Geriye Dönük ( Tersine ) Mühendislik – Arşivimizden

Geriye Dönük Mühendislik ve RapidForm
Ahmet Çakır
Uzay Mühendisi
Defne Mühendislik Ltd. Sti

Geriye Dönük – Tersine Mühendislik Nedir?

Mühendislik, bir ürünün, sistemin veya bir yapının tasarımını, üretimini ve devamlılıgını
saglayan bir uzmanlık alanı ve iskoludur. Mühendisligi en genis anlamda iki kola ayırabiliriz;
ileriye dönük (düz, forward) mühendislik ve geriye dönük (reverse) mühendislik.

İleriye dönük mühendislik, bilinen, klasik anlamdaki mühendislik süreçlerini kapsar. Bu süreç
sistemin ya da ürünün soyut anlamda (mantıksal/zihinsel) tasarımı ile baslar, sonra bu tasarım
çesitli islemlerle hayata geçirilirilerek son noktaya getirilir. Bu islemler teknik datalar, çizimler,
malzeme bilgileri, model üretimi gibi olabilir.

Bazı durumlarda yukarıda sayılan süreçlerin bir kısmı eksik olabilir. Örnegin elde ürünün kendisi
varken bu üründen yapılacak üretim/çogaltma islemi için gereken teknik çizimi, bilgisayar
modeli olmayabilir. Bu gibi durumlarda parçanın kendisinden hareket ederek geriye gitme
islemi, süreci geriye yürütme islemi yapılır. Ürünün baslangıç asamasındaki CAD modeli, elde
edilebilir. Bu islemlere “geriye dönük mühendislik” denir.

GDM Terisne Mühendislik – Uygulama Sebepleri

Geriye dönük – Tersine mühendislige yaygın olarak asagıdaki sebeplerden ötürü ihtiyaç duyulmaktadır:

RapidForm ile GDM Tersine Mühendislik Uygulaması

Bilindigi gibi RapidForm, 3 boyutlu tarama datası isleme ve geriye dönük mühendislik için
standart bir yazılımdır. 9 modülü sayesinde kullanıcıya geriye dönük mühendislik
uygulamalarında ihtiyaç duyabilecegi pek çok araç sunmaktadır. Bu modüller Scan, Polygon,
Color, Curve, Surface, Feature, Inspection, Exchange ve 3D Imaging modülleridir. Kısaca
deginmek gerekirse, Scan Modülü tarama datalarını temizleme, birden fazla nokta bulutunu
hizalama, birlestirme ve üçgenlestirme islemlerini, Polygon Modülü, polygon mesh modellerini
manipüle etmek ve çesitli proseslere hazırlamak için kullanılabilecek en kapsamlı fonksiyon
setini sunar. Hızlı prototipleme, 3D grafikler, ya da NURBS gibi uygulamalar için yüksek
kalitede poligon agları yaratmada ihtiyaç duyulan her aracı görsel olarak içermektedir. Color
Modülü, 3 boyutlu tarama verileri için en gelismis renk kontrolünü saglamaktadır. Photoshop
benzeri renk ve doku düzenleme özelliklerini kullanmak suretiyle kullanıcılar herhangi bir
cismin renkli 3 boyutlu modelini yaratabilmektedirler. Dijital fotograflar veya herhangi iki
boyutlu .bmp formatındaki imajlar Rapidform’da bir 3 boyutlu model üzerinde haritaya
dökülebilir. Curve Modülü, çesitli yöntemlerle NURBS egrilerinin (splines) poligon agı üzerinde
olusturulmasını saglar. RapidForm’daki poligon agı üzerine sıkıca tutturulmus egriler
yaratabilme özelligi, bagımsız yüzeyler yapmak için ideal olan özel egri aglarının hızlı tasarımını
mümkün kılar, ayrıca ileri tasarım ve modifikasyon islemleri için bu özel egri aglarının CAD
ortamına tasınmasına izin verir. Surface Modülü, otomatik yüzey atmanın kolaylıgı ve hız
avantajını kullanıcı tarafından belirlenen “patch layout” hassasiyeti ve kontrolü ile birlestirmistir.
Kullanıcı tarafından tasarlanan egri agını (network) esas alan yüzey olusturma özelligi sayesinde,
temizleme ve CAD sisteminde tekrar çalısma için harcanan zaman önemli ölçüde azalmaktadır.
Feature Modülü, 3D tarama verisi üzerinde analitik yüzeyleri özellik alanlarına uydurmalarına
olanak verir. özellik bölgelerini model üzerinde kısımlara ayırabilir, ve farklı yüz kısımlarının
geometrilerine göre tarama datasını her kısmına analitik veya bagımsız yüzeyler oturtabilirler.
Inspection modülü, iki tarama verisinin karsılastırılması, bir tarama verisi ile CAD datasının
karsılastırılması, ve geometrik boyutlandırma, ve tolerans için kapsamlı bir araç grubu
sunmaktadır. Detaylı sapma haritaları ve kesit analizleri yapmak mümkün oldugu gibi, ek olarak
çesitli geometrik boyutlar ve toleranslar da ölçülebilmektedir.

Genel özelliklerine degindigimiz RapidForm yazılımı ile üründen CAD datası olusturmaya kadar
uzanan Geriye Dönük Mühendislik sürecini uygulamaya geçerken asagıdaki akıs semasında
görülen yollar takip edilmektedir. Bu süreci iki ana kısma ayırmak mümkündür. Bunlardan ilki,
Nokta / Poligon sleme digeri Egri / Yüzey slemedir. Bunlardan ilkini data optimizasyonu,
ikincisini ise tasarıma yönelik yardımcı ögelerin elde edildigi süreçler olarak tanımlayabiliriz.

