Разработка и испытания прототипов программных модулей автоматического бесконтактного трехмерного сканирования сложнопрофильных деталей и выделения геометрических примитивов из отсканированной трехмерной карты детали.

Цель: разработка прототипа программного модуля бесконтактного трехмерного сканирования сложнопрофильных деталей. Реализованы функции управления измерительными системами типа КИМ с использованием универсального протокола управления координатной техникой DME, на основе которого созданы функции по управлению движением, контролю состояния оборудования и сенсора. В результате система позиционирования перемещается со скоростью до 300 мм/с и управляется в реальном времени. Реализованы функции управления сенсорами. Для этого реализованы протоколы опроса оборудования и посылки задач UDP и TCP/IP. Функции реализуют сбор данных со сканера, управление параметрами сканирования и обработки данных, а также контроля состояния сенсоров. В результате скорость получения данных со сканера составляет до 100 000 точек/с. Для проверки работоспособности реализации протоколов проведено сканирование деталей разными сенсорами. Разработан интерфейс для работы с облаком точек, полученным в результате измерения системой на базе КИМ и сенсоров, который позволяет визуализировать облако точек и его отдельные части, выделять точки и менять точку обзора в трехмерном пространстве. Разработана процедура калибровки измерительной системы, которая позволяет совмещать координатные системы сенсоров и КИМ при помощи сканирования сферы с разных сторон и последующего пересчета координат по созданным алгоритмам. Для калибровки создан специальный интерфейс, позволяющий на стадии сбора данных оценить качество измерений, а также сохранять и открывать созданные ранее файлы калибровки. Проведено испытание прототипа программного модуля бесконтактного трехмерного сканирования сложнопрофильных деталей, а также его доработка по результатам испытаний. Разработаны программа и методика испытаний, в которой описаны способы тестирования функций управления измерительными системами и управления сенсорами. Верифицирована методика калибровки. Для создания прототипа программного модуля выделения геометрических примитивов из отсканированной трехмерной карты детали реализованы программные инструменты выделения облаков точек, создания по облакам и самим примитивам геометрических примитивов как объемных, так и на плоскости, а также созданы инструменты образмеривания данных примитивов. В результате для работы с трехмерными облаками точек созданы инструменты построения точки, линии, плоскости, сферы, цилиндра, конуса. Для работы с сечениями в плоскости созданы инструменты построения точки, линии, окружности. Созданы инструменты построения геометрических примитивов по имеющимся примитивам: точка пересечения двух прямых. Для сечений также реализованы инструменты нанесения размеров. Для работы с примитивами создается их дерево для облака точек, на котором они выделяются. В качестве примера работы модуля и объекта испытаний использовано облако точек с муфты. Для испытаний прототипа программного модуля, а также его доработки по результатам испытаний разработана методика испытаний, в которой дано описание способов тестирования инструментов для работы с геометрическими примитивами. В ходе доработки добавлен инструмент задания стандартного окна выделения. В результате полученные отклонения от допусков по всем параметрам соответствуют установленным требованиям, что подтверждает работоспособность модуля.