当前位置：文档之家 › 三维测量与反求工程实验报告

三维测量与反求工程实验报告

  • 格式：docx
  • 大小：812.65 KB
  • 文档页数：18

专 业 实 验 报 告 实验名称 三维测量与反求工程 实验时间 2014年12 月7 日 一、实验目的 1、了解三坐标测量机系统的组成，基本原理及其使用方法； 2、了解曲线和曲面三维测量的基本原理以及学会采用三维坐标测量机系统对曲线和曲面的测量和分析方法； 3、学会采用三维坐标测量机系统对曲线和曲面的测量及分析方法。 二、实验器材 1、硬件：青岛英柯ZC1066H三坐标测量机（参数如下） 测量范围：1000 mm×600 mm×600 mm； 精 度：1.4 µm ； 测量精度：1.5+3.3L/1000 µm； 测 头：PH10M（接触式）； 测量物体：电话 2、软件：青岛前哨英柯ZC866H的配套软件、Pro/E、Imageware12及其他辅助设备。 三、实验内容及步骤： 1、 标定电话所需测量的特征点和曲线； 2、 开机、测量机回零，在标准球上校准测头； 3、 建立工件坐标系； 4、 将测头移至起始特征点，沿着标定曲线开始测量； 5、 编辑计算机采集的测量数据； 6、 将编辑后的数据导入Imageware12.0中，处理点云后保存为*.IGES格式； 7、 将第5步得到文件导入Pro/E中，建立电话的三维模型，并分析处理。 四、实验结果：

实验指导教师评语： 教师签名： 年 月 日

考查成绩(5级计分) 学分 0.5

数据点的导入 电话的反求模型 电话创新模型 重庆大学研究生专业实验教学 实验报告书

重庆大学研究生院制实验课程名称： 三维测量与反求工程 实验指导教师： 林超 学 院： 机械工程学院 专业及类别： 机械制造及其自动化（专业） 学 号： *********** * 名： *** 实验日期： 2014.12.7 成 绩： 一、 实验目的 1、 了解三坐标测量机系统的组成，基本原理及其使用方法； 2、 了解曲线和曲面三维测量的基本原理以及学会采用三维坐标测量机系统对

曲线和曲面的测量和分析方法； 3、 学会采用三维坐标测量机系统对曲线和曲面的测量及分析方法。 二、 实验仪器设备 1、硬件：青岛英柯ZC1066H三坐标测量机（参数如下） 测量范围：1000 mm×600 mm×600 mm； 精 度：1.4 µm ； 测量精度：1.5+3.3L/1000 µm； 测 头：PH10M（接触式）； 测量物体：电话 2、软件：青岛前哨英柯ZC866H的配套软件、UG6.0、Imageware12及其他辅助设备。 三、 实验原理 1、反求工程概述 反求工程是将数据采集设备获取的实物样件表面或表面及内腔数据,输入专门的数据处理软件或带有数据处理能力的三维CAD软件进行处理和三维重构,在计算机上复现实物样件的几何形状,并在此基础上进行原样复制,修改或重设计,该方法主要用于对难以精确表达的曲面形状或未知设计方法的构件形状进行三维重构和再设计。 反求工程是综合性很强的术语，它是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已 有新产品进行解剖、深化和再创造，是已有设计的设计，这就是反求工程的含义，特别强调再创造是反求的灵魂。 2、实验原理 三坐标测量机就是在三个相互垂直的方向上有导向机构、测长元件、数显装置，有一个能够放置工件的工作台(大型和巨型不一定有)，测头可以以手动或机动方式轻快地移动到被测点上，由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。显然这是最简单、最原始的测量机。有了这种测量机后，在测量容积里任意一点的坐标值都可通过读数装置和数显装置显示出来。 测量机的采点发讯装置是测头，在沿X，Y，Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头。其测量过程就是当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理和输出。因此测量机可以用来测量直接尺寸，也可以获得间接尺寸和形位公差及各种相关关系，也可以实现全面扫描和一定的数据处理功能，为加工提供数据和测量结果。自动型还可以进行自动测量，实现批量零件的自动检测。 四、实验内容

