三坐标测量机分类 按自动化程度自动化程度分：数字显示及打印型；带小型计算机的测量机；计算机数字控制型 按测量范围测量范围分：小型、中性、大型 小型：X轴方向小于500mm，测量精度高 中性：X轴方向为5002000mm，精度等级中等 大型：X轴方向大于2000mm，精度等级为中等或低等 按精度精度分：低精度、中等精度、高精度 按机械结构与运动关系机械结构与运动关系分:桥式、龙门式、悬臂式、水平臂式、坐标镗床、卧镗式和仪器台式。（1）悬臂式三坐标测量机优点：结构简单，测量空间开阔缺点：悬臂沿Y向运动时受力点位置随时变化，会产生变形。（2

17、）桥式三坐标测量机优点：结构简单，结构刚性好，承重能力大；工件重量对测量机的动态性能没有影响。缺点：X向的驱动在一侧进行，单边驱动，容易产生扭摆误差；光栅偏置在工作台一边，产生的阿贝误差大；不适用于大型测量机移动桥式阿贝误差：在测量过程中，因不符合阿贝原则而产生的误差（3）龙门式三坐标测量机 移动部位只是横梁优点：结构稳定，刚性好，测量范围较大缺点：因驱动和光栅尺集中在一侧，造成的阿贝误差较大，驱动不够稳定（4）卧镗式三坐标测量机在卧式镗床基础上发展起来的。优点：结构可靠，精度高，可将加工和检测集为一体。缺点：工件的重量对工作台有影响。（5）水平臂式三坐标测量机水平臂式三坐标测量机，又称地轨式

18、三坐标测量机，在汽车工业中有广泛应用。其结构简单、空间开阔，但水平臂变形大。（水平悬臂梁的变形与Y向行程的4次方成正比。常用于画线，也称三坐标画线机。（6）仪器台式三坐标测量机仪器台式三坐标测量机是在工具显微镜的结构基础上发展起来的，其运动的配置形式与万能工具显微镜相同。操作方便、测量精度高，但测量范围小，多为小型测量机。、基本测量软件、基本测量软件 1)1)运动管理功能：包括运动方式选择、运动进度选择、测量运动管理功能：包括运动方式选择、运动进度选择、测量速度选择。速度选择。 2)2)测头管理功能：包括测头标定、测头校正、自动补偿测头测头管理功能：包括测头标定、测头校正、自动补偿测头半径和各

19、向偏值、测头保护及测头管理。半径和各向偏值、测头保护及测头管理。 3)3)零件管理功能：确定零件坐标系及坐标原点、不同工件坐零件管理功能：确定零件坐标系及坐标原点、不同工件坐标系的转换。标系的转换。 4)4)辅助功能：坐标系、地标平面、坐标轴的选择；公制、英辅助功能：坐标系、地标平面、坐标轴的选择；公制、英制转换及其他各种辅助功能。制转换及其他各种辅助功能。 5)5)输出管理功能：输出设备选择、输出格式及测量结果类型输出管理功能：输出设备选择、输出格式及测量结果类型的选择等。的选择等。 6)6)几何元素测量功能几何元素测量功能三坐标测量机软件分类2 2专用测量软件：指在基本测量软件平台上开发的

20、针对某种专用测量软件：指在基本测量软件平台上开发的针对某种具有特定用途的零部件的测量与评价软件。通常包括：齿具有特定用途的零部件的测量与评价软件。通常包括：齿轮、螺纹、凸轮、自由曲线、自由曲面等轮、螺纹、凸轮、自由曲线、自由曲面等 编程软件编程软件为了使三坐标测量机能实现自动测量，需要事前编制好相应的测量程序。而这些测量程序的编制有以下几种方式。图示及窗口编程方式图示及窗口编程方式 图示及窗口编程是最简单的方式，它是通过图形菜单选择被测元素，建立坐标系，并通过“窗口”提示选择操作过程及输入参数，编制测量程序。该方式仅适用于比较简单的单项几何元素测量的程序编制。自学习编程方式自学习编程方式 这种

