光學三維測量機畢業設計

機械論文編號:JX534   論文字數:20256,頁數:55 有CAD圖，任務書，外文翻譯
目 錄
摘要 I
ABSTRaCT II

第一章 緒論 1
引言 1
1.1 三維光學測量機的應用與發展狀況 2
1.2 設計研究的目的和意義 3
1.3 本文的內容安排 4
1.4 本章總結 4
第二章 光學三維測量機的測量原理 5
2.1 測量機的測量原理 5
2.2 三維測量機的特點 5
2.3 控制系統原理介紹 6
2.4 本章總結 7
第三章 光學三維測量機整體設計方案 18
3.1 設計要求 8
3.2 光學三維測量機基本結構分析 8
3.2.1 設計任務和內容 8
3.2.2 總體設計法案的擬定 8
3.2.3 光學三維測量機機械部分設計 9
3.2.4 控制部分設計 10
3.3 主要參數設定 16
 3.4 本章總結 16
第四章 機械部分的具體設計及其硬件選擇 17
4.1底座設計 17
4.2 滑動體主要設計 18
4.3 光學掃描儀測量系統的硬件組成 18
4.3.1結構光三維測量系統的硬件組成 18
4.3.2 CCD基本知識 19
4.3.3圖像采集卡 20
4.3.4選擇結果 20
4.4 光柵電動平移臺基本結構設計 21
4.5 本章總結 21
第五章 光學三維測量機的設計計算 22
5.1 控制系統中電機的選擇 22
5.1.1 步進電機概述 22
5.1.2 電動機容量的選擇原則 22
5.1.3 步進電動機的容量計算 23
5.2 聯軸器的選擇 23
 5.3 絲杠螺母副的選用計算 24
5.3.1絲杠螺母導程的確定 24
5.3.2 確定絲杠的等效轉速 24
5.3.3 絲杠的等效負載 24
5.3.4 確定絲杠所受的最大動載荷 24
5.3.5 計算軸承動載荷 25
5.3.6 絲杠拉壓振動和扭轉振動的固有頻率計算 25
5.4 絲杠的扭轉剛度 26
5.5傳動精度計算 26
5.6 本章總結 27
第六章 總結和展望 28
6.1 全文總結 28
6.2 展望 28
致  謝 30
參考文獻 31
附錄1  33
附錄2  48

摘 要
 
 逆向工程是當前用于產品開發和仿制加工的一種先進手段，是集測量技術、CAD技術、激光技術、材料技術和計算機控制技術等為一體的高新技術，它針對現有的工件（樣品或模型），利用3D數字化測量儀器快速、準確的測得大量輪廓坐標點，并對這些坐標點進行去噪，匹配加以構建，修改后輸入到CAD/CAM系統，生成NC的刀具加工路徑，或輸入CNC進行生成所需的模具，或者生成某種格式的文件輸入到快速成形機將樣品模型制造出來。三維光學測量機就是這樣一種設備，它可以將在三維物理空間中的被測物體復制到三維數據空間當中并進行重現，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用前景。由于逆向工程技術具有廣泛的應用領域和實用價值，因此，世界上主要工業國家紛紛投入巨資對此項技術進行研發和推廣應用，他們無不站在21世紀世界制造業全球競爭的戰略高度來對待這一技術。目前該項技術已經廣泛應用于機械零部件的快速開發、汽車和飛機覆蓋件的快速檢測和反求、快速模具、醫療及康復工程、家用電器、工業設計、工藝品制作以及兒童玩具等領域，取得了巨大的經濟效益。本次設計主要是完成光學三維測量機機械部分和控制系統的設計，本文提出的結構光三維測量系統是一種光柵式結構光掃描雙目視覺測量技術。由于是面掃描，所以，在速度上有很大的優勢，可以很好的實現被測自由曲面的快速、高精度的三維尺寸測量。通過對測量機的個部分部件的設計，最后完成光學三維測量機的設計工作。

關鍵詞　逆向工程   三維模型    光學三維測量機  光柵  掃描

Abstract
 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 technology 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 coordinates, and coordinates of these points denoising, match to build, the revised import to CAD / CAM system, generating the NC tool processing path, or enter CNC to generate the necessary die, or generate a certain format of the files into a rapid prototyping machine will be created by the sample model. Three-dimensional optical measuring machine is one such device, which can be three-dimensional physical space of the detected objects copied to the 3D data space and return them, we call it the establishment of three-dimensional model. This ability to 3-D scanner has a very great prospect. Since reverse engineering is a wide range of applications and practical value, the world's major industrial countries have invested heavily in research and development of the technology and application, they all stand in the 21st century global competition in world manufacturing strategy to deal with this highly A technology. Currently the technology has been widely used in the rapid development of machinery parts, automobile and aircraft coverage of the rapid detection and anti-seeking, rapid tooling, medical and rehabilitation engineering, home appliances, industrial design, craft making and children's toys, and other fields and achieved A huge economic benefits. The optical design is complete three-dimensional measuring machines and mechanical control system design, the paper's three-dimensional structure of optical measurement system is a grating structure of binocular vision measuring optical scanning technology. Since the scan, therefore, have great speed on the edge, you can achieve very good surface tested free of the fast, high-precision 3D measurement. By measuring machine parts parts of the design, the final completion of three-dimensional optical measuring machine design.
 Key words　 Reverse engineering   Three-dimensional model of optical scanning Three-dimensional measuring machines Grating