1、 实验准备 （1） 将PH10M测头连接在三坐标测量机（含操纵杆）上，保持与探头接口、探头控制器、计算机等接口的通讯畅通，并调试好全部设备； （2） 准备好实验所需的测量对象，本实验中采用的是电话。 （3） 将工件夹持台安放在三坐标测量机工作台上，然后用橡皮泥将被测电话固定在工件夹持台上。

2、 数据采集 （1） 启动三坐标测量机的电源，同时打开计算机并进入EZ-DMIS软件界面，然 后检查所有设备接口通讯并保持畅通。 （2）通过标定球（已放在三坐标测量机工作台上）对PH10M测头进行标定。 （3）操纵手柄，将测头移到测量的起始点附近，准备开始测量。继续转动操纵杆使测头逼近并轻触测量起始点，同时在计算机显示屏上便出现采集的数据点坐标值。采集的数据见附表。 （4）将所有点的数据保存为*.out文件格式。 3、 数据处理 （1）将得到的*.out格式的文件整理成只含有点的三坐标数据的文件，并将其改为*.txt格式的文件； （2）将整理后得到的*.txt格式的文件导入Imageware12.1软件，如图1所示。

（3）创建群组： （4）进行网格定位：

（5）删除噪声点； （6）进行偏差处理： (7)曲面重构：将特征点连成线，构建特征线；

(8)构建实体：选择特征面，

（9）图像拟合：

（10）扫掠曲面 （11）曲面的拉伸与修补:

（12）电话听筒处的曲面拟合

（13）获得特征曲线 （14）点云偏差处理 （15）经曲线曲率梳理后得到重构的模型图： （16）将第18步得到文件导入UG6.0中，建立电话筒的三维模型： （17）完成产品修饰 为了方便，我们在对电话进行扫描的时候，只能通过扫描电话的外形表面，因此有些细小的局部我们必须通过后来对模型的修改来完成。本零件中，由于电话的话筒和听筒处还有通话孔，因此我们需要对其进行修改。如图6所示。

（18）产品创新，如图 该修改目的在于将家里的座机电话无线化。使得在家里接电话的时候不必要一直在一个地方不移动。因此我在该电话上增加了按键，并且新设计了一个屏幕。这样可以让座机电话有了移动电话的优点。

五、 实验数据 此次试验老师给的数据是*.out格式的数据文档，处理好的数据见附录一。 六、 数据处理及结果分析

（1）数据处理 本次试验中，数据处理主要包括两个部分。一是前期需要将老师给的*.out格式的数据文档用记事本打开，并将多余的字符删除，只需要留下分别表示每个点的三个坐标值即可。二是将整理好的数据导入imageware 12.1软件中，并根据实际情况对点进行疏散或删除一些杂点。但本次的数据点本身不需要疏散，也没有杂点需要处理。因此可以直接根据所导入的数据点用来进行零件的反求。 （2）结果分析 本次试验结果即为上述中的电话模型。通过上述反求方法以及模型可以看出，在反求工程中，尤其是一些小的局部需要采集更多的数据点才能保证复原模型与原始模型的精确性。反求工程一方面是根据原始模型的数据点，但如果采集的数据点不足以完全体现原始模型的形状特征，那在进行反求的时候便需要加入操作人员的主观设计，这样就必然会导致不同的人反求出的零件不一致的情况。因此，为了要反求得到更加精确的模型，必然需要一个能反应模型全部特征的采集点。

