PV Engineering Co

Φορητό laser scanner 3ης γενιάς Handyscan 3D

Πριν μερικές εβδομάδες, στα γραφεία της εταιρίας PV Engineering Co., έγινε η παρουσίαση ενός νέου τεχνολογικά προϊόντος στο τομέα της αντίστροφης μηχανολογίας. Μια φορητή συσκευή χειρός που έχει την ικανότητα τρισδιάστατης ηλεκτρονικής σάρωσης αντικείμενων σε πραγματικό χρόνο (real time scanning), το laser scanner με όνομα “Handyscan3D” και χώρα προέλευσης τον Καναδά.

Το νέο αυτό σύστημα έκανε την εμφάνιση του μόλις το τελευταίο εξάμηνο σε αίθουσες Διεθνών και Ευρωπαϊκών εκθέσεων, με μεγάλη ομολογουμένως επιτυχία, λόγω των δυνατοτήτων που προσφέρει έναντι άλλων συσκευών. Για αυτό το λόγο και μόνο είναι προς το παρόν το μοναδικό laser scanner «3^ης γενιάς» όπως το αποκαλούν.

Σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την εταιρία Creaform που έχει την έδρα της στο Quebec του Καναδά και απασχολεί περισσότερους από 60 τεχνικούς για την ανάπτυξη και προώθηση του προϊόντος. Είναι μια ταχέως αναπτυσσόμενη ερευνητική εταιρία που ιδρύθηκε μόλις το 2002 και κατάφερε να ιδρύσει μέσα σε τρία χρόνια θυγατρική εταιρία στην Γαλλία για την άμεση υποστήριξη των Ευρωπαϊκών χωρών σε επίπεδο τεχνικής υποστήριξης και πωλήσεων.

Το Handyscan3D σχεδιάστηκε αποκλειστικά για να καλύψει τα κενά της τεχνολογίας που εμφανίστηκαν στα laser scanner της 1^ης και 2^ης γενιάς. Τα κενά αυτά αναγκάζουν τους χρήστες να ξοδεύουν ατέλειωτες ώρες σε λειτουργίες όπως το σετάρισμα των συσκευών, το σετάρισμα του μοντέλου που θα αντιγραφεί, τις επιλογές πολλαπλών θέσεων του αντικειμένου προκειμένου να αποτυπωθούν όλες οι πλευρές του και οι κατά τόπους λεπτομέρειες, το ίδιο το scanning που συνήθως κρατάει διψήφιο αριθμό ωρών και τέλος το πάντρεμα όλων αυτών σε ένα software αντίστροφης μηχανολογίας. Το software αυτό θα αναλάβει μια πληθώρα εργασιών ως το τελικό αποτέλεσμα που θα είναι ένα αρχείο στερεολιθογραφίας (stl) το οποίο μπορούμε να το αναπαραγάγουμε σε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή ή μια εργαλειομηχανή CNC.

Μετά λοιπόν από μια τέτοια μακρά διαδικασία έχουμε την πολυπόθητη αντιγραφή του αντικειμένου που όμως σε κάποιες περιπτώσεις είτε δαπανούσε ο μηχανικός περισσότερο χρόνο απ’ ότι θα του έπαιρνε να το σχεδιάσει σε ένα CAD σύστημα, είτε το αποτέλεσμα δεν ήταν μια πιστή αντιγραφή του μοντέλου με όλες του τις λεπτομέρειες, αποτυπωμένο με ένα μη επιτρεπτό όριο ανοχών σφάλματος.

Αν θέλαμε λοιπόν να απεικονίσουμε γραφικά την διαδικασία τρισδιάστατης ηλεκτρονικής ψηφιοποίησης (3d scanning) για συσκευές 1^ης και 2^ης γενιάς με αυτή του Handyscan3D σε συνάρτηση με το χρόνο, το κόστος, και την φορητότητα των συσκευών τότε θα είχαμε το παρακάτω συνοπτικό διάγραμμα.

Το Handyscan3D αποτελείται από μια πηγή laser που εκπέμπει δύο ακτίνες που βρίσκονται υπό γωνία μεταξύ τους, δύο ψηφιακές κάμερες υψηλής ανάλυσης, και οκτώ μικρές ισχυρές πηγές φωτός (led), όλα ενσωματωμένα σε μια εργονομικά σχεδιασμένη συσκευή (τύπου πιστόλι) που κρατιέται με το ένα μας χέρι. Η συσκευή φέρει μία σκανδάλη την οποία όσο κρατάμε πατημένη το scanner λειτουργεί και έναν πίνακα ενδείξεων βάσει του οποίου αντιλαμβανόμαστε πόσο μακριά ή κοντά ήμαστε από το μοντέλο που αντιγράφουμε. Η καινοτομία όμως στο σχεδιασμό του Handyscan3D είναι η φορητότητα του που προέρχεται από τον τρόπο λειτουργίας του. Αυτό που το κατέστησε το Νο1 φορητό laser στο κόσμο είναι ότι μπορεί να λειτουργεί με ταυτόχρονη κίνηση τόσο του scanner όσο και του μοντέλου.

