Michael Alba | 学科带头人 | Engineering.com | 01/24/2019
FARO® 8 轴 FaroArm® 和 ScanArm 提供的旋转工作台，可助您更快更轻松地进行扫描
到目前为止，三维扫描的自由度一直停留在七个自由度。这是指连接到扫描仪或测头的关节式测量臂（如上图所示）移动的自由度。而借助 FARO 最新推出的产品 8 轴 Design ScanArm，三维扫描现在可拥有八个自由度。然而，FARO 并不是通过在设置中增加第八个轴来更改标准测量臂的设计。这第八个轴是在物理上与关节式测量臂分离，但通过线缆集成到系统中的旋转工作台。
用户将想要扫描的物体放在工作台上，然后旋转它来捕捉物件的全貌。
尽管在物理上与测量臂分离，但旋转工作台与系统的集成度，和系统其他任何部件一般无二。它使用与测量臂内部关节相同的机械编码器和轴承盒，通过线缆连接到测量臂的底座。
第 8 轴不会造成精度上的损失……[它]拥有与其余测量臂十分相似或相同的性能。从本质上讲，您可以坐在测量臂旁边控制远端的关节点。您可以将部件放在工作台上，旋转工作台，准确定位，然后根据需要捕捉数据。
Orlando Perez, 首席平台负责人，FARO Technologies
随着工作台旋转
第八轴旋转工作台最明显的一大优势就是，它为三维扫描提供的自由度。从七轴到八轴似乎并非一次巨大的飞跃，但是八轴系统的用户将会了解到八轴是如何简化扫描过程的。
第八轴是一个可旋转的编码器工作台，通过底座背面同步到测量臂。当我旋转该编码器时，它实际上会记录当前锁定的位置。因此，我不必移动部件或在绕着工作台走来走去，而是只需移动编码器，所有数据便会同步。
Chad Crisostomo，平台负责人，FARO Technologies
借助 FARO 8 轴测量臂提供的旋转目标物体的能力，用户无需别扭地调整自己的位置，即可扫描物件的所有面。这不仅为用户提供了更出色的便利性，还意味着可以更加灵活地将系统设置在不同位置，因为正确地扫描物件所需要的空间更小。
在使用旋转工作台之前，需要进行快速校准。这需要使用 FaroArm 末端的测头跟踪工作台的边缘两次。此操作可让系统确定工作台的中心轴。之后，旋转工作台的编码器会完成其余工作。
Crisostomo 解释说：“实际上底部装有一个编码器。正是我们在 FARO 生产的同一款编码器，用于同步工作台。当找到轴的中心位置后，根据编码器的移动，系统就知道将如何与测量臂进行交互。”
完成校准后，即可开始扫描。用户首先要握住测量臂末端的激光线测头。FARO 最近推出了 FARO PRIZM™ Laser Line Probe，这是公司的第一款高分辨率彩色扫描仪。借助 PRIZM，用户可以捕捉物件的几何和颜色细节，我们将在另一篇文章中介绍这款产品的其他竞争优势。
通过手中的激光线测头，用户可以用传统方式扫描物体，即用激光彻底“扫描”物件全身。不同之处在于，物件放置在 8 轴的旋转板上。一只手拿着激光线测头，另一只手旋转平台，用户无需移动脚步，即可 360 度旋转物件，从而完整扫描物体。用户可以在 3D Systems 的扫描软件 Geomagic Design X 中观看自己的扫描进度，该软件与 8 轴测量臂（或任何其他兼容的点云软件）捆绑在一起提供。每当用户旋转工作台时，他们的点云就会在 Design X 中做同样的旋转。整个过程正如 Crisostomo 所说的那样：“我们的优势是快速、精确和易用。”
8 轴系统
8 轴系统适用于 FaroArm 和 ScanArm，FaroArm 是 FARO 的原始坐标测量设备 (CMM)，而 ScanArm 是配有非接触式测量专用激光线测头的 FaroArm。激光线测头以每秒 300 线的刷新率，每条线可以返回 2,000 个点，每秒可以返回多达 600,000 个点（如果启用颜色则可返回 240,000 个点）。所有处理均在机上完成，这意味着用户不会受到有限的计算资源的束缚。
所在点和颜色信息都是[通过]机上处理完成。因此，不同于与其他设备，我们的设备并不依赖电脑的硬件。
Ken Steffey, FARO Technologies 产品管理总监
无论您使用哪种系统，第八轴都会显著提升三维扫描的可及性。您可以将大型重物放到旋转工作台上，并根据需要进行旋转。用户不仅可以更轻松地扫描物件的所有面，还可以触及超出工作台边缘的物件的底部。这样的过程使用户无需进行多次扫描，也不必不断重新定位物件。
这对汽车售后市场等行业而言是一个巨大福音，用户通常要扫描车门和发动机缸体等庞大的物件。
实际上，物件处理是数字化过程中最关键的环节。例如，像尼尔·阿姆斯特朗的手套这样重要的物件，如果处理不当，导致物品损坏，那将是一场悲剧。因此，对于任何扫描解决方案，如果能最大限度减少处理物件的操作，将大有裨益。
Vincent Rossi，FARO Technologies 高级三维程序官
除了提供更快更轻松的扫描之外，对于某些应用而言，最大限度减少用于重新放置扫描物件的时间至关重要。例如，史密森尼学会数字化项目办公室会为后世扫描许多拥有悠久历史的物件。这项工作中，一丝不苟地对待物件是首要任务。
最后，8 轴系统拥有所有行业都看重的竞争优势：节约空间。由于能够仅从一侧完全扫描物件，用户放置 FaroArm 或 ScanArm 的位置受到的限制更小。结合更快更轻松的扫描功能，FARO 8 轴系统最终为用户提供便捷的全新第 8 轴。