Установка для сканирования объекта — копия

1.

Всероссийский конкурс научно-технологических
проектов «Большие вызовы»
«Установка для сканирования объекта»
Направление: Передовые производственные технологии
Участник: Полянский Юрий Олегович
Наставник: Шишкин Антон Дмитриевич
Город: Новосибирск
Школа: Вторая Гимназия

2.

Актуальность работы
В последние годы цифровая
трансформация охватывает все
больше сфер деятельности, и
важнейшую роль в этом процессе
играют технологии трехмерного
сканирования. Они обеспечивают
связь
между
физическими
объектами
и
их
цифровыми
копиями.
2

3.

Сфера применения установок для
сканирования объекта
Установка может быть использована
следующих сферах:
- Промышленность и машиностроение;
- Архитектура и строительство;
- Медицина.
в
3

4.

Цель
Создание простого макета установки для сканирования
объекта.
Задачи
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Изучить программу КОМПАС 3D
Изучить Arduino IDE для работы с платой
Научиться работать с лазерным станком Trotec Speedy 3000
Создать 3D модель установки
Напечатать детали на 3D принтере
Оснастить прототип шаговыми двигателями и др. электроникой
Протестировать нашу установку для отладки
Проанализировать полученные результаты
4

5.

Анализ существующих решений
1 тип
2 тип
5

6.

Анализ существующих решений
2 тип
3 тип
6

7.

Ход работы
Проектная документация
Чертёж готовой сборки
Модель готовой сборки
7

8.

Ход работы
Готовая основа макета
Нижнее основание
Верхнее основание
8

9.

Результаты
9

10.

Результаты
Заключение
Результаты выполненной работы полностью соответствуют поставленным задачам:
1. Изучены аналоги установок для ручных 3D-сканеров, выявлены их конструктивные особенности, преимущества и
недостатки. Это позволило обосновать выбор собственной конструкции макета.
2. Освоено проектирование в среде САПР (КОМПАС-3D), что позволило выполнить разработку конструкции установки и
создать её полноценную 3D-модель.
3. Изучена среда Arduino IDE и освоена настройка контроллера для программирования электронных компонентов, включая
управление шаговыми двигателями и другими узлами макета.
4. Изучено оборудование для лазерной резки (лазерный станок Trotec Speedy 3000), необходимое для изготовления деталей
корпуса и креплений установки.
5. Разработанная в КОМПАС-3D модель изготовлена с помощью аддитивных технологий (3D печать), полученные детали
использованы для сборки прототипа.
6. Произведён монтаж электронных компонентов, включая шаговые двигатели и плату управления, выполнена сборка
электрической схемы.
7. Осуществлена проверка работоспособности всех узлов, проведена отладка и тестирование установки. Выявлены недостатки
макета: качество сканирования требует доработки.
8. Проведён анализ полученных результатов, на основе которого определены пути дальнейшего совершенствования
конструкции и программного обеспечения.
Таким образом, все этапы проектной работы выполнены в полном объёме.
10

11.

Результаты
Перспективы проекта
Перспективой проекта является глубокая модернизация созданного макета. Планируется доработать механическую
часть для повышения плавности хода и точности позиционирования объекта, а также оптимизировать алгоритмы
управления шаговыми двигателями. Безусловно, в установку могут быть включены дополнительные датчики обратной
связи и усовершенствована логика работы контроллера для исключения потери и искажения объекта, что будет учтено в
ходе дальнейшей работы над проектом.
11

12.

Выводы
В ходе выполнения проектной работы разработан и собран действующий макет установки для
сканирования объектов.
1. Создан действующий прототип: изготовленные детали собраны в единую конструкцию, произведено
оснащение электронными компонентами (шаговые двигатели, плата управления), выполнена сборка
электрической схемы и проведена первичная отладка.
2. Проведено тестирование установки, выявлены недостатки (требуется повышение качества
сканирования). Намечены пути устранения: оптимизация алгоритмов управления, добавление
датчиков обратной связи для повышения точности позиционирования и плавности хода.
3. Выполнен анализ полученных результатов, который подтвердил работоспособность макета и
определил направления дальнейшей модернизации.
4. Выявлены преимущества разработанной установки перед готовыми решениями: полная интеграция
сканера и поворотного механизма, гибкость настройки под конкретные задачи, образовательная
ценность разработки.
Созданный макет является основой для дальнейших исследований в области автоматизации процессов
сканирования объектов.
12

13.

Результаты
QR-код на видео
13