3D-сканер peel 2 CAD-S – долгожданное пополнение в линейке peel 3d. По сравнению со своим предшественником peel 2 устройство может похвастаться более высокой детализацией при сканировании небольших объектов.

Торговая марка peel 3d принадлежит Ametek/Creaform. Все знания и ноу-хау материнской компании в области 3D-сканирования и обратного проектирования были вложены в создание более доступных продуктов peel 3d для привлечения другой целевой аудитории.

Сканер peel 2 оказался весьма функциональным и полезным во многих сферах применения, но ему не хватало способности захватывать более мелкие детали объектов. Рассмотрим новую модель peel 2 CAD-S, чтобы оценить произошедшие изменения.

peel 2 CAD-S использует ту же технологию структурированного белого подсвета, что и предыдущая модель, но при этом имеет более высокое разрешение и поэтому лучше подходит для работы с элементами меньших габаритов. Рекомендуемый размер детали – менее 0,5 м (для сравнения, у peel 2 – от 0,3 до 3 м).

На практике это означает, что при использовании тех же датчиков и камер зона сканирования уменьшается с 380 × 380 мм до 142 × 108 мм. По сути, получается то же количество пикселей в гораздо меньшем пространстве, поэтому peel 2 CAD-S может захватывать 3D-формы с разрешением сетки 0,1 мм – другими словами, в пять раз точнее, чем peel 2.

Настройка и первое применение 3D-сканера

Процесс настройки практически такой же, как и у всех других устройств 3D-сканирования. Весь комплект поставляется в обычном кейсе с пенопластовым вкладышем: сканирующее устройство, программное обеспечение и лицензионный ключ на USB-носителе, а также коммутация. Кабели предназначены для питания (от стандартного блока питания) и передачи данных (через высокоскоростной порт USB 2.0). Процесс установки прост: вставьте флэшку в компьютер, запустите установку и выполните предложенные действия.

Что касается аппаратных требований, то вам понадобится современная рабочая станция или ноутбук с графическим процессором Nvidia и объемом видеопамяти не менее 2 ГБ. Процессор – чем быстрее, тем лучше, но поскольку система ориентирована на детали небольшого размера, вероятность перегрузки современного процессора минимальна.

После установки необходимо выполнить калибровку. Калибровка такого типа устройств не представляет сложности, и общая рекомендация заключается в том, что ее необходимо проводить достаточно регулярно, особенно при изменении условий, в которых используется сканер. Это может быть связано с освещенностью (например, переезд в другой офис, в другую зону цеха или мастерской) либо с температурой. После завершения калибровки устройство готово к работе.

При первом запуске программного обеспечения peel 3d пользователю предлагаются два основных варианта. Можно следовать подсказкам помощника, который проведет через весь процесс 3D-сканирования, определяя, как захватить объект, какое разрешение и методы позиционирования использовать (по геометрии, текстуре или позиционным меткам), и поможет в работе. Другой вариант – выполнить настройку самостоятельно.

Сначала нужно определить разрешение сканирования. По умолчанию задано 1,0 мм, но возможны значения от 0,1 мм до 2,0 мм. Чем меньше значение и четче разрешение, тем качественнее сканирование и больше набор данных. Учитывая, что peel 2 CAD-S предназначен для небольших объектов с мелкими деталями, хороший графический процессор легко справится даже с разрешением 0,1 мм.

Следующий шаг – установить, как система будет отслеживать перемещение 3D-сканера вокруг объекта. Как и в других подобных устройствах, есть три варианта: текстура, геометрия и метки. Сканеры с технологией структурированного подсвета, оснащенные функцией захвата текстуры, могут использовать текстуру поверхности для отслеживания перемещения сканера/объекта. peel 2 CAD-S может использовать также геометрию объекта. Оба эти метода хорошо подходят для органических форм и текстурированных объектов.

Для изделий правильной формы с однородными поверхностями (чаще всего это относится к механическим деталям) может потребоваться использование позиционных меток.

Это небольшие светоотражающие маркеры заданного размера, которые можно наклеить на объект или вокруг него. Они применяются для определения положения сканера по отношению к объекту методами триангуляции. При условии, что в поле обзора 3D-сканера находятся три метки одновременно, такой способ обычно дает хороший результат и обеспечивает правильное отслеживание сканера.

