增材制造工艺与应用 项目八任务一1 扇叶的三维扫描与3D打印

增材制造工艺与应用任务一

扇叶的三维扫描与3D打印《扇叶的扫描》项目八综合实训项目4实际操作3新课讲授2任务描述1教学目标目录教学目标知识目标：掌握3D扫描仪的扫描流程及设备使用方法技能目标：能掌握常见3D扫描仪的操作方法素质目标：锻炼学生观察能力，举一反三的能力及培养严谨的职业素养任务描述任务描述内容：根据实物零件——扇叶零件的大小、结构特征，选择合适的扫描仪进行三维扫描操作。利用扫描仪获取点云数据并对点云数据进行处理，生成3D打印格式的三维模型文件。根据生成的三维模型选择合适的3D打印设备。操作3D打印设备进行制件加工，然后对打印完成的制件进行后处理操作。新课讲授一、什么是三维扫描仪定义

三维扫描仪，也称为三维立体扫描，3D扫描仪，是融合光、机、电和计算机技术于一体的高科技产品，主要用于获取物体外表面的三维坐标及物体的三维数字化模型。复合式手持扫描仪工业级结构光三维扫描仪知识讲解减材2、扫描仪软件的安装VisenTOPStudio软件进行扫描采集建模；首先进行VisenTOPStudio采集软件的安装双击Vtop主程序安装包，单击Next下一步→选择文件安装目录，单击“Next”→准备安装，单击“Next”→等待软件安装，在安装完成后的界面中勾选InstallCameraDrivers(安装相机驱动)，单击“Finish”(完成)，自动完成驱动安装→单击“完成”，结束安装知识讲解等材3、参数的导入新安装软件或者更换扫描仪型号后需要恢复参数默认设置：找到软件安装位置，打开“regfiles”文件夹，选中机器对应参数，双击参数设置注册表→单击“是”，确定继续→单击确定，完成导入知识讲解增材4、扫描仪操作使用（重点）

标定

三维扫描仪在使用之前，首先要对扫描仪进行标定。标定是得到三维世界坐标系中工件点的三维坐标与其图像坐标系中对应点的函数关系（旋转、平移）的过程。

照相机标定精度是决定扫描系统精度的重要因素。系统进行硬件调整或运输后以及在使用过程中产生较严重振动的情况下，都需进行重新标定，以保证扫描系统的精度。

出现以下情况之一，需要重新标定1.首次使用之前2.重新组装之后3.经受强烈振动之后4.更换镜头之后5.多次拼接失败之后6.采集精度降低之后知识讲解开始标定：（1）、摆放标定靶。打开相机开关、标定靶开关，将标定靶正对，调整距离，使标定靶靶心同时出现在两相机窗口的小矩形框中。注：带背光标定靶标定时需关闭设备光机开关，不带背光标定靶标定时不需要关闭光源，且需在标定菜单栏下单击投射白光，（2）打开标定窗口。单击工具栏中的

按钮，打开标定窗口。在采集窗口中调节亮度，使黑白格交点最清晰为准（3）单击工具栏中的

按钮，对标定靶进行图像采集。（4）单击

切换到下一幅。改变标定靶的旋转角度为正对偏左25°左右，调整标定靶与扫描仪之间的距离使靶心同时出现在两相机窗口的小矩形框中，单击

完成第二幅图像采集。（5）、单击

切换到第三幅。改变标定靶的旋转角度为正对偏右25°左右，调整标定靶与扫描仪之间的距离使靶心同时出现在两相机窗口的小矩形框中，单击

完成第三幅图像采集。知识讲解（6）、单击

切换到第四幅。改变标定靶的旋转角度为正对偏上25°左右，调整标定靶与扫描仪之间的距离使靶心同时出现在两相机窗口的小矩形框中，单击

完成第四幅图像采集。（7）单击

切换到第五幅。改变标定靶的旋转角度为正对偏下25°左右，调整标定靶与扫描仪之间的距离使靶心同时出现在两相机窗口的小矩形框中，单击

完成第五幅图像采集。（8）设置标定靶参数。单击工具>设置，打开标定靶参数界面，单击下拉菜单，选择相对应的标定靶型号，行数和列数根据采集的五幅图像边框选取最大值，此例中行数列数都为33。（9）、点角点。返回标定窗口，依据行数和列数单击角点。角点为行数和列数组成的矩形的顶点，同时软件也会自动优化识别最佳角点位置。知识讲解10）单击图8-15工具栏中的

按钮，进行角点检测。观察角点检测结果是否正确，角点的排列是否整齐如果发现角点排列不整齐说明本次角点检测出现错误。确认角点的位置和标定参数都正确并且匹配后，重新单击角点检测。（11）单击工具栏中的

，切换到上一幅，按步骤9和10完成角点检测。（12）重复第11步，完成五幅图像的角点检测。（13）、单击图工具栏中

的，进行系统标定。标定完成时，系统弹出标定成功的通知。（14）、单击工具栏中

的，收起标定窗口。如果标定不成功，系统弹出标定未成功的通知，此时需要重新进行系统标定。图8-15知识讲解开始扫描

新建工程。单击工具栏中的

新建工程,如图8-27所示,输入工程名称以及路径(命名不能重复),单击确定,完成新建工程,如图8-28所示。工程创建成功后,点云数据窗口会出现新建工程的名称,如图8-29所示。知识讲解采集。单击工具栏图8-27中的

采集。可以看到向物体投射变化的条纹光。当条纹光静止,一副数据采集结束,移动物体到下一个采集位置(一般横向转动角度不要超过30度,纵向转动角度不要超过45度,平移距离不要超过3/4扫描范围,以保证两次采集有足够的标记点,作为拼接的依据),重复上面的过程进行第二幅数据采集。如果采集后系统提示没有完成拼接,则可能是物体移动位置过大,在点云数据窗口中单击右键删除该幅点云,如图8-31所示。知识讲解然后把物体移动到合适的采集位置,继续采集。如此重复,直到采集到物体部的3D