Informe # 7 Uso Del Escaner 3d

CARRERA DE INGENIERIA ELECTROMECÁNICA

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SISTEMAS CAD-CAM

SISTEMAS CAD-CAM

INFORME Nº 02

INFORME Nº 02

TIPAN CAJAS STALIN ORFAY

TIPAN CAJAS STALIN ORFAY

USO DEL ESCANER 3D

USO DEL ESCANER 3D

21/05/2014

21/05/2014

PRACTICA N

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 Uso del escáner 3D.Uso del escáner 3D.

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

 Planificar la diagramación.Planificar la diagramación.

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 Configurar el programa.Configurar el programa.

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 Crear un prototipo.Crear un prototipo.

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 Revisar órdenes de dibujo, edición, modificación y Revisar órdenes de dibujo, edición, modificación y visualiación.visualiación.

II

III.

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 Computador.Computador.

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 $scáner #oomeo %pti#um &'.

 (odelo de una pieas a escanear.

I!. MARCO TE#RICO

E$%&'() 3D

Un

($%&'() 3D

 es un dispositivo )ue analia un objeto o una escena para reunir datos de su forma y ocasionalmente su color. *a información obtenida se puede usar para construir  modelos digitales tridimensionales )ue se utilian en una amplia variedad de aplicaciones. Desarrollados inicialmente en aplicaciones industriales +metrologa, automóvil-, an encontrado un vasto campo de aplicación en actividades como la ar)ueologa, ar)uitectura, ingeniera, y entretenimiento.

$l propósito de un escáner 3D es, generalmente, el de crear una nube de puntos a partir de muestras geom/tricas en la superficie del objeto. $stos puntos se pueden usar entonces para e0trapolar la forma del objeto +un proceso llamado reconstrucción-. !i la información de color se incluye en cada uno de los puntos, entonces los colores en la superficie del objeto se pueden determinar tambi/n.

Imagen 1. Escáner 3D.

T*+,$ ( ($%&'() 3D

A%*,$

*os escáneres activos emiten alguna clase de se1al y analian su retorno para capturar la geometra de un objeto o una escena. !e utilian radiaciones o ultrasonidos.

E$%&'() 3D ( *(+, ( (,

Un escáner 3D de tiempo de vuelo determina la distancia a la escena cronometrando el tiempo del viaje de ida y vuelta de un pulso de lu. Un diodo láser emite un pulso de lu y

se cronometra el tiempo )ue pasa asta )ue la lu reflejada es vista por un detector. Como la velocidad de la lu C es conocida, el tiempo del viaje de ida y vuelta determina la distancia del viaje de la lu, )ue es dos veces la distancia entre el escáner y la superficie. $l distanciómetro láser sólo mide la distancia de un p unto en su dirección de la escena. Para llevar a cabo la medida completa, el escáner va variando la dirección del distanciómetro tras cada medida, bien moviendo el distanciómetro o deflectando el a mediante un sistema óptico.

2lgunos ejemplos de escáneres basados en el tiempo de vuelo

 Callidus CP3455

 *eica !can!tation4

 *eica C65

 (ensi 7!6558455 +aora 'rimble

7&- %ptec 9*R9!

 Riegl +toda la

gama-Imagen 2. Escáner de tiempo de vuelo.

$l escáner láser de triangulación 3D es tambi/n un escáner activo )ue usa la lu del láser   para e0aminar el entorno. $l a de lu láser incide en el objeto y se usa una cámara para  buscar la ubicación del punto del láser. Dependiendo de la distancia a la )ue el láser golpee

una superficie, el punto del láser aparece en lugares diferentes en el sensor de la cámara. $sta t/cnica se llama triangulación por)ue el punto de láser, la cámara y el emisor del láser  forman un triángulo.

Imagen 3. Escáner de triangulación 3D.

2lgunos ejemplos de escáneres 3D por triangulación

 (inolta :ivid

E$%&'() *6()('%* ( 6$(

$ste tercer tipo de escáner mide la diferencia de fase entre la lu emitida y la recibida, y utilia dica medida para estimar la distancia al objeto. $l a láser emitido por este tipo de escáner es continuo y de potencia modulada.

