RationalDMIS -SP25扫描操作说明

第一章  简介

1.1 RationalDMIS中SP25特点

   SP25是一种高速度，高精度，小尺寸的接触式连续扫描测头。它与PH10测头连接，可旋转角度；该扫描测头主要运用于箱体件，模具/检具的扫描，它是自由曲面的检测和数字化的理想工具。RationalDMIS软件支持SP25扫描测头的使用；支持单点测量和连续扫描两种采点模式，无需软硬件切换；测头连接后直接在RationalDMIS测量软件中使用，对基本几何元素的测量，既可以采用单点方式，也可以采用扫描方式；实时显示扫描图形；扫描数据显示并可进行误差图分析；数据的保存、打印以及数据分析的PDF格式输出。

1.2机器扫描前参数设置

   在扫描之前，请根据扫描测头的红宝石直径大小，将机器状态区的深度、回退距离等设置到一个合适的范围，以防止扫描过程出现误触发。

在机器状态区调整扫描速度/扫描加速度；

1.3测头的校验

  测头标签右键Requality（TipFind）选项，做过一次扫描校验后，以后再校验的时候可以只打点交验；UCCserver要使用5.0或以上版本；

第二章  控制点扫描方式

2.1扫描图标的位置

扫描图标位于测量操作区，如下图线框位置。

  当测量完需要扫描的元素类型所需控制点数时，扫描图标自动变亮，将探针移动到第一个控制点附近，点击后便可开始扫描运动。

2.2可扫描的元素类型及控制点数量

  当测量完上述控制点数量时，扫描图标变亮，将探针移动到第一个控制点附近，点击扫描图标后机器开始扫描运动；

   一般来说，三个控制点.第一点是扫描起点，第二点是扫描方向点，第三点是扫描终点（唯有直线，只需要两个控制点，起点和终点。

2.3扫描图标点亮的条件

   需要注意，在元素设置面板中，最小点数必须等于需要扫描元素的控制点数，并且数字计算需要选为“向上”。

2.4示例-圆弧扫描

2.5程序设置中扫描设置

【1】扫描密度：

（dist/pt）：决定扫描的密度，单位是距离/点数。

（angle/pt）：决定扫描的密度，单位是角度/点数。

【2】曲线扫描点顺序定义：有1-2-3和3-2-1两种控制方式，1-2-3方式是从起始点向终上点方向扫描，3-2-1方式从终止点向起始点方向扫描，如果扫描路径比较长，省去了测头从终止点移向起始点的运动时间。

【3】为扫描路径创建GOTO：选择“是”，扫描程序块添加GOTO；

【4】Curve adaptive scan end condition 

控制曲线扫描的终止条件，有两种：Through Plane和End Zone

Through Plane：探针球中心扫过终点所在平面时扫描结束。

End Zone：探针球中心到达终点附近时扫描结束。

第三章  扫描菜单及程序扫描

3.1右键菜单扫描方法简述

   在元素数据区，软件提供了下列元素扫描方法：包括直线、圆、圆弧、圆柱、平面、圆锥、建槽、曲线，在对应的元素右键菜单中，都有“定义扫描”的按钮，点击后可弹出扫描属性&置窗口。

    使用选取工具条，抓取出CAD模型上的理论直线、圆、圆弧、圆柱、平面、圆锥、键槽、曲线，在理论元素节点上使用鼠标右键弹出菜单选项“定义扫描”，扫描属性页中，软件根据理论元素自动计算元素扫描的起始点、终止点、方向点。点击扫描按钮机器开始扫描。

3.2扫描属性设置如何修改

   在元素数据区的直线、圆、圆弧、圆柱、圆锥、曲线对应的元素右键菜单中，按下“定义Adaptive扫描”的按钮，都可弹出扫描属性设置窗口。以圆扫描为例讲解如何修改扫描属性。

