反求与快速成型加工实验报告2.doc

西南科技大学学 生 实 验 报 告实验课程名称 反求与快速成型加工技术 开课实验室 表面工程实验室 学 院 制造学院 专业班级 学 生 姓 名 学 号 开 课 时 间 2013 至 2014 学年 第 1 学期总 成 绩教师签名制造科学与工程学院制 反求与快速成型加工技术实验报告 开课实验室： 年 月日学院制造学院年级、专业、班 姓名 成绩课程名称数字化设计与制造实验项目名 称反求与快速成型加工技术指导教师张健生一、实验目的1、掌握反求工程的基本概念2、掌握三维激光扫描仪反求数据原理3、了解三维激光扫描仪的基本结构4、熟悉三维扫描仪控制软件的基本使用5、掌握三维扫描仪测量零件模型的轮廓数据方法6、了解RPM技术的基本知识和原理7、了解快速原型机加工的基本原理8、了解快速原型机控制软件的使用9、了解快速原型机的正确操作方法通过反求与快速成型加工技术实验，将该反求与快速成型理论知识联系实践。通过实验，将课堂中关于反求工程与快速成型方法与实际操作步骤相比较，从而加深印象，掌握该部分知识。二、实验原理1、反求工程技术的原理三维激光扫描仪通过光学原理对物体（样品）进行扫描，快速获得物体轮廓的几何数据，并将扫描结果以点云形式保存在文件中，可进行后续处理；属于无接触测量方式。2、快速成型加工技术的原理在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术；它摆脱了传统的“去除”加工法，采用全新的“增长”加工法通过逐层制造、叠加的原理成型大制件。三、使用仪器、材料仪器：包括工业三维激光扫描仪、SLA激光快速成型机（型号：SPS350B）；材料：包括圆锥形凸台、扫描样品、光敏树脂等。四、实验步骤零件模型扫描实验步骤（理论）如下：1、 开启电源，启动工程控制计算机；2、 双击桌面“Scan3DNow”程序图标，启动三维激光扫描仪控制系统软件；3、 初始化工作台坐标原点：单击控制系统软件的初始化工作台按钮；4、 打开激光头控制电源，并设置当前影像模式为实时（now alive）；5、 将实体模型放置于旋转台上，尽量保证其位于旋转台中心，并可以根据实际情况，在旋转台与模型之间放置一个垫块以增加实体模型的高度；6、 调节工作台的X、Y、Z坐标，将实体模型移动到距激光头合适位置，使激光扫描线位于网格中心线附近；7、 调节左、右CCD感测器的控制参数，包括亮度、对比度以及光强，使得扫描线在网格中显示为均匀的、细长的线状，这样可以提高扫描的效果；8、 确定实体模型的扫描范围（边界）：首先确定在Z轴方向上的扫描起始位置及扫描次数；然后如果进行平面扫描，确定在Y轴方向上的左右扫描边界；如果进行旋转扫描，确定扫描的起始角度和终止角度；9、 开始扫描：单击控制系统软件的扫描按钮，提示选择保存扫描结果的文件路径，可以根据需要进行保存；可以在扫描过程中随时单击取消按钮来终止扫描；10、一次扫描结束：可以在控制系统软件上看到扫描的效果图，并能够进行旋转、缩放和平移等操作；11、根据被扫描物体的特点，重复操作6-10，获取零件完整的轮廓几何数据；12、对生成的扫描结果文件（第9步骤中设定）进行处理用于其它后继操作；13、退出控制系统软件，关闭工程控制计算机和电源。现场实验步骤如下：1、 开启3D FAMILY SCANNING MACHINE，打开控制软件3D Scanning System，简单的运行三坐标激光扫描仪的各个坐标；X、Y、Z轴的平动，绕Z轴的载物台的转动；调节左、右CCD感测器的控制参数，包括亮度、对比度以及光强，使得扫描线在网格中显示为2、 均匀的、细长的线状，这样可以提高扫描的效果；3、 调试好后，将圆锥形凸台放到载物台上，设置软件的各个数据，开始扫描；4、 扫描结束后，等待一段时间，电脑处理完数据后，就生成一个圆锥形凸台的模型；保存数据，关好电脑，实验结束。五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 经过激光头扫描，小孔发出平面光，照射到物体轮廓上为一条直线，测得轮廓表面数据，两个接收头接收后将数据传给电脑，电脑经过一段时间的运算，最后电脑屏幕上显示出圆锥形凸台的外表轮廓模型，放大显示是由无数多个点云构成；由于设置的步长为1度，所以模型由360根母线围绕而成。六、实验结果分析通过3Dfamily设备对圆锥形凸台的扫描，电脑上显示出圆锥形凸台的轮廓模型，成功的实现了反求工程与快速制造的整个制造过程。从电脑显示饿轮廓模型可以看到图形是由无数条线构成，放大后，出现许多点，得出结论为：软件扫描物体后，是由无数点构成线，最后构成完整的物体轮廓。七、实验思考及建议三维激光扫描仪的优缺点：1. 三维激光扫描仪通过光学原理对物体进行扫描，快速获得物体轮廓的几何数据，结果以点云形式保存在文件中，可进行后续处理；属于无接触测量方式；2. 设备稳定性好，精度高；3. 三维激光扫描仪只能扫描物体的外表轮廓，却不能扫描物体的内部；激光也对物体表面上的有一些颜色不能扫描，如黑色；4. 扫描物体的颜色、透明程度、物体空洞影响等对反射光有影响，从而不能完整的扫描出物体轮廓；建议：1. 本实验让我们真正的见识到了反求工程与快速制造的真实设备，经过一个实验的示范教学，