七、 实验小结 通过本次三维反求试验我们对模型的三维扫描、数据点的处理以及如何通过数据点导入软件进行模型的复原有了一个全面，直观的了解。 反求工程解决了正向设计中创新的难题，通过反求技术我们可以对先进技术进行借鉴，消化吸收，并在此基础之上进行创新。这一方法可以让我们的技术水平得到更加快速的发展，可以大大缩短设计周期，以此来增强我们的经济竞争力和综合国力。但反求工程只能对工件的外观尺寸进行模仿，而且反求的到的工 件精度与扫描数据点的多少、扫描精度以及操作人员都有很大的关系，因此要想得到更加精确的零件模型，就更需要对反求工程进行更彻底的研究。因此研究反求工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义。 反求工程虽然能够帮助我们缩短设计周期，增强我们的经济竞争力。但在一些高科技领域我们反求出来的产品却貌合神离，这样就导致产品外观上与国外先进产品一样，但性能上却差了不少。因此，要想一个国家、民族，为发展科技和振兴经济，不能全靠反求来生存；鼓励独立的创造性永远是主旋律或主题。我们应该着重于掌握好核心的科技技术，再通过反求技术，让我们科技技术站在巨人的肩膀上，走出更加广阔的一片天空。 附录一： -527.5104 -128.2250 -282.5874 -526.6566 -122.0950 -283.4208 -524.9077 -117.6959 -285.1142 -522.6904 -114.5172 -287.1149 -519.1910 -111.8168 -289.8449 -515.6501 -110.1281 -292.3769 -511.8062 -109.3096 -294.6996 -507.9791 -108.4659 -296.9931 -503.1223 -108.2927 -299.1593 -495.7126 -107.0490 -302.2804 -490.6394 -106.2899 -304.0630 -484.6075 -106.2918 -305.3676 -478.5839 -106.2929 -306.4264 -470.8009 -105.8002 -307.4999 -459.0929 -105.0649 -308.6114 -448.4763 -104.2498 -309.2335 -440.1702 -103.9414 -309.4443 -434.0621 -103.5930 -309.2989 -427.8730 -102.8476 -309.4647 -422.3324 -102.8565 -308.8089 -416.4717 -102.8598 -307.9483 -411.3418 -102.8614 -307.2601 -405.3444 -102.8586 -305.0710 -401.7278 -102.8601 -302.3607 -398.5122 -102.8621 -298.4594 -396.8287 -102.8622 -295.9287 -394.0061 -102.9723 -293.9884 -391.2522 -102.9233 -292.9860 -386.4827 -103.0545 -291.5737 -381.7082 -103.3113 -290.3561 -376.7489 -103.1177 -289.5093 -371.1535 -103.1106 -288.6183 -365.7023 -102.5732 -288.4280 -363.5857 -102.5791 -288.5936 -360.5486 -102.8463 -289.1138 -357.7684 -105.1317 -288.5927 -355.4056 -106.6246 -288.9050 -353.0748 -110.2573 -288.6916 -351.7436 -112.6219 -289.3961 -351.6316 -116.6806 -289.2258 -350.6353 -119.8645 -290.2375 -351.2123 -128.0565 -288.8100 -351.4317 -131.4283 -288.8090 -352.0461 -135.6928 -288.8085 -354.0610 -140.0962 -288.8090 -356.7924 -143.0835 -288.8131 -359.9329 -144.3247 -288.8115 -364.3175 -145.1336 -288.8121 -370.0359 -145.7447 -289.9790 -376.4834 -146.0590 -291.1431 -383.3411 -146.2635 -292.2640 -389.4959 -146.4380 -293.3797 -393.0906 -146.3988 -294.8256 -396.4314 -146.5266 -297.6768 -398.9240 -146.6207 -300.5514 -401.5930 -146.3430 -302.8061 -404.3051 -147.4352 -305.7884 -407.8549 -147.6018 -307.0665 -413.4142 -148.1518 -308.1678 -420.0063 -147.9465 -308.2867 -427.0426 -148.1497 -308.0505 -432.0443 -148.5686 -309.3470 -444.6666 -148.7730 -309.1375 -461.8796 -148.6806 -307.9114 -466.3472 -149.2874 -307.0000 -473.1938 -149.7093 -306.8847 -479.9491 -149.9145 -305.7467 -488.3851 -149.4415 -303.6429 -495.1281 -149.1863 -301.7267 -500.6353 -148.9587 -299.4316 -505.3376 -148.6738 -297.2013 -509.4991 -148.1183 -294.9761 -514.1107 -147.2271 -292.3000 -518.0446 -145.7891 -289.1992 -520.6320 -145.0097 -287.4252 -524.1259 -142.7540 -285.2345 -525.6833 -139.4325 -283.9802 -527.4564 -135.3638 -282.8106 -527.2243 -131.1843 -282.4386 -527.2181 -128.9915 -282.6320 -523.2210 -116.6669 -286.4345 -517.5430 -116.5096 -290.6697 -512.5902 -116.5512 -293.8661 -503.7153 -116.5514 -298.6522

