Объемные измерительные системы | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №11 (70) июль-2 2014 г.

Дата публикации: 04.07.2014

Статья просмотрена: 141 раз

Библиографическое описание:

Лысыч М. Н., Шабанов М. Л., Трубчанинов Б. Р. Объемные измерительные системы // Молодой ученый. — 2014. — №11. — С. 73-77. — URL https://moluch.ru/archive/70/11964/ (дата обращения: 22.07.2018).

Изобретателем пространственных измерительных систем принято считать Леонардо да Винчи, на эскизах которого, хранящихся в Лувре, можно видеть раздвижные мачты «мерила», установленные на телеге, в которую запряжена четверка лошадей. Двое рабов вращают ворот механизма наведения, рядом с повозкой стоит счетовод, вычисляющий координаты крайней точки верхней мачты. Разумеется, ни о каком практическом использовании этого устройства в то время не могло быть и речи: более простые средства измерения обеспечивали на порядки большую точность.

Второе рождение объемных измерительных систем произошло в конце 20 века, когда уровень технологий позволил начать производство достаточно точных координатных машин с достаточно низкой себестоимостью.

Можно выделить два основных метода используемых в системах объемного сканирования — контактный и бесконтактный.

На данный момент наиболее широко применяются измерительные системы с бесконтактными лазерными датчиками, заменившими контактные сенсоры, и цифровая фототехника, позволяющая более точно сканировать объекты и получать текстурную модель.

Лазерные трехмерные сканеры работают как с мелкими, так и с очень крупными объектами, что также расширяет область их применения в самых различных отраслях.

Широкое применение объемные измерительные системы нашли прежде всего в инженерии. Вопросы проектирования, контроля и инспектирования объектов — это их основные области деятельности. Они применяются на этапах изготовления объемных макетов, испытания и доводки с последующим выпуском соответствующей документации.

Технологии 3D сканирования также применяются в строительстве, архитектуре, медицине, киноиндустрии, музейном деле, промышленном дизайне и в индустрии развлечений, например, при создании компьютерных игр.

С помощью трехмерного сканирования можно оцифровывать культурное наследие, археологические объекты, предметы искусства. Широкое применение трехмерное сканирование нашло в медицинском протезировании и цифровом архивировании [1].

Рис. 1. Классификация оборудования для 3D сканирования

Ручной 3D сканерZScanner 700 (рисунок 2) позволяет с легкостью сканировать различные предметы, обходя и снимая их со всех сторон. 3D сканер работает как обычная видеокамера, снимая при этом трехмерные поверхности со скоростью до 15 поверхностей в секунду. Поэтому процесс сканирования объектов становится исключительно простым — необходимо обойти и отснять объект с различных ракурсов. В дальнейшем все эти поверхности объединяются в единую модель с помощью специального программного обеспечения [2].

Рис. 2. Ручной 3D сканер ZScanner 700

Оптическая система оцифровки и измерений ATOS II (рисунок 3) позволяет за короткое время с высокой точностью оцифровать объект с поверхностью любой сложности и получить его компьютерную модель. Системы применяется в автомобилестроении, турбостроении, авиастроении и аэрокосмической промышленности (оцифровка наружной поверхности, интерьера и отдельных компонентов), а также в разработках для производства бытовой техники и в медицине [2].

Рис. 3. Оптическая система оцифровки и измерений ATOS II

Мобильная координатно-измерительная машина FARO EDGE (рисунок 4) сочетает высокую мобильность, точность и универсальность при сравнительно невысокой цене и малом весе. Улучшенная конструкция балансира и правильное распределение веса элементов «руки» позволяют оператору работать эффективнее.

Помимо температурных датчиков, которые вносят корректировки в результат измерения, имеются датчики сдвига. Они позволяют правильно установить КИМ для измерений.

Встроенный сенсорный компьютер, с интегрированным интуитивно простым программным обеспечением, позволяет проводить несложные геометрические измерения без использования ноутбука или стационарного компьютера [3].

Рис. 4. Мобильная координатно-измерительная машина FARO EDGE

Компактные координатно-измерительные машины TESA MICRO-HITE (рисунок 5) имеют ряд уникальных особенностей. Занимая среднее положение между ручным инструментом и традиционными КИМ они позволяют обеспечить высокую точность и универсальность значительно сэкономив на сложном роботизированном приводе [4].

Рис. 5. Компактные координатно-измерительные машины TESA MICRO-HITE

КИМ-750 производства ООО «Лапик» (рисунок 6) обладает самой высокой точностью среди аналогов. Она занесена в список НАТО как потенциально опасная технология двойного назначения.

Конструкция КИМ обеспечивает шесть степеней свободы рабочего органа, шесть одновременно и согласовано управляемых осей перемещения. Жесткость конструкции превосходит аналоги в 5 раз. Измерительная система отделена от силовой, что обеспечивает долговременную стабильность характеристик в повышении точности измерений [5].

Рис. 6. КИМ-750 производства ООО «Лапик»

На рисунке 7 представлен сравнительный анализ точности различных систем сканирования и универсального цифрового измерительного инструмента.

Рис.7. Сравнительный анализ точности различных систем сканирования и универсального цифрового измерительного инструмента

Системы объемного сканирования могут решать измерительные задачи любой сложности в машиностроении, архитектуре, медицине и множестве других областей.

Уникальные возможности обеспечивают измерение объектов очень больших размеров и сложной формы, позволяют создавать математические модели объектов, с возможностью их хранения, анализа и измерения.

