光学三维扫描仪















杭州先临三维科技股份有限公司
中国•杭州



一、公司简介：
杭州先临三维科技股份有限公司是一家致力于各类三维成像系统开发，制造，技术服务及设备供应的高科技专业公司，为客户提供一系列产品及解决方案。所研发的Shining 3D白光照相式三维扫描仪，主要应用于产品研发设计（RD）、逆向工程（RE）、三维检测（CAV），是开发产品、品质检测的必备工具。
二、 技术参数：
标配型号：
产品型号

 XL3DS-L XL3DS-M XL3DS-S
单面扫描范围（mm） 400x300～250x180 200x150～100x75 80x60～60x45
测量距离（mm） 900-750 550-300 300-220
单面测量精度（mm） 0.04-0.02 0.015-0.01 0.01-0.007
平均采样点距（mm） 0.3-0.2 0.15-0.08 0.06-0.047

扫描方式 非接触式
图像分辨率 1280×1024（130万）
输出文件格式 ASC，STL，IGS，OBJ
单面扫描时间 <5S
拼接方式 标志点全自动拼接


三、系统配置
软件系统：
1.扫描控制模块
2.系统标定模块
3.数据编辑模块
4.数据融合模块
5.三维显示模块
6.标志点全自动拼接模块
7.标志点管理模块（输出，删减，误差分析等）
8.精度检测模块

硬件系统：
1.投影系统：美国数字光栅器
2.投影镜组：德国工业级变焦镜组 
3.采集镜头：日本工业级镜头
4.采集系统：图像传感器(百万级像素)
5.标定系统：高精度标定板
6.操作平台：专业级别三角架一套或专业升降架一台
7.特定夹具：专业夹具（由客户选购）

服务承诺：
1.送货上门，安装调试以及机器培训。
2.为客户提供逆向工程技术支持，培训逆向设计技术人员。
3.整合各类技术资源，为客户提供一系列完整的技术解决方案。
4.与客户建立长期合作共赢关系。


四、技术特点：
1. 非接触扫描物体：
利用照相式原理，进行非接触式光学扫描获得物体表面三维数据。
2.扫描速度极快：
独特的面扫描方式，速度极快（单面扫描时间小于5秒）。
3.高精度：
利用独特的标定技术，可获得非常高的测量精度；精度检测方法是依据德国光学扫描仪测量检验标准VDI/VDE 2634进行制定。
4.高密度采样点云：
高性能测量相机可以一次获得较高密度的点云数据。
5.便携式设计：
机器尺寸小，所有部件灵活可靠、方便移动，可根据现场实际情况进行测量。
6.对环境条件不敏感：
采用高性能的光学和机械部件，可以在大多数的环境下获得高性能的数据。相对其他光学式扫描系统而言，该系统不需要在暗室中操作，适用环境范围非常广泛，甚至可以在露天环境进行扫描操作。
7.操作软件界面友好：
高度集成和智能化的软件界面设计，使用户无论经验多少都不需过多的培训就可以熟练操作。
8.点云噪声处理和修剪：
软件具有对测量产生的噪音点进行修剪、剔除功能。
10.测量输出数据接口广泛：
测量结果输出为ASC，STL，IGS，OBJ格式，可以与Imageware、UG、Pro/e、CATIA、Geomagic、Rapidform等软件进行数据交换。
11.软件兼容性好：
软件兼容Windows2000/XP及Vista平台，简便易学。


五、光学三维扫描仪与传统的激光扫描仪和三坐标测量机对比
对比项目 光学三维扫描仪 激光扫描仪 三坐标测量机
系统体积 较小 一般 大
系统重量 轻、便携、方便移动 较重、难移动 重、不可移动
扫描方式 面结构光 点、线 点
点云密度 超高 较高、不均匀 低
测量精度 高 较高 高
测量范围 无严格限制 受机械行程限制 受机械行程限制
测量时间 单面测量5秒以内 10分钟--数小时 数小时-数天
机械磨损 不存在 严重 存在
安装设置 简单 需调试 需调试
维护难度 容易 难、严格 难、严格
操作过程 简单 需掌握技巧 难、严格
工作环境 无严格限制 受环境光及温湿度影响 受温湿度影响
适用范围 所有物体、人体 因厂家不同而不同 硬物体的测量
六、应用案例：
在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。逆向工程则是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。 
随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如坐标测量机、光学测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输送到CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。
逆向工程的流程如下所示：

















光学三维扫描仪的应用范围包括：
 模具开发：汽机车类、家电制品、运动器材等
便携式设计，在对大型模具的实测过程中突显出巨大的优势。 该扫描过程中，被测的大型模具并不需要移动，只需通过移动扫描仪来完成测量。 数据拼接技术，使得扫描过程中物体的位置摆放非常灵活方便，扫描数据非常完整，被测物体的顶部和底部都能够扫到。 多角度、任意位置进行测量，最大限度避免死角，提高工作效率，缩短产品设计开发周期。





 鞋类造型设计： 鞋楦扫描、鞋模设计等
采用光学三维扫描仪可以对鞋底实物、金属模具以及实物模具进行快速扫描，迅速得到物体表面点云数据，经处理后得到CAD三维数据模型，可应用于各种鞋底模具设计，质量检测和控制领域。


 雕刻行业：平面雕刻、立体雕刻
    Shining 3D照相式光学三维扫描仪，扫描面积可作任意调节（400×300mm～100×75mm），扫描速度更快，较传统激光三维扫描仪快10倍以上；精确度更高，扫描细节丰富；性价比高，性能非常稳定，特别适合仿古家具、大型家具配件、大型工艺品、模型、手板的制作。


 塑胶模具及玩具产品设计：塑胶产品、玩具设计、立体动画、多媒体虚拟实景、广告动画等
越来越激烈的市场竞争，迫切要求塑胶、玩具产品设计具有创新性，新颖性。利用光学三维扫描系统能更快、更方便地获取工件原型的三维数据，通过专业软件快速构造客户所需的三维数据模型，从而为客户缩短产品设计开发周期，使新产品能更快推出市场，在激烈的市场竞争中占得先机！
 三维检测领域：
随着对产品质量的要求越来越高，大量的零件在生产过程中必须要进行三维检测，利用shining 3D 三维扫描仪进行三维扫描后，配合Rapidform XOV检测模块（该软件的计算精确度经过德国PTB的验证），可以实现全自动的部件检测，生成可订制的检测报告，大大的提高了检测效率。