Inżynieria odwrotna, czyli projektowanie części do istniejących maszyn

Zuży­cie eks­plo­ata­cyjne lub usterka czę­ści maszyny, która unie­moż­li­wia albo ogra­ni­cza jej pracę, to zja­wi­sko z pew­no­ścią fru­stru­jące, jed­nak zupeł­nie nor­malne. Jeśli takie zda­rze­nie ma miej­sce, z pomocą przy­cho­dzą spe­cja­li­ści, któ­rzy korzy­sta­jąc z inży­nie­rii odwrot­nej przy­wra­cają spraw­ność maszy­nie.

Czym jest inży­nie­ria odwrotna?

Choć ter­min brzmi zagad­kowo, w rze­czy­wi­sto­ści idea inży­nie­rii odwrot­nej jest bar­dzo pro­sta do zro­zu­mie­nia. Obra­zuje ją sche­mat przed­sta­wiony na Rys. 1. W pro­cesie inży­nie­rii odwrot­nej cho­dzi o wytwo­rze­nie nowego pro­duktu, który ma zastą­pić uszko­dzony ele­ment jakiejś cało­ści.
W odnie­sie­niu do maszyn, któ­rymi się zaj­mu­jemy, będzie to oczy­wi­ście nie­sprawna jej część, jed­nak inży­nie­ria odwrotna to poję­cie bar­dzo sze­ro­kie i wyko­rzy­sty­wane rów­nież w innych dzie­dzi­nach życia. O inży­nie­rii odwrot­nej mówimy też np. w kon­tek­ście wytwa­rza­nia pro­tez czy reno­wa­cji dzieł sztuki.

Rys. 1. Sche­mat pro­cesu inży­nie­rii odwrot­nej

W prze­ci­wień­stwie do inży­nie­rii tra­dy­cyj­nej, gdzie wycho­dzi się od pomy­słu, a pro­duk­tem koń­co­wym jest fizyczny przedmiot, w inży­nie­rii odwrot­nej, fizyczny przedmiot jest zarówno począt­kiem pro­cesu, jak i jego rezul­ta­tem.

Etapy pro­cesu inży­nie­rii odwrot­nej

Choć poszcze­gólne roz­wią­za­nia każ­dego z pro­ble­mów sta­wia­nych przed inży­nie­rią odwrotną są różne, da się jed­nak usys­te­ma­ty­zo­wać pewne etapy cha­rak­te­ry­styczne dla wszyst­kich zadań. Będą to:
Szcze­gó­łowa ana­liza wszyst­kich skła­do­wych pro­duktu począt­ko­wego (wadli­wej czę­ści maszyny).
Prze­two­rze­nie pozy­ska­nych infor­ma­cji w celu opra­co­wa­nia tech­nicz­nych danych, np. rysun­ków, sche­ma­tów, algo­ryt­mów czy modeli cyfro­wych.
Wery­fi­ka­cja opra­co­wa­nych danych. Spraw­dze­nie ich popraw­no­ści oraz upew­nie­nie się, że są one wystar­cza­jące do wytwo­rze­nia oraz wdro­że­nia nowego pro­duktu (nowej czę­ści maszyny).
Wytwo­rze­nie oraz wdro­że­nie nowego pro­duktu, np. ulep­szo­nej czę­ści maszyny.
Cie­ka­wym, lecz skom­pli­ko­wa­nym eta­pem pro­cesu inży­nie­rii odwrot­nej jest ana­liza skła­do­wych pro­duktu począt­ko­wego. W odnie­sie­niu do inży­nie­rii pro­duk­cji będzie nim tzw. dys­kre­ty­za­cja geo­me­trii ele­mentu.
Na czym polega dys­kre­ty­za­cja geo­me­trii ele­mentu?
Świat, który postrze­gamy naszymi zmy­słami jest ana­lo­gowy, czyli zmie­nia­jący się w spo­sób płynny. Prze­two­rze­nie infor­ma­cji ana­lo­go­wych na cyfrowe jest nie­zbędne, żeby moż­liwe było prze­pro­wa­dze­nie ana­lizy kom­pu­te­ro­wej. Dla­tego ana­lo­gowe dane należy zdi­gi­ta­li­zo­wać. Pro­ces prób­ko­wa­nia (ina­czej kwan­ty­za­cji, dys­kre­ty­za­cji) geo­me­trii ele­mentu polega na prze­two­rze­niu tej geo­me­trii na postać cyfrową, czyli np. na zamia­nie na punkty o współ­rzęd­nych (x, y, z) w for­ma­cie czy­tel­nym dla kom­pu­tera.

