W poprzednim artykule omówiłem metodę skanowania 3D, więc teraz pora na poruszenie zagadnienia „Obróbka chmury punktów”.
SOLIDWORKS w pakiecie Professional posiada dodatek ScanTo3D umożliwiający konwersję siatek i chmur punktów na obiekty powierzchniowe.
ScanTo3D umożliwia wczytywanie wielu dodatkowych formatów plików siatki, takich jak:
- nzip, nxm, scn, 3ds, obj, stl, wrl, ply
- chmury punktów: xyz, txt, asc, vda, igs, ibl
Po włączeniu dodatku ScanTo3D w SOLIDWORKS, otworzyliśmy plik wyjściowy z naszego skanowania. Po otworzeniu siatka prezentowała się następująco po otworzeniu pliku wyjściowego ze skanowania (w programie HD Studio)
Aby, utworzyć model powierzchniowy korzystamy z kreatora powierzchni.
Po uruchomieniu kreatora zaznaczamy siatkę, z której będziemy tworzyć nasz model powierzchniowy. Odpowiadając na pytania kreatora, otrzymaliśmy wstępnie model powierzchniowy.
Niestety otrzymany model nie jest zadowalający. Jak widać powyżej powierzchnia nie jest wypełniona, pozostało wiele ubytków w płaszczyźnie. Z pomocą przychodzi narzędzie SOLIDWORKS, mianowicie „wypełnienie powierzchni” Dzięki niemu, jak sama nazwa wskazuje możemy uzupełnić ubytki powierzchni. W pierwszym kroku, zaznaczamy zewnętrzny obszar który chcemy wypełnić.
Po użyciu narzędzia wypełnienia powierzchni otrzymujemy taki efekt.
Po dokonaniu kilku operacji wypełniania powierzchni nasz ostateczny model powierzchniowy prezentuje się następująco.
Niestety nie jest to idealny model, zawiera on kilka ubytków (w przypadku wypełniania powierzchni, otrzymana, nowa powierzchnia, znacznie deformowała nasz model).
Model bryłowy
W przypadku modelu bryłowego definiujemy kilka nowych płaszczyzn, tak jak zostało to przedstawione poniżej.
Następnie na każdej powierzchni, za pomocą szkicu i funkcji splajn, obrysowujemy zewnętrzny kształt.
Po obrysowaniu konturu zewnętrznego na każdej, nowo utworzonej płaszczyźnie, korzystamy z narzędzia „Wyciągnięcie po profilach”. Wybieramy kolejno utworzone szkice. Efekt końcowy prezentuje się następująco.
Po wykonaniu operacji wycięcia, otrzymaliśmy otwór, przedstawiony poniżej.
Następnym krokiem było stworzenie gwintu, aby to zrobić, posłużyliśmy się narzędziem Helisa oraz stworzyliśmy szkic naszego gwintu trapezowego. również można użyć nowej operacji, która jest dostępna w wersji SOLIDWORKS 2016 Gwint.
Ostatnim krokiem jest stworzenie rowka pod uszczelkę, skorzystaliśmy z funkcji wycięcia przez obrót.
Analiza odchylenia siatki
Jedną z wielu dostępnych funkcje w programie SOLIDWORKS jest analiza odchylenia siatki. Jest ona dostępna po kliknięciu na siatkę. Program porównuje siatkę ze stworzoną powierzchnią. Wynikiem takiej operacji jest wyświetlenie mapy odchyleń z zaznaczonymi kolorami odpowiadającymi konkretnym przedziałom odchyleń.
Po dokonaniu analizy odchylenia siatki otrzymaliśmy następujące dane:
Model powierzchniowy:
*********************** Deviation Statistics ***********************
Maximum 3.8316
Minimum -6.9013
Average 0.0060
Std. Dev. 0.1666
Upper Bound 5.0000
Lower Bound -5.0000
Percent In Bound(%) 100.0
Model bryłowy:
********************** Deviation Statistics ***********************
Maximum 5.9844
Minimum -6.2328
Average -0.1050
Std. Dev. 1.4828
Upper Bound 5.0000
Lower Bound -5.0000
Percent In Bound(%) 98.7
Wnioski
Podczas skanowania naszego obiektu, pojawiły się problemy z odwzorowaniem wewnętrznego gwintu. Wynika z tego, że obiekty poddane skanowaniu, nie mogą zawierać szczelin. Szczeliny powodują, że wiązka lasera nie jest w stanie dotrzeć we wszystkie miejsca, co skutkuje mniejszym odwzorowaniem naszego przedmiotu.
Po stworzeniu i przeanalizowaniu modelu powierzchniowego oraz bryłowego, można wystosować następujące wnioski. W przypadku modelu powierzchniowego, występuje lepsze odwzorowanie powierzchni, dodatkowo używając kreatora powierzchni, czas tworzenia modelu znacznie się skraca. Minusem takiego modelu są ubytki powierzchni, pomimo użycia narzędzia wypełniania powierzchni , nie każdy ubytek jesteśmy w stanie odwzorować tak jak jest to w rzeczywistości. W przypadku modelu bryłowego nie występuje problem z ubytkami powierzchni. Niestety taki model jest mniej dokładny, jego dokładność zależy w dużej mierze od projektanta, a mianowicie związana z dokładnością z jaką tworzony jest szkic odwzorujący zewnętrzny kontur naszej chmury punktów. Potwierdzeniem powyższych spostrzeżeń jest analiza odchylenia siatki od danego modelu. Wynika z niej, że mniej dokładnym modelem w naszym przypadku jest model bryłowy.
