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Metodi e tecniche di Reverse Engineering

Caterina RizziDipartimento di Ingegneria Industriale

Universit degli Studi di BergamoCaterina Rizzi

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3D Data Capture sistema di acquisizione 3D: strumenti e tecnologie per

lacquisizione dei dati 3D da oggetti fisici

processo che combina tecnologie hardware (sensori) e software (algoritmi) per catturare i dati 3D misurandoli, al fine di ottenerne una rappresentazione digitale.

i punti risultanti - nuvola di punti - vengono processati per essere utilizzati in successive applicazioni che spaziano da:

reverse modelling (per prodotto industriale)

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Universit degli Studi di BergamoCaterina Rizzi

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3D Data Capture sistema di acquisizione 3D: strumenti e tecnologie per

lacquisizione dei dati 3D da oggetti fisici

processo che combina tecnologie hardware (sensori) e software (algoritmi) per catturare i dati 3D misurandoli, al fine di ottenerne una rappresentazione digitale.

i punti risultanti - nuvola di punti - vengono processati per essere utilizzati in successive applicazioni che spaziano da:

reverse modelling (per prodotto industriale)

reverse engineering (per campo ingegneria)

Universit degli Studi di BergamoCaterina Rizzi

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3D Data Capture sistema di acquisizione 3D: strumenti e tecnologie per

lacquisizione dei dati 3D da oggetti fisici

processo che combina tecnologie hardware (sensori) e software (algoritmi) per catturare i dati 3D misurandoli, al fine di ottenerne una rappresentazione digitale.

i punti risultanti - nuvola di punti - vengono processati per essere utilizzati in successive applicazioni che spaziano da:

reverse modelling (per prodotto industriale)

reverse engineering (per campo ingegneria)

riproduzione

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Universit degli Studi di BergamoCaterina Rizzi

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3D Data Capture sistema di acquisizione 3D: strumenti e tecnologie per

lacquisizione dei dati 3D da oggetti fisici

processo che combina tecnologie hardware (sensori) e software (algoritmi) per catturare i dati 3D misurandoli, al fine di ottenerne una rappresentazione digitale.

i punti risultanti - nuvola di punti - vengono processati per essere utilizzati in successive applicazioni che spaziano da:

reverse modelling (per prodotto industriale)

reverse engineering (per campo ingegneria)

riproduzione

Archiviazione

ispezione

analisi

controllo qualit

medicina

campo forense

Animazione

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Universit degli Studi di BergamoCaterina Rizzi

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in cosa consistericavare il modello geometrico dal modello fisico attraverso due fasi:

la digitalizzazione tridimensionale del modello fisico

la realizzazione del suo modello geometrico digitale

Reverse Engineering

Digitalizzazione

Realizzazionemodello

geometrico

Applicazionefinale

TecnologiaHardware

Prototipazione rapidaModellazione solida

FEM..

Export Export

TecnologiaSoftware

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Reverse Engineering

Come

Esistono diverse tecnologie

La scelta dipende dal problema

Perch integrarla nel processo di progettazione

Lintroduzione nel mercato di nuovi prodotti impone ladozione di una serie di metodologie TCT ( Time Compression Technologies) la cui integrazione consente di ottenere significative riduzioni dei tempi di ideazione, progettazione ed ingegnerizzazione.

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E un insieme di operazioni che permettono di ricostruire la geometria di un oggetto 3D a partire dalla geometria e dalle textures visibili in una scena

Il modello ottenuto a partire da un insieme di misure prodotte da un insieme di sensori

Il modello, inizialmente rappresentato da una nuvola di punti P(x,y,z), viene modificato e completato, per essere usato in un processo di progettazione digitale.

