انقلابی در دقت اندازه‌گیری با اسکنر سه‌بعدی KSCAN-Magic از SCANTECH

معرفی اسکنر سه‌بعدی KSCAN-Magic

اسکنر سه‌بعدی KSCAN-Magic، محصولی خلاقانه از شرکت SCANTECH، با تلفیق فناوری‌های پیشرفته لیزر مادون قرمز و آبی، استاندارد جدیدی در اندازه‌گیری دقیق صنعتی تعریف کرده است. این دستگاه قابل حمل با دقت متروژی بی‌نظیر، امکان اسکن سریع و انعطاف‌پذیر را در محیط‌های متنوع فراهم می‌کند و برای صنایعی مانند هوافضا bloody hell, خودروسازی، هوافضا، انرژی و قالب‌سازی ایده‌آل است. KSCAN-Magic با پنج حالت عملیاتی متنوع، از اسکن گسترده سطوح بزرگ تا اسکن فوق دقیق جزئیات ظریف، به همراه سیستم فوتوگرامتری داخلی، عملکردی استثنایی ارائه می‌دهد. دقت اسکن مستقل تا 0.020 میلی‌متر و دقت حجمی تا 0.015 میلی‌متر + 0.012 میلی‌متر/متر، این اسکنر را به ابزاری بی‌رقیب برای کنترل کیفیت، مهندسی معکوس و بازرسی قطعات پیچیده تبدیل کرده است.

جدول ویژگی‌های کلیدی دقت و عملکرد متروژی

جدول جامع مشخصات و قابلیت‌های KSCAN-Magic

راهنمای مبتدیان برای اسکن با KSCAN-Magic

در ادامه، آموزش گام‌به‌گام اسکن با KSCAN-Magic برای مبتدیان ارائه شده است.

راهنمای اسکن KSCAN-Magic و فوتوگرامتری

هنگام اسکن سه‌بعدی یک مدل با اسکنر نوری، نکات و عواملی وجود دارند که باید به آن‌ها توجه کنید. در این مقاله، از اسکن سه‌بعدی یک جنگنده جت به‌عنوان نمونه استفاده می‌کنیم تا اصول پایه و تکنیک‌های مختلف آماده‌سازی، فرآیند و پس‌پردازش اسکن سه‌بعدی را توضیح دهیم. هدف ما کمک به شما برای درک بهتر مسیر اسکن سه‌بعدی است.

پیش‌زمینه پروژه

جنگنده جت Mig-19، ساخت اتحاد جماهیر شوروی، اولین هواپیمای مافوق صوت تولید انبوه در جهان است. این هواپیما 10 متر طول و حدود 7500 کیلوگرم وزن دارد. بال سمت چپ این هواپیما در وضعیت نامناسبی قرار دارد و احتمال تخریب یا تجزیه آن وجود دارد. هدف این پروژه، اسکن سه‌بعدی بال سمت چپ برای مهندسی معکوس است تا مهندسان بتوانند این قطعه را بازطراحی و بازسازی کنند.

تجهیزات مورد استفاده در این پروژه، اسکنر صنعتی سه‌بعدی KSCAN-Magic است. این دستگاه قابل حمل برای مهندسی معکوس طراحی شده و دارای پنج حالت کاری متنوع است: اسکن ناحیه‌های وسیع، اسکن سریع، اسکن دقیق، اسکن حفره‌های عمیق و سیستم فوتوگرامتری داخلی. این ویژگی‌ها باعث شده‌اند KSCAN-Magic به‌راحتی با انواع پروژه‌های اسکن سه‌بعدی با کیفیت بالا مقابله کند. این اسکنر می‌تواند داده‌های سه‌بعدی از سطوح پیچیده را با دقتی تا 0.020 میلی‌متر ثبت کند.

بیشتر بخوانید: مهندسی معکوس خودروی شاتل زغال‌سنگ

عوامل و تکنیک‌ها

چه اقداماتی باید پیش از شروع اسکن انجام شود؟

کلید دستیابی به اسکن سه‌بعدی بهینه، تنظیمات دقیق و اصولی پیش از شروع است. اولین گام، کالیبره کردن اسکنر سه‌بعدی با استفاده از صفحه کالیبراسیون پس از حمل‌ونقل طولانی‌مدت است. سپس، لازم است اسکنر بر اساس شرایط محیطی و ویژگی‌های سطح و شکل مدل تنظیم شود.

