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標題: 采用Geomagic軟件賦予葉輪零件新生命 [打印本頁]

作者: 寂靜天花板 時間: 2016-9-21 19:30
標題: 采用Geomagic軟件賦予葉輪零件新生命
美國東方技術(shù)服務(wù)公司（Eastern Technical Services,，簡稱ETS）通常面對的是單獨的葉輪零部件,，沒有其他相關(guān)信息-沒有任何與此相關(guān)的CAD模型,、圖紙,、尺寸標識,、公差或檢驗數(shù)據(jù),。
在過去的數(shù)年里,，ETS通過將自身內(nèi)部的工程專業(yè)技術(shù)與數(shù)字形狀采樣和處理（DSSP）技術(shù)相結(jié)合激起了生產(chǎn)力的重大飛躍,。
　　DSSP是一個綜合名稱,，包含多種先進的技術(shù),。它可以通過硬件掃描和軟件處理的方式，數(shù)字化采集實物對象并自動創(chuàng)建具有相關(guān)結(jié)構(gòu)特征的精確3D模型,，以用于設(shè)計,、工程、檢測和定制制造,。數(shù)字信號處理（DSP）針對的是音頻,， DSSP技術(shù)針對的是3D幾何形狀。
　　DSSP需要兩個基本組成部分：掃描儀硬件用以采集點云數(shù)據(jù),，使用軟件將點云數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)化為可用的數(shù)字化結(jié)果,。
當(dāng)然，除非能夠很容易的將收集的數(shù)據(jù)處理成為下游用戶在設(shè)計,、工程分析,、快速原型設(shè)計、制造和施工應(yīng)用中所需的高質(zhì)量的數(shù)字化模型,，否則收集的幾百萬個點的數(shù)據(jù)幾乎沒有或者根本就沒有價值,。在這一處理過程中，軟件將發(fā)揮關(guān)鍵作用,。
從2000年至2004年中期,，ETS每年大約數(shù)字化重構(gòu)了10至12個機翼。根據(jù)逆向工程技術(shù)的高級技術(shù)帶頭人Scott T. McAfee的說法,，在Capture3D的GOM ATOS掃描儀和Geomagic軟件廣泛相結(jié)合的兩年時間內(nèi),，該公司已經(jīng)完成了多達120個的數(shù)字化重構(gòu)和檢測項目。
　　除了速度快外,，ETS也已經(jīng)從新的高水平的控制中受益,，這直接關(guān)系到McAfee的質(zhì)量。
　　“我們可以做從數(shù)字重構(gòu)到檢驗以及趨勢分析的所有工作,，這樣既節(jié)約了時間,，又保證了質(zhì)量和一致性” McAfee公司表示。"負責(zé)掃描的人可以同時在Geomagic Studio軟件中處理采集的數(shù)據(jù),。使用Geomagic Qualify軟件,，我們能夠做我們能做的一切來確保該模型代表了理想的實體部件"。
　　該處理過程會從ETS已經(jīng)簽約數(shù)字重構(gòu)的同一部件的不同樣品開始,。這些樣品能夠為量化差異提供足夠的數(shù)據(jù),，不會使得掃描和數(shù)據(jù)處理消耗過多的時間。
　　通過Atos掃描儀對樣品零部件進行數(shù)字化采集,，它利用一束白光投影光束投射在零件的表面上,。零部件形狀通過位于掃描儀傳感器兩側(cè)的兩個集成的相機進行采集。Atos軟件可以在幾秒鐘之內(nèi)計算出多達四百萬個物點的精確的三維坐標。
通過Atos軟件生成的STL-格式文件可以輸入到Geomagic Studio軟件中,，它可以自動對各次掃描結(jié)果進行注冊并對齊,，從而節(jié)省了大量用于試驗和誤差比對的時間。通過色譜圖可以生動地顯示出各次掃描對齊過程的問題,，從而使偏差的辨認變得簡單,。
　　McAfee表示，"數(shù)據(jù)集(Datasets)的自動對齊功能使操作變得更容易,，而且這不需要任何特殊的技能" ,。
　　按照McAfee的介紹， ETS的工程師可以通過最少的培訓(xùn),，在大約一個月的時間內(nèi)完全掌握并快速使用Geomagic Studio軟件,。學(xué)習(xí)使用Geomagic Qualify軟件需要花費稍長一點時間，因為ETS想要的一些功能在日常使用中想達到一定的深度,。
　　一旦數(shù)據(jù)通過Geomagic Studio軟件對齊,，ETS就會通過軟件的自動工具修復(fù)STL數(shù)據(jù)、修整網(wǎng)格,、并補洞,。修整操作完成以后，緊跟著要計算出零部件相關(guān)數(shù)據(jù)的平均值,，這是一個關(guān)鍵的步驟,，該步驟可以去除異常值并生成一個能反映多次掃描所得平均值的單一的STL文件。
　　如果正在重建的零件是一個葉輪葉片,，工程師可以通過Geomagic Studio軟件計算出葉片的疊加軸（形心所在的軸）,。緊跟著就是將相關(guān)的數(shù)據(jù)對齊到發(fā)動機其他的部件使用的世界坐標系中。
下一步的工作是一個被稱作"混合建模"的過程,，在這一過程中,，通過將Geomagic的特色功能與CAD軟件相結(jié)合，建立一個參數(shù)模型,。
　　傳統(tǒng)的CAD通過定義2D或3D的實體結(jié)構(gòu)序列來創(chuàng)造模型,。被稱為參數(shù)化建模，CAD操作員通過指定實體的參數(shù)來控制正在建立的實體模型的形狀,，從而創(chuàng)造設(shè)計新的模型。
　　傳統(tǒng)的CAD模型使得從無至有的建模過程更加便利,，但在重新構(gòu)造復(fù)雜表面的過程中,，該方法存在的缺陷就顯現(xiàn)出來：它需要耗費大量的時間和精力，而且不能確保模型的精確性,。在某些情況下,，由于難以確定和量化控制物體形狀的參數(shù)，我們幾乎不可能通過以特征參數(shù)為基礎(chǔ)的方法來重建表面。
　　混合建模提供了一種方案來解決傳統(tǒng)CAD在重構(gòu)復(fù)雜表面時存在的缺陷,。幾何形狀的基本參考數(shù)據(jù)-如相關(guān)基準,、曲線和原始特征-可以通過三維掃描數(shù)據(jù)進行測量和提取。數(shù)據(jù)可以輕易的在CAD與Geomagic Studio軟件之間傳遞,，并對各個程序所獲得的最佳結(jié)果進行取舍,。
在經(jīng)過一個短期的生產(chǎn)制造以后，ETS將抽取百分之十的零件作為樣品,，并使用Geomagic Qualify軟件進行首件檢驗并做出趨勢分析,。Qualify軟件可以一次性的批量處理10個或10個以上的掃描數(shù)據(jù)。結(jié)果將以ETS在Qualify中定制的Microsoft Word模版報告的形式輸出,。Qualify提取這些結(jié)果,，并自動生成Excel模板的趨勢分析統(tǒng)計報告，一次生成40個或更多,。免費的Geomagic Review軟件主要用于趨勢報告的內(nèi)部共享和與未獲得Studio 或 Qualify許可證的客戶共享,。

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