Témata
Reklama

Laserové skenování - přenesení reality do CAD systému

16. 11. 2016

Málokdo si už dnes vzpomene na rýsovací prkno – CAD systémy jsou nedílnou součástí konstrukční a projekční práce, prodělaly ohromný vývoj a staly se silným nástrojem. Ačkoliv výstupem je dokonalý výkres, využití je stále limitováno kvalitou a přesností vstupních dat. Těžko budete projektovat technologické úseky do nepřesného výkresu, který neobsahuje všechny detaily skutečného stavu. A právě v tomto odvětví v posledních letech nastala doslova revoluce.

V poslední dekádě se rozšířilo získávání 3D dat pomocí laserového skeneru, který umožňuje vytvořit virtuální model reálného objektu s minimální ztrátou informace o jeho rozměrech, tvaru a poloze. Díky tomu, že jde o bezkontaktní metodu zaměření, je takovéto měření bezpečné a nevyžaduje například odstávku provozu. V podstatě stačí, když skener „vidí“ konkrétní objekt ze vzdálenosti několika metrů.

Reklama
Reklama
Reklama

Sběr 3D dat přímo v terénu

Laserové skenování a následné zpracování naměřených dat vyžaduje nákladné přístrojové a programové vybavení, které však umožňuje velmi rychle, přesně a levně získat a vyhodnotit velké množství informací. 3D skener využívá k měření délek pulzní laserovou technologii a na základě měřených úhlů a vzdáleností určuje přímo souřadnice bodů v trojrozměrném prostoru. Nastavení kroku otáčení ve vertikálním a horizontálním směru určuje hustotu bodů, které popisují povrch skenovaných předmětů. Primárním výstupem laserového skenování je takzvané mračno bodů, což je velký soubor bodů (až stovek milionů) definovaných prostorovými souřadnicemi. Kromě souřadnic může být každý bod doplněn o informace o barvě, reflektivitě povrchu nebo normálami. Mračno bodů nese velice přesnou informaci o tvaru a rozměrech zaměřených předmětů.

Skenování technologie laserovým skenerem Faro

Skenování ve strojním průmyslu

Speciálním případem prostorové dokumentace menších předmětů je 3D laserové skenování součástek a strojírenských dílů. Největší uplatnění nachází především v dílčích disciplínách strojního průmyslu, jako jsou reverzní inženýrství a výstupní kontrola kvality. Pokud je potřeba reprodukovat objekt na základě již fyzicky existujícího kusu, tvar tohoto dílu se pomocí laserového skenování a softwaru převede na 3D model, který je možné buď analyzovat a reprodukovat v nezměněné podobě, nebo upravovat a přizpůsobovat novým požadavkům.

Další uplatnění 3D skenování je při výstupní kontrole kvality. Fyzický výrobek se pomocí laseru naskenuje a 3D model vytvořený na základě získaných dat se porovnává s bezchybnou projektovanou předlohou. Rozdíly mezi 3D modely jsou vyjádřeny numericky či graficky a přímo popisují kvalitu a přesnost provedení výrobku.

Modelování strojních součástek vyžaduje vysokou přesnost, a proto se měření provádí pomocí spolehlivého a přesného triangulačního (základnového) laserového skeneru. Směrodatná odchylka výsledného modelu se standardně pohybuje okolo 50 µm, tedy 0,05 mm.

Naskenovaný 3D model kotle

Zkušenosti s 3D skenováním

O zkušenostech z tohoto odvětví se s vámi podělí Ing. Bohumil Michalík, jednatel společnosti G4D, s. r. o., jejímž mottem je slogan „blíže k realitě“.

Dá se tedy říci, že zachycení reality je to, co je vaší hlavní pracovní náplní?

