光學(xué)三維測(cè)量機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　逆向工程是當(dāng)前用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和仿制加工的一種先進(jìn)手段，是集測(cè)量技術(shù)、CAD技術(shù)、激光技術(shù)、材料技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等為一體的高新技術(shù)，它針對(duì)現(xiàn)有的工件（樣品或模型），利用3D數(shù)字化測(cè)量?jī)x器快速、準(zhǔn)確的測(cè)得大量輪廓坐標(biāo)點(diǎn)，并對(duì)這些坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行去噪，匹配加以構(gòu)建，修改后輸入到CAD/CAM系統(tǒng)，生成NC的刀具加工路徑，或輸入CNC進(jìn)行

2、生成所需的模具，或者生成某種格式的文件輸入到快速成形機(jī)將樣品模型制造出來(lái)。三維光學(xué)測(cè)量機(jī)就是這樣一種設(shè)備，它可以將在三維物理空間中的被測(cè)物體復(fù)制到三維數(shù)據(jù)空間當(dāng)中并進(jìn)行重現(xiàn)，我們稱之為建立三維模型。這種能力使三維掃描儀擁有非常巨大的應(yīng)用前景。由于逆向工程技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)用價(jià)值，因此，世界上主要工業(yè)國(guó)家紛紛投入巨資對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和推廣應(yīng)用，他們無(wú)不站在21世紀(jì)世界制造業(yè)全球競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略高度來(lái)對(duì)待這一技術(shù)。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)

3、用于機(jī)械零部件的快速開(kāi)發(fā)、汽車和飛機(jī)覆蓋件的快速檢測(cè)和反求、快速模具、醫(yī)療及康復(fù)工程、家用電器、工業(yè)設(shè)計(jì)、工藝品制作以及兒童玩具等領(lǐng)域，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本次設(shè)計(jì)主要是完成光學(xué)三維測(cè)量機(jī)機(jī)械部分和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本文提出的結(jié)構(gòu)光</p><p>　　關(guān)鍵詞　逆向工程 三維模型 光學(xué)三維測(cè)量機(jī) 光柵 掃描</p><p><b>　　Abstract</b&

4、gt;</p><p>　　Reverse engineering is currently used for product development and imitation of an advanced means of processing, is set measurement technology, CAD technology, laser technology, materials technol

5、ogy and computer-controlled technology, which integrates high-tech, it addresses the existing part (or sample MODEL), using 3 D digital measuring instruments quickly and accurately measured the outline of a large number

6、coordinates, and coordinates of these points denoising, match to build, the revised im</p><p>　　Key words　 Reverse engineering Three-dimensional model of optical scanning Three-dimensional measuring machin

7、es Grating</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRaCTII</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　引言

8、1</b></p><p>　　1.1 三維光學(xué)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r2</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)研究的目的和意義3</p><p>　　1.3 本文的內(nèi)容安排4</p><p>　　1.4 本章總結(jié)4</p><p>　　第二章 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)的測(cè)量原理5</p><

9、p>　　2.1 測(cè)量機(jī)的測(cè)量原理5</p><p>　　2.2 三維測(cè)量機(jī)的特點(diǎn)5</p><p>　　2.3 控制系統(tǒng)原理介紹6</p><p>　　2.4 本章總結(jié)7</p><p>　　第三章 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)整體設(shè)計(jì)方案18</p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)要求8</p><

10、p>　　3.2 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)基本結(jié)構(gòu)分析8</p><p>　　3.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容8</p><p>　　3.2.2 總體設(shè)計(jì)法案的擬定8</p><p>　　3.2.3 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.2.4 控制部分設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.3 主要參數(shù)設(shè)定

11、16</p><p>　　3.4 本章總結(jié)16</p><p>　　第四章 機(jī)械部分的具體設(shè)計(jì)及其硬件選擇17</p><p>　　4.1底座設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.2 滑動(dòng)體主要設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.3 光學(xué)掃描儀測(cè)量系統(tǒng)的硬件組成18</p><p>　　4.

12、3.1結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的硬件組成18</p><p>　　4.3.2 CCD基本知識(shí)19</p><p>　　4.3.3圖像采集卡20</p><p>　　4.3.4選擇結(jié)果20</p><p>　　4.4 光柵電動(dòng)平移臺(tái)基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.5 本章總結(jié)21</p>&

13、lt;p>　　第五章 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算22</p><p>　　5.1 控制系統(tǒng)中電機(jī)的選擇22</p><p>　　5.1.1 步進(jìn)電機(jī)概述22</p><p>　　5.1.2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇原則22</p><p>　　5.1.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的容量計(jì)算23</p><p>　　5.2 聯(lián)軸

14、器的選擇23</p><p>　　5.3 絲杠螺母副的選用計(jì)算24</p><p>　　5.3.1絲杠螺母導(dǎo)程的確定24</p><p>　　5.3.2 確定絲杠的等效轉(zhuǎn)速24</p><p>　　5.3.3 絲杠的等效負(fù)載24</p><p>　　5.3.4 確定絲杠所受的最大動(dòng)載荷24</p>