21、编程方式是在CNC测量机上，由操作者引导测量过程，并键入相应指令，直到完成测量，而由计算机自动记录下操作者手动操作的过程及相关信息，并自动生成相应的测量程序，若要重复测量同种零件，只需调用该测量程序，便可自动完成以前记录的全部测量过程。该方式适合于批量检测，也属于比较简单的编程方式。脱机编程脱机编程这种方式是采用三坐标测量机生产厂家提供的专用测量机语言在其它通用计算机上预先编制好测量程序，它与坐标测量机的开启无关。编制好程序后再到测量机上试运行，若发现错误则进行修改。其优点是能解决很复杂的测量工作，缺点是容易出错。自动编程自动编程 在计算机集成制造系统中，通常由CAD/CAM系统自动生成测量程

22、序。三坐标测量机一方面读取由CAD系统生成的设计图纸数据文件，自动构造虚拟工件，并根据虚拟工件自动生成测量路径，另一方面接受由CAM加工出的实际工件，实现无人自动测量。这一过程中的测量程序是完全由系统自动生成的。系统调试软件系统调试软件用于调试测量机及其控制系统，一般具有以下软件。自检及故障分析软件包自检及故障分析软件包 用于检查系统故障并自动显示故障类别；误差补偿软件包误差补偿软件包 用于对三坐标测量机的几何误差进行检测，在三坐标测量机工作时，按检测结果对测量机误差进行修正；系统参数识别及控制参数优化软件包系统参数识别及控制参数优化软件包 用于CMM控制系统的总调试，并生成具有优化参数的用户

23、运行文件；精度测试及验收测量软件包精度测试及验收测量软件包 用于按验收标准测量检具。系统工作软件系统工作软件测量软件系统必须配置一些属于协调和辅助性质的工作软件，其中有些是必备的，有些用于扩充功能。测头管理软件测头管理软件 用于测头校准、测头旋转控制等；数控运行软件数控运行软件 用于测头运动控制；系统监控软件系统监控软件 用于对系统进行监控（如监控电源、气源等）；编译系统软件编译系统软件 用此程序编译，生成运行目标码；DMIS接口软件接口软件 用于翻译DMIS格式文件；数据文件管理软件数据文件管理软件 用于各类文件管理；联网通讯软件联网通讯软件 用于与其他计算机实现双向或单向通讯。 数据点的采

24、集方式：连续扫描和点位测量法 连续扫描：让测头始终与工件接触（手动、自动） 点位测量法：利用触发式测头，按被测曲线逐点采样，取得被测曲线的一系列点的坐标值数据点的采集方式数据点的采集方式点位测量法 这是从点到点的测量方法。 测量机的手动操作一般采用点位测量法。当测量点的数目很多时，可以编制测量程序使其自动化。点位测量法适用于孔、基准线以及曲面轮廓的测量。连续轮廓扫描法仿形连续扫描仿形连续扫描 测头连续地在工件表面上移动，而测量点则是按预定的间隔进行采样和记录。整个扫描和测量工作都是自动完成。通用连续扫描通用连续扫描 也称程序控制连续扫描法程序控制连续扫描法。采用此法时测头相对于工件外形轮廓的运

25、动轨迹由存贮在计算机中的程序给定。 附加功能软件 1）附件驱动软件实现附件驱动，自动记录附件位置 2）最佳配合测量软件应用最大实体原则检测互相配合的零件 3）统计分析测量程序软件提前发现被加工零件将超出尺寸极限的倾向 4）随行夹具测量软件在被测零件与其夹具之间建立一种互相连接关系的程序 5）其他软件程序如输出软件、示教程序、计算机辅助编程程序等 http:/ 1、 测量前的准备测量前的准备（1 1）校准探针）校准探针使用校准球（半径已知）获得使用校准球（半径已知）获得探针半径值探针半径值 在实物基准的每个测量点的球心坐标同它的已知直径比较。有效的测头直径是通过计算每个测量点所组成的直径与已知直