B. Michalík: Přesně tak, hledáme cesty, jak matematicky zachytit realitu, a to většinou tam, kde nestačí běžné měřičské postupy – například ve složitých výrobních celcích, jako jsou továrny, elektrárny, rafinerie, ale i v oblasti památkových staveb, kde dokumentujeme například členité reliéfy fasád, soch a jiných stavebních prvků, na které nestačí běžný metr.

To znamená, že projektování ve 3D je u nás běžně rozšířené?

B. Michalík: Bohužel ne v takové míře, jak bychom si představovali. Často z 3D mračen tvoříme pro projektanty 2D výkresy pomocí řezů v určitých hladinách. Ale situace se v tuzemsku pomalu lepší, v zahraničí je už běžně rozšířen BIM model budovy.

Co to je?

B. Michalík: Informační model budovy je v podstatě digitální model, který reprezentuje fyzický a funkční objekt s jeho charakteristikami. Slouží jako otevřená databáze informací o objektu pro jeho zrealizování a provoz po dobu jeho užívání.

Takže jde model budovy složený z komponent, tak jak opravdu stojí?

B. Michalík: Ano, slouží k efektivní správě objektu. Z pohodlí kanceláře vidíte přesně, z čeho se objekt skládá, a znáte přesné parametry prvků, ať už se jedná o trubku, okno, nebo jiný technologický prvek.

Laserový 3D skener Faro

Zpátky ke 3D skenování. Co všechno lze skenovat?

B. Michalík: Skenovat se dají objekty od velikosti mince přes osobní automobil až po celý komplex továrny. Samozřejmě na skenování součástek se používá jiný přístroj než na velké objekty.

Jaké skenování bylo pro vás nejvíce zajímavé?

B. Michalík: Často stačí, když si nás zadavatel objedná do zahraničí, například Pákistánu, kde se musíme pohybovat v rámci bezpečnostních rizik. Jinak jsme si teď velmi užili skenování podzemních štol zlatého dolu v Jeseníkách. V neposlední řadě zajímavým zážitkem bývá skenování na výrobní lince automobilky, kde se musíme trefit do výrobního cyklu.

G4D

Jan Vacek

jan.vacek@g4d.cz

www.g4d.cz

Reklama
Vydání #11
Kód článku: 161152
Datum: 16. 11. 2016
Rubrika: Monotematická příloha / Software pro strojaře
Autor:
Firmy
Související články
Konvergentní modelování a další novinky v NX

Nejnovější verze softwaru NX 11 společnosti Siemens přináší prostřednictvím konvergentního modelování průlomovou technologii při vývoji digitálních produktů. Konvergentní modelování je první technologií svého druhu, která uživatelům pomůže optimalizovat návrh součástí pro 3D tisk, zrychlí celkový proces návrhu a učiní reverzní inženýrství běžnou a efektivní součástí návrhu produktu. Software NX 11 rovněž obsahuje řadu vylepšení v rámci integrovaného řešení CAD/CAM/CAE, jako například další generaci 3D CAE řešení (Simcenter 3D) nebo produktivní řešení CAM s nástroji, které zahrnují i robotické a hybridní obrábění včetně aditivní technologie.

TDS-Technik pro SolidWorks

Se strojírenskou nadstavbou TDS-Technik se mohou setkat uživatelé 3D systémů SolidWorks, Solid Edge nebo NX a také uživatelé 2D CAD systémů AutoCAD, BricsCAD, ZWCAD a dalších. V tomto článku představíme nadstavbu TDS-Technik v provedení pro SolidWorks.

Ocenění spotřeby firemní elektřiny

Průmyslové firmy si mohou nově na internetu prostřednictvím ocenění svého spotřebního diagramu elektřiny pomocí matematických modelů a burzovních cen jednoduše zjistit, zda nakupují elektřinu za férové ceny.

