علاوه بر اين ، چنين کشورهايي با فروش ماشين آلات خود به کشورهاي ديگر آنها را از ميدان رقابت خارج و به خود وابسته مي کنند.دستگاه هاي توليد انواع قالب ؛ قطعه ، اسکن و اندازه گيري دقيق و دستگاه برش از جمله اين ماشين آلات هستند که کشور ما براي تامين اين دستگاه ها به کشورهاي اروپايي و آسياي شرقي وابسته است.

با توجه به نياز کشور در زمينه تامين نيازمندي هاي بخش صنعتي محققان جوان کشورمان موفق به اجراي طرحي شده اند که مي تواند پاسخگوي بسياري از نيازها در بخش صنعتي باشد و نقش مهمي در کاهش وابستگي ها به کشورهاي صنعتي داشته باشد.

هدف از طراحي و ساخت دستگاه اسکنر 3بعدي ، انجام تحقيقاتي درباره انواع کنترلرها و ماشين آلات صنايع ابزار دقيق و همچنين سهولت انجام فرآيند ماشينکاري با حداکثر سرعت و کيفيت است.

اين دستگاه به يک حسگر فاصله ياب ليزري بسيار دقيق مجهز است که به نرم افزار ماشين اين امکان را مي دهد تا از اسکن سطوح انواع قطعه و قالب هاي صنعتي به ابري از نقاط برسد و از اتصال نقاط متراکم به يک مدل حجم دار و 3بعدي دست يابد.

بر اين اساس ، مهندسان و طراحان صنعتي مي توانند مدل 3بعدي قطعه اسکن شده را در انواع نرم افزارها، اصلاح يا به طور مستقيم به دستورات ماشينکاري تبديل کنند و فرآيند مهندسي معکوس يا به عبارتي کپي گرفتن از قطعه يا قالب را بسادگي انجام دهند. بنابراين مي توان گفت طراحي و ساخت اسکنر 3بعدي روشي عملي براي تشخيص برخوردهاي احتمالي و مخرب بين ابزار و قطعه کار است .

مرکزياب هوشمند

به گفته حسين زيبادل ، مجري اين طرح که به رتبه دوم پژوهش هاي کاربردي در گروه تخصصي برق و کامپيوتر نهمين جشنواره جوان خوارزمي انتخاب شد، وزن اين ماشين حدود 190کيلوگرم و مرکب از قطعات آلومينيومي و آهني است و با توجه به اين که محاسبه اصولي انبساطي و انقباضي در طراحي ماشين رعايت شده است ، دقت دستگاه تحت تاثير شرايط دمايي قرار نمي گيرد. علاوه بر اين ، در اين گونه ماشين آلات رفع تنش در حين کار با دستگاه بسيار مهم است که با طراحي و ساخت استاندارد سازه ها و قراردادن لرزه گيرهاي مناسب در دستگاه ، تنش در اين اسکنر 3بعدي به حداقل رسيده است.

تمامي اشکال هندسي و مرکب را مي توان از اتصال خطوط به يکديگر ساخت و حتي اشکال هندسي مانند کره و هرم نيز از اين قاعده مستثني نخواهند بود. اما هر چه پيوستگي خطوط بيشتر باشد، شکل موردنظر نيز صاف تر و دقيق تر خواهد بود. در اين سيستم ، يافتن نقطه شروع کار روي قطعه آماده تراش به صورت کاملا هوشمند و خودکار انجام مي شود. اين فرآيند به گونه اي طراحي شده است که به دستگاه اين قابليت را مي دهد تا به صورت خودکار قطعه آماده تراش را در هر نقطه اي از ميز کار پيدا کند و بدون نياز به تنظيمات کاربر به محل شروع کار يا همان منطقه صفر رود و آماده تراش شود.

فرآيند انجام کار به اين صورت است که يک بار سطح ميز با يک حسگر فاصله ياب ليزري بسيار دقيق اسکن مي شود و قسمت هايي که فاصله آن از حداکثر ارتفاع گيره بيشتر شود، به عنوان محدوده کار در نظر گرفته مي شود. در صنعت ماشينکاري ، تنظيم موقعيت اوليه ابزار روي يک قطعه کار، از مشکل ترين و وقتگيرترين قسمت هاي ماشينکاري به شمار مي آيد؛ اما اين روش بسادگي اين مشکل را از ميان برمي دارد و در نتيجه سبب افزايش و بهبود عملکرد ماشين مي شود. اين روش براي نخستين بار در مختصات يابي استفاده شده است و به همين علت در سازمان ثبت اختراعات کشور به ثبت رسانده شده است.

شبيه سازي 3 بعدي

به گفته محمد کفش دوزي ، از ديگر محققان اين طرح ، يکي از مهم ترين توانايي هاي ماشين طراحي شده ويژگي هاي قطعات اسکن شده در اين ماشين است . اين دستگاه توانايي اسکن سه بعدي قطعات را نيز دارد. يعني وقتي قطعه موردنظر روي ميز کار ماشين قرار مي گيرد، ماشين به صورت خودکار سطح قطعه را اسکن مي کند و مدلي از قطعه اسکن شده را به صورت سه بعدي در نمايشگر رايانه نمايش مي دهد. همچنين مي توان اين مدل سه بعدي را براي مراحل مختلف ماشين کاري آماده ساخت.