示例：圆扫描属性修改：

【1】在圆右键菜单中选择“定义Adaptive扫描”，弹出扫描属性页

【2】如何修改扫描起始点的位置

      用鼠标将扫描起始点这行点亮，如图呈蓝色状态；

      选择“在几何元素上创建/编辑测量点”之后，使用鼠标直接在图形区元素上点选，扫描起始点的位置会实时更新，或者用鼠标点击SX.SY，SZ的位置直接修改：

【3】其他参数修改

   使用鼠标点击位置进行编辑，编辑完后点击属性页左上角确定图标 完成修改。

3.3扫描直线

   首先需要拾取/定义理论直线，将理论元素拖放到测量面板名称框中，并切换界面到统计图“定义Adaptivea扫描"，弹出扫描属性页：

   点“扫描”按钮开始扫描，扫描完成后点击“接受”按钮即可。如果选择“路径”按钮，会在“测量方法”数据区的“扫描路径 直线”路径下纪录扫描路径数据：

如果“自学习”图标打开，会纪录扫描密度、扫描路径定义及扫描语句：

定义扫描路径及扫描语句的方法：

将直线路径下的LN1拖放到程序数据区，会弹出“定义、PAMEAS，PAMEAS使用REMOVE"

三个选项，如下图：

制作扫描程序块：

直线右键“定义Adaptive扫描”：

点击上图的“路径”即可在程序窗口产生下图的完整扫描程序：

3.4扫描平面

平面右键“定义控制路径扫描"：

【1】名称：将要扫描元素名称。

【2】路径元素：可以拖放元素到此窗口，可以按照拖放元素的形状产生扫描路径控制点：0

【3】齿距：两个扫描线段间的距离：

【4】清除距离：扫描控制点和平面边缘的距离：

【5】太短：当扫描控制点的单根直线段长度小于此值时，这个直线段将会被取消。

最后，点击“路径”即可产生扫描程序：

当连接路径选择混合半径时，可设置混合半径数值：

3.5扫描圆元素

3.5.1圆“定义Adaptive扫描”方式

   在圆右键菜单选择“定义Adaptive扫描”，弹出圆扫描属性页：

注意：Adaptive方式扫描圆、圆弧时，密度的单位不同于扫描直线等的Dist/Pt，而是Angle/Pt即用扫描过的圆弧的角度来控制总点数。

上图，点击“路径”即可在程序窗口生成一段完整的路径定义/扫描语句。

3.5.2圆“定义控制路径扫描"方式

   区别于“定义Adaptive扫描”方式，“定义控制路径扫描”是软件利用计算出的控制点来控制扫描的路径，属于已知扫描方式。

圆右键选择“定义控制路径扫描”，见下图操作界面：

【7】保存：保存生成的控制点。

【8】加载：加载保存过的控制点。

【9】创建扫描点：参数设可以点击此键产生扫描控

【10】路径：点击“路径”会在程序窗口产生完整的路径定义/扫描语句。

【11】扫描：点击“扫描”，机器开始扫描此元素。

【12】另外，用户可以翻转控制点的向量，或者可以将控制点转换成点云数据。

3.6扫描圆弧元素

圆弧元素右键点击“定义Adaptive扫描”，弹出扫描属性窗口。

点击“路径”即可在程序区产生完整的路径定义/扫描语句。

注意：Adaptive方式扫描圆、圆弧时，密度的单位不同于扫描直线等的Dist/Pt，而是Angle/Pt，即用扫描过的圆弧的角度来控制总点数。

3.7扫描球元素球

  右键“定义控制路径扫描”，由下图可知，可以用三种路径扫描球：水平、竖直和螺旋方式。

3.7.1水平方式扫描

扫描球窗口各选项功能说明：

【1】名称：扫描元素的名称。

【2】公差：控制点的密度。

【3】 起始点：测头扫描元素的起始点位置控制。

可以设置扫描的方向，可以选择某一坐标轴为扫描方向，默认是探头方向。

【4】偏移距离：被测球的最大圆沿测头方向的偏移距离。

【5】扫描圈数：扫描的圆的圈数。

【6】边界向量：分固定和自由两种方式。固定表示软件可以把产生的路径自动避开球杆；选择自由时产生的路径则不会考虑避开球杆的情况。

I、J、K的数值以当前探头角度为参考手动输入。

【7】杆直径：球杆的直径。

【8】扫描方式：Adaptive.