Φανταστείτε ότι θέλουμε να αντιγράψουμε για παράδειγμα ένα μπουκάλι. Θα πρέπει πρώτα να κολλήσουμε σ’ αυτό μερικά αυτοκόλλητα μικρού μεγέθους που συνοδεύουν την συσκευή και λειτουργούν ως «φάροι» για να βρίσκει την θέση της στο χώρο. Έπειτα δεν έχουμε παρά να κρατήσουμε με το ένα μας χέρι το μπουκάλι και με το άλλο μας χέρι την συσκευή. Πατώντας την σκανδάλη δύο ακτίνες πέφτουν στο αντικείμενο που όσο κινούνται λαμβάνουν τα γεωμετρικά δεδομένα του μοντέλου, το οποίο απεικονίζεται σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη του φορητού υπολογιστή (laptop) που συνοδεύει την συσκευή. Έτσι με μια πλήρη περιστροφή του μπουκαλιού στο χέρι μας και σε λιγότερο από μερικά λεπτά έχουμε ψηφιοποιήσει το αντικείμενο της αρεσκείας μας. Με αυτή την μέθοδο μπορούμε να καλύψουμε εφαρμογές μεγέθους από 100 χιλιοστά έως 6 μέτρα έχοντας ταυτόχρονα την δυνατότητα να δουλέψουμε εκτός επιχείρησης και χωρίς περιορισμούς.

Το μόνο που χρειάζεται να μεταφέρει κάποιος είναι μια μικρή βαλίτσα που περιλαμβάνει το scanner με τα αξεσουάρ του και έχει βάρος λιγότερο από 3 κιλά. Απαιτητικοί λοιπόν πελάτες που δεν θέλουν να «φύγει από την επιχείρηση τους» το αντικείμενο που θέλουν να αντιγράψουν ή δεν μπορούν να το μεταφέρουν όπως σε περιπτώσεις καλουπιών, ανταλλακτικών πλοίων, εκθεμάτων μουσείων κ.α. βρίσκουν λύση με την νέα αυτή τεχνολογία.

Η πραγματική επανάσταση όμως για τους σχεδιαστές μηχανικούς δεν είναι μόνο η αυτόματη αναγνώριση της θέσης του scanner σε πραγματικό χρόνο και η πρωτοποριακή φορητότητα του. Είναι ο αλγόριθμος της εφαρμογής που φέρει, ο οποίος κάνει εκατομμύρια υπολογισμούς των δεδομένων που λαμβάνει η συσκευή και σε πραγματικό χρόνο απεικονίζει το σχήμα του αντικειμένου. Έτσι ο χρήστης μπορεί να παρακολουθεί την πορεία της εργασίας του και να παίρνει κατευθείαν σαν εξαγόμενο αποτέλεσμα αρχείο στερεολιθογραφίας και όχι αρχείο νέφους σημείων όπως συμβαίνει με όλα τα υπόλοιπα scanner. Όσοι έχουν ασχοληθεί με προγράμματα αντίστροφης μηχανολογίας γνωρίζουν από πρώτο χέρι την επίπονη και χρονοβόρα εργασία για την μετατροπή ενός αρχείου νέφους σημείων σε αρχείο στερεολιθογραφίας. Η δυνατότητα αυτή του scanner και μόνο είναι ικανή να τους αφαιρέσει ώρες δουλειάς από την μέχρι τώρα διαδικασία. Για τους αναγνώστες που δεν είχαν την τύχη να ασχοληθούν με τέτοιου είδους λογισμικό, αναφέρουμε επιγραμματικά τα βήματα που πρέπει να ακολουθήσει κανείς σε γενικό επίπεδο για να δημιουργήσει ένα αρχείο στερεολιθογραφίας (STL) από ένα αρχείο νέφους σημείων.

Μερικά από τα τεχνικά χαρακτηριστικά του scanner είναι· η πηγή laser επιπέδου ΙΙ, πράγμα που εξασφαλίζει στο χειριστή την ασφαλή επαφή του με τις ακτίνες laser, οι εξωτερικές διαστάσεις 160x260x210mm και το βάρος του μόλις 980gr. Μπορεί να λαμβάνει 18.000 σημεία ανά δευτερόλεπτο και η ανάλυση του είναι 0,09mm. Τα αρχεία που μπορούμε να πάρουμε κατευθείαν δίχως την μεσολάβηση ενός λογισμικού αντίστροφης μηχανολογίας είναι STL, IGS και RAW. Στα αξεσουάρ της συσκευής περιλαμβάνονται ο φορητός υπολογιστής με αντίστοιχη κάρτα και καλωδιώσεις για σύνδεση με το scanner, βάση στήριξης, αυτοκόλλητοι ανακλαστήρες για τα μοντέλα, πλάκα callibration και λογισμικό διαχείρισης. Η καλωδίωση που χρησιμοποιείται είναι τύπου Firewire (IEEE 1394) και η κάρτα τύπου PCMCIA που συνδέεται στο laptop. Η συσκευή μπορεί να καλιμπραριστεί από τον ίδιο τον χειριστή με την χρήση της ανάλογης πλάκας χωρίς να χρειαστεί να επιστρέψει πίσω στο εργοστάσιο παραγωγής όπως γίνεται με άλλα παρόμοια scanner. Ο χειρισμός του είναι εξαιρετικά απλός και δεν απαιτεί ειδικές γνώσεις στο τομέα της ψηφιοποίησης.

Εφαρμογές στις οποίες συναντάμε την χρήση του Handyscan3D είναι η αντίστροφη μηχανολογία, ο ποιοτικός έλεγχος στην παραγωγή, ο σχεδιασμός προϊόντων, η ταχεία πρωτοτυποποίηση, οι ιατρικές εφαρμογές, η αρχιτεκτονική, η αρχαιολογία, η αναπαραγωγή γλυπτών, η προσομοίωση κινούμενων μοντέλων, η σωματομετρία και πλήθος άλλων.

posted by PV Engineering Co. @ 11:59 π.μ.