Сканер для моделирования деталей

На прошлой неделе специалисты проектно-конструкторского отдела ЕВРАЗ КГОК показали работу инновационного оборудования – проведены замеры параметров новой импортной детали для дробильных установок. Полученные сканером данные были обработаны компьютером и сформированы в трехмерную модель на экране с точными параметрами объекта. Эта технология позволит комбинату самостоятельно заказывать запчасти, которые трудно найти на рынке.

Комплектующие

Новое оборудование представляет из себя комплекс устройств, которые помещаются в небольшом чемоданчике. В первую очередь это ноутбук, на котором установлено программное обеспечение для отрисовки и расчета трехмерной модели. Все данные, которые собираются инженерами конструкторского отдела, обрабатывает компьютер. Помимо этого, в комплекте имеется сам сканер – это высокоточное устройство со встроенными светящимися элементами, которые указывают на сканируемую площадь. Именно сканером производится захват модели, после чего данные о ней поступают на компьютер.

Последним важным элементом набора являются датчики-маркеры. Они необходимы для того, чтобы сканер мог позиционировать предмет в пространстве. Лучи сканера отражаются от датчиков, поступая обратно в прибор с нужной информацией. Расходники клеятся на сканируемый объект. Расклеивать их нужно с примерной периодичностью – один датчик на 10 квадратных сантиметров. Таким образом, полная заклейка объекта с диаметром более двух метров может занять до часу времени. Это одна из самых трудоемких работ в процессе 3D-сканирования.

Процесс сканирования

Демонстрация оборудования состоялась в цехе малого и среднего дробления. В нем имеется конусная бронь, которую поручили отсканировать инженерам конструкторского отдела. На место прибыла группа в составе трех специалистов. Разложив необходимое оборудование, они принялись расклеивать на конусной детали датчики. Поскольку деталь оказалась круглой и симметричной, ее нужно было заклеить датчиками только на четверть, остальное программа может достроить сама, если у детали нет несимметричных особенностей.

Расклейка датчиков заняла около часа, после чего начался процесс сканирования. Один из специалистов проводил лучами сканера по областям с датчиками – и на мониторе ноутбука появлялась отсканированная область в объемном формате. Сконструированные программой результат можно было вращать и дорабатывать всевозможными способами.

– Сегодня мы отсканировали конус, нам не докладывали, зачем он нужен, от нас просто требовалось составить его трехмерную модель, – уточняет инженер-конструктор Никита Вырупаев. – По сути мы делаем реверс-инженеринг, обратное проектирование. Мы приходим, расклеиваем позиционные метки и начинаем сканировать. Благодаря множеству позиционных точек получается детальная модель сканируемого объекта. Из трехмерной модели можно сделать готовые чертежи для дальнейшего использования их в изготовлении аналогичных объектов. Сканируем разные объекты, которые нам заказывают, в том числе и дорогостоящие. Точность измерения во многом зависит от чистоты детали, нашей работы и от прибора. Около двух раз в неделю нам приходится заниматься трехмерным сканированием по заявкам ЕВРАЗ ГОК. В основном занимаемся редкими деталями. Сложней всего работать с блестящими деталями – они плохо поддаются сканированию. На блестящих предметах приходится расклеивать с большей частотой метки, а это более трудоемкая работа.

В планах – наладить производство редких деталей

Подготовка результата сканирования может занять у инженеров от трех до семи дней. Во многом это зависит от сложности детали. Само сканирование может занять время от одного часа до всего рабочего дня. Чем больше на сканируемом объекте особых сложных форм, тем дольше его надо сканировать.

Для сканирования специалистам необходимо помещение, поскольку на открытом воздухе ветер может создавать дополнительные помехи. Также необходим доступ к электричеству, поскольку сканер и ноутбук работают от сети.

– Сканер появился у нас только полгода назад, – поясняет специалист. – До этого все расчеты приходилось производить своими руками. Некоторые специалисты даже приходили с пакетами, заклеивали бумагами объекты, делали из них некие слепки, замеряли все линейками, штангенциркулями. Потом чертили все на бумаге. Точность при такой работе была значительно меньше, могло что-то не совпасть, приходилось повторно производить замеры.

Для работы с 3D-сканером достаточно двух специалистов, но тогда может уйти больше времени на расклеивание меток. Поэтому чаще всего конструкторский отдел отправляет на сканирование трех специалистов, чтобы ускорить трудоемкий процесс.

3D-моделирование необходимо ЕВРАЗ ГОК для получения точных размеров деталей сторонних производителей, которые невозможно или сложно купить на рынке. Благодаря полученной после сканирования информации можно заказать изготовление объектов   сложных форм, и это значительно облегчает ремонт оборудования, продлевая жизнь технике, которую заменить сегодня довольно сложно.