ЗАСТОСУВАННЯ ТРИВИМІРНОГО СКАНУВАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
DOI:
https://doi.org/10.32347/0131-579X.2024.106.119-132Ключові слова:
тривимірне сканування; геометричне моделювання; деталі машин; контроль якості; точність вимірюванняАнотація
Тривимірне сканування – відносно нова технологія, яка дає змогу отримати цифрову тривимірну модель об’єкту за допомогою електронного пристрою та комп’ютерної техніки. Тривимірне сканування застосовується в багатьох галузях: архітектурі, машинобудуванні, авіації, медицині, культурі і мистецтві, освіті. Застосування тривимірного сканування для контролю якості деталей дає змогу суттєво скоротити необхідний об’єм вимірювань, оскільки основні геометричні параметри деталі (лінійні та кутові розміри) та навіть відхилення форми і розташування можуть бути визначені за даними тривимірного моделювання без застосування складних, трудомістких методів вимірювання.
Дана стаття присвячена оцінці якості 3D сканування деталей машин та можливості застосування їх моделей, створених шляхом 3D сканування, в контролі якості деталей. Із проведеного аналізу видно, що відхилення точок сітки сканованої деталі від апроксимуючих примітивів суттєво залежить від форми деталі. Найкраще (з мінімальними відхиленнями) скануються деталі простої форми; сканування отворів, зубів шестерень, різьб та подібних елементів потребує навичок від залученого персоналу та додаткової обробки. Якість сканування суттєво залежить також від типу застосованого сканера. Однак, наведені результати підтверджують, що за умови застосування якісного і точного сканера, застосування сканування для оцінки якості деталей на практиці можливе.
Посилання
Література
Mohd Javaid, Abid Haleem, Ravi Pratap Singh, Rajiv Suman. Industrial perspectives of 3D scanning: Features, roles and it's analytical applications. Sensors International. 2021. Vol. 2, 100114, DOI: https://doi.org/10.1016/j.sintl.2021.100114.
Hawryluk Marek, Ziemba Jacek, Dworzak Łukasz. Development of a Method for Tool Wear Analysis Using 3D Scanning. Metrology and Measurement Systems. 2017. Vol. 24, no.4. pp. 739-757. DOI: https://doi.org/10.1515/mms-2017-0054.
Verykokou S, Ioannidis C. An Overview on Image-Based and Scanner-Based 3D Modeling Technologies. Sensors (Basel). 2023. Vol.23, No 2. p.596. DOI: https://doi.org/10.3390/s23020596.
Hui Du, Xiaobo Chen, Juntong Xi, Chengyi Yu, Zhao Bao. (2017). Development and Verification of a Novel Robot-Integrated Fringe Projection 3D Scanning System for Large-Scale Metrology. Sensors. 17. 2886. DOI: https://doi.org/10.3390/s17122886.
Robin H. Helle, Hirpa G. Lemu, A case study on use of 3D scanning for reverse engineering and quality control. Materials Today: Proceedings. 2021, Vol.45, Part 6. pp. 5255-5262. DOI:https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.828.
Romanengo Chiara, Raffo Andrea, Biasotti Silvia, Falcidieno Bianca. Recognizing geometric primitives in 3D point clouds of mechanical CAD objects. Computer-Aided Design. 2023. Vol. 157, 103479. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cad.2023.103479
Rękas, A.; Kaczmarek, T.; Wieczorowski, M.; Gapiński, B.; Jakubowicz, M.; Grochalski, K.; Kucharski, D.; Marciniak-Podsadna, L. Analysis of Tool Geometry for the Stamping Process of Large-Size Car Body Components Using a 3D Optical Measurement System. Materials. 2021. Vol. 14, 7608. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14247608.
Ameen W., Al-Ahmari A.M., Hammad Mian S. Evaluation of Handheld Scanners for Automotive Applications. Applied Sciences. 2018. Vol.8, No. 2. 217. DOI: https://doi.org/10.3390/app8020217
Gonçalves, L. S., Campilho, R. D. S. G., Prakash, C. Development of Quality Assurance System in the Automotive Industry. In 10th Manufacturing Engineering Society International Conference (MESIC 2023). 10th Manufacturing Engineering Society International Conference. Trans Tech Publications Ltd. 2023. DOI: https://doi.org/10.4028/p-rci2na
Rachel Hughes, Muhamad Arfauz A. Rahman, Chengsi Lin, Paul G. Maropoulos, Effendi Mohamad, Mohd Rizal Salleh, Azrul Azwan Abdul Rahman, Implementation of a 3D scanning system for quality inspection in manufacturing. Proceedings of International Conference on Design and Concurrent Engineering & Manufacturing Systems Conference. 2023. Vol. 2023. DOI: https://doi.org/10.1299/jsmeidecon.2023.0_10
Ziout A., Abu Qudeiri J., Murad M., Khader R., Alwahedi F., Khaleel M., Khaleel A. Exploring Photogrammetry/3D scanning technology for Quality Control Process in an Aerospace Manufacturing company. In 13th Annual International Conference on Industrial Engineering and Operations Management. 2023. DOI: https://doi.org/10.46254/AN13.20230605.
