Сочинение на тему Проектирование и разработка компонентов путем обратного инжиниринга
- Опубликовано: 03.09.2020
- Предмет: Наука
- Темы: Архитектура, дизайн, инженерия, Технологии
Техника обратного инжиниринга включает в себя дублирование компонента, подсборки или сборки продукта, для которых отсутствуют достаточные детали для производства и улучшения продукта. В этом исследовании обсуждается процесс обратного инжиниринга для механического компонента. Основная цель этого отчета – представить концепцию метода обратного инжиниринга для разработки 3D-модели САПР и получить измерения путем сканирования реальной модели компонента машины с использованием 3D-сканера. В этом исследовании был выбран механический компонент, который был отсканирован с использованием 3D-сканера i. Электронный сканер Artec для создания облачных данных. Данные облака точек были получены с использованием Artec Studio 12 Professional. Кроме того, данные облака точек использовались для разработки трехмерной модели САПР в Geomagic Design X. Трехмерную модель САПР из Geomagic Design X можно экспортировать в пошаговом формате для использования при изготовлении продукта. Ключевые слова – процесс обратного инжиниринга, 3D сканирование, данные облака точек
Введение
Технология обратного инжиниринга используется для дублирования, улучшения или понимания работы продукта. Это наиболее часто используется в области производства продуктов, программного обеспечения и электронной промышленности.
В обрабатывающей промышленности продукт, подлежащий обратному проектированию, первоначально сканируется с использованием 3D-сканера для создания данных облака точек. Эти данные облака точек могут быть считаны с использованием программ CAD или специализированных программ CAD для считывания данных облака точек, таких как Geomagic Design X. Данные облака точек преобразуются в твердое тело и обычно экспортируются в формате шага из Geomagic Design X для производственных целей. < / р>
Обзор литературы
<Р> V. N. Chougule и соавт. [1] разработали алгоритм преобразования неинвазивной компьютерной томографии в поверхность свободной формы. На рисунке 2 показана схема алгоритма, который использовал технику обработки изображений и был разработан для извлечения данных облака точек из стебля неинвазивных изображений компьютерной томографии. Формат DICOM 3.0 был использован для получения компьютерной томографии. Метод определения края и пороговый метод использовались для оценки облака точек. Поверхности NURB произвольной формы были подогнаны к точкам с последующим методом быстрого смешивания для подгонки поверхности между этими кривыми сетками. [изображение:] Рисунок 2: Методология генерации данных облака точек [1] Zhiliang Xia et al. [2] обсуждалось применение реверс-инжиниринга с использованием компьютерных технологий в дизайне продукции. В нем говорилось об использовании пакетов САПР, таких как Solidworks и Pro / E, для преобразования данных облака точек в файл 3D САПР, который можно в дальнейшем использовать для производства продукта. Антонио Пирателли-Филю и соавт. [3] изготовил поверхности спортивной машины в свободной форме, используя технику обратного инжиниринга.
Использовалась масштабная модель спортивного автомобиля, которая составляла 1/18 от фактической модели. Габаритные размеры масштабной модели были около 300 мм х 150 мм. Измерение модели проводилось с использованием двух разных методов, т.е. Контактный и бесконтактный тип. Измерение типа контакта было выполнено с помощью AACMM (координатно-измерительная машина с рукояткой Arcticulate) и модели 100 с ручкой Romer. Жесткий игольчатый щуп был соединен с концом рукоятки для захвата координат точек на поверхностях детали. G-Pad использовался для работы AACMM, а точки данных сохранялись в виде файла IGS. Лазерный сканер NextEngine 3D DESKTOP HD модель 2020i использовался для измерений бесконтактного типа. Он использует четыре источника лазера по 10 мВт каждый и имеют длину волны 0,6 микрометра. Скорость сканера составляла около 50000 обработанных точек в секунду, а плотность точек составляла около 248 точек / мм2. Поверхности свободной формы были изготовлены с использованием процессов CAD / CAM. Отклонение измеренных точек на поверхности детали сравнивалось с моделью CAD, а отклонение обработанной поверхности CAM с моделью CAD. Было отмечено, что данные облака точек, полученные с помощью AACMM, были более точными по сравнению с лазерным сканером. G. Sreeram Reddy et al. [4] изготовили авиационную часть с использованием метода обратного проектирования и обсудили полный процесс от генерации данных облака точек до реконструкции модели САПР с последующим анализом ошибок.
<Р> S. Бабу и др. Аль [5] использовал изношенный образец лопасти регулируемого лопастного диффузора для своего исследования. Трехмерный координатно-измерительный рычаг Cimcore-3000i использовался для оцифровки изношенного образца. Данные облака точек были импортированы в пакет САПР Pro / Engineer для обработки данных и реконструкции модели САПР детали, которая в дальнейшем использовалась для разработки пресс-форм.