26、径的差值（2 2）工件找正）工件找正 确定工件坐标系在三确定工件坐标系在三坐标测量机机器坐标坐标测量机机器坐标系中的位置关系。系中的位置关系。 通常采用通常采用6 6点找正法点找正法2 2、 数据测量规划数据测量规划精确高效地采集数据精确高效地采集数据沿着特征方向走，顺着法向采。沿着特征方向走，顺着法向采。（）规则形状的数据采集规划（）规则形状的数据采集规划 数据采集多用精度高的接触式探头，依据数学定义对这些数据采集多用精度高的接触式探头，依据数学定义对这些元素所需的点信息进行数据采集规划。元素所需的点信息进行数据采集规划。（）自由曲面的数据采集规划（）自由曲面的数据采集规划根据工件的整体特征

27、和流向，顺着特征走根据工件的整体特征和流向，顺着特征走 光学三维测量技术 被动式：在自然光（包括室内可控照明光）条件下，通过摄像机等光学传感器摄取的二维灰度图像获取物体的三维信息 主动式：利用特殊的受控光源（称为主动光源）照射被测物，根据主动光源的已知结构信息获取景物的三维信息。3.2 非接触式测量 被动式光学三维测量技术 主要用于受环境约束不能使用激光或特殊照明光的场合或者由于保密需要的军事场合。 一般是从一个或多个摄像系统获取的二维图像中确定距离信息，形成三维面形数据，即单目、多目视觉。这种方法的系统结构比较简单，目前在机器视觉领域应用广泛。 主动式光学三维测量技术 大体上可分为飞行时间法

28、、主动三角法、莫尔轮廓术、相移测量法等。 目前此技术已广泛用于工业检测、反求工程、生物医学、机器视觉等领域。激光三角法由激光器（通常为半导体激光器）发出的光，经光学系统形成一个很细的平行光束，照到被测工件上面。由工件表面反射回来的光，可能是镜面反射光，也可能是漫反射光。被测表面处于不用的位置时，漫反射光斑按照一定三角关系成像于光电检测器件的不同位置，从而探测出被测表面的位置。cossinxbaxx直射式 斜射式是激光器发出的光和被测面的法线成一定角度入射到被测面上，同样用一透镜接受光点在被测面的散射光或反射光，若光点的像在探测器敏感面上移动，则物体表面沿法线方向的移动距离 为：x斜射式斜射式1

29、1212cossin()cos()axxbx面激光三角法系统校正系统校正归零、归零、系统零位设置、系统零位设置、校正平行、校正平行、校正镜头、校正镜头、校正激光、校正激光、校正轴、校正轴、保存保存扫描扫描 准备工作、准备工作、 设置路径、设置路径、开始扫描开始扫描数据处理数据处理输出数据、输出数据、后处理后处理三维激光扫描仪的测量过程光栅编码法（结构光法） 结构光法的原理 是把一定模式的光源（如光栅）投影到被测表面，受被测物体表面高度的限制，光栅影线发生变形，利用两个镜头获取不同角度的图像，通过解调变形光栅影线，就可以得到被测表面的整幅图像上像束的三维坐标。用激光穿过平行等距直线的振幅光栅组件

30、，或使用干涉仪，形成直线干涉条纹，即面条纹结构光。将此面条纹结构光投射到物体上，由于物体表面曲度或深度的变化使条纹变形，利用Ccd摄像机摄取此变形条纹的图像，即可分析物体表面轮廓变化。 测量前，入射光线P照射到参考平面上的A点，放上被测物体后，入射光线P照射到被测物体上的D点，此时从图示方向观察，A点就移到新的位置C点，距离AC就携带了高度信息z=h（x，y），即高度受到了表面形状的调质ATOS流动光学三坐标测量系统带有两个CCD摄像机和一个中央投影单元的光学三维扫描仪，它的中央投影单元部分配备了一个白色的投射灯泡和一个可规则滑动的复杂光栅。贴标签定位在工件的扫描测量过程中，为保证两个CCD照

