三维扫描技术的应用

2017-08-22

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首先我们得搞清楚制造企业什么时候需要用到三维扫描。

 

谈到三维扫描圈内制造业的朋友可能很多人都不太陌生。的确在网上可以搜索到太多类似的文章,但网络上的文章往往太过专业,让一些非业内人士看得不是太懂。今天小编就跟大家聊一聊这项技术的应用。

一、三维扫描技术是用来干什么的?
首先我们得搞清楚制造企业什么时候需要用到三维扫描。很简单,工厂要生产一个产品首先得有产品的3D图档吧?当然现在也有很多机械设备的工厂还在用二维图纸来表达产品,指导车间生产。然而,科技发展到今天,我敢说大多数工厂在产品生产之前己经有了产品的3D图档。那么这个图档是从哪里来的呢?这就关系到一个工厂是什么样的生产模式,对于上规模的制造企业,可能从研发到生产,销售各个环节是健全的,我们称这种工厂叫做系统厂。比如苹果,华为,大众,通用,福特,等各大汽车主机厂。这类公司有足够的资金实力,可以从无到用开发产品,我们称作为正向设计。还有一类工厂,专门给上述工厂作代工,比如富士康,绿点,他们根据系统厂给出的产品方案或者创意进行生产。这两类工厂都有可能从无到有的去开发一款产品,产品开发过程就创建好了3D图档,然后进行技术评估,接下来打样。我们把这个过程叫做研发。产品通过了研发阶段,各项技术指标己经通过工厂及系统厂(我们也可以称作为品牌商)的认证,产品样品生产出之后(在手机业内,我们称作为工程机)。接下来要投入批量生产,也就是我们通常所说的量产。目前国内很多制造业企业活跃在这一阶段,也就是说并不参与产品的初始研发阶段,因为研发阶段是需要投入大量的金钱与时间,人力,物力,而且还会面临市场是否接受的风险。
很显然,量产阶段是少不了生产商的参与。生产要开始大批量生产了,这个时候要需要图档来开模具啊。那么图档哪里来呢?当然,系统厂会提供。可是系统厂不会总提供图档给代工厂啊,因为这里牵扯着太多的技术保密性的因素。比如有些在海外己经上市的汽车,到了国内需要改型设计以适合中国市场,这个时候代工厂就需要得到产品的原始数据了。
情况通常是这样的,代工厂拿到了系统厂的样品,注意是样品,有可能这个样品是可以直接投向市场的,有可能这个样品还需要修改。代工厂面临一个问题,没有产品3D图档啊。
这个时候,代工厂就需要对产品进行建模了。顺便说一句,系统厂并非故意不给代工厂图档,除了技术方面的保密性之外,有时候国外的产品己经在市场上存在很多,压根儿就己经没有了产品3D图档。至于,为什么,呵呵,我真不知道。反正没有就是了。哈哈。
好吧,代工厂拿着产品3D要开始建模了。根据产品建3D,这个活儿好像不难啊。制造业的人士大多知道这个步骤吧?那么这个时候就要看产品的复杂程度了,当然,系统厂一般会提供产品的2D图纸,上面己经很清楚的说明产品尺寸的哪些是重要的,重要到什么程度。简单的产品上三坐标测量,就可以得到数据,然后产品设计师根据测量到的数据开始建模。可是复杂的产品呢,有些产品特别大,有些特别小,有些造型特别复杂,可能己经超出了三坐标这种测量设备的能力范围。到了量产阶段,产品的交期往往又卡得秀紧。
那么,这个时候通过三维扫描进行逆向建模的技术手段就可以大大缩短了代工厂在产品设计阶段的时间。

上面我们说了三维扫描可以用来辅助产品建模。除此之外,代工厂把产品制造出来之后,还需要验证尺寸是不是合格啊。很明显,又要用到三坐标了。注意朋友们,我在这里一直提到三坐标,因为现在的制造工厂里面有相当一部份企业己经购买了此设备。大家己经形成了思维定势,但三坐标也不是万能的,有些产品的上特征,没有办法用三坐标来测量。比如特别小的特征,三坐标的测头可能连碰触都无法实现。此时,系统厂又要根据代工厂提交的测量报告来掌控产品是否合格。
此时,三维扫描又可以派上用场了。
同样,我们还是对产品进行扫描获取点云资料,然后用它来和产品设计的3D图档进行拟合比较,然后可以生成色彩图,直观的表现产品各个区域的尺寸偏差。之后,我们就知道要改善什么地方了。
如今,消费者可以买到各式各样的产品,同时消费者面对不同的定价,也会对不同的产品质量有差异的认同。比方说你拿到Apple的手机会被其严苛的品质要求所震撼到。

以上介绍了三维扫描技术的应用场景。总结而言就是以下两点
1.逆向建模。
2.产品检测。

二、三维扫描仪的分类。
三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描,以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号,为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量,且具有速度快、精度高的优点。
目前市场活跃的三维扫描仪主要分为以下两大类:
1.激光扫描。
2.照相式扫描。
相比之下激光扫描仪的技术较早出现,通常我们一提到三维扫描大多数人的认知就是激光扫描。这项技术的应用行业也比较广泛,精度通常能达到0.05MM

 

 

 

今天我们提及的三维扫描主要是面向制造业工厂的产品数据扫描。这就涉及到一个建模精度的问题。众所周知,一个工厂如果不能掌控产品的制造精度,那么这个工厂将始终在某个层次游走,很难在产业链里往更高的层次的发展。照相式扫描仪的代表厂商德国GOM公司的ATOS设备,就是一款照相式扫描仪。其特点是扫描速度快,精度高(能达到0.01MM),点云资料非常光顺。这为后续的产品检测与逆向建模提供了非常好的数据源。

众上所述,三维扫描技术在如今的制造业,己经不是什么新鲜的事物。然而,在鱼龙混杂的供应商当中如何选择一个优秀的团队却显得更加重要。
在小编看来,要选好一个合适团队主要要从以下几个方面来看。
1. 作为客户你对产品的精度要求到底有多高?
2. 供应商设备的精度能达到高?
3. 供应商以往的成功案例有哪些?
4. 供应商的交货期限,是否能满足要求?
5. 供应商持续服务的能力?
以上问题,我想也是各个制造企业关心的问题,作为一个十五年来持续在三维扫描行业坚守的工程团队,我们欢迎各界朋友来我处参观,互相学习。

 

 

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