15、;<p>　　5.3.5 計(jì)算軸承動(dòng)載荷25</p><p>　　5.3.6 絲杠拉壓振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率計(jì)算25</p><p>　　5.4 絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度26</p><p>　　5.5傳動(dòng)精度計(jì)算26</p><p>　　5.6 本章總結(jié)27</p><p>　　第六章 總結(jié)和展望2

16、8</p><p>　　6.1 全文總結(jié)28</p><p><b>　　6.2 展望28</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　第一章

17、緒論</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息高速公路加快了科技信息的傳播速度，產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短。追求完美與個(gè)性化的消費(fèi)需求使產(chǎn)品品種越來(lái)越多，批量越來(lái)越小，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)不再只是質(zhì)量與成本上的競(jìng)爭(zhēng)。而更重要的是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度以及上市時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)，這種趨勢(shì)在21世紀(jì)頭10年將日趨強(qiáng)勁。因此產(chǎn)品的開(kāi)

18、發(fā)速度和制造技術(shù)的柔性和可移植性變得十分關(guān)鍵。</p><p>　　快速原型制造(Rapid Prototyping，以下簡(jiǎn)稱RP)技術(shù)就是在這種背景下產(chǎn)生的。RP技術(shù)綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、材料科學(xué)和自動(dòng)化控制等技術(shù)的發(fā)展成果，采用分層增材制造的新概念取代傳統(tǒng)的去材或變形法加工，是當(dāng)代最具有代表性的制造技術(shù)之一?？焖僭椭圃旒夹g(shù)對(duì)所加工的零件的幾何形狀無(wú)特別要求，可以將給定數(shù)據(jù)還原成實(shí)

19、體模型，即它可快速、準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)思想變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛄慵?，以便進(jìn)行快速的評(píng)估、及功能測(cè)試，從而大大縮短產(chǎn)品的研制周期，減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用，加快新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的進(jìn)程。</p><p>　　對(duì)于大多數(shù)產(chǎn)品，都可以在通用的CAD軟件上設(shè)計(jì)出它們的三維模型，求得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，另一方面我們還需要對(duì)原產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)制或仿制加工，或進(jìn)行產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)，在某些情況下由于存在多種因素的影響，如功能，工藝，外觀，使得相當(dāng)一些零件的形狀很

20、復(fù)雜，無(wú)法用通用的方法在CAD軟件上準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出它們的實(shí)物模型，而且整個(gè)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)成本高，因此有必要首先開(kāi)發(fā)出一定比例的小的實(shí)物模型，如木模，蠟?zāi)５?。反求工?也稱逆向工程Reverse Engineering)應(yīng)運(yùn)而生，反求工程是根據(jù)已有的實(shí)物樣件，利用3D測(cè)量技術(shù)快速測(cè)得實(shí)物的數(shù)據(jù)點(diǎn)，反求出初始的設(shè)計(jì)意圖，包括形狀、材料、工藝等諸多方面。所謂“逆向工程”是相對(duì)于通常的先有設(shè)計(jì)意圖再進(jìn)行設(shè)計(jì)然后再加工出實(shí)物的設(shè)計(jì)流程－順向工程而

21、言。如圖1－1所示：</p><p>　　逆向工程是當(dāng)前用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和仿制加工的一種先進(jìn)手段，是集測(cè)量技術(shù)、CAD技術(shù)、激光技術(shù)、材料技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等為一體的高新技術(shù)，它針對(duì)現(xiàn)有的工件（樣品或模型），利用3D數(shù)字化測(cè)量?jī)x器快速、準(zhǔn)確的測(cè)得大量輪廓坐標(biāo)點(diǎn)，并對(duì)這些坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行去噪，匹配加以構(gòu)建，修改后輸入到CAD/CAM系統(tǒng)，生成NC的刀具加工路徑，或輸入CNC進(jìn)行生成所需的模具，或者生成某種格式的文件輸入到快

22、速成形機(jī)將樣品模型制造出來(lái)。</p><p>　　1.1 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　三維光學(xué)測(cè)量機(jī)就是這樣一種設(shè)備，它可以將在三維物理空間中的被測(cè)物體復(fù)制到三維數(shù)據(jù)空間當(dāng)中并進(jìn)行重現(xiàn)，我們稱之為建立三維模型。這種能力使三維掃描儀擁有非常巨大的應(yīng)用前景。由于逆向工程技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)用價(jià)值，因此，世界上主要工業(yè)國(guó)家紛紛投入巨資對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和推廣應(yīng)用，他

23、們無(wú)不站在21世紀(jì)世界制造業(yè)全球競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略高度來(lái)對(duì)待這一技術(shù)。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械零部件的快速開(kāi)發(fā)、汽車和飛機(jī)覆蓋件的快速檢測(cè)和反求、快速模具、醫(yī)療及康復(fù)工程、家用電器、工業(yè)設(shè)計(jì)、工藝品制作以及兒童玩具等領(lǐng)域，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　目前，國(guó)外不同測(cè)量原理的逆向設(shè)備已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，如英國(guó)3D-Scanner公司、德國(guó)GOM公司以及美國(guó)、日本、比利時(shí)等國(guó)產(chǎn)品。國(guó)外設(shè)備雖然性能優(yōu)良，但價(jià)