31、相镜头的单幅测量能以较小的拼合偏差合并到统一的坐标系中，两个CCD照相镜头的单幅照片应至少能看见前面已经标识过的三个固定参考点。实例测量流程两次拼接两次拼接 贴标记点贴标记点 测量过程测量过程 减震器托盘实物减震器托盘实物 完整点云完整点云单幅点云单幅点云 测量实例测 量 现 场测量实例1：减震器托盘单次测量第一次拼接测量测量实例1：减震器托盘第二次拼接第三次拼接测量实例1：减震器托盘点云效果STL效果测 量 结 果测量实例2：汽车车门测量现场STL模型返回返回231机械结构及机械结构及电子系统已电子系统已相当成熟，相当成熟，有较高的准有较高的准确性和可靠确性和可靠性。性。接触式测量的接触式测

32、量的探头直接接触探头直接接触工件表面，与工件表面，与工件表面的反工件表面的反射特性、颜色射特性、颜色及曲率关系不及曲率关系不大。大。被测物体固定在被测物体固定在三坐标测量机上三坐标测量机上，并配合测量软，并配合测量软件，可快速准确件，可快速准确地测量出物体的地测量出物体的基本几何形状，基本几何形状，如面、圆、圆柱如面、圆、圆柱、圆锥、圆球等、圆锥、圆球等。接触式测量的优点：接触式测量的优点：数据测量的各种方法的比较数据测量的各种方法的比较易受工件表面的反射特性易受工件表面的反射特性的影响，如颜色、斜率；的影响，如颜色、斜率；测量精度较差测量精度较差工件几何外形工件几何外形变化大时成像变化大时成

33、像会失焦，成像模糊；会失焦，成像模糊；易受环境光线及杂散光易受环境光线及杂散光影响，故噪声较高，困难；影响，故噪声较高，困难；工件表面的工件表面的粗糙度会粗糙度会影响测量结果影响测量结果对边线处理、对边线处理、凹边处理及凹边处理及不连续形状的不连续形状的处理较困难处理较困难Text非接触式测量主要缺点测量速度非测量速度非常快，不必常快，不必像接触触发像接触触发探头那样逐探头那样逐点进行测量点进行测量；不必做探头不必做探头半径补偿，半径补偿，因为激光光因为激光光点位置就是点位置就是工件表面的工件表面的位置；位置；软工件、软工件、薄工件、薄工件、不可接触不可接触的高精密的高精密工件可直工件可直接测

34、量。接测量。123非接触式测量的优点非接触式测量的优点测量测量方式方式精度精度测量测量速度速度测量轮廓的测量轮廓的复杂程度复杂程度对材料对材料的限制的限制测量测量成本成本三坐标三坐标法法0.6300.630umum慢慢较差较差有限制有限制较高较高激光三激光三角法角法+-5um+-5um一般一般一般一般无无较高较高结构光结构光法法+-1+-+-1+-3um3um快快好好无无一般一般CT及超及超声波声波1mm1mm较慢较慢好好不定不定高高各种测量方式比较各种测量方式比较 3.33.3断层数据测量断层数据测量分类：非破坏性测量（CT、MRI、超声波）；破坏性测量（铣削层析扫描）工业CT对被测物体进行

35、断层截面扫描，以X射线的衰减系数为依据，用数学方法经过电子计算机处理而重建断层截面图像，根据不同位置的断层图像可建立物体的三维信息X光机CT整机工业CT的主要部件 1、源系统 伽马射线源：能量特定但强度小，扫描时间长 X光机射线源：包含X光管、高压电源、高压控制系统、冷却系统。检测时间短、图像质量高。 直线加速器：包括加速管、高压控制系统、冷却系统等。适于高密度、大工件的检测。 2、数据采传系统、数据采传系统 数据采传系统是探测器和计算机之间的电路接口。这部分电路十分复杂，构成了工业CT电子设备的主体。其中关键技术之一是A/D转换。 3、机械扫描、运动系统、机械扫描、运动系统 机械扫描系统包括：机械驱动轴、试件转台、各种支架、底座、移动控制系统。 4、图像重建、分析系统、图像重建、分析系统 该部分硬件由系统主板、专用控制板、阵列处理器、显示器、拷贝机等组成。 软件包括系统软件和应用软件。应用软件应当完成三个功能：设置和校正CT重建参数、控制扫描过程及实现CT数据同步采集、完成图像重建。德国菲尼克斯X射线工业CT 医学用MRI测量机 工业CT、核磁共振 MRI工业CT法特点 准确测