$l rango y la precisión de este tipo de escáner es intermedio, situándose como una solución entre el largo alcance de los dispositivos de tiempo de vuelo y la alta precisión de los escáneres por triangulación.

2lgunos ejemplos de escáneres basados en diferencia de fase

 ;aro Poton, <oom

vuelo- 'rimble ;&

 <=; 9mager >55>, >565

E$%&'() 3D (  ($)%)

*os escáneres 3D de lu estructurada proyectan un patrón de lu en el objeto y analian la deformación del patrón producida por la geometra de la escena. $l modelo puede ser  unidimensional o de dos dimensiones. Un ejemplo de un modelo unidimensional es una lnea. *a lnea se proyecta sobre el objeto )ue se analia con un proyector de *CD o un láser. Una cámara, desviada levemente del proyector de modelo, mira la forma de la lnea y usa una t/cnica semejante a la triangulación para calcular la distancia de cada punto en la lnea. $n el caso del modelo de una sola lnea, la lnea se barre a trav/s del campo del  panorama para reunir información de distancia una tira a la ve.

E$%&'() 3D (  ,

*os escáneres 3D de lu modulada emiten una lu continuamente cambiante en el objeto. 7eneralmente la fuente de lu simplemente cicla su amplitud en un patrón sinodal. Una cámara detecta la lu reflejada y la cantidad )ue el patrón de lu cambia para determinar la distancia viajada por la lu.

P$*,$

*os escáneres pasivos no emiten ninguna clase de radiación por s mismos, pero en lugar se fa de detectar la radiación reflejada del ambiente. *a mayora de los escáneres de este tipo detectan la lu visible por)ue es una radiación ya disponible en el ambiente.

E$()(,$%+*%,$

*os sistemas estereoscópicos utilian el mismo principio de la fotogrametra, utiliando la medida de la paralaje entre dos imágenes para determinar la distancia de cada pi0el de la imagen. $mplean generalmente dos cámaras de video, levemente separadas, mirando a la misma escena. 2naliando las diferencias leves entre las imágenes vistas por cada cámara, es posible determinar la distancia en cada punto en las imágenes. $ste m/todo se basa en la visión estereoscópica umana.

S*(

$stos tipos de escáneres 3D usan bos)uejos creados de una sucesión de fotografas alrededor de un objeto tridimensional contra un fondo muy bien contrastado. $stas siluetas se estiran y son cruadas para formar la apro0imación visual de casco del objeto.

C,' 8 ( $)*, 9,(, :$, (' *(';

$ste tipo de escaneo 3D se basa en los principios de la fotogrametra. $s tambi/n algo semejante en la metodologa a la fotografa panorámica, e0cepto )ue las fotos se toman de un objeto en un espacio tridimensional para replicarlo en ve de tomar una serie de fotos de un punto en un espacio tridimensional para replicar el ambiente circundante.?6@

E$%&'() N,,(, O+*N <T

%pti#um de #oomeo es uno de una nueva generación de dispositivos para golpear el mercado. $s diferente a otros escáneres láser de mano en la medida en )ue no re)uiere )ue el usuario colo)ue objetivos láser en el elemento )ue va a escanear. $s esta facilidad de uso )ue está seguro de )ue sea una propuesta atractiva para los ingenieros no e0pertos y dise1adores.

%pti#um de #oomeo utilia una combinación de lu blanca y de vdeo para generar sus datos de nube de puntos

Imagen 4. Escáner Noomeo OptiNum XT.

$l %pti#um no es un escáner láser. $n su lugar utilia la tecnologa de procesamiento digital de la imagen, una combinación de la lu blanca y el vdeo de sus cámaras CCD de alta definición, para generar los datos de nubes de puntos. 'iene )ue ser conectado a una computadora portátil a trav/s de una cone0ión U!A durante la operación.

Imagen . !so del escáner Noomeo.

