形變監測
挑戰:找到一種更快,更精準的鐵路線路缺陷識別方法,更加省時省力,以便及時規劃鐵路維修計劃,確保鐵路運輸安全持續穩定。
解決方案:Artec Leo、Artec Ray II、Artec Studio、Geomagic Design X
效果:英國奧鋼聯公司選擇用Artec 3D掃描技術代替傳統的卷尺和鋼尺,給質檢工作帶來質的變化,結果更可靠,操作也更簡便。傳統測量方法需2小時,而現在的數字化解決方案僅需幾分鐘即可完成。
為什么選擇Artec3D
Leo和Ray II掃描儀均采用無線設計,無需標靶,能夠安全、迅速、精準地捕獲鐵路數據,并輕松地將數據無縫傳輸至Artec Studio進行遠程處理。
安裝于三腳架上的Artec Ray II,為鐵路軌道檢驗做掃描準備。
圖/英國奧鋼聯道岔技術有限公司
鐵路線路(或“軌端”)的連接處松動或末端模塊磨損等情況都可能造成安全隱患。因此,為防止脫軌事故,鐵路設施需要定期進行維護。
科技進步日新月異,但鐵路質檢工作仍主要依賴卷尺、繩子、工程方尺等傳統測量工具。用這些工具識別和測量鐵路鐵軌缺陷往往需要兩個小時,而且還需要技術熟練的人員來操作。但這些人員或許在其他領域能發揮更大的作用。顯然,這樣的檢驗方法已經不能滿足現代鐵路檢修的高效和安全需求了。
有些鐵路軌道禁止使用金屬工具測量,因此工程師們不得不使用塑料制成的替代品來進行檢驗,但這些塑料工具的精確度往往無法與金屬工具相媲美。此外,手工測量還存在遺漏關鍵細節的風險,這也造成測量結果并非100%可靠。若需進行大規模檢驗,或者需要考慮到環境因素時,鐵路質檢工作的復雜性更是會顯著增加。
為解決這些問題, 英國奧聯鋼道岔技術有限公司做了一個重大決定——利用Artec Leo和Artec Ray II實現鐵路檢修工作的數字化,這無疑是具有變革意義的一步。
奧鋼聯工程師正在為檢驗鐵軌架設掃描儀。圖/英國奧鋼聯道岔技術有限公司
奧聯鋼鐵路系統是奧聯鋼集團的子公司,專注于生產鐵路道岔部件、其他鐵路系統相關部件,以及材料緊固件,它已經充分體驗到了Artec 3D掃描技術的優勢。Artec 3D掃描不僅在速度上比傳統測量工具更勝一籌,數據精準度更是達到亞豪米級別,有望在奧聯鋼集團的其他服務領域,特別是逆向工程和質量控制領域,進一步提升工作成效。
1、步入數字檢測新軌(New Digital Detection Mothed)
英國奧聯鋼公司最初是通過Artec大使Central Scanning接觸到Artec Leo和Ray II掃描儀的。在認識到高速數字化數據捕獲在鐵路行業的巨大應用潛力后,Central Scanning為他們現場詳盡地講解并演示了掃描儀,讓奧聯鋼公司深感震撼。
不同于市場上的其他3D掃描儀,Leo和Ray II在掃描過程中均無需使用標靶。鑒于客戶們普遍不愿在項目中一一使用標靶,奧聯鋼公司意識到需要引入更多先進、無需標靶的設備,這樣更有助于公司業務的發展。
事實證明,選擇一體式無線掃描儀是明智之舉。相比之下,有線掃描儀不僅需要在現場設置基站,還可能存在安全隱患。而Leo和Ray II由電腦自動控制,內置顯示屏讓掃描過程更加流暢。此外,掃描數據能夠即時傳輸至英國奧聯鋼的愛丁堡總部,便于后續處理。
這兩款掃描儀都十分容易上手,公司現在無需再派工程師前往現場收集數據,給工程師們省出更多時間,有更多的精力可以投入到其他任務上。
奧聯鋼的工程師正在查看用Artec Leo捕獲的數據。
圖/英國奧鋼聯道岔技術有限公司
Artec 3D掃描表現出色,不僅速度快,掃描數據的質量也很高,適用于捕獲大型場景和區域。Leo能以3,500萬點/秒的速度精準捕獲復雜表面的全彩高清數據。 而Ray II則擅長遠距掃描,最遠距離可達130米。Leo和Ray兩者相得益彰,能在35米以上的遠距掃描內進一步提高數據精度。此外,兩者結合使用還能發揮一個獨特優勢——搭建整個區域及其內部復雜物體的詳盡數字孿生模型。