【9】扫描密度：可以设置扫描的密度。

3.7.2竖直方式扫描

扫描球窗口各选项功能同“水平方式”一致。

3.7.3螺旋方式扫描

与水平、竖直方式不同的功能说明为：

清除距离：螺旋扫描时起始点和指定方向上的顶点沿着指定的方向的距离。

在螺旋扫描时，可以选择起始点的位置：

3.8扫描圆柱元素

在圆柱右键选择“定义Adaptive扫描”，弹出圆柱的扫描属性页：

3.8.1圆柱水平扫描方式

【1】开始角/起始角：以起始点为基准，扫描的路径为开始角到结束角的范围。

【2】第一路径：可以选择“顺时针"或者“逆时针”控制扫描的顺序。

【3】起始点：除了可以使用鼠标点击定义扫描起始点，下拉菜单中可以选择特定的轴向。

当路径和扫描按钮灰选的时候，预览按钮也灰选。对于螺旋扫描，起始点使用鼠标来点选相应的会调整扫描高度，保证扫描范围在圆柱高度内。

【4】密度：可以编辑密度值（angle/pt）

【5】层控制：

员柱的水平扫描方式需要用户自己设置层控制，扫描层控制可以通过托放平面元素层控制节点来定义；也可以用鼠标在圆柱上自己点选位置来定义。

3.8.2圆柱的螺旋扫描方式

可以设置起始点、扫描高度、圈数和密度等信息：

   无论是圆柱的水平扫描或者螺旋扫描方式，打开自学习的情况下，点击"路径，后都会在DMIS执行窗口产生完整的路径定义、扫描语句。

3.9扫描圆锥元素

圆锥右键选择“定义Adaptive扫描”，弹出扫描属性页窗口：

3.9.1圆锥水平扫描方式

   圆锥的水平扫描方式的操作方法和圆柱水平扫描方法一致。圆锥的水平扫描方式需要用户自己设置“层控制”，扫描层控制可以通过托放平面元素到“层控制节”点来定义，也可以用鼠标在圆锥上自己点选位置来定义。