24、格十分昂貴，國(guó)內(nèi)企業(yè)，特別是大量的中小企業(yè)一般很難有能力購(gòu)買。而且國(guó)外產(chǎn)品并不能完全適合我國(guó)國(guó)情，還需本土化。課題組申請(qǐng)的省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目，能夠從整體上降低逆向工程技術(shù)在我國(guó)的使用門檻，使國(guó)內(nèi)眾多的中小企業(yè)能夠使用這種先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。</p><p>　　國(guó)外生產(chǎn)廠家采取多種方式大力推介他們的設(shè)備，如，德國(guó)GOM公司正在開(kāi)發(fā)中文版三維測(cè)量軟件。形勢(shì)十分嚴(yán)峻,時(shí)不我待。盡快開(kāi)發(fā)出提升

25、我國(guó)制造業(yè)水平和自主創(chuàng)新能力的這一關(guān)鍵設(shè)備，是我們義不容辭的責(zé)任。</p><p>　　近年來(lái)，華中科技大學(xué)、上海交大、西安交大、清華大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)等高校也加強(qiáng)了對(duì)逆向工程技術(shù)的研究。華中科技大學(xué)生產(chǎn)了我國(guó)第一臺(tái)商品化激光線掃描臺(tái)式反求設(shè)備，北京天遠(yuǎn)公司也推出了他們的產(chǎn)品。但總體上來(lái)看，國(guó)內(nèi)的逆向工程技術(shù)研究和設(shè)備研發(fā)還處于初級(jí)階段，設(shè)備品種單一，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還有很大差距，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到大

26、面積推廣與應(yīng)用的水平。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)研究的目的和意義</p><p>　　逆向工程（Reverse Engineering）在傳統(tǒng)的汽車，航空航天，通訊、家電、藝術(shù)品的快速模具制造與檢測(cè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它是一門集機(jī)器視覺(jué)、CAD/CAM、光學(xué)測(cè)量、數(shù)控、精密機(jī)械、圖像采集與處理、工業(yè)設(shè)計(jì)為一體的高新技術(shù)，是一種對(duì)模型進(jìn)行仿型測(cè)量、CAD模型重構(gòu)、模型加工并進(jìn)行優(yōu)化

27、評(píng)估的設(shè)計(jì)方法。作為先進(jìn)制造技術(shù)重要分支，已成為吸收、消化國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新的重要手段，可以避免走自行開(kāi)發(fā)中的許多彎路，極大地增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。它針對(duì)現(xiàn)有的模型或樣品，利用3D數(shù)字化測(cè)量?jī)x器，準(zhǔn)確、快速地測(cè)得其輪廓坐標(biāo)，并進(jìn)行三維CAD曲面重構(gòu)，在此基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“創(chuàng)新”。然后通過(guò)CAM系統(tǒng)，產(chǎn)生刀具NC加工代碼，控制CNC設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品加工，或者送到快速成型機(jī)將模型或樣品快速制作出來(lái)。這一技術(shù)使產(chǎn)品模型得到

28、精確的表達(dá)和再現(xiàn)，為產(chǎn)品的進(jìn)一步分析、優(yōu)化和制造確立了統(tǒng)一的對(duì)象。例如：在汽車車身等復(fù)雜覆蓋件的工業(yè)設(shè)計(jì)中，形狀獨(dú)特而復(fù)雜的自由曲面一般不能直接建立起CAD模型，而是以制件模型（如粘土模型等）或經(jīng)手工修改后的樣件為設(shè)計(jì)原型，這類零件具有非常復(fù)雜的自由曲面，其設(shè)計(jì)表</p><p>　　三維掃描測(cè)量技術(shù)、設(shè)備和軟件是逆向工程的重要組成部分。在產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、快速模具和復(fù)雜型面數(shù)控加工等方面都具有重要意義。<

29、/p><p>　　1.3 本文的內(nèi)容安排</p><p>　　緒論主要闡述逆向工程的概念，三維光學(xué)測(cè)量機(jī)在逆向工程中的作用以及它的應(yīng)用與發(fā)展，本次設(shè)計(jì)的目的及其重大意義。</p><p>　　第二章首先介紹三維光學(xué)測(cè)量機(jī)系統(tǒng)的測(cè)量原理，測(cè)量機(jī)的特點(diǎn)，然后詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的原理。</p><p>　　第三章主要介紹三維光學(xué)測(cè)量機(jī)的整體設(shè)計(jì)法案。

30、</p><p>　　第四章主要描述機(jī)械部分的設(shè)計(jì)和一些硬件件的選擇，對(duì)相應(yīng)的硬件進(jìn)行詳細(xì)的介紹。</p><p>　　第五章介紹測(cè)量機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　第六章進(jìn)行了全文總結(jié)以及對(duì)測(cè)量機(jī)的未來(lái)展望。</p><p><b>　　1.4 本章總結(jié)</b></p><p>　　本