如今,英國奧聯鋼公司巧妙結合Leo和Ray掃描儀,對現場進行了全方位的掃描。多虧Leo精準至0.1毫米的捕獲能力,工程師們得以迅速收集數據,數據詳盡,確保不遺漏任何故障,使工作效率得到大幅提升。
2、打造逼真鐵路設施模型(Create Railway Facility Model)
英國奧聯鋼公司的掃描至網格和3D建模工作流程始于Artec Studio。這款3D掃描與數據處理軟件集成多種先進算法,從快速掃描匹配、布爾運算網格編輯工具,到多步驟自動化處理模式,讓鐵路檢驗過程變得更加高效。
Artec Studio軟件年年更新,其用于逆向工程和檢驗的功能也日益豐富,省去了將數據導至第三方應用程序的繁瑣步驟。它的2D剖面分析功能讓用戶能夠檢查網格的每一個剖面。此外,它的自動曲面功能更是簡化了工作流程,用戶只需一鍵操作,即可填補孔洞,并迅速轉換為CAD模型。
對于奧聯鋼而言,Artec Studio的圖像紋理化功能也十分實用,該功能通過為掃描結果補充相機紋理數據,讓模型更加逼真。特別在向非工程師出身的客戶展示成果時,這一功能顯得尤為重要。
使用Artec 3D掃描技術搭建的道岔部件CAD模型。圖/Central Scanning
對于更高級的質檢和逆向工程項目,奧聯鋼公司團隊會選擇使用Geomagic Design X。這款軟件有著豐富的工具,能夠輕松將掃描數據轉換為功能導向的CAD模型,非常適用于數字化那些已停產的損壞部件的設計。
舉個例子,奧聯鋼最近承接了個新項目,需要更換本世紀初安裝的混凝土枕軌(支撐鐵軌的部件)。顯然,如果直接拆除這些枕軌進行測量,會嚴重影響當地的鐵路運輸。但借助Artec 3D掃描技術,在無需拆除鐵軌的情況下直接掃描這些軌枕,公司成功獲取了制作新軌枕所需的信息和數據,避免了不必要的服務中斷。
3、全力推進鐵路檢驗數字化(Digitalization of Railway Inspection)
如今,在掃描熟悉部件時,奧聯鋼公司可以獲得高度可重復且精確的結果,基于此,公司開始將業務范圍拓展至新領域,并利用Leo和Ray II對那些不熟悉的部件進行數字化。
Artec Ray II架立在完全延伸的三腳架上以捕獲遠距數據。
圖/英國奧鋼聯道岔技術有限公司
英國奧聯鋼的數字化雄心遠不止于此。因Artec Studio與Design X高度集成,公司正積極探索如何將該技術更廣泛地應用于質控領域。同時,建筑信息建模(BIM),這一在建筑業中重要的數字設計和項目優化工具,也被他們視為一個充滿可能性的領域,公司計劃將3D掃描技術引入其中。
談到公司計劃,英國奧聯鋼公司表示:“正如我們最初預期的那樣,公司應用3D掃描技術持續取得顯著成效。這讓我們更加有信心進一步探索未知部件的檢驗方。Geomagic和Artec Studio的高度兼容性讓我們看到了3D掃描技術的廣闊應用前景,我們希望可以把它用在建筑信息建模和內部質量控制上。”
【滬敖3D】是一家致力于三維數字化行業解決方案的技術型企業,擁有豐富的三維項目經驗,公司以行業應用為出發點,為客戶提供三維數字化采集、三維數據處理、三維數據管理等一系列應用服務。目前主要服務于制造業(汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械)、建筑業(建筑設計、施工、裝修等)、文化遺產(博物館、古建筑、考古等)、數字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業。提供質量檢測、三維建模、逆向工程、數字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測繪、形變監測、3D打印等技術方案。