3.9.2圆锥螺旋扫描方式

    圆锥的螺旋扫描方式和圆柱的螺旋扫描设置方式一致，无论水平或者螺旋扫描圆锥，打开自学习的情况下，点击“路径”后都会在DMIS执行窗口产生完整的路径定义、扫描语句。

3.10扫描键槽元素

键槽右键“定义控制路径扫描”，软件会自动计算出扫描的控制点。

【1】名称：扫描元素的名称。

【2】顺时针/逆时针：扫描元素的路径顺序。

【3】深度：控制生成的控制点的深度，可以通过 控制深度数值的方向。

【5】反转向量：可以反转选中/所有控制点的向量。

【6】生成点云：可以把控制点生成点云数据。

3.11曲线扫描

3.11.1定义Adaptive扫描

Adaptive扫描只针对2D曲线，曲线右键选择"定义Adaptive扫描，，弹出属性页：

   修改参数之后确认，点击“扫描”按钮，扫描完成之后接受即可。

  如果选择了“路径”按钮，会在曲线路径节点下记录扫描路径数据，自学习打开的情况下会录扫描路径程序：

【1】Offset：可输入数值来偏移控制点，可通过一来控制偏移的方向。

【2】SD/ED：设置曲线起始/终止的清除距离。

3.11.2定义控制路径扫描

可扫描2D/3D曲线，曲线右键“定义扫描路径”会有下图弹出框：

  在控制点节点右键，弹出下图菜单，可以删除所有控制点或者反转所有控制点：

在扫描控制点的第一个点位置上自动显示扫描方向指示箭头

【1】单个点右键：

重新排序：最后点：可以将此点设置为控制点的最后一个点，其余控制点会根据此设置变化。

重新排序：第一点：可以将此点设置为控制点的第一个点，其余控制点会根据此设置变化。

使用当前探头：控制点更新为当前探头角度。

拷贝所有节点后探头：把当前控制点的探头角度复 制到后面所有的节点里。

【2】多个点右键：

 移动到最后/最前：把选择的控制点移动到列表的最上部或最下部。

减少/增加点密度：用来增加或降低局部控制控制点的密度

【3】SD/ED：设置曲线起始/终止的清除距离。

【4】产生方法：有点数、公差和最大距离、固定距离和Mesh四个选项

【5】点数：产生的控制点是用户设置的固定的点数。

【6】公差和最大距离：根据曲线不同位置的曲率的大小分布稀疏不同密度的控制点。

【7】固定距离：根据客户设置的两控制点间的距离分布控制点。

【8】Mesh：Mesh方法用"Deflection"参数来控制点的密度，这个数值越大生成点的密度越小

【9】参考元素：扫描3D曲线时可拖放曲线所在曲面或者CAD到此窗口，用来确定生成控制点的方向。

3.11.3 Define Guide Path Scan Il 

曲线增加新的扫描方式，实现变速和变密度扫描。

仅在UCC控制器上支持这种扫描方式，和常规扫描方式的区别是每个扫描控制点包含扫描速度和密度参数。

功能描述：

此方法创建的扫描控制点每个都包含速度和dist/pt参数，将产生变速及变密度扫描。

【1】Max Speed：最大扫描速度.

【2】Min Speed：最小扫描速度。

【3】Maxdist/pt：最大密度。

【4】Min dist/pt：最小密度。

【5】控制点图形：

【6】基于：速度/距离。

【7】比例：扫描点放大/缩小的比例。

产生点和控制点列表：

【1】速度和dist/pt设置被用在产生点，可以设置最大最小速度和最大最小密度dist/pt）

【2】计算点的时候，每个点的曲率会计算出来，基于曲率，最大速度会赋予最小曲率控制点。最小速度赋予最大曲率点；最大dist/pt赋予最小曲率，最小dit/pt赋予最大曲率点。一般来说平的曲线区域会扫描的快并且点数少；曲率大的区域会扫描的慢且点数多。

【3】每个控制点包含14个参数。

(XYZ）：曲线上的一个点，扫描要通过这个点。

（IJK）：XYZz处的矢量。

（PI，PJ，PK）：测头promary vector，只用在REVO上，PH10忽略（SI，SJ，SK）：测头secondary vector，只用在REVO上，PH10忽略。

（Speed）：此点的扫描速度。

（dist/pt）：此点的扫描密度。

控制点编辑：

【1】菜单编辑：

控制点编辑菜单类似常规产生控制点扫描路径方法。

新增加“拷贝”功能，可以拷贝速度，dist/pt，speed and dist/pt。最后的拷贝属性保存在内存中，可以粘贴到其他控制点来使用。

【2】添加一个新的控制点：

   可以从图形上来用鼠标添加控制点，选取工具条设置为“在几何元素上创建/编辑测量点然后在曲线上拾取插入点，弹出提示后点击继续即可添加一个控制点。

   应用：此扫描方法设计用来扫描叶片曲线，叶片头尾端曲率大需要慢速扫描及采更多的测量点。

【3】控制点速度、密度修改：

可以直接在控制点参数列表里修改速度和密度数值。

3.11.4 曲线右键创建分段测量点/扫描路径

  曲线右键创建分段测量点/扫描路径，可将曲线划分为不同的部分，每一部分可以设置不同的扫描控制点个数，便可以在曲率大的地方设置多的扫描控制点，曲率小的地方设置较少的扫描控制点。此功能适用于扫描叶片等工件。

  当使用扫描探头时，菜单名称变成“创建分段测量点/扫描路径。可以创建测量块和生成扫描路径。

MeasBlock：生成DMIS测量块

产生点：根据各分段定义测量点，并在测点管理窗口生成测量点。

扫描路径：当探头是扫描探头时显示此按钮，点击会生成扫描路径定义语句。

EditPath：当探头是扫描探头时显示此按钮，点击会弹出扫描控制点编辑窗口。

反转向量按钮、删除曲线段、删除所有段的功能和以前一样。

CloseSegment：点击后会新增一个连，

3.11.5曲线节点右键定义扫描

  主要用于未知路径扫描。在曲线节点右键点击“定义控制路径扫描”弹出定义窗口：

添加控制点的方法：

【1】选取工具“在几何元素上创建/编辑测量点”，而后在CAD上鼠标左键点选控制点：

【2】拖放点元素到控制点父标签上：

【3】直接在工件上测量点。

在控制点节点右键，弹出下图，可以删除所有控制点或者反转所有控制点：

单个控制点右键有以下窗口：

3.12利用CAD右键测量点栅格扫描元素

   对于非自然曲面（在软件中不能一次拾取出来，需要多次定义的曲面，即多个曲面的连接体）的扫描，可以用下面介绍的方法来操作。

3.12.1方法1

  在“哪个面”中选择“用户定义”，可以自己调整框选的大小及位置，打开自学习，点扫描路径按钮，会从CAD上生成理论曲线，并且生成曲线扫描程序块，运行程序进行扫描，也可以按照“多边形”的方式来生成扫描曲线。