31、章首先介紹逆向工程的發(fā)展背景，概念，三維測(cè)量機(jī)在逆向工程中的應(yīng)用狀況；隨后介紹了逆向工程中數(shù)據(jù)獲取方法和CAD建模方法，并將各種方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較；本次設(shè)計(jì)的目的、意義。最后對(duì)本次設(shè)計(jì)的整體安排進(jìn)行了介紹。</p><p>　　第二章 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)的測(cè)量原理</p><p>　　2.1測(cè)量機(jī)的測(cè)量原理</p><p>　　光柵投影照相式三維測(cè)量?jī)x是一種高速高精度的

32、三維掃描測(cè)量設(shè)備，應(yīng)用的是目前國(guó)際上最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)光非接觸照相測(cè)量原理。采用一種結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)、相位測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的復(fù)合三維非接觸式測(cè)量技術(shù)。與傳統(tǒng)的三維掃描儀不同的是，該掃描儀能同時(shí)測(cè)量一個(gè)面。光線垂直照射被測(cè)物體表面，運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)雙目面陣CCD實(shí)時(shí)地將被測(cè)物體的圖像送入圖像采集卡，圖像采集卡把采集到的數(shù)據(jù)信息送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理以后得到三維的數(shù)據(jù)點(diǎn)云。其基本原理如圖2-1所示：</p&

33、gt;<p>　　2.2 三維測(cè)量機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　　1、掃描速度極快：5秒內(nèi)可得到100多萬(wàn)點(diǎn)，效率很高 </p><p>　　2、第三代的面掃描方式：每次掃描一個(gè)面，獲得整個(gè)面的三維數(shù)據(jù)，測(cè)量點(diǎn)分布密度極高且非常規(guī)則 </p><p>　　3、非接觸掃描：利用照相式原理，進(jìn)行非接觸式光學(xué)掃描，得到物體表面三維數(shù)據(jù)。而且適應(yīng)了柔軟、易變形物

34、體的測(cè)量要求。 </p><p>　　4、精度高：利用獨(dú)有的測(cè)量技術(shù)，實(shí)際精度可達(dá)0.02mm </p><p>　　5、大景深：掃描景深可達(dá)300～500mm，為國(guó)內(nèi)最高。適合景深較大物體掃描　 </p><p>　　6、標(biāo)志點(diǎn)自動(dòng)拼接：可將多次測(cè)量結(jié)果自動(dòng)拼接，掃描時(shí)物體可任意翻轉(zhuǎn)和挪動(dòng)。通過(guò)對(duì)標(biāo)志點(diǎn)的拼接加以生成多次測(cè)量數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)大面積掃描。減少了測(cè)量的死

35、角。 </p><p>　　7、點(diǎn)云噪聲處理和修剪：可以對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的噪音點(diǎn)進(jìn)行修剪、剔除。 </p><p>　　8、對(duì)環(huán)境要求不高：環(huán)境光對(duì)該掃描系統(tǒng)影響不大，在大多數(shù)的環(huán)境下都能獲得高性能的數(shù)據(jù) </p><p>　　9、便攜式設(shè)計(jì)：設(shè)備部件易拆易裝，方便帶至測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)。 </p><p>　　10、測(cè)量輸出數(shù)據(jù)接口廣泛：測(cè)量所得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)

36、為ASC、VRML格式，可直接與Surfacer（image　ware）、UG、CATIA、Geomagic、Pro／E、Master　CAM等軟件交互數(shù)據(jù) </p><p>　　11、軟件性能良好：兼容Windows98／NT／2000／XP　平臺(tái)，用戶易學(xué)易用，不需過(guò)多的培訓(xùn)就可以熟練操作，兼容性好，簡(jiǎn)便易學(xué) </p><p>　　12、彩色掃描：不但可以得到數(shù)字信息，還可以得到RGB

37、彩色信息</p><p>　　2.3 控制系統(tǒng)原理介紹</p><p>　　隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)的種類越來(lái)越多，可以分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)如圖2-2所示：</p><p>　　計(jì)算機(jī)（可以包含各種控制器）根據(jù)所要求的進(jìn)給速度和位移輸出一定頻率和數(shù)量的脈沖，這種脈沖信號(hào)往往是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平，驅(qū)動(dòng)能力小，不足以驅(qū)動(dòng)電

38、機(jī)，此時(shí)就需要相應(yīng)的功率放大器－－步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路把相應(yīng)的信號(hào)放大。每個(gè)脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，從而帶動(dòng)絲杠，由絲杠帶動(dòng)刀具、測(cè)頭等。由于步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械位移與輸入的脈沖有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而脈沖輸入的頻率則對(duì)應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此通過(guò)輸入脈沖數(shù)和頻率即可控制速度和位移。但開(kāi)環(huán)系統(tǒng)沒(méi)有反饋裝置，計(jì)算機(jī)輸出一定的脈沖數(shù)，無(wú)法知道步進(jìn)電機(jī)是否丟步，絲杠是否移動(dòng)到了指定的位置。因此這種系統(tǒng)只能靠機(jī)械和電機(jī)的精度保證，系統(tǒng)速度和精度都較低。&l