Rys. 2. Metody dys­kre­ty­za­cji geo­me­trii ele­mentu

Geome­trię ele­mentu dopro­wa­dzić można do postaci cyfro­wej na wiele spo­so­bów (Rys. 2). Metody dzieli się naj­ogól­niej na:
sty­kowe, czyli takie, gdzie urzą­dze­nie dys­kre­ty­zu­jące bez­po­śred­nio styka się z pro­duk­tem, prze­pro­wa­dza­jąc cyfry­za­cję za pomocą gło­wicy wypo­sa­żo­nej w koń­cówki pomia­rowe. Współ­cze­sne urzą­dze­nia pomia­rowe sty­kowe są bar­dzo dokładne,
bez­sty­kowe, czyli takie, gdzie dane pozy­ski­wane są i zamie­niane na postać cyfrową bez fizycz­nego kon­taktu urzą­dze­nia pomia­ro­wego z pro­duk­tem. Zaletą metod bez­sty­ko­wych jest ich szyb­kość,
hybry­dowe, łączące zarówno sty­kowe, jak i bez­sty­kowe metody pozy­ski­wa­nia infor­ma­cji.

Różne metody bez­sty­kowe dys­kre­ty­za­cji geo­me­trii ele­mentu

Bez­sty­kową dys­kre­ty­za­cję geo­me­trii ele­mentu można prze­pro­wa­dzić na wiele spo­so­bów. Wyko­rzy­stuje się do tego celu urzą­dze­nia bazu­jące na wid­mie fal elektromagne­tycznych (świa­tło widzialne, fale radiowe, pro­mieniowanie rent­ge­now­skie) oraz na falach dźwię­ko­wych.
Popu­lar­nym urzą­dze­niem digi­ta­li­zu­ją­cym opar­tym o dźwięk jest ultra­so­no­graf, który wyko­rzy­stuje ultra­dź­więki. Są to fale o czę­sto­tli­wo­ści od 16 kHz do 10 GHz, nie wywo­łu­jące wra­że­nia słu­cho­wego u czło­wieka, a także więk­szo­ści zwie­rząt (wyją­tek sta­no­wią del­finy i psy).
Z kolei urzą­dze­nia wyko­rzy­stujące różne zakresy widma fal elektromagne­tycznych, to przede wszyst­kim:

  • ska­nery lase­rowe,
  • ska­nery świa­tła bia­łego,
  • urzą­dze­nia wyko­rzy­stujące pro­mieniowanie Roent­gena,
  • urzą­dze­nia wyko­rzy­stujące fale radiowe (MRI),
  • urzą­dze­nia foto­gra­me­tryczne,
  • urzą­dze­nia wyko­rzy­stujące fale elek­tro­ma­gne­tyczne.

Ska­nery lase­rowe i ska­nery świa­tła bia­łego wyko­rzy­stują do zebra­nia infor­ma­cji o powierzchni kwan­to­wa­nej trian­gu­la­cję i skła­dają się zwy­kle ze źró­dła fal elektromagne­tycznych, dwóch kamer z obiek­ty­wami i innych urzą­dzeń two­rzą­cych kom­pletną jed­nostkę.
Przy­kła­dem wyko­rzy­sta­nia pro­mieniowania rent­ge­now­skiego jest tomo­graf, który w prze­my­śle działa na tej samej zasa­dzie, co tomo­graf medyczny, jed­nak ma nieco inną kon­struk­cję. Metoda pokrewna tomo­gra­fii to rezo­nans magne­tyczny, w któ­rym zamiast pro­mieni Roent­gena wyko­rzy­stuje się fale radiowe.
Z kolei urzą­dze­nia foto­gra­me­tryczne odtwa­rzają kształt, roz­miary i okre­ślają wza­jemne poło­że­nie obiek­tów na pod­sta­wie foto­gra­mów (zdjęć foto­gra­me­trycz­nych). Wyko­rzy­sty­wane są m. in. w prze­my­śle. Naj­czę­ściej obser­wują punkty refe­ren­cyjne z róż­nych kie­run­ków i wyko­nują foto­gra­fie, na pod­sta­wie któ­rych obli­czane są współ­rzędne prze­strzenne punk­tów okre­ślo­nych za pomocą znacz­ni­ków nakle­ja­nych na obiekt (mar­ke­rów).

Od wielu lat skupiamy specjalistów wyspecjalizowanych w wielu dziedzinach przemysłowych, którzy z chęcią dzielą się swoim doświadczeniem i projektują najwyższej jakości urządzenia i maszyny. Każdy z naszych projektantów posiada bogate podłoże akademickie, które wraz z komercyjnymi kompetencjami, pomagają nam zapewnić najwyższą jakość usług projektowych CAD.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *