В условиях импортозамещения российские производители ищут новые способы оптимизации процессов и повышения конкурентоспособности своей продукции. Часто изготовление новой номенклатуры деталей осложнено отсутствием необходимой конструкторской документации и 3D-модели, несмотря на наличие производственных мощностей. Тенденция импортозамещения всё чаще приводит компании к покупке собственного 3D-сканера или заказу выездного сканирования на объекте.
Для примера приведём несколько преимуществ выездного сканирования:
- Высокая точность. Перед выездом к заказчику специалисты оценивают объём работ и на основе допусков выбирают средство контроля, необходимую оснастку и другие составляющие процесса.
- Удобство для заказчика. Не нужно заботиться о подготовке помещения, транспортировке детали за пределы предприятия для сканирования или разбираться в технических нюансах процесса.
- Широкий спектр применения данных. Полученные данные в дальнейшем могут быть использованы для любых целей: создание 3D-модели, сравнение с CAD-моделью заказчика, создание отчёта об измерениях и даже добавление параметров контроля.
Для выполнения данного проекта использовался ручной лазерный сканер по меткам Simscan 42 точностью 20 мкм + 40 мкм/м. Технология подразумевает, что в области сканера должно находиться как минимум 4 специальные светоотражающие метки. По согласованию с заказчиком, на детали были наклеены метки. При необходимости возможно использование магнитных меток.
Кратко опишем принцип работы сканера. Синий луч, направленный на поверхность детали, преломляется в зависимости от формы поверхности и отражается. Камеры воспринимают отражённый луч, повторяющий форму поверхности. Согласно этому принципу, точки с поверхности реальной детали переводятся в 3D-точки, благодаря специализированной программе.
После завершения сканирования специалист в программе получает облако точек. Далее это облако нужно очистить от шумов и/или других артефактов, которые могли появится при сканировании.
Затем процесс сканирования и фильтрации нужно повторить второй раз для второй половины. Как правило, очистка облака занимает меньшую часть работы. Практически во всех современных программах подразумеваются элементы быстрого редактирования данных.
Получив две половины одной детали, с помощью специальной операции они сшиваются между собой. В качестве ориентиров для соединения выступают наклеенные метки.
В данном проекте помимо выездного сканирования требовалось создать CAD-модель. Такой процесс называется «обратное проектирование», а его особенностью является создание модели не с нуля, а на основе уже имеющейся информации. Для таких задач применяется программы, имеющие инструменты твердотельного и поверхностного моделирования. Обычные САПР не могут подойти во всех случаях, потому что не всегда ядро программы способно обработать такой объём данных. Помимо этого, банально могут отсутствовать необходимые функции для работы. В данном случае использовалось программное обеспечение Geomagic Design X.
Далее, как при моделировании без использования отсканированных данных, создаются эскизы и выполняются операции выдавливания и вращения. На каждом этапе специалист должен сверяться с данными, полученными в результате сканирования. Крайне важно максимально точно повторить элемент, но при этом иметь конструкторское обоснование. Это позволит избежать ошибок и создать деталь, которая будет соответствовать всем требованиям.
Важной составляющей такой работы является коммуникация с заказчиком и строгое следование его требованиям. В этом проекте, помимо создания CAD-модели, было необходимо обозначить обрабатываемые поверхности на модели. Для этого в программе «Компас-3D» обрабатываемые поверхности были выделены салатовым цветом.
Как итог, заказчик получил архив с файлами:
- CAD-модель в универсальном формате *.STP;
- CAD-модель с выделенными обрабатываемыми поверхностями;
- модель в формате *.XRL с информацией о поэтапном создании.