Острая конкуренция во всех отраслях промышленности требует от современных компаний быстрой реакции на запросы потребителей. Одним из немаловажных средств достижения данной цели является технология трехмерного сканирования, позволяющая выполнять работы по обратному инжинирингу, прототипированию и 3D-дизайну.
Метод реверсивного инжиниринга позволяет сократить время на разработку математической модели, а порой является единственной возможностью математически описать какое-либо уникальное изделие, на которое отсутствует конструкторская документация. Сегодня, когда требования к внешнему виду становятся все более жесткими и успех изделия на рынке напрямую зависит от дизайна, инженерам все чаще приходится обращаться к технологии реверсивного инжиниринга.
Схема технологического процесса при реверсивном инжиниринге отличается от стандартной тем, что она применяется в тех случаях, когда на изделие обычно отсутствует конструкторская документация. Прежде эта задача решалась разными способами: снималась форма макета методом слепков, использовалась копировальная обработка и т.д., но данные приемы не обеспечили требуемую точность и качество построения (особенно сложных геометрических форм), а кроме того, отличались высокой стоимостью работ.
Новые возможности в области реверсивного инжиниринга предоставляет бесконтактный способ оцифровки данных — лазерное сканирование и оптические системы трехмерной оцифровки. Данные системы уже опробованы и протестированы на сотнях предприятий по всему миру.
Сканирование детали оптической установкой GOM
В процессе оцифровки оптической установкой GOM на поверхность детали проецируются интерференционные изображения, а полученное изображение захватывается цифровыми камерами, установленными на каждом конце сенсорной головки. В процессе калибровки определяется угол и положение этих камер. Выполненное измерение состоит из нескольких отдельных видов. Трехмерная координата для каждой полученной точки изображения вычисляется при помощи цифровой обработки изображения . Самоклеящиеся точечные маркеры, случайным образом распределенные по поверхности модели, позволяют системе ATOS трансформировать каждый вид в систему координат объекта.
Построение реальной математической модели в системе ATOS
На основе полученного облака точек с заданной точностью аппроксимации нами была сгенерирована модель полигонов (триангулированная модель). «Дыры» в тех местах, где были наклеены точечные маркеры, были автоматически «затянуты» с учетом кривизны геометрии модели. Далее, по сгенерированным в полуавтоматическом режиме кривым, были построены поверхности. Поверхности строились последовательным обходом траектории каждого из полигонов, образованного набором кривых. Геометрия построенной модели в точности повторяет геометрию триангулированной модели в заданном поле допуска. Полученная модель удовлетворяет требованиям точности ±0,25 мм, но имеет следующие недостатки: во-первых, поверхности данной модели выглядят некорректно (то есть нет явных поверхностей скругления и основных формообразующих поверхностей), а во-вторых, сопрягающиеся поверхности не имеют тангенциальной гладкости сопряжения.