专利名称：多功能扫描再生数字化仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属三维数据采集，设备可用于任意复杂形状实体零件的测试，特别适用于内部复杂形体结构的测试。
目前，手工的实体测量只能对规则、简单的外形及内部形体(例如圆孔、方孔)实施；而现有的各种激光三维数字化仪和接触式三坐标测量仪虽然能测试各种曲面，但也只限于物体表面数据的拾取，面对复杂曲面及复杂内部结构往往很难把握；尽管工业用CT机能测量物体的内部结构，但不仅成本高，且对物体的材料和尺寸有诸多限制，测量精度也难以满足实际要求。
本实用新型的目的是提供一种数字化仪，以弥补以上各种测量仪的不足既可以测量任意复杂结构的物体，也不受物体材料的限制，凡可以机械加工得到的实体都可进行测量，测量精度为±0.025。本实用新型可通过逐次去除实体，用扫描等手段得到每层的图形数据，在计算机中叠加后得到完整的三维实体数据，也可直接采集数据。
本实用新型是这样实现的把用于记录图形信息的扫描器固定在支架上，把支架、收集切屑的吸尘器及冷却用液氮喷嘴安装在主轴可升降式机械加工机床上。被测物用专用树脂经加热、加压、真空等过程包埋并固化在随机床工作台在特定方向上作往复移动的基座上；对复杂内部结构的被测物用机械加工方式按设定值自动逐次去除每一层，对该层扫描一次，读取图形信息；去除片层过程中吸尘器将切屑吸掉，以得到洁净的加工表面，防止扫描器读取误信息；尘器将切屑吸掉，以得到洁净的加工表面，防止扫描器读取误信息；加入液氮冷却刀具及工件表面以保证加工表面的光洁度；扫描的片层图形信息经计算机叠加、处理，得到完整、精确的三维数据。对只需外形轮廓数据的采集，可直接进行扫描。
附
图1为本实用新型工作过程的方框图。
附图2为本实用新型的实施例。
附图3是加工机床与扫描系统联接部分的结构图。
附图4是图3的A-A剖视图。
在附图2中，1.加工机床2.基座3.树脂4.与计算机相联的接口5.扫描系统6.被测物7.切削刀具在附图3中，8.扫描器I9.扫描器安装架10.联接弯板11.刀具防护罩12.扫描器II在附图4中，13.吸尘器吸口14.液氮喷口15.螺母16.管箍图2所示的实施例中，加工机床(1)为一立式主轴升降式数控铣床，主轴上安装盘状端铣刀(7)和扫描系统(5)，扫描系统与计算机并行接口(4)相联；被测物(6)用树脂(3)经加温、加压、真空等过程包埋并固化在基座(2)上，再把基座(2)装夹到铣床(1)的工作台上。被测物随铣床工作台在水平方向上作往复移动，铣刀作垂直运动按设定厚度进行切削。
图3表示了扫描系统与机床的联接方式Renscan200激光扫描测量系统(8)和型号为H P ScanJet 4C Scanner光电扫描器(12)分别固定在两个安装架(9)上，其输出端与计算机的并行接口(4)相联，安装架(9)上还固定有铣刀防护罩(11)，安装架经联接弯板(10)与铣床主轴的外罩(1)联接，这样使扫描器(8)、(12)与铣床主轴一起作垂直移动。如需用逐层测量法时被测物移动铣刀下被切除一层后在移动扫描器(12)下，由扫描器(12)记录图形信息。如此循环下去，直到被测物切除完毕。这样在计算机中既可得到完整的被测物的三维数据。如只需记录外形轮廓，就移动到激光扫描器(8)下直接测量。
图4表示了实施例中吸尘器和氮气冷却装置的安装方法。吸尘器的吸口(12)用管箍(15)加紧在铣刀防护罩(8)上，氮气喷口(13)用两个螺母(14)锁紧在防护罩(8)上。这样在切削被测物的同时可以吸掉遗留在加工表面的切屑，并冷却加工面和刀具。
这样不论是切削一层，扫描器(12)记录一次图形数据还是直接用扫描器(8)记录整体图形数据，通过与计算机联接的并行接口(4)输入计算机。这些数据在计算机中经专用处理软件叠加、处理，可得到完整的被测物的数据。
权利要求1.一种通过逐层去除材料依次扫描或直接扫描法自动实现从三维实体到三维数据转换的多功能扫描再生数字化仪，其特征在于把用于记录图形信息的扫描装置固定在用于去除材料的机械加工机床的主轴上；把内部结构复杂的被测物用树脂包埋并固化在基座上，并一起安装在机床的工作平台上；并在机床上加装排屑及氮气冷却装置。
2.根据权利要求1所述数字化仪，其特征在于所用机械加工机床可以是铣床、刨床、磨床。
3.根据权利要求1所述数字化仪，其特征在于记录图形信息的扫描装置可以是光电扫描器、激光扫描器、照相、摄像头。
4.根据权利要求1所述数字化仪，其特征在于切削过程中除屑装置是将吸尘器吸口联接到刀具防护罩上。
5.根据权利要求1所述数字化仪，其特征在于切削过程中的氮气冷却是把氮气喷口固定在刀具防护罩上。
6.根据权利要求1所述数字化仪，其特征在于用树脂将被测物包埋并固化在基座上，固化用介质可以是热固型树脂及热塑型树脂。
专利摘要一种通过逐层去除材料依次扫描或直接扫描法自动实现从三维实体到三维数据转换的装置。它包括机械加工,扫描复制及软件后处理三个主要部分;可用于任意复杂形体的测试。它是用机械加工机床按设置的片层高度逐层去除固化在基座上的复杂内部结构的实体,每去除一层,扫描一次读取数据,再在计算机中叠加,得到完整、精确的实体信息,或对只需外形轮廓数据进行采集的实体只进行扫描。本实用新型的目的在于准确地复制、验证设计构想或检验产品质量。
文档编号G05B19/18GK2293853SQ9721565
公开日1998年10月7日 申请日期1997年5月13日 优先权日1997年5月13日
发明者李联琮, 冯涛, 袁晓鑫, 陈先, 吴晓林, 王亚, 孙建民 申请人:北京隆源实业股份有限公司