合集下载

三坐标测量实验三坐标测量实验报告

三坐标测量实验三坐标测量实验报告

三坐标测量实验三坐标测量实验报告三坐标测量实验报告实验一快速综合检验一、实验要求：1．根据教具给定测量需求确定测量方案2．对各几何要素尺寸,误差进行检测3．给出AUTOCAD三维视图（包括尺寸及形位误差标注）二、实验方案零件的具体结构确定：①确定各几何元素所须输出的参数项目测量课件的大致轮廓为方形，主要几何元素为平面，圆柱，圆柱孔和阶梯孔。

因此可选择测量件的三个垂直面建立空间直角坐标系。

需要测量的主要位置误差元素为同轴度。

②测头标定测量元素包括垂直方向的圆柱及水平方向的圆柱，因此需要标定垂直方向与水平面四个方向。

③根据零件确定测量基准选定模型的1，2，3面（如下页pro/e模型图所标注的面）为坐标系的三个基准面建立直角坐标系，并以1，2，3面作为测量基准。

三、实验步骤1．开机首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源，检查气压是否在0.4～0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。

再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源，启动WTUTOR 测量程序，屏幕出现SOI页面。

依次单击“电源”、“初始化”键，机器完成通讯和坐标初始化。

2．测量预备操作①测头标定。

在工作台上安装固定的基准球，标定测头。

②取下标准球，将测量课件水平摆放在工作台上，根据测量方案选取的三个相互垂直的面建立空间直角坐标系。

3．测量操作根据标定的几何元素进行直接测量、构造、元素间关系的计算、位置误差的检测、几何形状扫描等方法测出所需参数。

保存好测量的数据，测得数据见下页数据处理与CAD图形构建。

4．几何元素的计算打开“程序区”，调入参考坐标系及测量数据，选择“关系”，计算构建三维数据模型所需要的几何元素间的位置关系，并计算形位误差。

5．关机完成以上各步骤后，整个测量过程也就结束了。

三坐标测量机的关机顺序与开机顺序相反。

即首先“初始化”使测头停止在安全位置，其次关闭WTUTOR测量程序，再依次关闭计算机电源、控制系统电源、UPS电源、交流稳压电源，最后关闭气源系统。

反求工程中的三维测量技术

反求工程中的三维测量技术


图2
入射光线 P 照射到参考平面上的 A 点 , 放上被 测物体后 , 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 A C 就携 带了高度信息 Z = h( x , y ) 。 立体视觉三维 测量法[ 3] 。常用 的三维测 量技
图1
本系统采用臂旋转的方式进行测量, 步进电机 驱动回转臂作步距为 1#/ 40ms 的转动, 激光脉冲调 制电路在每个电 视祯的起始位置发出 2ms 宽的电 脉冲信号用于 LD 驱动。计算机读取每行光斑中心 位置计数器的值 , 利用奇偶场间的空闲时间来处理 256 行的记数值并进行高度转换 , 测量一条线仅需 40ms, 测完一周共需 15s。测完一周后 , 计算机自动 生成数据文件, 用于数据处理、 数据的三维表面拟合 表1
可得被测点 P 的坐标为 [ bu / ( f cot - u ) , bv / ( f cot - u) , bf / ( f cot - u) ] 。
图 4 模型正在测量
图3
2 点数据测量 对发动机缸盖零件内型面硅橡胶模型翻制并处 理后就可以使用智泰公司的 LSH600 三维激光测量 仪进行点数据测量。由于该模型的特征完全分布在 连续相隔 90#的方向上 , 所以采用转轴每旋转 90#一 次的三次平面扫描来进行点数据测量( 图 4) 。 3 点数据的处理 为了对复杂内型面的发动机缸盖测量数据的完
主要三维扫描方法的特点
速度 慢 快 能否测内 部轮廓 否 否 形状限制 无 表面变化 不能过陡 表面不能 过于光滑 无 无 材料限制 无 无 成本 高 低
激光三角形法 CT 扫描和核磁 共振法 自动断层扫描仪法
快
否
无
较高
3d测量实训报告

