Снятие размеров оборудования, деталей, узлов и механизмов
Оцифровка изношенных, повреждённых или не имеющих документации деталей методом структурированного света и лазерной триангуляции. Построение твердотельных параметрических моделей, выпуск КД по ЕСКД и разработка технологии изготовления на металлообрабатывающем оборудовании с ЧПУ.
Для консультации и оценки задачи: info@tcbazis.ru
Характерные проблемы, вызванные отсутствием точной 3D-модели детали
- Полное отсутствие конструкторской документации.
- Геометрическая деградация эксплуатируемой детали.
- Сложные криволинейные поверхности.
- Несоответствие изготовленной детали чертежу.
- Невозможность спроектировать сопрягаемую оснастку.
- Длительный простой оборудования из-за отсутствия запчасти.
Технические результаты после выполнения реверс-инжиниринга
Среднее отклонение полигональной сетки от облака точек не превышает 0,015 мм для деталей размером до 500 мм (при сканировании с разрешением 0,03 мм, оборудование класса GOM ATOS Compact Scan 5M); для крупногабаритных объектов до 2 м — погрешность в пределах ±0,05 мм.
После обработки на 5-осевом обрабатывающем центре по программе, созданной на основе реверс-модели, отклонение контролируемых поверхностей от эталонной оцифрованной детали составляет не более ±0,03 мм (подтверждено протоколом КИМ).
Построение параметрической модели с историей дерева конструктива (SolidWorks, NX, КОМПАС-3D) занимает 1–3 рабочих дня вместо недель ручного обмера и эскизирования; выпуск полного комплекта КД по ЕСКД выполняется в 2–4 раза быстрее.
Созданная твердотельная модель используется напрямую в CAM-системе (Mastercam, NX CAM, PowerMILL) для генерации управляющей программы; исключается этап переноса размеров чертежа в CAD, снижая риск ошибки.
Сравнение оцифрованной изношенной детали с реконструированной номинальной моделью выявляет зоны максимального износа и позволяет обоснованно назначить ремонтные размеры (например, шлифовка шейки вала в следующий ремонтный размер по ГОСТ 18523-79).
Объём работ: от физической детали до управляющей программы и чертежа
1. Подготовка и выбор метода сканированияОчистка детали от загрязнений, масла, стружки; при необходимости — нанесение матирующего покрытия (суспензия диоксида титана или мелкодисперсный мел) на блестящие и прозрачные поверхности для устранения бликов.
Анализ геометрии и назначение метода: структурированный белый свет (GOM ATOS) для деталей до 1 м с точностью до 0,005 мм; лазерный трекер (Leica AT960) в сочетании с ручным сканером (Leica T-Scan 5) для крупных узлов и сборок с точностью до 0,03 мм на длине 2 м; фотограмметрия для контроля больших плоскостей.
Наклейка отражающих марок и создание базовой системы координат для автоматической сшивки сканов.
2. 3D-сканирование и получение облака точекСканирование с заданным разрешением (от 0,02 до 0,1 мм в зависимости от требований), зоны с резьбами, канавками и мелкими элементами — с повышенной плотностью точек.
Контроль точности сшивки отдельных сканов: отклонение по опорным маркам не более 0,005 мм, общая погрешность модели — по спецификации оборудования.
Получение структурированного облака точек в форматах .asc, .stl, .txt; полигональной сетки — .stl с количеством треугольников, обеспечивающим отклонение хорды не более 0,005 мм.
3. Обработка облака точек и построение полигональной моделиИмпорт в специализированное ПО (Geomagic Design X, Siemens NX с модулем Convergent Modeling, DezignWorks): удаление шумов, выпавших точек, заполнение небольших пробелов (до 2 мм) на основе кривизны окружающей поверхности.
Сглаживание полигональной сетки с сохранением острых кромок (угол детекции 30°), создание замкнутой водонепроницаемой модели для прямого использования в CAM при необходимости.
Создание сетки с оптимальной плотностью для экспорта в CAD-системы — не более 500 000 треугольников для средних деталей, чтобы не перегружать систему.
