Geomagic Qualify(三维检测软件)具有多种测量功能，它不仅可以在短时间实现准确的测量，而且生成的检测报告直观明了，可有效帮助企业提高产品质量和效率，降低生产成本。

现代机械制造业中，机械零部件的结构越来越复杂，精度要求也越来越高。在铸造领域，过硬的质量和不断缩短的生产周期，成为竞争的焦点。传统方法逐渐适应不了产品在多样性和精度方面的要求。在此，我们就三维检测软件——Geomagic Qualify在生产中的应用和发挥的优势，谈谈体会和经验。

我公司是一家专业生产汽车配件的铸造厂，主要生产各种不同类型的汽车铸造件。由于产品件形状各异，并且随着新产品的不断开发，检测要求日益提高，使得传统的手工划线已满足不了测量要求。为此，我公司引进了一台带激光扫描的关节臂三坐标和“Geomagic Qualify”三维检测软件。它不仅在我们的日常测量工作中给予帮助，同时，也广泛应用于公司技术开发部、铸造车间、机加工车间和模具制造中心的实际生产中。Geomagic Qualify的出现减少了传统手工测量结果分析上的繁琐，它与常用的CAD软件相集成，在技术开发方面给我们提供了“设计—检验—验证CAE分析—再设计”的理念，有效节约了时间和人力成本。

图3  RPS基准点对齐拟合

短时间内实现准确测量

1. 3D拟合比对测量功能

Geomagic Qualify软件含有多种测量功能，包括点云清理、多种拟合对齐方式等。在这里我们以较为常用的3D拟合比对测量功能为例，介绍其应用。在该软件对铸件进行3D拟合比对测量时，我们可以选取多种构造拟合的条件形式。

第一种是特征拟合，把扫描获得的铸件3D点云和NX得出的标准CAD数模件同时导入该软件，在CAD数模件上选取基准特征，包括：点、面、圆、直线及圆柱等。由软件根据数模上选取的特征在铸件上相对应位置上自动创建基准特征，接着进行定位基准的拟合。

第二种是选取RPS基准点拟合，其按照铸件二维图样上标注的基准定位点坐标，在软件中利用创建点目标的功能在数模上创建相应的基准定位点（见图1）。接着通过自动创建基准特征功能，在铸件点云上创建相对应的点目标（见图2）。通过RPS基准点对齐拟合（见图3）。当然，还有最常用的最佳拟合方式，它通过软件自动根据数模与实测点云间得到的最小偏差拟合。了解了软件的多种拟合方式之后，我们来说说其另一个功能模块。

图4  选取注册点、“数据合并处理”功能

2. 数据合并处理功能

在进行3D扫描检测时，我们经常会遇到这样的问题：由于汽车铸件种类繁多且不规则，造成一些零件在一次扫描后难以获得完整数据。这就用到了Geomagic Qualify提供的“数据合并处理”功能（见图4）。图4中红色部分我们在下文中以“A”代称，绿色部分以“B”代称。在A和B两图上可看到上面有一些点，这就是用来合并它们的注册点（参照点）。合并时，软件识别这些点的位置进行拟合合并。因此，如何选取这些点极为重要，选取点的位置必须位于A、B两方共有的位置，并且至少在3个不同坐标轴方向的共有位置上各选择一个注册点。由此，我们可以总结出一个决窍：二次扫描补充缺失部分时，可重复扫一下已获取的数据部分，用于合并前选取注册点。总结起来合并功能只需两步：手动注册与合并数据。

3. 创建二维尺寸功能

在工作中，我们不仅需要3D拟合，三维坐标下对铸件整个轮廓度的测量也需用到二维尺寸测量。传统方式是采用手工划线检测，由于铸件的测量特征不明显，在进行三维空间尺寸测量时，传统的测量方法很难精准。于是，我们采用Geomagic Qualify软件进行测量，不需要手工划线的测量夹具，也不需要繁多的高度尺游标卡尺，更不需要笨重的万能分度头。

具体来说，如果利用软件进行二维尺寸测量，要完成以下几个步骤：第一，对铸件点云与数模之间进行特征基准或RPS基准对齐；第二，采用贯穿对象截取功能截取所需截面；第三，通过创建二维尺寸功能选择相应特征进行尺寸测量。

图5  创建二维尺寸功能

如利用创建3D尺寸功能测量，则需完成以下几个步骤：第一，对铸件点云与数模之间进行特征基准或RPS基准对齐；第二，利用创建基准或特征功能，在数模上创建测量所需的基准或特征后，采用自动创建基准特征功能在铸件点云上创建与数模上相对应的特征；第三，采用创建3D尺寸功能，选择相应的特征，计算数模上所要求的3D尺寸，最后用自动创建3D尺寸功能在铸件点云上计算与数模相对应的3D尺寸。通过以上操作就可以达到利用软件来获得二维尺寸测量的结果。此功能解决了手工划线测量不到的部位或空间尺寸测量等难题，不仅提高了工作效率，也极大地提高了准确性。

直观的检测报告

在测量行业中，一份简洁直观的报告对于整个测量结果的分析会起到关键作用。我公司以往测量出来的仅仅是数值且量较大，测量工作繁重，生成的报告不易阅读。遇到特殊测量要求，如分析曲面轮廓的实际尺寸，传统方法很难获取结论。

图6  报告截图

应用Geomagic Qualify软件测量后，解决了这一难题，报告直观明了(见图6)。从图6我们可以看到，Qualify软件把测量偏差通过色差图直接反映出来，不必再分析各类数据。从图7我们可以看到，图中标有许多小方框，里面都有相应的编号及数据。这些点所示的数据准确表达出这个壳体上的尺寸差异，也直观反映出这个面的3D偏差。这种直观明了的报告格式，为我公司在技术开发、模具修理方面提供了优良的数据参考，并得到很多知名合作企业（上海通用、大众动力总成等）的好评。

除了上述的直观性特点，使用Geomagic Qualify软件在效率方面也有较大提高，比如，我公司常有大量的周期检测或者突发问题产品的测量，使用Geomagic Qualify软件后，利用其强大的功能可与CAD、CAE系统协同工作，只要将铸件产品通过激光扫描获得的点云与导入的CAD数模进行比对计算，就可以马上生成报告。其不仅大大节省了检测时间，而且提高了测量的准确性。

图7  3D法向偏差截图

结语

综上所述， Geomagic Qualify软件大幅提高了我公司的生产力，在我公司的铸造领域具有极好的应用效果，已是目前我们不可或缺的生产工具。Geomagic Qualify软件在时间、人力、效率及成本方面发挥出的优势，可有效帮助企业提高效益。