اين روش اسکن نخستين بار از سوي سازمان فضايي امريکا براي اسکن سطح کرات و اجرام آسماني مورد استفاده قرار گرفت ، به گونه اي که کوه ها و دره ها را به صورت سه بعدي در رايانه شبيه سازي مي کند و اسکن قطعات در دستگاه طراحي شده نيز براساس همين روش انجام مي شود.

بنابراين ، امکان نمايش کليه حرکات ماشين ، محورها و حتي ابزار روي کار و نحوه براده برداري با تمام جزييات به صورت شبيه سازي شده در محيط سه بعدي نرم افزار وجود دارد. در نتيجه مي توان به صورت کاملا همزمان عمليات ماشينکاري ، حرکت محورهاي ماشين و مسير ماشينکاري راهم روي ماشين و هم به صورت شبيه سازي شده روي مونيتور مشاهده کرد.

استفاده از يک ماشين تراش مجازي در نرم افزار اين دستگاه ، اين امکان را براي کاربران فراهم کرده است تا بدون نياز به دستگاه هاي گران قيمت بتوان برنامه نويسي و ماشينکاري نوين را در منزل و رايانه شخصي تجربه کرده و روش خروجي گرفتن از قطعات طراحي شده را بياموزند. در اين نرم افزار، حرکت محورها و برخورد ابزار با قطعه بسته شده به گيره کاملا با حقيقت مطابقت دارد و مي تواند يک بسته آموزشي جامع به شمار آيد.

اجراي دستورات صوتي

به گفته اين دو محقق جوان ، نرم افزار اين ماشين از يک محيط کاملا 3بعدي برخوردار است و کنترل تمام قسمت هاي ماشين با نرم افزار در اختيار کاربر خواهد بود. علاوه براين ، دستگاه مجهز به سيستم زمان پذيري صوتي است که کنترل فرآيند کار از طريق دستورات صوتي کاربر را نيز ممکن مي کند. علاوه بر اين ، سرعت پيش روي نيز متناسب با جنس قطعه کار آماده تراش محاسبه مي شود که از ديگر ويژگي هاي بخش نرم افزاري در نظر گرفته شده براي سيستم طراحي شده است و انجام کار را بمراتب ساده تر، سريع تر و مطمئن تر کرده است.

در بخش کپي برداري از قطعه ، به صورت نقطه اي و از طريق تابش امواج ليزري ، نور به قطعه مورد نظر تابانده و بازتاب آن به ليزر در هر نقطه از قطعه محاسبه مي شود، با کنار هم قرار دادن اين فواصل ، مدل 3بعدي تهيه و با انتقال آن به دستگاه ، قالب مورد نظر ساخته مي شود. اين طرح سرعت قالب سازي را تا چند برابر افزايش مي دهد. با توجه به وقتگير بودن طراحي قطعه در صنعت ، اجراي اين طرح تحقيقاتي مي تواند بسياري از محدوديت هايي را که در گذشته در اين زمينه وجود داشته است ، از ميان بردارد. اگر لازم باشد در مدت يک هفته قالب يک قطعه را بسازيم ، اين کار تنها از طريق مهندسي معکوس انجام خواهد شد و با انجام طراحي اين زمان بمراتب افزايش خواهد يافت . قطعه و قالب سازي مهم ترين بستر صنعت يک کشور هستند. قطعه سازي فقط با ساخت قطعات خودرو ختم نمي شود. متاسفانه صنعت ايران در اين زمينه خيلي ضعيف است . حتي ما گوشي تلفن همراه توليد نمي کنيم . البته نه به خاطر اين که توانايي آن را نداريم ، بلکه به اين دليل که تاکنون به اين بخش از صنعت زياد بها داده نشده است.

مهندسي معکوس

از قابليت اسکن قطعات با ليزر فاصله ياب به عنوان مهندسي معکوس صحبت مي شود. که اين امکان را براي نرم افزار ماشين فراهم مي کند تا از اتصال نقاط به هم پيوسته اسکن شده ، ابري از نقاط را تشکيل مي دهد که در حقيقت همان مدل اسکن شده قطعه مورد نظر خواهد بود. پس از تبديل اين مجموعه تراکم نقاط به سطح مي توان آن را با فرمت استاندارد براي انواع نرم افزارها مانند تري ري استوديو و اتوکد خروجي گرفت . سپس مي توان مجددا مدل اسکن شده را اصلاح يا آن را مستقيم به دستورات ماشينکاري تبديل کرد و به اين ترتيب از قطعه يک کپي تهيه کرد.

دقت اسکن و ميزان تراکم نقاط و صافي سطح از طريق نرم افزار قابل تنظيم است.