4. Построение твердотельной параметрической CAD-моделиПеренос полигональной модели в CAD-среду (SolidWorks, Siemens NX, КОМПАС-3D) в виде опорной геометрии.
Восстановление конструктивных элементов: определение осей вращения, плоскостей симметрии, сечений для построения эскизов. Реконструкция цилиндрических, резьбовых отверстий, канавок, зубьев с учётом стандартных значений (диаметр под резьбу М8 — отверстие Ø6,7 мм и т.д.).
Параметризация модели с деревом построения, позволяющая редактировать размеры. Для изношенных деталей — восстановление номинального контура путём экстраполяции неизношенных участков.
Контроль отклонения построенной CAD-модели от исходного облака точек: цветовая карта отклонений, максимальное локальное отклонение не должно превышать 0,05 мм без учёта зон, не подлежащих восстановлению (износ).
5. Выпуск документации и передача модели для изготовленияОформление конструкторской документации по ЕСКД: чертежи детали с необходимыми видами, разрезами, допусками формы и расположения (назначаются по ГОСТ 24643-81 на основе функционального анализа); при отсутствии данных — допуски по 7-му квалитету точности и шероховатость Ra 1,6 для базовых поверхностей.
Экспорт 3D-моделей в согласованных форматах: STEP AP242 (с текстурами и аннотациями), IGES, Parasolid (x_t), Native для SolidWorks, NX, КОМПАС-3D, а также STL для 3D-печати или CAM.
При необходимости — разработка управляющей программы под конкретный станок с ЧПУ (токарный, 5-осевой фрезерный) на основе созданной модели; постпроцессор согласовывается со стойкой заказчика (Siemens, Fanuc, Heidenhain).
Передача полного пакета: облако точек, полигональная сетка, CAD-модель, чертежи, протокол сравнения с облаком точек, УП (опционально).
Часто задаваемые вопросы
Какая точность достижима при сканировании глубоких внутренних полостей и глухих отверстий малого диаметра?
Стандартные оптические сканеры имеют ограничения по соотношению глубины к диаметру: при диаметре менее 10 мм и глубине более 20 мм освещённость становится недостаточной. В таких случаях применяем эндоскопические насадки или дополняем сканирование методом слепков (заливка силиконом с последующей оцифровкой оттиска). Для точной резьбы и внутренних канавок используем компьютерную томографию (промышленный КТ) с разрешением до 0,005 мм, что позволяет полностью восстановить внутреннюю структуру.
Как проверяется соответствие CAD-модели исходной детали?
После построения модель накладывается на облако точек в ПО контроля (GOM Inspect, PolyWorks). Строится цветовая карта отклонений, автоматически вычисляются среднее, максимальное и среднеквадратичное отклонения. Для ответственных поверхностей (посадочные, стыковочные) отклонение не должно превышать 0,03 мм. Протокол сравнения входит в комплект документации и служит паспортом точности модели.
Можно ли на основе реверс-модели сразу получить управляющую программу для станка с ЧПУ?
Да, твердотельная модель в формате STEP или Parasolid напрямую загружается в CAM-систему. При построении модели мы учитываем требования к базированию: явно задаём технологические базы, плоскости и отверстия для зажима. При необходимости корректируем модель с учётом припусков под чистовую обработку и термообработку. Постпроцессор подбирается под конкретную стойку ЧПУ заказчика (Siemens 840D, Fanuc Series 31i, Heidenhain TNC). Тестовая УП верифицируется в симуляторе резания (VERICUT, NX ISV) перед передачей.
Как обеспечивается конфиденциальность при оцифровке деталей — наша разработка может попасть к конкурентам?
Заключаем соглашение о неразглашении (NDA) до передачи образца. Сканирование и обработка данных производятся на изолированных рабочих станциях без подключения к интернету. После завершения проекта все данные (облака точек, модели, чертежи) передаются исключительно заказчику на защищённом носителе или по зашифрованному каналу. На нашем сервере копии не хранятся, что подтверждается актом об уничтожении данных. При необходимости возможна работа на территории заказчика с выездной измерительной лабораторией.