激光扫描实验报告 机器人焊接实验报告 MOLDFLOW模流分析实验报告概述

实验一：激光扫描

一、实验目的：

了解激光扫描技术的发展，掌握扫描机的工作原理及其应用领域。 二、实验地点及日期： 十四周周三于六教101 三、激光扫描技术简介：

三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用,这种技术已经引起了广大科研人员的关注。通过激光测距原理（包括脉冲激光和相位激光），瞬时测得空间三维坐标值的测量仪器，利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型,既省时又省力,这种能力是现行的三维建模软件所不可比拟的。 四、扫描机描述：

名称：三维激光扫描机产品

型号：600Ⅱ型复合式

行程范围：X轴------500mm Y轴------600 mm Z轴------400 mm T轴------360o

传动方式：高精密滚珠导轨+高精密滚珠丝杠+（日本）三洋步进 电机

控制方式：高速PCI四轴运动控制卡

图像采集系统：（比利时）Euresys高速图像采集卡+（日本）精 工镜头+低照度高分辨率CCD

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激光系统：650 nm波长激光，最大功率20 mW，连续可调 机械精度：X、Y、Z三轴综合精度分别≤0.05 mm机台重复定位精 度≤0.005 mm

机台：高精度花岗岩平台，机台承重>1000 kg，转台承重>500 kg 电源：AC 220±5V，50 Hz

使用环境：温度≤85℃，湿度≤95% 整机尺寸：1 m X 1.2 m X 2 m 五、实验原理

在本实验中，采用基于三角测量原理的三维激光扫描法来进行三维扫描。使用激光作为主动光源投射到被测物体表面，并且采用摄像机在另一位置探测被测物体表面上激光光点的位置。在该扫描系统中，摄像机、激光器和光点形成一个三角形。其中，摄像机和激光器的相对位置是已知的，激光的发射角度也是已知的。摄像机的角度可以通过探测视场中激光光点的位置来确定。这三种数据可以完全确定一个三角形的形状和大小，从而可以根据这个三角形来确定激光光点的三维位置。

通过将被测物体进行旋转，可以得到表面上每一点的三维位置。其中，旋转的角度可以通过光电编码器或者通过设定标志点用视觉的方法来得到。通过采用线状激光光源代替点状的激光光源，可以加速扫描的过程。

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扫描结果如图：

六、三维建模步骤：

三维激光扫描系统采集的数据为点云数据，点云数据处理一般包含下面几个步骤：噪声去除、多视对齐、数据精简、曲面重构。噪声去除指除去点云数据中扫描对象之外的数据。在扫描过程中，由于某些环境因素的影响，也会被扫描仪采集。这些数据在后处理就要删除。多视对齐其指由于被测件过大或形状复杂，扫描时往往不能一次测出所有数据，而需要从不同位置、多视角进行多次扫描，这些点云就需要对齐、拼接称为多视对齐。点云对齐、拼接可以通过在物体表面布设同名控制点来实现。为需对齐的点云，上式是一个高度非线性问题。点云对齐的研究主要集中于寻求该问题的快速有效的求解方法。 点云的数据精简指的是由于点云数据是海量数据，在不影响曲面重构和保持一定精度的情况下需要对数据进行精简。 七、三维激光扫描技术应用领域：

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最近几年，三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟，三维扫描设也逐渐商业化，三维激光扫描仪的巨大优势就在于可以快速描被测物体，不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据。这样一来可以高效地对真实世界进行三维建模和虚拟重现。

实验二：机器人焊接

一、实验目的

1、了解焊接机器人的基本结构 2、了解焊接机器人的工作原理 3、对机器人领域有新的认识 二、实验地点及时间

时间：第十五周周三 地点：东区六教104 三、实验原理

焊接机器人是一种高度自动化的焊接设备，采用机器人代替手工焊接作业是焊接制造业的发展趋势，是提高焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。机器人焊接作为现代制造技术发展的重要标志己被国内许多工厂所接受，并且越来越多的企业首选焊接机器人作为技术改造的方案。

采用机器人进行焊接，光有一台机器人是不够的，还必须配备外围设备。常规的弧焊机器人系统由以5部分组成。

1、机器人本体，一般是伺服电机驱动的 6 轴关节式操作机，它由

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