<Р> а. A. Alshennawy и соавт. [6] следовал технологии обратного инжиниринга для производства запасных частей с использованием системы компьютерного зрения. В этом исследовании поврежденная цилиндрическая зубчатая передача использовалась в качестве запасной части. Бесконтактный датчик i. e CCD Цифровая камера с высоким разрешением использовалась для получения более точных результатов, как показано на рисунке 3. Изображения, полученные с помощью камеры, были интегрированы с использованием алгоритма обработки изображений, и были получены размеры компонента. Полученные размеры были перенесены в пакет САПР для создания трехмерной твердотельной модели, которая может быть в дальнейшем преобразована в двухмерные чертежи для использования в производстве. [изображение:] Рисунок 3: Система компьютерного зренияMATERIALИспользуемый объект представляет собой механическую деталь, которая была изготовлена без модели САПР, как показано на рисунке 4. Итак, мы сканировали этот объект с помощью сканера и программного обеспечения Artec Studio 12 Professional. Затем мы использовали Geomagic Design X, чтобы получить для него CAD-модель.
Описание машины
Artec Studio 12 Professional
Программное обеспечение и аппарат, используемый для сканирования, – это программное обеспечение Artec Studio 12 Professional и Artec Scanner. Сканер Artec, показанный на рисунке 5, представляет собой бесконтактный сканер, который фиксирует все детали и кадры объекта и отправляет его в программное обеспечение Artec Studio 12 Professional. Artec Studio – это признанный в отрасли программный пакет для расширенного 3D-сканирования и обработки данных. Он позволяет сканировать бесчисленные объекты с помощью сканеров Artec. Эти сканеры и программное обеспечение artec обладают высокой точностью и созданы на основе мощных технологий, которые очень быстро обрабатывают ваши данные. [изображение:] Рисунок 5: Artec ScannerGeomagic Design XПрограммой, используемой для преобразования данных сканирования в модель CAD, является программное обеспечение Geomagic Design X. Geomagic Design X – это программное обеспечение, используемое для преобразования данных 3D-сканирования в высококачественные модели САПР. Это делает это имеет точную точную подгонку поверхности к органическому трехмерному сканированию, редактированию сетки и обработке облака точек. Кроме того, его легко использовать для создания окончательной модели САПР.
Methology
Как упоминалось выше, цель этого отчета – использовать процесс обратного инжиниринга, чтобы найти и модель CAD для нашей механической детали. В этом разделе мы объясним, что мы сделали, чтобы получить модель CAD. СканированиеМы собираемся сканировать механический объект со сложной геометрией и некоторыми поверхностями. Наш кусок небольшой, что показано на рисунке 4, который мы отсканировали сканером Artec. После сканирования мы использовали программное обеспечение Artec, данные сканирования которого отправляются туда, и редактируем его, исправляем некоторые поверхности и удаляем некоторые ненужные рамки, чтобы сделать отсканированную деталь хорошей и подготовить ее для программного обеспечения Geomagic Design X. После того, как мы закончили, мы сохранили нашу работу как файл stl, чтобы мы могли использовать его для программного обеспечения Geomagic Design X.
После сканирования мы импортируем файл stl в программное обеспечение Geomagic Design X, чтобы нарисовать и спроектировать нашу деталь. Мы начинаем процедуру преобразования 3D-сканера в твердотельную 3D-модель. Идея состоит в том, чтобы нарисовать твердое, используя преимущества сетки. В конце трехмерное тело должно выглядеть как сетка. Другое дело, что реверс-инжиниринг всегда является приближением оригинальной части, другими словами, в конце наша часть будет примерно такой же, как и оригинальная. И тогда мы можем получить нашу модель 3D-CAD от Catia или другого программного обеспечения. [image:] Рисунок 7: Данные облака точек [image:] Рисунок 8: CAD-модель [image:] Рисунок 9: измерение и сравнение с использованием Accuracy Analyzer между Solid и CAD-моделью с исходным сканированием. В конце мы получили наш Модель САПР, и из нее мы можем получить размеры и другие спецификации, которых у нас не было на первых порах. И из модели CAD мы изготавливаем детали столько, сколько хотим.
Заключение
Изученный случай позволил нам выяснить, как реверс-инжиниринг может быть полезен для изготовления уже существующих деталей. В этом отчете мы показали, как работает 3D-сканер и его приложения в области обратного проектирования. Мы показали, как получить данные от объектов с помощью сканера. Кроме того, с помощью другого программного обеспечения мы можем восстановить сетку, ориентировать ее и определить положение сетки.
Цель этого эксперимента – получить представление о полностью настраиваемой программе LabVIEW и понять, как инженеры используют программу в своих интересах, чтобы создать собственную лабораторию, которая
Кибербезопасность или защита информационных технологий – это методы защиты компьютеров, сетей, программ и данных от несанкционированного доступа или атак, направленных на эксплуатацию. Существует четыре типа
Машиностроение – это дисциплина, связанная с применением знаний при решении реальных задач. Изучение методов калибровки считается одной из наиболее важных тем в области проектирования, поскольку