Gear by Artec 3D. URL: https://www.artec3d.com/3d-models/gear
Steering Joint by Artec 3D. URL: https://www.artec3d.com/3d-models/steering-joint
Artec 3D Space Spider Industrial Metrology-grade 3D Scanner. URL: https://cdn.artec3d.com/content-hub-files/artec.s.spider-b-a.8-web-en-nop.pdf
Адаменко Ю.І., Герасимчук О.М., Майданюк С.В., Мініцька Н.В., Пасічник В.А., Плівак О.А. Допуски, посадки та технічні вимірювання. Практикум. Частина 1. Івано-Франківськ: Симфонія форте, 2016, 164 с.
3D Scanning CAD Output Options - with Download Samples. URL: https://www.youtube.com/watch?v=91J9pXm6ajU
Download the sample files shown in the video [16]. URL: https://spaces.hightail.com/receive/iLDKrE4un3
HandySCAN3D Black Series. The truly portable metrology-grade 3d scanners. URL: https://www.creaform3d.com/sites/default/files/assets/brochures/files/handyscan3d_black_series_brochure_en_hq_20210820.pdf
References
Mohd Javaid, Abid Haleem, Ravi Pratap Singh, Rajiv Suman. Industrial perspectives of 3D scanning: Features, roles and it's analytical applications. Sensors International. 2021. Vol. 2, 100114, DOI: https://doi.org/10.1016/j.sintl.2021.100114.
Hawryluk Marek, Ziemba Jacek, Dworzak Łukasz. Development of a Method for Tool Wear Analysis Using 3D Scanning. Metrology and Measurement Systems. 2017. Vol. 24, no.4. pp. 739-757. DOI: https://doi.org/10.1515/mms-2017-0054.
Verykokou S, Ioannidis C. An Overview on Image-Based and Scanner-Based 3D Modeling Technologies. Sensors (Basel). 2023. Vol.23, No 2. p.596. DOI: https://doi.org/10.3390/s23020596.
Hui Du, Xiaobo Chen, Juntong Xi, Chengyi Yu, Zhao Bao. (2017). Development and Verification of a Novel Robot-Integrated Fringe Projection 3D Scanning System for Large-Scale Metrology. Sensors. 17. 2886. DOI: https://doi.org/10.3390/s17122886.
Robin H. Helle, Hirpa G. Lemu, A case study on use of 3D scanning for reverse engineering and quality control. Materials Today: Proceedings. 2021, Vol.45, Part 6. pp. 5255-5262. DOI:https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.828.
Romanengo Chiara, Raffo Andrea, Biasotti Silvia, Falcidieno Bianca. Recognizing geometric primitives in 3D point clouds of mechanical CAD objects. Computer-Aided Design. 2023. Vol. 157, 103479. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cad.2023.103479
Rękas, A.; Kaczmarek, T.; Wieczorowski, M.; Gapiński, B.; Jakubowicz, M.; Grochalski, K.; Kucharski, D.; Marciniak-Podsadna, L. Analysis of Tool Geometry for the Stamping Process of Large-Size Car Body Components Using a 3D Optical Measurement System. Materials. 2021. Vol. 14, 7608. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14247608.
Ameen W., Al-Ahmari A.M., Hammad Mian S. Evaluation of Handheld Scanners for Automotive Applications. Applied Sciences. 2018. Vol.8, No. 2. 217. DOI: https://doi.org/10.3390/app8020217
Gonçalves, L. S., Campilho, R. D. S. G., Prakash, C. Development of Quality Assurance System in the Automotive Industry. In 10th Manufacturing Engineering Society International Conference (MESIC 2023). 10th Manufacturing Engineering Society International Conference. Trans Tech Publications Ltd. 2023. DOI: https://doi.org/10.4028/p-rci2na
Rachel Hughes, Muhamad Arfauz A. Rahman, Chengsi Lin, Paul G. Maropoulos, Effendi Mohamad, Mohd Rizal Salleh, Azrul Azwan Abdul Rahman, Implementation of a 3D scanning system for quality inspection in manufacturing. Proceedings of International Conference on Design and Concurrent Engineering & Manufacturing Systems Conference. 2023. Vol. 2023. DOI: https://doi.org/10.1299/jsmeidecon.2023.0_10
Ziout A., Abu Qudeiri J., Murad M., Khader R., Alwahedi F., Khaleel M., Khaleel A. Exploring Photogrammetry/3D scanning technology for Quality Control Process in an Aerospace Manufacturing company. In 13th Annual International Conference on Industrial Engineering and Operations Management. 2023. DOI: https://doi.org/10.46254/AN13.20230605.
Gear by Artec 3D. URL: https://www.artec3d.com/3d-models/gear
Steering Joint by Artec 3D. URL: https://www.artec3d.com/3d-models/steering-joint
Artec 3D Space Spider Industrial Metrology-grade 3D Scanner. URL: https://cdn.artec3d.com/content-hub-files/artec.s.spider-b-a.8-web-en-nop.pdf
Adamenko Yu.I., Herasymchuk O.M., Maidaniuk S.V., Minitska N.V., Pasichnyk V.A., Plivak O.A. Dopusky, posadky ta tekhnichni vymiriuvannia. Praktykum. Chastyna 1. Ivano-Frankivsk: Symfoniia forte, 2016, 164 p. {in Ukrainian}
3D Scanning CAD Output Options - with Download Samples URL: https://www.youtube.com/watch?v=91J9pXm6ajU
Download the sample files shown in the video [16]. URL: https://spaces.hightail.com/receive/iLDKrE4un3
HandySCAN3D Black Series. The truly portable metrology-grade 3d scanners. URL: https://www.creaform3d.com/sites/default/files/assets/brochures/files/handyscan3d_black_series_brochure_en_hq_20210820.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