39、t;/p><p>　　閉環(huán)系統(tǒng)常用在精度要求較高的反求系統(tǒng)中，一種構(gòu)成位置環(huán)控制系統(tǒng)原理如圖2-3所示。當(dāng)位置反饋信號(hào)從電機(jī)端部通過(guò)編碼器或者從絲杠端部獲得（如圖2-3虛線所示），間接測(cè)量執(zhí)行部件的實(shí)際位置為半閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)位置反饋信號(hào)從絲杠等執(zhí)行部件上直接測(cè)實(shí)際的位置或位移（如圖2-3實(shí)線所示）為全閉環(huán)系統(tǒng)。這種閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)由于對(duì)實(shí)際的執(zhí)行部件的位置進(jìn)行反饋，因此其位移精度高于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。</p>&

40、lt;p>　　由圖2-3見(jiàn)閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)包含速度調(diào)節(jié)部分和位置調(diào)節(jié)部分，數(shù)控裝置進(jìn)給的指令通常包括位移和速度兩個(gè)信息。為了使電機(jī)的輸出速度和位置跟隨速度和位置指令，系統(tǒng)設(shè)有速度和位置控制部分。速度測(cè)量一般用測(cè)速發(fā)電機(jī)或脈沖編碼器，隨時(shí)測(cè)得電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，與速度指令相比得到速度誤差信號(hào)，即可對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)；位置反饋用一般脈沖編碼器或直線光柵尺，將測(cè)得的實(shí)際位置與指令位置比較的得到的結(jié)果即是位置誤差信號(hào)，根據(jù)其差值與指令進(jìn)給速

41、度的要求，按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行轉(zhuǎn)換后得到進(jìn)給伺服系統(tǒng)的速度指令。</p><p>　　從掃描系統(tǒng)的特點(diǎn)，速度，精度，成本等方面考慮，我們選擇了半閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用編碼器反饋回各軸的位置信息，然后再與設(shè)定值進(jìn)行比較，將偏差信號(hào)作為誤差補(bǔ)償信號(hào)，這樣的半閉環(huán)控制系統(tǒng)硬件比較簡(jiǎn)單，控制較方便，系統(tǒng)的精度介于開(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)之間，精度符合我們要求。</p><p><b>　　2.4 本

42、章總結(jié)</b></p><p>　　本章首先介紹了三維掃描系統(tǒng)的工作原理，采用結(jié)構(gòu)光三角原理進(jìn)行測(cè)量；接著簡(jiǎn)單介紹了控制系統(tǒng)的分類，介紹了開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，并根據(jù)系統(tǒng)的精度要求和成本考慮選用了帶有編碼器反饋的半閉環(huán)控制系統(tǒng)，并符合三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的要求。</p><p>　　第三章 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)整體設(shè)計(jì)方案</p><p><b>

43、;　　3.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　在繪制產(chǎn)品總裝圖和部件裝配圖時(shí)要注意設(shè)計(jì)的科學(xué)性和條理性。設(shè)計(jì)一個(gè)部件，其過(guò)程大致如下：首先，確定末端執(zhí)行件的概略形狀尺寸，然后，設(shè)計(jì)末端執(zhí)行件與其相臨的下一個(gè)功能部件的結(jié)合的形式與概率尺寸。若為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合部，則執(zhí)行件一測(cè)相當(dāng)于滑臺(tái)，相臨部件一測(cè)相當(dāng)于滑座，考慮導(dǎo)軌精度，選擇并確定導(dǎo)軌的類型及尺寸。根據(jù)導(dǎo)軌結(jié)合部的設(shè)計(jì)結(jié)果和該運(yùn)動(dòng)的行程，直到基礎(chǔ)

44、支撐件。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，處處從實(shí)際出發(fā)分析和處理問(wèn)題是至關(guān)重要的。從大處講，聯(lián)系實(shí)際是指對(duì)工藝可能性的分析，在參數(shù)擬訂和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢(shì)，更應(yīng)了解我國(guó)的實(shí)際生產(chǎn)水平，使設(shè)計(jì)的機(jī)器能發(fā)揮最佳的效果。從小處講，指對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械零部件的制造工藝、裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的切實(shí)際的考慮和分析。學(xué)會(huì)使用設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)推薦的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和各類標(biāo)準(zhǔn)要結(jié)合實(shí)際情況取舍。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解和掌握

45、結(jié)合實(shí)際、綜合思考的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　3.2 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　1， 主機(jī)機(jī)械系統(tǒng)（X、Y、Z三軸或其它）； 2， 測(cè)頭系統(tǒng)； 3， 電氣控制硬件系統(tǒng)； 4， 數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)（測(cè)量軟件）；</p><p>　　3.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)定位在光學(xué)三維測(cè)量機(jī)機(jī)械結(jié)

46、構(gòu)及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中機(jī)械部分的設(shè)計(jì)包括底座設(shè)計(jì)，主要承擔(dān)運(yùn)動(dòng)功能。設(shè)備部件易拆易裝，方便帶至測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，不受地域的限制；其次是滑道的設(shè)計(jì)，包括限位手柄、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 主要使測(cè)量機(jī)的掃描頭可以實(shí)現(xiàn)y軸、z軸、繞z軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)功能，擴(kuò)大其測(cè)量范圍。最后是測(cè)量機(jī)掃描頭的設(shè)計(jì)，包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是光柵電動(dòng)平移臺(tái)的設(shè)計(jì)；第二，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.2 總體設(shè)計(jì)法案的擬定</p>

47、;<p>　　方案擬訂為測(cè)量機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中主要是測(cè)量機(jī)的整體結(jié)構(gòu)定型；掃描頭沿y、z軸的運(yùn)動(dòng)，繞z軸的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；底座支撐設(shè)計(jì)；掃描頭設(shè)計(jì)。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.3 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)</p><p>　　測(cè)量機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)可歸類于機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，可分為創(chuàng)新設(shè)計(jì)、變形設(shè)計(jì)、和組合設(shè)計(jì)三大類型，設(shè)計(jì)的過(guò)程隨設(shè)計(jì)類型而不

48、同，其中創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程最典型，可分為產(chǎn)品規(guī)劃階段、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)四個(gè)階段。產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制定設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū)。 </p><p>　　初步設(shè)計(jì)方案具體化，技術(shù)設(shè)計(jì)階段是將方案設(shè)計(jì)階段擬訂的初步設(shè)計(jì)方案具體化，確定結(jié)構(gòu)原理方案；進(jìn)行總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。</p>

49、<p>　　（1）確定結(jié)構(gòu)原理放案</p><p>　　根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案，再充分理解原理的基礎(chǔ)上，確定結(jié)構(gòu)原理方案。其中包括決定尺寸的依據(jù)，如功率、流量和聯(lián)系尺寸等；決定布局的依據(jù)等，決定和限制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空間條件，。在上述的依據(jù)約束下，對(duì)主要功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)思，初步確定其材料和形狀，進(jìn)行粗略的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　?。?）總體設(shè)計(jì)</b><

50、;/p><p>　　總體設(shè)計(jì)階段的任務(wù)是將結(jié)構(gòu)原理方案進(jìn)一步具體化?？傮w設(shè)計(jì)的內(nèi)容大致包括主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、總體布局、系統(tǒng)原理圖、其它。</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)原理方案結(jié)構(gòu)化，繪制產(chǎn)品總裝圖；提出初步的零件表及裝配說(shuō)明書(shū)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

51、規(guī)范，充分考慮人機(jī)工程、外觀造型、結(jié)構(gòu)可靠和耐用性、加工和裝配工藝性等。光學(xué)三維測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)草圖如下：</p><p>　　圖3-1 光學(xué)三維測(cè)量機(jī)</p><p>　　3.2.4 控制部分設(shè)計(jì)</p><p>　　光學(xué)三維測(cè)量機(jī)系統(tǒng)的控制部分采用PLC控制。</p><p>　　本書(shū)以S7-200系列PLC為目標(biāo)機(jī)型，介紹西門子PLC的特點(diǎn)

52、，為今后更好地學(xué)習(xí)和掌握S7-300/400打下基礎(chǔ)。S7-200系列PLC作為西門子SIMATIC PLC家族中的最小成員，以其超小體積，靈活的配置，強(qiáng)大的內(nèi)置功能，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　1.S7-200系列PLC的基本硬件組成S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫(xiě)入器、文本顯示器等。</p>

53、<p><b>　?。?）．基本單元</b></p><p>　　S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)表3-1：</p><p>　　表3-1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元</p><p><b>　?。?）.擴(kuò)展單元</b><

54、;/p><p>　　S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)</p><p><b>　?。?）.編程器</b></p>

55、<p>　　PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。</p><p>　　簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操

56、作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。</p><p><b>　?。?）程序存儲(chǔ)卡</b></p><p>　　為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過(guò)該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫(xiě)入PLC，也可將PLC內(nèi)的

57、程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。</p><p><b>　?。?）.寫(xiě)入器</b></p><p>　　寫(xiě)入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡

58、中，或?qū)LC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到RAM區(qū)。</p><p><b>　?。?） 文本顯示器</b></p><p>　　文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，最多可顯示80條信息，每條信息最多4個(gè)變量的狀態(tài)。過(guò)程參數(shù)可在顯示器上顯示

59、，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。</p><p>　　2. S7-200系列PLC的主要技術(shù)性能</p><p>　　下面以S7-200 CPU224為例說(shuō)明S7系列PLC的主要技術(shù)性能。</p><p>　?。?）一般性能，S7-200 CPU224的一般性能

60、如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 S7-200 CPU224一般性能</p><p><b>　?。?）輸入特性</b></p><p>　　S7-200 CPU224的輸入特性如表3-4所示。</p><p>　　表3-4 S7-200 CPU224輸入特性</p><p>　

61、?。?）輸出特性，S7-200 CPU224輸出特性如表3-5所示。</p><p>　　表3-5 S7-200 CPU224的輸出特性</p><p>　　S7-200系列PLC是模塊式結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)配接各種擴(kuò)展模塊來(lái)達(dá)到擴(kuò)展功能、擴(kuò)大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大類擴(kuò)展模塊。</p><p>　?。?）輸入/輸出擴(kuò)展模塊 S7-200 CPU上已

62、經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)，但如用戶需要多于CPU單元I/O點(diǎn)時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)做必要的擴(kuò)展。CPU221無(wú)I/O擴(kuò)展能力，CPU 222最多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224和CPU226最多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。</p><p>　　S7-200 PLC系列目前總共提供共5大類擴(kuò)展模塊：數(shù)字量輸入擴(kuò)展板EM221（8路擴(kuò)展輸入）；數(shù)字量輸出擴(kuò)展板EM222（8路擴(kuò)展輸出）；數(shù)字量輸入和輸出混

63、合擴(kuò)展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模擬量輸入擴(kuò)展板EM231，每個(gè)EM231可擴(kuò)展3路模擬量輸入通道，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，12位；模擬量輸入和輸出混合擴(kuò)展模板EM235，每個(gè)EM235可同時(shí)擴(kuò)展3路模擬輸入和1路模擬量輸出通道，其中A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間]100μs，位數(shù)均為12位。</p><p>　　基本單元通過(guò)其右側(cè)的擴(kuò)展接口用總線連接器（插件）與擴(kuò)展單元左側(cè)的

64、擴(kuò)展接口相連接。擴(kuò)展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由基本單元通過(guò)總線連接器提供，擴(kuò)展單元的24VDC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的最大電流能力。</p><p>　?。?）熱電偶/熱電阻擴(kuò)展模塊 熱電偶、熱電阻模塊（EM231）是為CPU222，CPU224，CPU226設(shè)計(jì)的，S7-200與多種熱電偶、熱電阻的連接備有隔離接口。用戶通過(guò)模塊上的DI

65、P開(kāi)關(guān)來(lái)選擇熱電偶或熱電阻的類型，接線方式，測(cè)量單位和開(kāi)路故障的方向。</p><p>　　（3）通訊擴(kuò)展模塊 除了CPU集成通訊口外，S7-200還可以通過(guò)通訊擴(kuò)展模塊連接成更大的網(wǎng)絡(luò)。S7-200系列目前有兩種通訊擴(kuò)展模塊：PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊（EM277）和AS-i接口擴(kuò)展模塊（CP243-2）。</p><p>　　S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)

66、性能如表3-6所示。</p><p>　　表3-6 S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)性能</p><p>　　本文主要是掃描儀中光柵電動(dòng)平移臺(tái)的控制如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 PLC控制接線圖</p><p>　　3.3 主要參數(shù)的設(shè)定</p><p><b>　　此

67、處省略 NN</b></p><p><b>　　NNNNNN</b></p><p><b>　　NNN</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　字</b></p><p>

68、;　　5.4 絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度</p><p><b>　　絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度：</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得平移物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：</p><p><b>　　絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為</b></p><p>　　絲杠扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率為：</p><p>　　顯然，

69、絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1500r/min，所以，能滿足要求。</p><p><b>　　5.5傳動(dòng)精度計(jì)算</b></p><p>　　絲杠的拉壓剛度： </p><p>　　由以上的各條件可知最小機(jī)械傳動(dòng)剛度為：</p><p><b>　　最大機(jī)械傳動(dòng)剛度：</b&

70、gt;</p><p>　　因此得到由于機(jī)械傳動(dòng)裝置所引起的定位誤差為</p><p>　　其中，F(xiàn)0為空載時(shí)導(dǎo)軌的靜摩擦力</p><p><b>　　5.6 本章總結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了電動(dòng)機(jī)的相關(guān)內(nèi)容，絲杠的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　第六章 總結(jié)與展望&l

71、t;/p><p><b>　　6.1 全文總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是光學(xué)三維測(cè)量機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，便攜式設(shè)計(jì)：設(shè)備部件易拆易裝，方便帶至測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)；可以實(shí)現(xiàn)橫向、縱向的任意調(diào)動(dòng)；利用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)光柵進(jìn)行測(cè)量；工作的內(nèi)容總結(jié)如下：</p><p>　　一、緒論主要闡述逆向工程的概念，三維光學(xué)測(cè)量機(jī)在逆向工程

72、中的作用以及它的應(yīng)用與發(fā)展，本次設(shè)計(jì)的目的及其重大意義。</p><p>　　二、介紹三維光學(xué)測(cè)量機(jī)系統(tǒng)的測(cè)量原理，測(cè)量機(jī)的特點(diǎn)，然后詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的原理。</p><p>　　三、主要介紹三維光學(xué)測(cè)量機(jī)的整體設(shè)計(jì)法案。</p><p>　　四、主要描述機(jī)械部分的設(shè)計(jì)和一些硬件件的選擇，對(duì)相應(yīng)的硬件進(jìn)行詳細(xì)的介紹。</p><p>　　1

73、、繪制整體結(jié)構(gòu)草圖。</p><p>　　2、底座、框架的設(shè)計(jì)。</p><p>　　4、電動(dòng)平移臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　5、掃描儀硬件的選擇及一些硬件的詳細(xì)介紹。</p><p>　　五、介紹測(cè)量機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p><b>　　6.2 展望</b></p>

74、<p>　　人們經(jīng)常需要快速的獲得物體表面的立體信息，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)能直接處理的信息。三維光學(xué)掃測(cè)量機(jī)這一裝置將在許多領(lǐng)域可以發(fā)揮重要作用。</p><p><b>　　工業(yè)制造業(yè)</b></p><p>　　三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)提供了一種快速無(wú)接觸的快速方法，能快速測(cè)量物體的立</p><p>　　體尺寸，可用于工業(yè)零件快速在線測(cè)

75、量、仿制、快速制造系統(tǒng)、對(duì)特殊物體的測(cè)量等。</p><p><b>　　二、影視娛樂(lè)業(yè)</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)影視特技技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于影視、廣告業(yè)，達(dá)到了過(guò)去無(wú)法想想的特技效果，已經(jīng)成為高質(zhì)量影視、廣告制作不可缺少的手段。要在計(jì)算機(jī)上完成三維動(dòng)畫(huà)，必須要有三維模型數(shù)據(jù)，這時(shí)就可以用三維掃描系統(tǒng)將演員、道具、模型等的

76、表面空間數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。</p><p><b>　　三、文物保護(hù)</b></p><p>　　三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)能以不損傷物體的手段，獲得文物的三維信息、紋理、便于長(zhǎng)期保存、再現(xiàn)，給文物復(fù)制帶來(lái)了很大的便利。</p><p><b>　　四、藝術(shù)</b></p><p>　　把該系統(tǒng)和數(shù)控雕刻

77、機(jī)相結(jié)合，可以很方便地雕像。只要對(duì)對(duì)象進(jìn)行一次掃描，就能獲得其表面的每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送入數(shù)控雕刻機(jī)，很快就能雕刻出逼真的雕像。</p><p>　　五、醫(yī)學(xué)、整形、美容</p><p>　　能快速測(cè)量人體各個(gè)部分，寶庫(kù)奧牙齒、面部、肢體等的尺寸，對(duì)美容、矯形、修復(fù)、口腔醫(yī)學(xué)、假肢制作都非常有用。</p><p><b>　　六、服裝</b&g

78、t;</p><p>　　現(xiàn)在隨著人民生活水平的提高，人們開(kāi)始追求個(gè)性化服裝設(shè)計(jì)，三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)可以快速地獲得人體所有尺寸，輸入計(jì)算機(jī)，與服裝CAD結(jié)合，按照每個(gè)人的模型進(jìn)行服裝設(shè)計(jì)，還可以直接在計(jì)算機(jī)上看到服裝設(shè)計(jì)效果，并且可以進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　七、學(xué)術(shù)研究</b></p><p>　　隨著技術(shù)的發(fā)展，圖形圖像科技

79、工作者的研究逐漸從二維進(jìn)入三維，三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)可以給他們提供迅速獲取三維圖像數(shù)據(jù)的手段，為三維物體識(shí)別的研究提供方便。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　半學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)也已經(jīng)到了尾聲階段，論文的完成標(biāo)志著四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束，也意味著，新的生活即將開(kāi)始。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的半年里，我學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)也得到了很多

80、經(jīng)驗(yàn)，給我即將結(jié)束的大學(xué)生活留下了很多值得回憶的經(jīng)歷，也給了我許多日后可以借鑒的豐富經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　這篇論文的題目涉及到的領(lǐng)域是現(xiàn)今最流行的技術(shù)——逆向工程技術(shù)，這是我今后的發(fā)展方向，我對(duì)在畢業(yè)之前就能接觸并深入了解這一科目而感到慶幸，因此我在這里要特別感謝我的指導(dǎo)教師程俊廷老師。</p><p>　　衷心感謝xx老師在這近半年的時(shí)間來(lái)對(duì)我的指導(dǎo)和教誨。您開(kāi)闊的思維、敏銳的洞察

81、力一直給我很大的啟發(fā)。xx老師廣博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)、勇于開(kāi)拓創(chuàng)新的精神無(wú)不激勵(lì)著學(xué)生奮發(fā)向上、勇往直前。老師不僅在學(xué)生的學(xué)習(xí)、工作上給予熱情的指導(dǎo)，在生活也給了無(wú)微不至的關(guān)懷。學(xué)生在學(xué)習(xí)上所取得的每一點(diǎn)進(jìn)步和成績(jī)無(wú)不浸透著老師的心血。在論文完成之際，謹(jǐn)向xx老師致以最衷心的感謝。唯一的遺憾是自己不夠主動(dòng)，錯(cuò)過(guò)了許多與您交流的機(jī)會(huì)。</p><p>　　感謝xx老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的幫助。</p&g

82、t;<p>　　同時(shí)還要對(duì)班級(jí)同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的無(wú)私幫助，再次表示感謝。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)將給我四年的學(xué)習(xí)生活畫(huà)上圓滿的句號(hào)，這是我人生一個(gè)最重要的階段，也是我最重要的人生經(jīng)歷。它預(yù)示我新生活的開(kāi)始，我將會(huì)更珍惜以后的每一個(gè)人生階段，因?yàn)槊恳欢稳松?jīng)歷都將影響著我的生活，導(dǎo)致我或成功或失敗 ，因此我將認(rèn)真過(guò)好我的每一天。</p><p>　　謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所

83、有關(guān)心、愛(ài)護(hù)和幫助過(guò)我的人們！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　姜玉田主編 畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖，黑龍江科技學(xué)院技術(shù)出版社2002 6</p><p>　　沈忠主編 機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社第七版 2001 6</p><p>　　李慶祥、王東生主編 現(xiàn)代精密儀器設(shè)計(jì)，清華大學(xué)

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