3D-сканер Shining UE Pro — большой обзор

Производитель

Shining 3D — известный бренд китайского производителя профессиональных систем 3D-сканирования с офисами в Китае и Европе. Компания развивает линейку ручных метрологических 3D-сканеров FreeScan, а также доступных решений для цветного сканирования — EinScan.

Особенности FreeScan UE Pro

Shining FreeScan UE Pro превосходит по скорости, точности и универсальности предшественников в своей линейке:

• точность сбора данных — до 20 микрон;
• 3D-разрешение до 0,05 мм позволяет точно передать геометрию мельчайших деталей на поверхности объекта;
• подходит для сканирования объектов разных размеров и типов — от небольших предметов и деталей до корпусов самолетов и водяных насосов в корабельных доках;
• скорость в 1 850 000 точек/сек значительно сокращает время сканирования крупных объектов;
• три режима сканирования для разных объектов и задач.

Важная особенность Shining FreeScan UE Pro — интегрированная фотограмметрия. Эта функция позволяет минимизировать накопление ошибок при сканировании крупногабаритных объектов и получать их высокоточные цифровые модели значительно быстрее.

Чтобы использовать сканер для оцифровки темной, глянцевой или полупрозрачной детали, не нужно использовать матирующие спреи. Достаточно выбрать тип поверхности в программном обеспечении.

Стоит отметить, что FreeScan UE Pro весит всего 840 грамм и его удобно держать в руках. Поставляется в специальном транспортировочном кейсе на колесиках, который легко перевозить — в том числе как ручную кладь в самолете.

Три режима сканирования для разных задач

UE Pro призван обеспечить высокий уровень универсальности для своих пользователей. Поэтому он способен в рамках одного объекта работать в трех разных режимах. Переключаться между режимами легко благодаря кнопкам в верхней части ручки сканера.

Быстрое сканирование

Сетка из 13 пар скрещенных линий подходит для быстрого захвата крупных объектов — за счет одновременного покрытия лазерными лучами большей площади. Это значительно сокращает время работы инженера по сканированию. Точность сбора данных при этом сохраняется.

HD-режим

Пять параллельных лазерных линий обеспечивают более высокую детализацию средних и малых объектов или сложных участков на крупногабаритных объектах. Например, при сканировании корпуса самолета эффективен следующий алгоритм: основная площадь оцифровывается в быстром режиме, а отдельные элементы — отверстия, посадочные места — в HD-режиме.

Режим одной линии

Позволяет идеально оцифровать отверстия, пазы, внутренние полости, резьбу.

Встроенная фотограмметрия

Фотограмметрия — технология оцифровки крупных объектов (автомобилей, вагонов, самолетов) с высокой точностью. Традиционно это работает так: объекты фотографируют с разных ракурсов, после чего снимки загружают в специальную программу для создания облака точек и формирования цельной 3D-модели.

Shining Freescan UE Pro имеет встроенную функцию фотограмметрии, когда внешняя фотокамера не требуется. Поэтому устройство превосходно справляется со сканированием крупногабаритных объектов. На деталях длиной более 8 метров погрешность отклонения составляет не более 0,14 миллиметра.

Объемная точность — это соотношение между полученными 3D-данными и размерами самого объекта. Чем меньше этот показатель, тем выше точность скана. При сканировании в режиме фотограмметрии объемная точность может достигать 0,015 мм.

Где используют Shining Freescan UE Pro

3D-сканирование крупных объектов

3D-сканеры превосходят традиционные инструменты измерений в удобстве использования, скорости работы и точности передаваемых данных. Поэтому они широко используются в промышленном производстве, авиации, энергетике, автомобилестроении для сканирования труб, самолетов, кораблей, узлов агрегатов и других крупногабаритных объектов.

Специалисты компании 3D Scan Academy (Германия) провели эксперимент, в ходе которого при помощи Shining Freescan UE Pro оцифровали крыло самолета. Чтобы получить максимально точные данные, была создана система координат для лазерных лучей сканера с помощью стандартных маркеров и корректирующих их позицию фотограмметрических меток.

Чтобы задать внешние образцы размеров, использовали фотограмметрические линейки. В программное обеспечение 3D-сканера по умолчанию внесены параметры линеек, поэтому устройство определяет их положение максимально точно. В базовую комплектацию Shining Freescan UE Pro входят две фотограмметрические линейки, но можно использовать до 16 штук.

Shining Freescan UE Pro успешно справился со сканированием крыла самолета. Встроенная фотограмметрия показала себя как мощный инструмент минимизации погрешностей измерений.

Портативность сканера позволила специалистам отдельно оцифровать верхнюю и нижнюю части объекта, а потом сшить их в специальной программе

Реверс-инжиниринг

Реверс-инжиниринг — это точное копирование объекта по сохранившейся информации или существующему образцу. Например, иногда очень дорого или сложно найти снятую с производства деталь. В таком случае прибегают к обратному проектированию. Сканер справляется с этой задачей благодаря некоторым своим преимуществам.