Литература:

1.      3D-сканирование в интересах 3D-моделирования [Электронный ресурс] / URL: http://www.comprice.ru/articles/detail.php?ID=40134 — Загл. с экрана. (дата обращения: 17.06.2014)

2.      Обзор производителей оптических измерительных систем и их продукции: часть I [Электронный ресурс] / URL: http://mastermodel.ru/articles/obzor-proizvoditeley-opticheskih-izmeritelnyh-sistem-i-ih-produkcii-chast-i — Загл. с экрана. (дата обращения: 17.06.2014)

3.      Мобильные координатно-измерительные машины серии FARO Edge Arm [Электронный ресурс] / URL: http://www.tesis.com.ru/equip/kimfaro/edge.php — Загл. с экрана. (дата обращения: 17.06.2014)

4.      TESA MICRO-HITE 3D [Электронный ресурс] / URL: http://www.soyuzcom.ru/index.php?page=catalog&tid=100035 — Загл. с экрана. (дата обращения: 17.06.2014)

5.      КИМ 750 ООО «Лапик» [Электронный ресурс] / URL: http://www.lapic.ru/prod/models/?m1=2 — Загл. с экрана. (дата обращения: 17.06.2014)

Основные термины (генерируются автоматически): ATOS, EDGE, FARO, MICRO-HITE, TESA, оптическая система, объемное сканирование, мобильная координатно-измерительная машина, высокая точность, трехмерное сканирование.


Похожие статьи

Современные системы 3D сканирования | Статья в журнале...

ATOS, FARO, EDGE, MICRO-HITE, TESA, высокая точность, мобильная координатно-измерительная машина, объемное сканирование, оптическая система, трехмерное сканирование.

Методика измерения параметров на... | Молодой ученый

Ключевые слова: изделие, измерение, координатно-измерительная машина, подготовка

В координатной системе сканирующей головки каждое возможное положение точки на

Для этого нужно настроить сканирование по сечению таким образом, чтобы ось X являлась осью...

Современное геодезическое обеспечение внедрения трехмерного...

Высокая производительность и оперативность процесса лазерного сканирования с возможностью оперативного контроля полевых измерений позволяет решать

Экономическая эффективность применения трёхмерного сканирования в архитектуре и строительстве.

Обработка данных наземного лазерного сканирования для...

...культурное наследие, лазерное сканирование, чертеж, наземное лазерное сканирование, камеральная обработка, высокая точность измерений, обмерный чертеж, мобильное лазерное сканирование, единый скан, единая система координат.

Эффективные станки для обработки композитных материалов от...

Обработка объемных изделий сразу по нескольким осям. Для многоосевой обработки изделий необходимо оборудование, которое обеспечит высокую точность.

Предлагаемые мобильные 5, 6, 7-координатные станки МЕТРОМ (рис. 6) являются уникальным решением...

Способ контроля плоских шаблонов при помощи 3D-сканирования

Контрольно-измерительная машина не дает точных параметров шаблона. Точность шаблонов должна соответствовать 0.2 мм.

В режиме сканирования система ЧПУ станка построчно (змейкой) перемещает датчик над прототипом изделия.

Значение лазерного сканирования для контроля окружающей...

К основным преимуществам технологии лазерного сканирования, без сомнения, можно отнести высокую скорость и точность съемки, практически недостижимую

приемная оптическая система; спектроанализирующее и регистрирующее устройство (ФЭУ, лавинный фотодиод)

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Современные системы 3D сканирования | Статья в журнале...

ATOS, FARO, EDGE, MICRO-HITE, TESA, высокая точность, мобильная координатно-измерительная машина, объемное сканирование, оптическая система, трехмерное сканирование.

Методика измерения параметров на... | Молодой ученый

Ключевые слова: изделие, измерение, координатно-измерительная машина, подготовка

В координатной системе сканирующей головки каждое возможное положение точки на

Для этого нужно настроить сканирование по сечению таким образом, чтобы ось X являлась осью...

Современное геодезическое обеспечение внедрения трехмерного...

Высокая производительность и оперативность процесса лазерного сканирования с возможностью оперативного контроля полевых измерений позволяет решать

Экономическая эффективность применения трёхмерного сканирования в архитектуре и строительстве.

Обработка данных наземного лазерного сканирования для...

...культурное наследие, лазерное сканирование, чертеж, наземное лазерное сканирование, камеральная обработка, высокая точность измерений, обмерный чертеж, мобильное лазерное сканирование, единый скан, единая система координат.

Эффективные станки для обработки композитных материалов от...

Обработка объемных изделий сразу по нескольким осям. Для многоосевой обработки изделий необходимо оборудование, которое обеспечит высокую точность.

Предлагаемые мобильные 5, 6, 7-координатные станки МЕТРОМ (рис. 6) являются уникальным решением...

Способ контроля плоских шаблонов при помощи 3D-сканирования

Контрольно-измерительная машина не дает точных параметров шаблона. Точность шаблонов должна соответствовать 0.2 мм.

В режиме сканирования система ЧПУ станка построчно (змейкой) перемещает датчик над прототипом изделия.

Значение лазерного сканирования для контроля окружающей...

К основным преимуществам технологии лазерного сканирования, без сомнения, можно отнести высокую скорость и точность съемки, практически недостижимую

приемная оптическая система; спектроанализирующее и регистрирующее устройство (ФЭУ, лавинный фотодиод)

Задать вопрос