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CAPITOLO 7
Conclusioni e prospettive future
L’attività svolta nel corso di questa tesi ha permesso di esplorare il settore della progettazione meccanica assistita dalla Reverse Engineering ottica, tecnologia particolarmente all’avanguardia e dalle vaste prospettive di sviluppo.
L’esecuzione del lavoro ha richiesto notevole impegno soprattutto per quanto riguarda le fasi acquisizione e post-acquisizione dati, durante le quali si è fatto uso di un software dedicato per la gestione sia dello Scanner 3D che delle nuvole di punti rilevate.
La fase di acquisizione ha inizialmente riguardato la scelta della configurazione da utilizzare al fine di ottenere la ricostruzione di un modello digitale utilizzabile nelle successive analisi dimensionali e di forma ( GD&T ). Inizialmente si era ipotizzato di utilizzare il dispositivo stereo calibrato sulla distanza di lavoro maggiore ( 850 mm ) per minimizzare il numero di nuvole necessarie alla realizzazione del modello digitale 3D. Tale configurazione non ha avuto riscontro positivo data la complessa geometria del segmento statorico, caratterizzato da numerosi incavi, rilievi e superfici discontinue, che causavano la formazione di zone d’ombra nelle immagini acquisite.
La necessità di dover disporre di un modello digitale dettagliato ed accurato ha reso necessario optare per la configurazione calibrata sulla distanza di lavoro inferiore ( 520 mm ) che permette di ridurre le zone d’ombra nelle immagini acquisite oltre a limitare il rumore visivo, più evidente nella precedente configurazione, garantendo anche una accuratezza maggiore nella rilevazione.
La fase più complicata ma al contempo interessante è stata quella relativa all’ elaborazione dei dati tridimensionali digitalizzati dal sistema stereoscopico. Questo step ha richiesto notevole tempo nelle procedure di riallineamento delle varie nuvole di punti, al fine di ricostruire interamente il modello del segmento statorico.
L’utilizzo dei Marker adesivi e l’uso della tecnica fotogrammetrica per l’estrazione delle coordinate di questi punti di riferimento ha portato notevoli vantaggi prima di tutto
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per quanto riguarda l’accuratezza della registrazione delle singole nuvole oltre che per la durata temporale del processo di allineamento. Difatti per le zone del segmento statorico per le quali è stato possibile sfruttare la presenza dei Marker, l’allineamento delle nuvole è stato eseguito agevolmente ed i risultati della ricostruzione del modello digitale hanno fornito dei valori di deviazione standard pari a 0.080 mm.
Un ulteriore vantaggio in termini di accuratezza della digitalizzazione tridimensionale potrebbe derivare dallo sviluppo dei dispositivi ottici, in particolare si potrebbe aumentare ad esempio la risoluzione del proiettore DLP ed il suo campo di proiezione.
Per quanto riguarda lo sviluppo del software di gestione dello Scanner 3D, utilizzato per la triangolazione e l’allineamento delle nuvole di punti, potrebbero essere implementati algoritmi più evoluti per aumentare la risoluzione della rilevazione tridimensionale e per filtrare i dati ridondanti presenti nelle nuvole allineate, senza alterarne la qualità.
Le acquisizioni delle restanti zone del segmento statorico sono state elaborate con il software di analisi Geomagic Qualify 7, adoperando i classici algoritmi di allineamento per tre punti e di best-fitting. In questi casi i risultati hanno fornito dei valori più elevati ( 0.25 ÷ 0.50 mm ) ma non hanno compromesso la possibilità di effettuare il controllo dimensionale e di forma ( GD&T ).
I limiti osservabili nelle tecniche stereoscopiche attive riguardano principalmente l’accuratezza della rilevazione e l’incertezza della misura ( ripetibilità ). La prima osservazione è evidente soprattutto in fase di post-processing, durante la quale, nella singola nuvola triangolata sono visibili difetti sistematici di forma come le ondulazioni. In generale tale problema è imputabile alla non perfetta calibrazione dello scanner 3D nella fase iniziale di set-up senza escludere le complicanze che un oggetto con discontinuità accentuate ( angoli, buchi, ecc ) comporta.
L’incertezza della misura è un problema decisamente più vasto, influenzato da molti fattori che vanno dalla tipologia dell’oggetto in analisi fino alla procedure di lavoro utilizzate.
Poiché attualmente non esistono standard riconosciuti a livello internazionale per la valutazione dell’accuratezza, della ripetibilità e della risoluzione degli Scanner 3D
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stereoscopici, l’utilizzatore deve di volta in volta mettere a punto delle tecniche per valutare l’affidabilità dei dati rispetto a ciò che viene misurato.
Nell’attività svolta l’incertezza di misura è stata quantificata sui decimi di millimetro relativamente alle analisi delle dimensioni superiori ai 200 mm, caratterizzate dalla presenza di un elevato numero di nuvole di punti, e sui centesimi di millimetro per quelle dimensioni inferiori ai 100 mm, caratterizzate da una singola nuvola.
Nonostante le limitazioni qui esposte, il risultato finale, ottenuto dalla simulazione delle misurazioni dimensionali e di forma per l’analisi ispettiva del segmento statorico, ha confermato l’applicabilità delle tecniche di Reverse Engineering al controllo di qualità a campione, sia in fase preventiva che in fase di accettazione, evidenziando versatilità ed efficienza nell’affrontare problemi complessi di interesse industriale.
Pertanto le tecniche proposte, coadiuvate dal sistema stereoscopico di acquisizione 3D, garantirebbero una competitività per i tempi ed i costi di produzione in qualsiasi settore.