扫描完成之后，可以将这些曲面制作成为一个子CAD

   将子CAD和多条曲线拖放到FORM误差窗口进行评价，相当于评价曲面FORM：

3.12.2方法2

将多个曲面拖放拼接成一个，操作方法是：选取多个曲面，按住"Ctr"键同时拖放到“曲面”标签上。

  CAD右键打开测量点栅格窗口，以上面相同的方法在拼接的曲面位置设置多边形区域，输入行数、列数后点击扫描路径。

软件会自动生成扫描曲线和扫描路径：

 拖放拼接曲面到程序区，弹出的菜单选择“空测量块”。

把曲线路径拖放到测量块中，曲面扫描程序就编辑完了。

运行扫描程序就可以测量拼接曲面了。

第四章  滤波算法应用说明

滤波的意义并不是简单地将超差点全部删除，可以通过定义滤波类型有选择地删除超差点。

超差点一般分为两类：一类是随机误差，来自于工件表面的毛刺或传感器自身的干扰；一类是真实地反映了待测元素本身的形状误差，误差频率示意图：

高通滤波：

过滤指定的高频超差点。以上提到的随机误差就是典型的高频超差点，在误差图上的直接反映是随机出现的尖点。高通滤波会将这些高频点中的超差点自动删除，而那些反映真实形状误差的低频点无论是否超差都予以保留，这是扫描中最常用到的滤波方法。

如下图例：高通滤波，Std =1WaveLen =5时，只有高频超差部分都被删掉。

VaveLen =20时，中频超差部分也被自动删掉。

低通滤波：

过滤指定的低频超差点。最典型的应用是：当扫描数据中存在非常明显的连续缺陷数据，而用户并不希望这部分数据影响到最终的拟和结果，需要剔除时，使用这种滤波方式.

如下图例：

Std =1 VaveLen = 20 然，低通滤波删除掉了工件上缺陷部分的超差测量点。

带通滤波：

过滤用户指定一个频率带内的超差点。

标准差：

指定过滤标准，这个值是标准差的倍数。例如这个值为3，代表的意义是：当一个点的误差超过了标准差的3倍，将被滤波器认为是一个无效点而删除。非常明显，这个值越小，滤波条件越严格，超差点越多，被过滤删除的点也越多。这个值越大，滤波条件越宽松，超差点越少，被过滤删除的点也越少。

这个值的选定一般在1-3之间，用户根据需要的过滤强度自行定义。

如下图例：

原始数据为720个点。高通滤波，波长为3.

Std=1时，剩余595点；

Std=2时，剩余651点；

Std=3时，剩余698点；

模式：

LAMBDAC 

滤波标准为波长

CIRCULAR 

滤波标准为波动周期（UPR）

波长：

用于LAMBDAC模式，作为滤波频率（低通、高通、带通）标准，传统滤波中波长一直作为频率标准。对于测量点的滤波，可以简单理解这个值的意义为单位测点数。例如用户扫描一个圆1000点，选择了高通滤波，波长设为10，当连续10个测量点都同向（正向或负向）超差时，滤波算法认为这10个测量点反映的是低频误差而予以保留。1到10个测量点内波动超差（有正有负）则认为是高频误差（尖点或干扰点）而被删除。

带通滤波需要设定两个波长来限定带宽，例如第一个值小于第二个值。

注：无论低通、高通、带通，当波长设为0时，滤波不起作用。高通滤波一般处理随机误差，建议使用波长为3-5，低通滤波建议使用的波长为10-20.

UPR：

用于CIRCULAR模式，作为误差频率标准，一般只用于圆（闭合元素），与波长的换算关系为：

UPR=全部测点数/波长。