نکاتی برای اسکن در فضای باز
نور محیطی می‌تواند بر دقت و مدت‌زمان اسکن تأثیر بگذارد. در اسکن فضای باز، اسکنرهای سنتی که به نور حساس هستند، ممکن است نتایج ضعیفی ارائه دهند. اما KSCAN-Magic، به دلیل استفاده از لیزرهای آبی و الگوریتم‌های پیشرفته، به نور محیطی حساس نیست. لیزر آبی به دلیل طول موج کوتاه، مقاومت بالاتری در برابر تداخل نوری دارد. این دستگاه همچنین می‌تواند سطوح بزرگ را در زمان کوتاهی اسکن کند، که برای ثبت داده‌های سه‌بعدی در فضای باز بسیار کارآمد است.

فوتوگرامتری چیست؟

فوتوگرامتری تکنیکی برای اندازه‌گیری است که با گرفتن عکس از زوایای مختلف، مختصات سه‌بعدی و شکل‌های هندسی یک مدل را استخراج می‌کند. هنگام اسکن مدل‌هایی با طول بیش از یک متر، فوتوگرامتری دقت موقعیت‌گذاری مارکرها و کیفیت داده‌های اسکن را بهبود می‌بخشد. یکی از مزایای منحصربه‌فرد KSCAN-Magic، تلفیق فناوری لیزر و فوتوگرامتری در یک سیستم واحد است که حتی برای قطعات بزرگ نیز دقت بالایی را تضمین می‌کند. در این پروژه، چون تنها بال چپ هواپیما اسکن می‌شد، استفاده از الگوی فوتوگرامتری ضروری نبود.

چرا از فوتوگرامتری برای مدل‌های بزرگ استفاده می‌شود؟

هنگام اسکن مدل‌های بزرگ، خطاهای اسکن در طول مسیر انباشته می‌شوند. استفاده از فوتوگرامتری با فریم‌های بزرگ و موقعیت‌گیری از زوایای مختلف، این خطاها را کاهش داده و دقت اسکن را افزایش می‌دهد.

چرا پیش از اسکن از مارکر استفاده می‌شود؟

مارکرها به اسکنر کمک می‌کنند تا موقعیت‌یابی کند و مختصات سه‌بعدی مدل را به‌درستی ثبت کند. بنابراین، پیش از شروع اسکن باید مارکرهایی روی سطح مدل قرار داد.

چگونه مارکرها را قرار دهیم؟
توصیه می‌شود مارکرها به‌صورت نامنظم و تصادفی چسبانده شوند تا نرم‌افزار اسکن بتواند موقعیت آن‌ها را به‌خوبی تشخیص دهد. در این پروژه، بیشتر مارکرها با فاصله 250 تا 350 میلی‌متر از هم قرار گرفتند. در نواحی باریک و لبه‌ها، مانند لبه بال، مارکرها با فاصله کمتری قرار داده شدند، زیرا سطح تماس محدود است و حداقل چهار مارکر در میدان دید اسکنر ضروری است.

فاصله بهینه اسکن چیست؟

هر اسکنر سه‌بعدی فاصله بهینه‌ای دارد که باید بین اسکنر و قطعه رعایت شود. برای ثبت داده‌های سه‌بعدی با کیفیت بالا و وضوح مناسب، ضروری است فاصله با مدل در محدوده بهینه اسکنر باشد.

نحوه حرکت اسکنر
اسکنر در حین حرکت، به‌تدریج داده‌ها را جمع‌آوری می‌کند. این حرکت به‌گونه‌ای انجام می‌شود که اطلاعات از زوایای مختلف اسکن شوند تا مدل نهایی کامل و دقیق باشد.