3d测量实训报告

3d测量实训报告3D 测量实训报告在当今科技飞速发展的时代，3D 测量技术作为一种先进的测量手段，在工业制造、建筑设计、医疗等众多领域都发挥着重要作用。

为了更好地掌握这一技术，我们进行了一次 3D 测量实训。

通过这次实训，我不仅学到了专业知识和技能，还深刻体会到了 3D 测量技术的魅力和应用前景。

一、实训目的本次 3D 测量实训的主要目的是让我们熟悉 3D 测量的基本原理和方法，掌握相关仪器设备的操作技能，能够运用 3D 测量技术完成实际物体的测量和数据处理，并培养我们的实践能力、创新思维和团队合作精神。

二、实训设备在本次实训中，我们使用了多种先进的 3D 测量设备，包括激光扫描仪、结构光扫描仪和摄影测量系统等。

激光扫描仪通过发射激光束并接收反射光来获取物体表面的点云数据，具有测量速度快、精度高的特点。

结构光扫描仪则是利用投射的结构光图案来测量物体表面的形状，适用于对复杂形状物体的测量。

摄影测量系统则是通过拍摄物体的多幅照片，利用图像处理和计算摄影测量技术来获取物体的三维信息。

三、实训内容1、理论学习在实训开始之前，我们首先进行了 3D 测量技术的理论学习，包括3D 测量的基本原理、测量方法、数据处理和误差分析等。

通过理论学习，我们对 3D 测量技术有了初步的了解，为后续的实践操作打下了坚实的基础。

2、设备操作练习在掌握了理论知识之后，我们开始进行设备操作练习。

在老师的指导下，我们学习了各种 3D 测量设备的安装、调试和操作方法，并进行了多次实际测量练习。

在操作过程中，我们严格按照操作规程进行操作，注意安全，保证测量数据的准确性和可靠性。

3、实际物体测量在熟练掌握了设备操作之后，我们开始进行实际物体的测量。

我们选择了一些具有代表性的物体，如机械零件、工艺品和人体模型等，分别使用不同的 3D 测量设备进行测量。

在测量过程中，我们根据物体的形状和特点，选择合适的测量方法和设备，制定合理的测量方案，并认真记录测量数据。

工程测量实习实验报告(3篇)

工程测量实习实验报告(3篇)

第1篇一、实习目的本次工程测量实习旨在通过实际操作，加深对工程测量基本理论和方法的理解，提高实际测量技能，培养严谨的工作态度和团队协作精神。

通过实习，使学生在实践中掌握测量仪器的使用、测量数据的采集与处理、地形图的绘制等技能，为今后从事工程测量工作打下坚实基础。

二、实习时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实习地点XX工程公司工地四、实习内容1. 测量仪器的使用与维护（1）水准仪的使用与维护（2）经纬仪的使用与维护（3）全站仪的使用与维护2. 控制测量（1）平面控制测量（2）高程控制测量3. 地形测量（1）地形图测绘（2）等高线绘制4. 工程放样（1）建筑物放样（2）道路放样5. 工程测量数据处理与分析五、实习过程1. 测量仪器的使用与维护实习过程中，我们首先学习了水准仪、经纬仪和全站仪的使用方法及注意事项。

在老师的指导下，我们进行了仪器的操作练习，掌握了仪器的正确使用方法。

同时，我们还学习了仪器的维护保养知识，以确保测量数据的准确性。

2. 控制测量在平面控制测量中，我们学习了如何建立平面控制网，并进行了实测。

通过实测，我们掌握了平面坐标的计算方法，为后续的地形测量奠定了基础。

在高程控制测量中，我们学习了水准测量的原理和方法，进行了实测，掌握了高程测量的数据处理方法。

3. 地形测量在地形测量中，我们学习了地形图的测绘方法，包括地形点的采集、等高线的绘制等。

通过实测，我们掌握了地形图的绘制技巧，提高了地形图的质量。

4. 工程放样在工程放样中，我们学习了建筑物和道路的放样方法。

通过实测，我们掌握了工程放样的技巧，为工程建设的顺利进行提供了保障。

5. 工程测量数据处理与分析在实习过程中，我们对实测数据进行了整理、计算和分析。

通过数据处理，我们了解了测量数据的误差来源，提高了数据处理能力。

六、实习成果1. 掌握了水准仪、经纬仪和全站仪的使用方法及维护保养知识。

2. 掌握了平面控制测量、高程控制测量、地形测量、工程放样等基本技能。