7892

طراحي و ساخت سنسور اسكنر سه‌بعدي ليزري و بررسي راهكارهاي افزايش دقت آن

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1400

دكتر محمد شهبازي

1401/06/08

مكانيك

Three-dimensional laser scanner Design and manufacturing and Examining strategies to increase its accuracy

اسكنرهاي سه‌بعدي از انواع رايج دستگاه‌هاي غيرتماسي هستند كه ابعاد قطعات مكانيكي را با دقت بالا اندازه‌گيري مي‌كنند. از اين رو در مواقعي كه سرعت بالا نياز است و يا تماس فيزيكي امكان‌پذير نيست، استفاده از آن‌ها بسيار سودمند است. اسكنرهاي سه بعدي كاربردهاي گوناگوني در عيب‌يابي و كنترل كيفيت قطعات، مهندسي معكوس، اندازه‌گيري اجسام گوناگون و مواردي از اين قبيل دارند. در اين پژوهش، طراحي و ساخت دستگاه اسكنر سه‌بعدي مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته‌است. ساختار اسكنر، مشابه ساختار اسكنرهاي رويه انتخاب شد. اين نوع اسكنر، بر مبناي روش مثلث‌سازي ليزري كار مي‌كند و شامل يك دوربين و ليزر خطي است. در ابتدا با بهره‌گيري از پردازش تصاوير و با استفاده از روابط هندسي، برنامه‌اي جهت تبديل تصاوير به ابر نقاط نوشته شد. همچنين بر مبناي استاندارد‌هاي موجود براي اسكنرهاي سه‌‌بعدي، فرايند كاليبراسيون تنظيم شد. پيش از ساخت يك اسكنر سه‌بعدي وجود يك شبيه‌ساز مناسب جهت انتخاب ساختار، نوع و جهت‌گيري دوربين و ليزر، تاييد روابط رياضي و روش كاليبراسيون ضروري است. از آنجا كه تاكنون براي اين منظور شبيه‌سازي به صورت عمومي منتشر نشده است، شبيه‌ساز مناسب توسعه يافت. پس از صحت‌سنجي كدهاي توسعه‌يافته و تعيين سخت افزار‌هاي مورد نياز، طراحي دستگاه انجام شد و دستگاه به همراه جسم كاليبراسيون ساخته شد. پس از تكميل ساخت، دستگاه كاليبره شد. در نهايت با انجام آزمايش‌هاي مختلف روي اجسام دقيق، دقت 200 ميكرون حاصل شد.

اسكنر سه‌بعدي، مثلث‌سازي ليزري، كاليبراسيون، شبيه‌سازي