 #o ay necesidad de )ue los puntos tradicionales, objetivos u otros medios de  posicionamiento espacial, todo se ace automáticamente sin )ue el usuario final tener )ue  perder tiempo en la preparación del modelo. !egBn #oomeo, utilia complejos algoritmos  para posicionarse en relación con el tema y cuenta con una precisión de asta =  655m. !i  bien esto significa )ue no puede capturar bien como un detalle como la mayora de los escáneres de mano competitivos, todava significa )ue es adecuado para mucas aplicaciones de ingeniera inversa.

$l volumen recomendado para objetos analiados es de 65 cm3 _{a 6 m} 3_{. $sto lo sitBa en el}

e0tremo inferior de la escala para escáneres de mano, sin embargo #oomeo dice tambi/n la fle0ibilidad del dispositivo significa )ue puede ser utiliado para escanear pieas en el interior más grandes, como las alas de aviones, entre las tuberas au0iliares complejos, o en la parte superior de las altas estructuras.

$l escáner viene con una aplicación de soft"are de ad)uisición de llamada #umi!oft. $sto  permite sencilla limpiea de la nube de puntos, mallado automático y e0portación a 2!C99, &E<, D&; y formatos de !'*. Una erramienta de soft"are opcional, #umi!oft, ofrece una funcionalidad adicional, incluyendo punto de niebla y capacidades de importación de malla, y la modificación de malla, edición y limpiea de erramientas y %AF e0portación.?4@

C,'*%*,'($ +) ' ($%'(,

 'ambi/n ay )ue tener muy en cuenta tambi/n las dimensiones de la misma.

 %tro factor )ue influye considerablemente y dependiendo del escáner es la coloración de la piea. Una piea muy colorida tendrá mucas fallas la momento de tomar las fotografas.

C,, $( )(* ' ($%'(,

Primeramente se realian las pruebas para ver como captura el escáner la superficie de la piea procurando observar la orientación más idónea.

 (ediante una cone0ión a un ordenador se va tomando las lecturas asta tener su imagen digital completa. Cada lectura debe tener un modo má0imo de precisión de  puntos de lectura.

 !e procede a acer un mallado con el soft"are empleado de la figura o imagen digital.

 Una ve registrada la piea con los niveles precisos referidos se procede a la impresión de la imagen digital con el uso de una impresora 3D.?3@

!. PROCEDIMIENTO

$legimos la piea, la cual va a ser escaneada.

Imagen ". #ie$a a ser escaneada.

2ctivamos el soft"are #umi!oft para )ue se puedan ir cargando las imágenes capturadas  por el escáner.

Imagen %. &ctivación del so't(are Numi)o't.

Posicionamos la lu láser del escáner asta poder formar una v en la piea.

Imagen *. +ormación de una v para la toma de la 'otogra',a.

'omamos las fotografias asta poder completar la geometria de la piea.

Imagen -. Toma de 'otogra',as.

Imagen 11. #ie$a digitali$ada.

Imagen 12. #ie$a digitali$ada.

;inalmente mandamos a imprimir usando una impresora 3D.

$l prototipado es una operación dentro del proceso de mecaniado )ue nos permite interactuar un soft"are con una má)uinaerramienta.

$l soft"are #umi!oft es una erramienta de dise1o para prototipado )ue realia  principalmente sólidos en 3D, y )ue nos permite interactuar con el escáner #oomeo

y la impresión o el mecaniado en una má)uinaerramienta.

$s muy importante )ue posicionemos de manera adecuada la lu del escáner en la  piea en una postura idónea para realiar la toma de las fotografas de la piea.

!II. RECOMENDACIONES

Conocer previamente el uso y funcionamiento del escáner #oomeo %pti#um &' y el soft"are #umi!oft para su adecuado manejo.

Usar pieas preferiblemente de color blanco, de esta manera la fotografa es más e0acta y no vamos a tener márgenes de error e0cesivos.

Conocer previamente como se puede relacionar y cómo puede interactuar un soft"are con una má)uinaerramienta.

!III. ILIOGRAF=A

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