RapidForm’da genel olarak tüm tarama dataları için öncelikle yapılması gereken bazı islemler
vardır. Nokta / Poligon sleme blogundaki bu islemler CAD model olusturma süreci için hazırlık
islemleri olarak düsünülebilir. Bu bloktan elde edilen datalardan, CAD modelleme için yardımcı
Yüzey Egrileri olusturma ve NURBS yüzeyler olusturma islemlerine geçilebilmektedir. Ayrıca
bu blokta yapılan islemlerden sonra elde edilecek Sürekli Poligon Agı (*.STL formatı) sayesinde
hızlı prototipleme islemine geçilip ürünün ya da parçanın bir numunesi elde edilebilmektedir.

İlk öncelik ürünü ya da parçayı dogru sekilde koordinat eksenlerine oturtmaktır. Tasarıma
yönelik bu eksene oturtma islemlerinde kalıp çıkma açıları gibi bazı hususlar dikkate alınmalıdır.
Bunlar tarama isleminde olusabilecek deliklerin kapatılması, fazlalıkların, tarama hatalarının
veya gereksiz yerlerin silinmesi, datanın smooth’lastırılması ve hafifletilmesi gibi hazırlık
islemleridir. Buradaki amaç CAD modelin olusturulması için gerekebilecek egri, yüzey ve
kesitlerin hassas sekilde elde edilmesini ve dosya ile islem yapma kolaylıgını saglamaktır.
Ayrıca kalite kontrol islemlerinde daha dogru ve hassas sonuçların alınması için de gereklidir.

Üst, alt, yan ve izometrik görünüslerin saglıklı sekilde elde edilebilmesi için koordinat
eksenlerinin ve simetri ekseninin olusturulması gereklidir. Bunun için programda çok fazla
seçenek oldugundan aynı parça için farklı yollardan eksene oturtma islemi yapılabilir. Sonuç
aynı olmakla birlikte islem süresi farklılık gösterebilir. Kullanıcılar deneyimleri sayesinde bu
islem süresini kısaltabilmekte, diger islemlere daha etkin biçimde geçebilmektedir. Parçanın
simetrikligi gözönünde tutulmalı ve simetrik parçalarda simetri ekseninin bulunması kolaylık
saglamaktadır. Sonraki delik kapama, tarama hatalarının yok edilmesi, fazlalıkların silinmesi,
smooth’lastırma ve hafifletme islemleri data optimizasyon islemleridir. Bunlara ait örnekler
asagıdaki resimlerde görülmektedir.

Egri / Yüzey sleme blogu yukarıda bahsedilen ön hazırlık islemlerinden sonra tasarıma yönelik
geriye dönük mühendislik islemlerinin uygulandıgı egri ve yüzey olusturma süreçlerini
kapsamaktadır. Nokta bulutundan ya da poligon-mesh datasından CAD modelleme yapmada
yardımcı yüzey sınır egrileri ve kesit egrileri çıkarma, nokta bulutundan direk freeform yüzey ya
da egrilerden yüzey olusturma islemlerinden olusur.

Yüzey olusturma islemi, nokta bulutu ya da poligon modelden yüzeyin seklini belirleyen
egrilerin hazırlanması ile baslar. Bunun için RapidForm oldukça fazla seçenek sunmaktadır.
Form sınırlayan egriler ve kesitler yardımı ile istenen bölgede yüzey olusturmak için gerekli egri
agı olusturulur. Form sınırlayan egriler, çesitli opsiyonlar ve programdaki güçlü algoritmalar
sayesinde elde edilmektedir. Kesitler hem genel koordinat eksenlerinden hem de yerel koordinat
eksenlerinden yararlanarak dogrusal, radyal ve silindirik olarak 3 eksende istenilen sayıda
üretilebilir. Ayrıca referans geometrilerden yararlanarak tek tek kesitler almak da mümkündür.
Olusturulan bu egriler tegetsellik ve egrisellik sürekliligi kontrolleri ve yumusatma islemi ile
optimize edilmekte ve egri optimizasyonu saglanmaktadır. Sonuç olarak NURBS egriler elde
edilmis olur. Dolayısı ile bu optimize edilmis egrileri kullanmak daha düzgün yüzeyler
olusmasına yardımcı olacaktır. Ayrıca n-boundary, blend, loft, sweep, extrude, revolution, offset,
planar, spherical, cylindrical gibi genel yüzey yaratma seçekleri de gereken durumlarda NURBS
yüzey yaratmak için kullanılabilir.

NURBS yüzeyler için diger metod nokta bulutu ya da poligon modelden direk olarak otomatik
yüzeyler olusturmaktır. Bunun için egri olusturma islemlerine gerek duyulmadan seçilen bölgede
ya da tüm data üzerinde yüzey olusturmak mümkündür.

Olusturulan yüzey sekillerini U-V yönlerindeki kontrol noktaları sayısından faydalanarak kontrol
etmek, deform, trim smooth islemleri ile yüzey sürekliligini yükseltmek mümkün olmaktadır.
Son asama olarak bu yüzeylerin orjinal poligon modeli ile olan farklılıkları ve sapmalar
belirlenerek degerlendirilir. Modelin kabul edilebilir sınırlar içinde kalması halinde seri üretime
baslamak için kalıp çalısmalarına baslanır.

21-10-2008 yılı Defne Mühendislik web sitesinden alınan ve çeşitli dergilerde yayınlanan makalemizden alıntıdır.