Використання методів реверсивного інжинірингу в процесі відновлення деталей машин

Автор(и)

  • Євген Міщук Київський національний університет будівництва та архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-7850-0975
  • Андрій Сороченко Відокремлений структурний підрозділ "Київський фаховий коледж комп'ютерних технологій та економіки Національного авіаційного університету", Ukraine
  • Євген Березовський Відокремлений структурний підрозділ "Фаховий коледж інженерії, управління та землевпорядкування Національного авіаційного університету", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.101.0501

Ключові слова:

реверс-інжиніринг, фотограмметрія, сканер, лазер, ремонт деталей, машинобудування

Анотація

В роботі розглянуто особливості створення цифрових копій об’єктів з використанням технології реверс-інжинірингу. Основним процесом, який використовується при реверс-інжинірингу є обробка цифрових копій об’єктів, яка має назву фотограмметрія. Процес реверс-інжинірингу складається з наступних етапів. Спочатку виконується 3D сканування виробу та обробка даних сканування. Отримані цифрові данні (полігональна сітка) перетворюють в CAD-файл, за допомогою якого можна змінити форму і топологію моделі у відповідності до проекту. На основі цього був виконаний аналіз двох основних технологій на яких побудована фотограмметрія: 1) метод лазерної триангуляції (використовуються лазерні сканери), 2) метод структурованого світла (використовуються оптичні сканери). Наведено основні недоліки використання лазерної тріангуляції при скануванні деталей машин та методи зменшення їх негативного впливу на кінцевий результат. Детально розглянутий процес визначення положення точки при скануванні деталей методом лазерної тріангуляції. Наведені рівняння для нормалізації положення точки та рівняння, які прибирають викривлення точки внаслідок аберації лінзи камери. Представлено рівняння для визначення ширини лазерного променю на основі якого визначається його основні геометричні характеристики. Побудована загальна схему впливу основних факторів на якість процесу сканування деталей методом лазерної тріангуляції. Одним із різновидів сканування об’єктів за допомогою структурованого світла є техніка діапазонної візуалізації (SfM). Техніка SfM являє собою процес оцінювання тривимірної структури із послідовності двовимірних зображень, що можуть сполучатися із місцевими сигналами руху. Для знаходження  координат x,y,z кожного пікселя використовується положення камери в просторі. Проведено огляд основного програмного забезпечення для створення та редагування структурованої полігональної сітки на основі даних сканування. В якості дослідження процесу технології реверс-інжинірингу було відскановано методом SfM шатун автомобільного двигуна та створена його цифрова модель.

Посилання

Viacheslav Loveykin, Dmytro Mishchuk, Yevhen Mishchuk. (2022). Optimization of manipulator's motion mode on elastic base according to the criteria of the minimum central square value of drive torque. Strength of Materials and Theory of Structures, V.109, 403-415. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.109.403-415

Abrashkevich Y., Prystaylo M., & Polishchuk A. (2022). Mathematical model of heat distribution in an abrasive wheel. Gіrnichі, budіvelnі, Dorozhnі Ta melіorativnі Mashini, (100), 5–11. https://doi.org/10.32347/gbdmm. 2022.100.0101 .

Maria Voloshina. All about creating 3D models from photos (2016). https://klona.ua/blog/3d-modelirovanie/vse-o-sozdanii-3d-modeley-po-fotografiyam.

. Häming Klaus, Peters, Gabriele. (2010). The structure-from-motion reconstruction pipeline – a survey with focus on short image sequences. (English). Kybernetika, vol. 46, issue 5, pp. 926-937. https://dml.cz/handle/10338.dmlcz/141400

Curless B. L. (1997). New methods for surface reconstruction from range images. Ph.D. thesis, Department of Electrical Engineering of Stanford University

Baribeau R, Rioux M. (1991). Influence of speckle on laser range finders. Appl Opt 30 (20):2873–2878. https://doi.org/10.1364/AO.30.002873

Dorsch R. G., Häuser G., Hermann J. M. (1994). Laser triangulation: fundamental uncertainty in distance measurement. Appl Opt 33(7):1306–1314. https://doi.org/10.1364/AO.33.001306

Wallace A. M, Liang B., Trucco E., Clark J. (1999) Improving depth image acquisition using polarized light. Int J Comput Vis 32(2):87–109. https://doi.org/10.1023/A:1008154415349

Wood K. L., Jensen D., Bezdek J., & Otto K. N. (2001). Reverse Engineering and Redesign: Courses to Incrementally and Systematically Teach Design. Journal of Engineering Education, 90. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.2001.tb00615.x

Nikola Vukašinović, Jože Duhovnik. (2019). Advanced CAD Modeling: Explicit, Parametric, Free-Form CAD and Re-engineering. Springer Tracts in Mechanical Engineering, p.253. https://doi.org/10.1007/978-3-030-02399-7

Vezzetti E. (2009). Computer aided inspection: design of customer-oriented benchmark for noncontact 3D scanner evaluation. Int J Adv Manufact Technol 43:1157–1166. https://doi.org/10.1007/s00170-008-1562-x .

Gestel N. V., Cuypers S., Bleys P., Kruth J. P. (2008). A performance evaluation test for laser line scanners on CMMs. Opt Lasers Eng 47:336–342. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2008.06.001.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-10

Як цитувати

Міщук, Є. ., Сороченко, А. ., & Березовський, Є. (2023). Використання методів реверсивного інжинірингу в процесі відновлення деталей машин. Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини, (101), 53–59. https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.101.0501

Номер

Розділ

Автоматизація і інформаційні технології