Negli ultimi decenni la progettazione ha ricevuto un importantissimo contributo dall’utilizzo del computer, ottenendo un importante giovamento in molteplici aspetti, soprattutto in termini di tempi, costi e affidabilità.

Introduzione

Negli ultimi decenni la progettazione ha ricevuto un importantissimo contributo dall’utilizzo del computer, ottenendo un importante giovamento in molteplici aspetti, soprattutto in termini di tempi, costi e affidabilità.

La progettazione assistita al calcolatore consente infatti di simulare il comportamento di un pezzo meccanico (di cui si dispone un modello computerizzato) sotto molti punti di vista, riducendo drasticamente il numero di prove necessarie per verificarne la corretta progettazione.

Inoltre si è ottenuto anche una utile integrazione tra vari aspetti e fasi della progettazione stessa, fra cui il dimensionamento, la verifica, gli sudi dinamici, nonché l’ottimizzazione del materiale, dei costi e delle prestazioni, fino a comprendere anche i processi stessi di fabbricazione.

E’ evidente quindi che al giorno d’oggi i sistemi di computer-aided design sono ritenuti fondamentali specialmente nella realtà industriale medio-grande, anche perché per essere competitivi sul mercato occorrono una rapida prototipazione e un rapido sviluppo del prodotto.

Se però nella normalità dei casi il computer viene ad essere dunque il punto di partenza del processo di produzione di nuovi prodotti, in alcuni casi ciò non può ancora avvenire, oppure avviene ma con procedure lente e difficoltose.

Si pensi ai casi in cui l’elemento stilistico assume un ruolo primario, per esempio nel caso delle scocche di veicoli in generale: in questi casi si parte infatti da maquettes in legno o altri materiali facilmente modellabili (fatto necessario per le frequenti modifiche all’idea originale) che poi devono essere in qualche modo trasferiti su un sistema di computer-aided design per poter iniziare tutta l’attività industriale a valle; un altro caso è quello di prodotti che richiedono un’elevata “personalizzazione” (o addirittura sono pezzi unici) come protesi, o speciali corazze e caschi (tute per astronauti, maschere antigas).

Si capisce quindi che sarebbe molto utile disporre di una tecnica per

ricostruire al computer la forma di modelli fisici reali, nel modo più rapido,

preciso, economico, flessibile, automatico e non invasivo possibile; possiamo

INTRODUZIONE

immaginarne l’utilità ti queste tecniche anche per il controllo dimensionale e di qualità di pezzi meccanici, per l’aggiornamento rapido di modelli CAD a seguito di cambiamenti effettuati in fase di produzione, per la sostituzione di particolari in un macchinario quando manchino i ricambi, per applicazioni con robot guidati a distanza in ambienti ostili e in molte altre possibili applicazioni.

Queste tecniche prese nel loro complesso vengono denominate con l’espressione anglosassone “Reverse Engineering”: esistono già da tempo sistemi di rilevazione di forma derivanti dalle tradizionali macchine di misura che operano per contatto con la superficie in esame; ultimamente si stanno sviluppando con molto interesse metodi di scansione tridimensionale che non prevedono il contatto di un tastatore sul pezzo.

Il Problema di ottenere uno scanner 3D veramente soddisfacente non riguarda semplicemente problematiche hardware, cioè il tipo di attrezzatura impiegata e l’ottimizzazione delle prestazioni della stessa, ma coinvolge anche aspetti software che riguardano il tentativo di ottenere superfici “nominali” e geometricamente significative dalle nuvole di punti o serie di linee ottenute in fase di triangolazione e che presentano inevitabilmente degli errori e del rumore e possono non avere una sufficienza “coerenza”.

Esistono già sistemi hardware-software atti a ricostruire la forma tridimensionale di un oggetto: la maggior parte di questi è ancora allo stato prototipico e riguarda attività di ricerca da parte di università ed aziende, ma l’interesse industriale e scientifico in questo campo è attualmente molto alto.

La nostra università ha avviato da qualche anno uno studio di questi metodi di ricostruzione tridimensionale: sono state studiate diverse metodologie e utilizzate diverse attrezzature e apparecchiature.

Lo scopo di questa tesi è stato quello di cercare di analizzare il

comportamento in termini di precisione di alcuni di questi sistemi di

ricostruzione tridimensionale in seguito della variazione di alcuni fattori ritenuti

di particolare interesse e di porre così le basi per un’ottimizzazione del software

e dell’hardware utilizzati.