Nel campo applicativo dellingegneria, il modello originale deve essere ricostruito rispettando i valori di tolleranza predefiniti.

riassumendo

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Ricostruzione mesh poligonale

Ricostruzione superficie parametrica

Definizione modello CAD

Acquisizione dati 3D

Fasi del processo

Prototipi fisici Pezzi esistenti Pezzi rotti o detoriariti Parti da ispezionare Mock-up

INPUT

Modello geometrico

OUTPUT

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Nuvola di punti

Mesh poligonale Profili caratteristici

Modello Nurbs

Fasi ricostruzione modello

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Acquisizione di una superficie matematicamente corretta nei casi tipici di: modelli fisici (reali o di concept) per ottenere una

matematica di partenza per ulteriori analisi progettuale ri-progettazione di parti meccaniche in assenza del modello

CAD controllo dimensionale e di qualit per pezzi gi in

produzione verifica di parti soggette ad usura eccessiva e loro modifica aggiornamento rapido di modelli CAD in seguito ai

cambiamenti avvenuti in sede di produzione Replica di prototipi fisici Definizione di un modello utilizzabile come mezzo di

simulazione

Applicazioni

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conoscere vantaggi e limiti delle diverse tecnologie per poter scegliere la tecnologia corretta per il problema in esame

valutare la qualit dei sistemi in funzione dei parametri caratterizzanti il processo (quali risoluzione, incertezza di misura e accuratezza) con attenzione verso le caratteristiche dei materiali e delle features della superficie delloggetto

Definire procedure user-friendly tali da semplificare le operazioni di acquisizione, garantendo la qualit dimensionale dei dati: laccuratezza dei moderni sistemi di scansione (50 m e oltre per gli

scanner a triangolazione)

la risoluzione spaziale di acquisizione (es. la distanza media tra 2 punti, normalmente nellordine di 0,1-0,5 mm)

la velocit di campionamento (> 300K al secondo sono considerati parametri adeguati per la maggior parte delle applicazioni)

Aspetti chiave

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Tassonomia

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Optical Scanners Coordinate Measuring Machines

Computerised Tomography - CT

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Misurazione manuale

Misurazione manuale di punti (x, y, z) rispetto ad un punto di riferimento (calibro, )

Generazione di curve e superfici interpolanti i punti

Processo lento e laborioso

Accuratezza dipende dall accuratezza dello strumento di misura

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Metodi a contatto16

sistemi a contatto non distruttivi, automatici o semiautomatici utilizzano un sensore montato su una macchina o su un braccio articolato.

I sensori (mono o bidimensionali) acquisiscono le forme integrandosi con sistemi di posizionamento in grado di rilevare la posizione e lorientamento nello spazio

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CMM (Coordinate Measuring Machine)

Le macchine di misura a coordinate sono caratterizzate da differenti strutture in riferimento al posizionamento ed orientamento reciproco dei vari componenti

Sonde seguono il contorno della superficie in modo automatico

Brown & Sharpe(www.brownandsharpe.com)

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Tastatori

Il tastatore rileva le coordinate cartesiane dei punti appartenenti alle superfici degli oggetti

I punti possono quindi essere importati direttamente oppure sotto forma di profili o superfici in un modellatore CAD

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Braccio articolato a 5 gradi di libert sulla cui testa installata la sonda a contatto.

Il robot posizionato vicino al particolare da digitalizzare e loperatore rileva manualmente

sistema portatile che richiede una certa abilit ed esperienza

Output: sia le coordinate dei punti, sia alcune primitive quali le curve spline

Bracci articolati

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Sistemi misti

Ref. Steinbchler

sistemi che montano bracci articolati con sonda laser su macchine CMM

combinano la metodologia dei tastatori con il sistema laser di scansione per ottenere maggior velocit ed accuratezza

le teste di scansioni possono avere pi componenti laser accoppiati per ottenere prestazioni migliori.

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riassumendoVANTAGGI:

non sono richiesti trattamenti delle superfici per evitare riflessioni

pareti verticali possono essere misurate con facilit

la densit dei dati non fissa, ma automaticamente controllata a seconda della forma del pezzo

non richiesto un editing manuale per eliminare dati affetti da errori

dettagli minuscol

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