تنظیم وضوح

وضوح به حداقل فاصله بین نقاط ثبت‌شده در یک فاصله مشخص از اسکن اشاره دارد. هرچه وضوح بالاتر باشد، ابر نقاط (Point Cloud) متراکم‌تر و دقیق‌تر خواهد بود. اگر جزئیات مدل برای شما اهمیت دارد، باید از وضوح بالا استفاده کنید. اما اگر نیاز به جزئیات کمتری دارید، وضوح پایین‌تر نیز مناسب است.

تنظیم وضوح در پروژه مهندسی معکوس 

در این پروژه، وضوح اسکن روی 1.5 میلی‌متر تنظیم شد. این مقدار جزئیات کافی سطح قطعه را ثبت کرد و سرعت اسکن را نیز حفظ نمود. توصیه می‌شود در طول اسکن، زوایا و موقعیت‌های اسکنر را مرتباً تغییر دهید تا داده‌ها از جهت‌های مختلف ثبت شوند و مدل نهایی کامل‌تر و دقیق‌تر باشد.

پس‌پردازش

یک اسکن خوب چه ویژگی‌هایی دارد؟
اسکنی که با نیازهای پروژه شما مطابقت داشته باشد، اسکن خوب محسوب می‌شود. سطح دقت موردنیاز بسته به هدف پروژه متفاوت است  مانند پرینت سه‌بعدی، آرشیو دیجیتال، کنترل کیفیت یا نمونه‌سازی اولیه. برای توسعه محصول، یک اسکن خوب می‌تواند زمان لازم برای ساخت مدل سه‌بعدی از صفر را به طور چشم‌گیری کاهش دهد. طراحان پس از وارد کردن داده‌های اسکن به نرم‌افزار طراحی، معمولاً آن را ویرایش و پاک‌سازی می‌کنند؛ بنابراین وجود برخی قسمت‌های ناقص یا حذف‌شده در هندسه مدل مشکل‌ساز نخواهد بود. اما در پروژه‌هایی مثل بازرسی یا کنترل کیفیت، دقت بسیار بالا الزامی است. در این پروژه که هدف آن بازسازی بال چپ هواپیما بود، به اسکن بسیار دقیق و با کیفیت بالا نیاز بود تا نیاز به ویرایش‌های سنگین پس از اسکن به حداقل برسد.

چگونه ابر نقاط را پاک‌سازی کنیم؟
پس از پایان اسکن سه‌بعدی، برخی بخش‌های اسکن‌شده غیرضروری بودند. نرم‌افزار ScanViewer، که همراه با اسکنر KSCAN ارائه می‌شود، امکان ویرایش و پاک‌سازی داده‌های سه‌بعدی را فراهم می‌کند. ما توانستیم نقاط اضافی یا نویز را تنها با چند کلیک از ابر نقاط حذف کنیم.

از چه نرم‌افزارهایی می‌توان برای مدل سه بعدی استفاده کرد؟
داده‌های اسکن‌شده را می‌توان به مدل سه‌بعدی مش‌شده (Meshed) تبدیل کرد و در قالب فرمت‌های رایج چندضلعی مانند .stl، .ply یا به‌صورت ابر نقاط با فرمت‌های .asc، .igs و .txt خروجی گرفت و در نرم‌افزارهای مختلف استفاده کرد.

جمع‌بندی

اسکنر سه‌بعدی KSCAN-Magic با بهره‌گیری از فناوری‌های نوآورانه، دقت متروژی بالا و قابلیت‌های چندگانه، نقطه عطفی در تحول ابزارهای اندازه‌گیری صنعتی است. این دستگاه نه‌تنها امکان اسکن حرفه‌ای در شرایط متنوع و چالش‌برانگیز را فراهم می‌کند، بلکه با آموزش ساده و کاربری آسان، کاربران مبتدی را نیز در مسیر یادگیری و اجرای پروژه‌های دقیق همراهی می‌کند. KSCAN-Magic تلفیقی از دقت، سرعت و هوشمندی است که مرزهای اندازه‌گیری را بازتعریف کرده و راه‌حلی جامع برای نیازهای روزافزون صنایع پیشرفته ارائه می‌دهد.

با تشکر از توجه شما