Související články
Metrologie v automatické výrobě

Názory na aktivity SMLC – Smart Manufacturing Leadership Coalition – a hlavně německou výzvu Industrie 4.0 jsou různé. Nikdo asi dnes nedokáže spolehlivě předpovědět, zda výrobní technologie jsou skutečně na počátku nové etapy, nebo je to spíše marketingový produkt. Jedno je ovšem vidět na první pohled: Technické prostředky používané ve výrobě se velmi rychle mění, a to hlavně v oblasti elektronických řídicích systémů, jejich programového vybavení a vzájemné provázanosti. Téměř žádný výrobní stroj nebo přístroj se už neobejde bez elektronické jednotky schopné kromě vlastního řízení neustále komunikovat s okolím.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Mastercam a Robotmaster pro programování robotů

Vysoká míra konkurenčního prostředí v průmyslu si žádá flexibilní a efektivní řešení v průběhu celého procesu výroby. V rámci softwarové části celého procesu mohou poskytnout vynikající služby CAD/CAM systémy Mastercam a Robotmaster.

Monitoring výroby a vyhodnocování efektivity CNC strojů

V dnešní době, která klade velké nároky na rychlost dodávek, kvalitu provedení a co nejnižší cenu, je nezanedbatelnou konkurenční výhodou monitoring výroby.

NCSIMUL - software nejen pro simulaci

NCSIMUL je modulární systém, jehož jádrem je NCSIMUL Machine – základní simulační modul CNC strojů.

TDS-Technik pro AutoCAD LT

I v dnešní době, kdy je nabídka 2D a 3D CAD systémů na trhu velmi pestrá, si stále vysokou popularitu udržuje software AutoCAD LT od společnosti Autodesk. Uživatelé zde mají k dispozici řadu funkcí pro vytváření a úpravu DWG výkresů, ale pokud si práci chtějí výrazně urychlit a usnadnit, mají možnost použít další výkonný nástroj: strojírenskou nadstavbu TDS-Technik.

SpaceClaim dokáže překlenout svět CAD systémů

Jako vývojový partner pro automobilový průmysl v oblasti strojírenství musí být poradenská firma Otte schopna používat snadno a efektivně data z Catie a Pro/Engineeru. Přímý 3D modelář SpaceClaim splňuje všechny tyto požadavky pro zpracování modelů, a navíc je i cenným nástrojem pro úpravu velmi poškozených modelů nebo takových, které v jiném CAD systému ani nelze otevřít. Kromě toho je velmi intuitivní bez nutnosti absolvování rozsáhlých školení.

Virtuálně zprovozněný Merkur

Prostředí virtuální reality je dnes v technické praxi zcela běžně používaný nástroj – pro design a konstrukci, tvorbu obráběcích programů či pro virtuální pevnostní simulace, simulace přenosu tepla, proudění kapalin apod.

Zobrazování a vyhodnocování 3D CAD souborů

Potřebujete pracovat s 3D modely, odměřovat, sdílet data v týmu a přitom je pro vás klasický CAD zbytečně drahý?

TDS-Technik pro DraftSight

V dnešní době mají uživatelé na výběr mnoho CAD systémů, které umožňují vytvářet výkresy ve formátu DWG. Jedním z nich je DraftSight, který si i u nás získal řadu příznivců. Jeho uživatelé mají nyní k dispozici nový produkt, který jim vytváření výkresů usnadní – strojírenskou nadstavbu TDS-Technik pro DraftSight.

3D tisk nabízí příležitosti pro byznys

Bouřlivý rozvoj v oblasti 3D tisku a aditivní výroby a „demokratizace“ tohoto odvětví vytvořily prostor pro nové obchodní příležitosti. Ty sahají od domácích hobby strojů k potenciální výstavbě budov s pomocí 3D tisku ve vesmíru.

Snadná a rychlá cesta k řešení

Potřebujete pneumatický nebo elektrický pohon či dokonce manipulátor? Rádi byste svůj návrh optimalizovali? Firma Festo nabízí svým obchodním partnerům pomoc ve formě nástrojů pro výběr a návrh výrobků.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit