12232

كاربرد فناوري اسكن ليزر در مترولوژي و مهندسي معكوس قطعات

1400

جناب آقاي دكتر عابديني

جناب آقاي دكتر عابديني

اسكنر ليزري سه بعدي، يك نوع فناوري ديجيتالي سه بعدي است كه با استفاده از نور ليزر و برخي عمليات رياضي، مدل هاي سه بعدي دقيقي را ايجاد مي كند. بسته به نوع اسكنر سه بعدي، نقطه ليزر يا خط ليزر به سمت قطعه مورد نظر انداخته مي شود، سپس نرم افزاري خاص و تخصصي از مثلث بندي يا زمان پرواز براي محاسبه داده هايي كه ليزر در تماس با جسم به دست آورده است، استفاده ميكند. اين داده ها به صورت ابر نقاط هستند. اين نقاط به عنوان مختصات دكارتي به صورت Z,Y,X ارائه ميشوند. معموال هزاران يا صد ها هزار نقطه از داده ها و در جهات مختلف تا زماني كه اسكن به صورت كامل انجام شود، ثبت ميشود. پس از اتمام كار، اين نقاط كه ابرنقاط ناميده ميشوند، كه شامل اطالعاتي هستند كه در اختيار مهندسان قرار مي گيرد و مهندسان از آن ها مش و يا اصطالحا پرونده ي CAD تهيه مي كنند. اسكن ليزري سه بعدي در نيمه آخر قرن بيستم در تالش براي بازسازي دقيق سطوح اشياء و مكانهاي مختلف توسعه يافت. اين فناوري به ويژه در زمينه هاي تحقيق و طراحي مفيد است. اولين فناوري اسكن سه بعدي در دهه 1960 ايجاد شد. اسكنر هاي اوليه از نور ها، دوربين ها و پروژكتور ها براي انجام اين كار استفاده ميكردند. با توجه به محدوديت هاي تجهيزات، اسكن دقيق اشيا اغلب زمان و تالش زيادي مي برد. پس از سال 1985 آن ها با اسكنر هايي جايگزين شدند كه مي توانستند از نور سفيد، ليزر و سايه براي گرفتن يك سطح معين استفاده كنند. بسياري از فن آوريهاي مختلف را ميتوان براي ساخت دستگاههاي اسكن سه بعدي استفاده كرد. هر فناوري محدوديت ها، مزايا و هزينههاي خاص خود را دارد. بسياري از محدوديت ها در نوع اشيايي كه مي توانند ديجيتالي شوند هنوز وجود دارد: براي مثال، فناوريهاي نوري با مشكالت زيادي در مورد اجسام براق، آينه دار يا شفاف مواجه مي شوند. انواع مختلفي از اسكنرهاي ليزري سه بعدي وجود دارد كه قيمت آن ها از چند هزار تا صد ها هزار متغير است. دادههاي سه بعدي جمع آوري شده براي كاربردهاي مختلف مفيد است. مقصود اصلي يك اسكنر سه بعدي، استخراج ابعاد براي توليد يك فايل CAD و استفاده از آن براي مهندسي معكوس و نمونه سازي سريع براي آناليز و مستندسازي ابعاد جسم است از كاربرد هاي رايج اين فناوري ميتوان به طراحي صنعتي، ارتز و پروتز، مهندسي معكوس و نمونه سازي، كنترل كيفيت، بازرسي و مستندسازي آثار فرهنگي اشاره كرد. مهندسي معكوس هم اكنون يكي از روش هاي متداول در صنعت است كه طي آن محصولي كه قبال توليد شده پس از بررسي هاي فني و تغييرات الزم، طراحي گرديده و قطعه با مد نظر قرار دادن اين تغييرات، دوباره سازي ميشود. در اين راستا، توانايي فني مهندسين در كنار استفاده از ابزار آالت پيشرفته مي تواند بر كيفيت و سرعت عمليات مهندسي معكوس تأثير بسزايي بگذارد. دستگاه پيشرفته اسكن سه بعدي ليزري يكي از سخت افزار هاي بسيار قدرتمند و جديد در اين زمينه است كه به وسيله آن مي توان ساخت قطعه جديد را بسيار سريعتر، كم هزينه تر و دقيق تر انجام داد. با استفاده از اسكنر سه بعدي ليزري ميتوان از انواع قالب ها، ماكت ها يا يك قطعه در ابعاد مختلف و با كاربردهاي متفاوت، طرح سه بعدي تهيه كرد و در صورت لزوم با استفاده از نرم افزار هاي مربوطه، تغييرات الزم را بر روي فايل اسكن ايجاد كرده و در نهايت، از فايل اسكن سه بعدي جهت كار با ماشين آالت صنعتي نظير دستگاه CNC پرينتر سه بعدي با ليزر بهره برد. دستگاه اسكنر سه بعدي ليزري با برداشت اطالعات از قطعات موجود، يك فايل كامال دقيق و سه بعدي از قطعه در اختيار مهندسين يا طراحان قرار ميدهد. در اين مقاله مروري، حوزه هاي مهم در رابطه با حوزه هاي مختلف اسكنرهاي ليزري سه بعدي پوشش داده مي شود.

9/21/2022 12:00:00 AM

79412

1402/05/04

Application of laser scanning technology in metrology and reverse engineering of parts

اسكنر ليزري , مثلث بندي , ابر نقاط , مهندسي معكوس

Laser scanner , triangulation , Cloud of Points , Reverse Engineering