Комплексный процесс реверс-инжиниринга включает в себя три основных этапа: сканирование, обработка данных облака точек и построение специфичных для каждого конкретного случая геометрических моделей.

Стратегия выполнения реверс-инжиниринга должна учитывать следующие аспекты:

  • Причина для обратного проектирования детали.
  • Количество сканируемых деталей.
  • Размер детали.
  • Сложность формы.
  • Материал изготовления.
  • Финишная обработка поверхности.
  • Требуемая точность (линейная или объемная).

Этап 1 – Сканирование

Этот этап включает в себя выбор правильной техники сканирования, подготовку детали к сканированию и собственно сканирование для получения информации, заключающей в себе все геометрические особенности детали, такие как ступеньки, пазы, углубления и отверстия. Для сканирования геометрии детали используются трехмерные сканеры, которые создают облака точек, определяющие геометрию поверхности. Такие сканирующие устройства могут быть как отдельными инструментами, так и дополнениями к существующим станкам с числовым программным управлением (ЧПУ). Существует два типа сканеров: контактные и бесконтактные.

Контактные сканеры

В устройствах такого типа используются контактные датчики, которые автоматически проходят по всем контурам физической поверхности. На современном рынке устройства для контактного сканирования имеют диапазон допустимых погрешностей от +0,01 до 0,02 мм. Однако, когда речь идет о сканировании крупной детали, работа КИМ (координатно-измерительной машины) занимает много времени. Чтобы зарегистрировать каждую новую точку, контактные датчики должны двигаться по поверхности, следовательно, в процессе сканирования сохраняется определенное контактное давление. Это условие ограничивает использование КИМ, поскольку, применяя давление на область контакта, невозможно точно отсканировать изделия из мягких материалов, таких как резина.

Бесконтактные сканеры

Разнообразные технологии бесконтактного сканирования, доступные на рынке, позволяют собирать данные без физического контакта с деталями. Для сбора данных о геометрии изделия бесконтактные устройства используют лазеры, оптику и датчики с зарядовой связью (CCD). Хотя эти устройства собирают большое количество данных за относительно короткий промежуток времени, у этой технологии также есть свои недостатки:

  • Допустимая погрешность при бесконтактном сканировании как правило находится в пределах ±0,025 – 0,2 мм.
  • Некоторые бесконтактные системы имеют проблемы с генерированием данных, описывающих поверхности, расположенные параллельно оси лазера.
  • В процессе сбора данных бесконтактные устройства используют свет. Это создает проблемы при попадании света на блестящие поверхности, поэтому некоторые поверхности перед сканированием необходимо подготовить с помощью нанесения временного покрытия.

Эти проблемы часто ограничивают использование бесконтактных сканеров. Однако по мере появления новых исследований в области оптических технологий и разработки усовершенствованных лазеров точность бесконтактных сканирующих устройств постепенно повышается.

Результатом этапа сканирования является получение данных облака точек в удобном для пользователя формате. Как правило, программное обеспечение для реверс-инжиниринга обеспечивает вывод данных в различных форматах, таких как raw-формат (значения X, Y, Z, разделенные пробелом или запятыми).

Этап 2 – Анализ облака точек

Этот этап включает в себя импорт данных облака точек, очистку данных от шума и сокращение количества точек. Эти задачи выполняются с использованием ряда заранее заданных фильтров. Очень важно, чтобы пользователи хорошо разбирались в алгоритмах работы фильтров и знали, какой фильтр лучше подходит для каждой конкретной задачи. Этот этап позволяет объединить несколько наборов данных сканирования. Иногда необходимо выполнить несколько итераций сканирования детали, чтобы убедиться, что отсканированы все необходимые элементы. При этом деталь поворачивается, поэтому здесь каждая проекция имеет большое значение. Планирование многократного сканирования оказывает непосредственное влияние на этап обработки данных. Хорошо подобранный набор проекций позволит сократить усилия, необходимые на этапе обработки данных, а также избежать ошибок при объединении данных многократного сканирования. Для обработки данных существует широкий спектр коммерческого программного обеспечения.

Обратный инжиниринг Реверс-инжиниринг