Трехмерное сканирование и реверсивный инжиниринг

Специалисты по изготовлению прототипов в основном используют трехмерное сканирование в качестве высокоточного контрольно-измерительного инструмента. После сканирования изготовленной детали получается ее цифровая копия в виде облака точек, то есть виртуальная полигональная модель.

Контролируя геометрию изготовленной детали, специалист может использовать либо ее чертеж, либо твердотельную CAD-модель.

Использование твердотельной CAD-модели

С помощью специализированного программного обеспечения специалист совмещает отсканированную модель с CAD-моделью и получает цветовую карту отклонений по размерам и отображение корректности изготовленных поверхностей детали.

Проанализировав полученные данные, можно сделать вывод о качестве изготовленной детали и устранить выявленные ошибки при изготовлении.

Использование чертежа

Специалист в том же ПО снимает размеры со скана изготовленной детали, совмещая геометрические примитивы (плоскости, цилиндры, сферы и т. д.) с этой отсканированной моделью. Размеры модели контролируются так, будто реальную деталь проверяют на координатно-измерительной машине или обмеряют штангенциркулем.

1. При выполнении трехмерного сканирования необходимо соблюдать стандартные регламенты техники безопасности при работе с электроприборами и персональным компьютером.

2. При нанесении матирующего спрея на сканируемый объект нельзя направлять распылитель в свою сторону, а также следует использовать средства индивидуальной защиты рук и органов зрения.

1. Создаем новый проект «На поворотном столе», вводим имя проекта и указываем путь для его сохранения.

2. В открывшемся окне проекта переходим на вкладку «Столик» и нажимаем на кнопку «Оценка оси по полю». Данная настройка производится по полю, на которое был откалиброван сканер.

3. Располагаем калибровочное поле так, как указано в программе, и запускаем оценку оси.

1. Подготавливаем деталь к сканированию. Для этого убеждаемся, что она сухая и чистая, и наносим матирующий спрей.

2. Располагаем модель по центру поворотного стола.

3. Для получения более точного скана выставляем количество сканов за оборот.

4. Переходим на вкладку «Сканирование», нажимаем на кнопку «Начать сканирование» и ожидаем, пока программа отсканирует прототип.

5. Переходим на вкладку «Обработка» и на полученных сканах удаляем все лишние элементы.

6. Переходим на вкладку «Совмещение» и нажимаем на кнопку «Автоматически»: так мы сшиваем все сканы в один. Если 3D‑сканер откалиброван хорошо, программа автоматически совместит все сканы в единую модель.

7. Нажимаем на кнопки «Финальное совмещение» и «Выполнить».

8. На основе полученных сканов строим трехмерную модель. Для этого на вкладке «Модель» убираем все опции и нажимаем на кнопку «Строить модель».

9. На вкладке «Экспорт» выбираем нужную папку и нажатием на кнопку «Экспортировать» помещаем туда получившуюся модель.

1. Сохраняем эталонную CAD‑модель в формате .STP.

2. Для сравнения данных сканирования с эталонной моделью используем программу Geomagic Control X. Импортируем эталонную CAD-модель и скан детали в программу.

3. Делаем постобработку отсканированной модели, удаляем шумы от сканирования и делаем компрессию, то есть уменьшаем количество полигонов сетки для того, чтобы улучшить скорость процесса.

4. Совмещаем скан и эталонную модель, нажав на пункт меню «Начальное совмещение».

5. Если грани скана модели выходят за границы CAD-модели, нажимаем на пункт меню «Совмещение наилучшим образом».

6. Убедившись, что модели совпали, проводим сравнение. Для этого нажимаем на пункт меню «3D‑сравнение».

7. В настройках выбираем цвета отклонений и запускаем сравнение.

8. Приступаем к анализу точности изготовления детали. Наведя курсор на каждый из цветов, мы видим пример и предел отклонения. В примере видно, что существует отклонение скана от CAD‑модели по форме.

9. Если нужно определить отклонения в конкретных точках на модели, то можно нажать на пункт меню «Точка сравнения» и затем на нужную точку.