Reverse Engineering von den Messdaten zum Konstruktionsmodell 19.10.2016
Inhalt o Q-Tech Roding GmbH o Was ist Reverse Engineering (RE)? o Der Weg zum Ziel (Praxisbeispiel) o Einflüsse auf den RE Prozess o Wann hilft mir RE? Seite 2
Q-Tech Roding GmbH Weiherhausstraße 2a 93426 Roding Q-Tech Roding ist ein unabhängiges Prüflabor, das sich als Kompetenzträger und Dienstleister im Bereich der industriellen Messtechnik etabliert hat. Einen unserer Schwerpunkte stellt neben der 2D/3D-Messtechnik die Computertomographie im Bereich der Bauteilvermessung und Analyse dar. Seite 3
Managementsystem o 2008 Erstzertifizierung des Managementsystems nach DIN EN ISO 9001:2000 o 2009 Erweiterung des Managementsystems hinsichtlich Normenänderung DIN EN ISO9001:2008 o 2016 Akkreditierung von Q-Tech Roding durch die DAkkS nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005-08 Seite 4
Leistungsangebot o Erstklassig ausgestattetes, klimatisiertes Prüflabor mit modernsten Messinstrumenten o Auftragsprogrammierung o Erstmusterprüfberichte o Konturmessungen o Rauheitsmessungen o Ermittlung statistischer Kenngrößen o Serien- oder serienbegleitende Vermessungen o Re-Qualifikationsprüfungen o Computertomografie o Lunker- und Porositätsanalysen o Montagekontrolle o Digitalisierung von Bauteilen o Reverse Engineering Seite 5
Q-Tech Roding zerstörungsfreie Montagekontrolle Seite 6
Q-Tech Roding Vermessung und Vergleich zum CAD oder zu anderen Bauteilen Seite 7
Q-Tech Roding Defekt- und Lunkeranalyse z.b. nach VDG P201/P202 Seite 8
Was ist Reverse Engineering Ein Objekt wird mithilfe unterschiedlicher Digitalisierungsmöglichkeiten zu einer 3D Punktewolke erfasst, aus dieser dann ein CAD-Modell konstruiert wird. Schritt 1: Punktewolke erfassen Seite 9
Schritt 1: Punktewolke erfassen Datenerfassung mit mehreren Systemen möglich: o Optische 3D Scanner o Computertomographie o Konturmessung o KMG o uvm. Seite 10
Was ist Reverse Engineering Ein Objekt wird mithilfe unterschiedlicher Digitalisierungsmöglichkeiten zu einer 3D Punktewolke erfasst, aus dieser dann ein CAD-Modell konstruiert wird. Schritt 1: Punktewolke erfassen Schritt 2: Vernetzung / Triangulation Seite 11
Was ist Reverse Engineering Ein Objekt wird mithilfe unterschiedlicher Digitalisierungsmöglichkeiten zu einer 3D Punktewolke erfasst, aus dieser dann ein CAD-Modell konstruiert wird. Schritt 1: Punktewolke erfassen Schritt 2: Vernetzung / Triangulation Schritt 3.1: Parametrisches CAD-Modell aus Regelgeometrien Schritt 3.2: Freiformflächen (NURBS-Modell) Seite 12
Was ist Reverse Engineering Ein Objekt wird mithilfe unterschiedlicher Digitalisierungsmöglichkeiten zu einer 3D Punktewolke erfasst, aus dieser dann ein CAD-Modell konstruiert wird. Schritt 1: Punktewolke erfassen Schritt 2: Vernetzung / Triangulation Schritt 3.1: Parametrisches CAD-Modell aus Regelgeometrien Schritt 3.2: Freiformflächen (NURBS-Modell) Schritt 4: Geometriekontrolle Seite 13
Was braucht der Kunde o Punktewolke o MeshFile / STL o Parametrisches Modell o Freiform Modell Seite 14
Punktewolke Punktewolke: (Erzeugnis aus Schritt 1) o Einfacherer Umgang mit großen Datenmengen o Kann für RE benutzt werden o Zur Vermessung geeignet o Kann für Visualisierung und Dokumentation benutzt werden o Kann für Soll-Ist-Vergleich verwendet werden o Zur Korrektur einfacher 2D Geometrien Seite 15
