Використання методів реверсивного інжинірингу в процесі відновлення деталей машин
DOI:
https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.101.0501Ключові слова:
реверс-інжиніринг, фотограмметрія, сканер, лазер, ремонт деталей, машинобудуванняАнотація
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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Yevhen Mishchuk, Andriy Sorochenko, Yevhen Berezovsky
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Право авторства належить авторам статей. Невиключні права на першу публікацію матеріалів статті автори передають редакції журналу «Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини» на умовах угоди з авторами згідно ліцензії Creative Commons CC BY 4.0. При цьому авторри мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Запозичення матеріалів повністю або частково можливе з посиланням на вихідні дані журналу з обов'язковою вказівкою правовласника та імен авторів статей. При створенні на основі опублікованих у журналі статей нових матеріалів, цитуванні або перекладі фрагментів статей з метою їхнього цитування необхідно посилатися на першоджерела з дотриманням правил цитування.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- автори зберігають за собою авторські права на роботу та передають журналу право першої публікації разом із роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати цю роботу з обов'язковим зазначенням авторства цієї роботи та посиланням на оригінальну публікацію у цьому журналі.
- автори зберігають за собою право укладати окремі додаткові контрактні угоди на неексклюзивне розповсюдження версії роботи, опублікованої в цьому журналі (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
- авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховищі або на їхньому персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даним журналом, оскільки це може призвести до продуктивного обговорення, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивися The Effect of Open Access).
Дозвіл на повторне використання визначається наступною користувальницькою ліцензією:
- Creative Commons Attribution (CC BY 4.0): дає можливість іншим поширювати і копіювати статтю, створювати уривки, реферати та інші виправлені версії, адаптації або похідні роботи зі статті (наприклад, переклад) для включення в колективну роботу (наприклад, монографію), для пошуку тексту або даних в статті, навіть в комерційних цілях, за умови, що вони вказують автора (ів), не змінюють статтю в такий спосіб, щоб завдати шкоди честі або репутації автора.