FreeScan UE Pro может выполнять съемку с разрешением от 0,05 мм до 3 мм. В большинстве случаев пользователю достаточно 0,2 мм или 0,5 мм, чтобы отсканировать, например, деталь машины. Более высокий уровень разрешения обеспечивает точную передачу мельчайших особенностей объекта и применяется в основном для контроля качества.

Контроль геометрии

Технология высокоточного 3D-сканирования — распространенный способ неразрушающего контроля геометрии в условиях серийного производства и сложной промышленной инфраструктуры. С помощью 3D-сканирования проводятся высокоточные измерения пресс-форм, отливок, деталей двигателей и других объектов. Результаты измерений сравниваются с эталонными параметрами.

Преимущества Shining Freescan UE Pro при проведении контроля геометрии:

• позволяет измерять даже самые сложные формы;
• благодаря скорости в 1 850 000 точек/сек справляется со сбором данных быстрее контактных инструментов;
• измеряет с высокой точностью до 20 микрон;
• не деформирует объекты.

Профессиональные 3D-сканеры позволяют, например, создавать точные трехмерные модели нефтегазовых труб и получать информацию о их поверхности, форме и степени износа. Повреждения трубопроводов часто содержат трещины и коррозию, что затрудняет оценку степени повреждений с помощью визуальных или ручных измерений. Freescan UE Pro помогает быстро получить максимально полные и точные данные обо всей поверхности трубы.

Shining Freescan UE Pro внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии в реестр средств измерений в реестр средств измерений Российской Федерации. Данный статус имеют устройства, прошедшие всестороннюю проверку качества.

Тесты работы

Сканирование колесной базы грузовика

Специалисты Globatek провели сканирование кузова автомобиля для компании, которая производит и устанавливает дополнительное оборудование на грузовые автомобили. Задача: получение точных данных о положении и размере посадочных мест для последующего проектирования.

3D-сканирование пресс-форм под давлением

Индонезийская компания Meiwa Mold занимается производством пресс-форм для литья под давлением. Чтобы обеспечить точную обработку отливок, припуски на обработку должны строго контролироваться. Решение этой задачи традиционно занимало много времени. Кроме того, имеющиеся координатно-измерительные машины не были достаточно портативными для сканирования средних и больших объектов. Обе проблемы решил 3D-сканер Shining UE Pro благодаря скорости работы и портативности.

Реверс-инжиниринг детали автомобиля

Для 3D-сканирования была взята деталь из резиноподобного пластика. На поверхности присутствовали борозды и отверстия. Кроме того, деталь была темного цвета. Сначала объект отсканировали в режиме пяти параллельных линий. Потом был выбран режим одной линии, чтобы захватить отверстия и резьбу, процесс занял несколько минут. Для более детального сканирования некоторых участков, например, там где присутствовала надпись, был выбрано разрешение 0,02 мм.

Программное обеспечение

Компания Shining 3D выпускает специальный софт для сканирования, поддерживающий автоматические обновления. Быстрая обработка полученных данных, легкое обучение работе с программой и удобный экспорт данных в другие приложения позволяет значительно упростить производственные процессы.

Перед началом работы сканера проводится его настройка для будущего получения точных измерений — калибровка. Вы можете запустить калибровочный процесс из программного обеспечения FreeScan на вашем компьютере. Инструкции которые вы получите, помогут вам разобраться с калибровкой, даже если вы делаете это в первый раз.

Еще одна полезная и простая в использовании функция ПО: как только вы удалите из скана поверхность стола или другие лишние фрагменты, программа автоматически начнет фильтровать данные из этих областей, когда вы продолжите сканирование. Это сработает даже при переключении режимов.

Данные сканирования на Shining Freescan UE Pro легко передаются в основные программы для контроля и проектирования — Geomagic, Verisurf и др. Фирменное ПО поставляется в комплекте со сканером.

В программное обеспечение FreeScan встроена форма запроса на обратный инжиниринг. Вы можете отправить команде Shining 3D свой файл, детали проекта и ограничения, и они смогут выполнить реверс-инжиниринг на основе отправленной вами сетки.

Комплектация

Shining Freescan UE Pro поставляются в кейсах, надежно защищающих оборудование от повреждений как изнутри — с помощью мягкого наполнения, так и снаружи — с помощью прочного корпуса. Кейс оснащен выдвижной ручкой подобно чемодану для путешествий. Поэтому перемещать оборудование очень удобно.

Что входит в комплектацию Shining Freescan UE Pro?

• 3D-сканер
• наборы светоотражающих маркеров разного размера
• калибровочная панель для настройки устройства перед сканированием
• две масштабных линейки для фотограмметрии
• фирменное ПО
• донгл-ключ для защиты ПО
• адаптер питания
• USB-кабель с портом питания
• USB-накопитель.