Mesh File STL / Mesh File: (Erzeugnis aus Schritt 2) o Kann Innen- und Außenwand erkennen o Volumendaten können gemessen werden o Kann für Messtechnik und Soll-Ist- Vergleiche verwendet werden o Kann für Animationen benutzt werden o Kann von den meisten CAD Systemen eingelesen und verarbeitet werden o Kann für virtuelle Verbauversuche herangezogen werden o Kann direkt für additive Fertigungsverfahren verwendet werden (3D-Druck, fräsen nach STL-DatenI) Die Konvertierung von der Punktewolke zum STL bringt den geringsten Genauigkeitsverlust mit sich. Seite 16
Parametrische Modelle aus Regelgeometrien Parametrische Modelle: (Erzeugnis aus Schritt 3.1) o Modell wird aus Regelgeometrien aufgebaut o Die Regelgeometrien werden manuell an die vorhandene Istgeometrie angelegt. Hierbei spielt die Verwendung / Funktion eine große Rolle o Die Flächenanzahl und die Datenmenge sind nach diesem Reverse- Engineering-Vorgang wesentlich kleiner als bei den STL bzw. Polygondaten. (ca. Faktor 1000 für die Anzahl der Flächen, Faktor 10 für das Datenvolumen) o Weiterverarbeitung in allen gängigen CAD Programmen um Änderungen/Anpassungen einzubringen oder Zeichnungen und Baugruppen zu erstellen. o Durch die Regelgeometrien wird die Neuanfertigung / Nachbearbeitung durch einfache Fertigungsmethoden erleichtert (ebene Flächen, saubere Zylinder) Seite 17
Freiform Modelle Freiformflächen: (Erzeugnis aus Schritt 3.2) Sind Oberflächen, die in der Regel durch Polynome höheren Grades oder hinreichend dichten Dreiecksflächen beschrieben werden können Diese werden größtenteils automatisch durch die Software berechnet. o Man findet diese u.a. im Energiemaschinenbau bei Turbinen im Fahrzeugbau für Karosserien und Designentwürfen in der Medizintechnik in der Natur für Werkzeugkorrektur o Ein Freiform-Volumenmodell ist für die weitere Bearbeitung im CAD geeignet. o Freiformflächen spiegeln die Ist-Geometrie einschließlich Formfehler oder Deformierungen des Ist-Bauteils am besten wieder. Seite 18
Der Weg zum Ziel am Beispiel eines Drehteiles Datenerfassung mit mehreren Systemen: o 3D Scan der Außenhaut o Konturzug der feinen Verzahnung o Innengeometrie mittels KMG erfasst Seite 19
Der Weg zum Ziel am Beispiel eines Drehteiles Vollständig erfasste Außenfläche (blau) + Linienzug der Innenfläche mittels KMG (rot) Seite 20
Der Weg zum Ziel am Beispiel eines Drehteiles Verfeinerter Detailbereich: Verwendung der Daten vom Konturmessgerät Seite 21
Der Weg zum Ziel am Beispiel eines Drehteiles Ergebnis: Regelgeometrisches CAD-Modell (.stp;.igs;.sldprt;.catpart; uvm..) Seite 22
Einflüsse auf den RE Prozess o Wofür wird das Ergebnis benötigt o Anzahl der Bauteile o Bauteilgröße klein / groß o Bauteilkomplexität o Aus welchen Material besteht das Bauteil hart / weich / transparent o Oberflächenbeschaffenheit glänzend / matt o Erforderliche Genauigkeit Seite 23
Wann hilft mir RE? Anwendungsmöglichkeiten o Bei Bauteilen, bei denen keine CAD-Beschreibung vorliegt handgefertigte Formen nachgebesserte Werkzeuge organischen Materialen o Wartung, Reparatur und Instandsetzung im Maschinenbau o Designanwendungen in der Automobil und Luftfahrtindustrie o Werkzeugkorrektur o Montagekontrolle bzw. Funktionsprüfung anhand der erfassten Ist-Bauteile (z.b. Kassette und Einschub) Seite 24
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