В комплект peel 2 CAD-S входит набор небольших пластиковых приспособлений с тремя метками, которые можно разместить вокруг объекта для быстрой настройки. Эти приспособления весьма полезны, учитывая, что прибор ориентирован на оцифровку мелких деталей с высокой детализацией, и наклеивать на них несколько 4-мм меток – не очень практичное решение.

Процесс сканирования 

3D-сканирование, как правило, включает в себя сбор как можно большего количества данных в одном положении. Устройство довольно легкое и хорошо сбалансированное, чем не могут похвастаться многие продукты конкурентов. Функция определения расстояния до объекта (идеальный вариант – 300 мм) с цветовой индикацией на экране и на самом устройстве позволяет выполнить сканирование очень быстро.

Стоит отметить, что ПО peel 3d предоставляет весьма приблизительный предпросмотр. Поскольку сканер обычно собирает огромное количество данных, имеет смысл постепенно отфильтровывать их по мере работы.

По мере привыкания к работе устройства и вырабатывания навыка быстрого перемещения сканера вокруг объекта (или быстрого вращения детали на поворотном столе) придет понимание того, как поддерживать непрерывное отслеживание. В любой момент вы можете снять палец с затвора, приостановить сканирование и просмотреть данные, а затем вернуться к оцифровке пропущенных участков.

После первоначального сканирования есть два пути. Если данных достаточно, то можно начать процесс очистки и удалить лишние данные. Для этого имеется ряд инструментов, и процедура довольно проста – это одна из областей, где оправдываются все вложения в ноу-хау Creaform. Затем выполняется формирование сетки и дальнейшая очистка.

В ином случае, особенно для сложных деталей, может потребоваться более тщательное повторное сканирование. При этом повторяется тот же процесс, в результате чего получаются два или более набора данных, которые необходимо совместить. И снова в игру вступают знания и технологии Creaform, позволяющие использовать общие точки (необходимо выбрать три общие точки между двумя или более изображениями) для совмещения нескольких сканов.

После того как скан (или набор сканов) готов, следующий этап – подготовка к постобработке данных. Возможно, вам просто потребуется создать сетку, выполнить заполнение отверстий и экспортировать данные в формат OBJ или STL. В этом случае имеющиеся инструменты помогут сгладить поверхности, удалить шумы и заполнить все отверстия, чтобы обеспечить надежный экспорт.

Кроме того, может потребоваться построить на основе данных точек/сетки аналитические поверхности либо получить точку отсчета для повторного использования сетки в САПР (поверхности позволяют выравнивать и повторно собирать модель) или для создания опорной геометрии для построения более полной модели.

ПО peel 3d на самом деле не предназначено для построения полностью герметичной твердотельной модели. Его цель – помочь построить набор эталонных поверхностей, которые согласуются с данными точек и сетки. Такое представление данных сканирования можно импортировать в полнофункциональную систему 3D-проектирования и завершить построение трехмерной модели.

Хотя это может показаться немного сложным, фактически в большинстве случаев к призматической модели можно почти мгновенно добавить другие поверхности (такие как цилиндры, сферы, плоскости и т.д.).

Затем эти поверхности и точки можно загрузить в САПР. Обычно для этого требуется две операции экспорта: сначала файл данных сетки в формате STL или OBJ, затем файл данных поверхностей в формате STEP или IGES (к примеру). В итоге должен получиться набор из двух типов геометрии, которые можно использовать для построения необходимой модели.

Выводы

С первого взгляда 3D-сканер peel 2 производит сильное впечатление. Относительно невысокая цена, превосходное качество сборки и, что не менее важно, надежное и простое программное обеспечение. Основная проблема заключалась в том, что он не подходит для тех, кому требуются сканы с более высоким разрешением.

peel 2 CAD-S использует тот же подход, что и его предшественник, но фокусируется (как буквально, так и в переносном смысле) на небольших объектах и захвате более мелких деталей, сохраняя при этом ту же простоту использования в сочетании с программным обеспечением от Creaform.

Полученные сканы отличаются превосходной детализацией, а освоив искусство многократного сканирования, сшивки и выравнивания, а также практические особенности работы с отражающими поверхностями, можно добиться впечатляющих результатов.

peel 2 CAD-S и peel 2 оптимально дополняют друг друга, и есть смысл иметь на рабочем месте оба сканера. На практике такой вариант весьма распространен. Если вы интересуетесь решениями для 3D-сканирования, линейка peel 3d заслуживает более глубокого изучения.

Источник: develop3d.com