逆向工程:使用三维扫描技术来创建一个CAD模型

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计算机辅助设计(CAD)是最重要的工具之一,目前在生产过程使用。它的使用是建立在许多不同的行业,包括生物医学、航空航天。

尽管一些CAD的解决方案只是2 d草图用于创建蓝图,比如建筑图纸,大多数当前使用的技术构造3 d表示,或一个CAD模型,将所需的产品。

原型产品可用于各种不同的活动,如有效沟通的目的设计通过呈现的最后一部分,准备车间的蓝图,甚至的性能分析和仿真的组件使用有限元分析。

引入3 d CAD模型

自从他们介绍大型制造企业如福特、通用汽车、和波音在1960年代末期和1970年代早期,3 d CAD模型显示众多的优势相比,手工绘图。

然而,这种走向数字化导致一个复杂的问题——蓝图转换为三维模型。这个问题变得更加复杂,由于全球化的影响作为一个公司的设计部门可能会比制造中心在一个不同的大陆。

在市场上数字化的必要性

行业被迫重新设计他们的设计过程和产品实现更高的效率以及降低开发成本将在全球市场的激烈竞争。这就增加了需要从蓝图以洋地黄治疗部分产品为了开发新组件。

解决这个问题的一个方法是使用CAD专家来构建模型从最初的图纸和生成新的文件。然而,这种方法可能是极其耗费时间在处理复杂的部分。此外,一些旧的部分可能不正确地记录和一些图纸可以字迹模糊的由于贫穷的存储。

逆向工程

为了解决这些问题,一个方法被称为逆向工程(RE)了。这个过程包括生成基于测量重建3 d模型从最初的组件。方法非常简单,基本过程阶段可以分为三个步骤:

• 坐标测量
• 表面近似
• 使用模型的特定任务

第一个阶段被认为是最重要的三个自的准确性和测量的不确定性将影响程序的其余部分。为了提高测量数据的质量,可以看到许多技术在现代车间、再保险和检验程序。

坐标测量机

第一阶段是基于记录的X, Y, Z坐标的目标。收集到的点是使用一个探针由操作员手动定位,比如关节杆,或自动使用直接计算机控制,如坐标测量机(机)。

触觉探针可以安装在机床,提供一个现场检查系统。最通用的三坐标测量机的测量仪器行业。这种设备是非常灵活的,允许app亚博体育分高的测量精度。

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设备是手动便携;它可以用于现场自由形状的测量与可访问性困难,如死腔,重型设备,或部分无法移动。app亚博体育铰接臂和触觉探针测量机机床精度更低。

这些系统的主要优点是可追踪的计,可以校准到国际标准。此外,系统的精度已经达到小于0.5µm报道。理智的看待这个问题,人类头发的直径大约是30µm。

然而,这些系统的主要缺点来自接触自然变形的测量探针或被测表面将产生错误。此外,调查的清洁,探索力由于探针表面的变形磨损,甚至温度由于热膨胀/收缩会导致错误。

光学系统表面近似

为了解决这些问题,介绍了光学系统。这些技术的主要优势是快速获取测量分:48000分/秒,而不是从一个完全自动化的CMM每秒200点。这生成一个点云图像而不是坐标,然后用于模型的重建。

许多非接触式测量技术是基于三角测量技术,依靠检测反射的光从外部来源。这种系统的主要组件是一个平行光源,一般一个激光二极管,和一个探测器单元组成的一种成像透镜和一位敏二极管(PSD)。

光源的光学轴和成像透镜形成一个固定的角度和物体表面接近两轴相交的点。漫反射的工件表面上的光斑投射到检测器。

工件的表面的光学特征是不确定性的主要来源,是非常光滑的表面由于广泛地反射光不足无法衡量。这种技术的典型测量范围是2毫米至200毫米,平均50µm的决议。

这些技术的主要缺点之一是半透明的敏感性/反光材料需要准备检查。亚博网站下载这样的准备需要喷涂部分影响精度的近似3 - 5μm。

另一个常见的非接触式技术的缺点,在一般情况下,是不确定性因素通常是不知名或记录和追溯不是定义良好的光学方法。为了解决这些问题,国际努力进行了在过去30年的发展与光学系统的校准和测量标准和指导方针。

模型的重建

一旦测量数据被提取,通过触觉或光学手段,重建的模型可以通过不同的数学方法和模型可以根据需要使用。

虽然再保险公司可能会从负面角度看由于其使用的可能性在复制竞争对手的组件,它已被证明是一个可靠的方法恢复或更新文档,在车间进行检查,甚至分析环境。

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2008年在澳大利亚新南威尔士大学的研究人员使用测量数据从计算机断层扫描(CT)以产生一个计算机模型的咬力的大白鲨。

这项研究显示了再保险的潜在减少现实世界之间的差距和数字化领域,这不仅用于提高产品的开发周期也加强我们对周围世界的理解。

源和进一步阅读

• 蔡司工业测量解决方案
• A . Gameros l . De数字H.R.银,j·希勒,g . Genta逆向工程方法对镍合金涡轮叶片与内部功能,CIRP制造科学与技术杂志》上,卷9,2015年5月,页116 - 124,ISSN 1755 - 5817亚博老虎机网登录
• e . Savio l . De数字r·施密特计量的自由形状的零件,CIRP史册——制造技术,体积56,问题2,2007年,页810 - 835,ISSN 0007 - 8506
• CREAFORM便携式三维扫描仪
• Steinbichler计量解决方案
• 扩展三维扫描系统
• 表明,湄胡贝尔,et al。白鲨下巴力学三维电脑分析:大白鲨咬吗?多么困难生态学报,276年,2008年6月,页336 - 342,ISSN 0952 - 8369

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