數(shù)字化工廠
挑戰(zhàn):勘測一條漏水的陳舊豌豆生產線,以便在該位置上安裝全新改良系統(tǒng),能提高新鮮農產品的利用比例
解決方案:Artec Leo、Artec Ray、Artec Studio、SOLIDWORKS(帶Mesh2Surface插件)
效果:利用Artec 3D掃描技術,該公司得以在不到一天的時間內對工廠車間進行精確數(shù)字化,并對分揀裝置進行改造。
為何選擇Artec 3D?:Artec Leo速度快,功能多樣,加上Ray廣闊的掃描范圍以及Artec Studio先進的編輯功能,使Dodman能夠捕獲完整設施,然后使用每臺掃描儀各自的最高分辨率數(shù)據(jù),創(chuàng)建具有豐富細節(jié)的數(shù)字孿生。
利用Artec Leo智能無線三維掃描儀和Ray捕獲的Dodman豌豆生產線3D模型
在品嘗周日烤肉時,你可能不會想到,大多數(shù)有機食品在到達你的餐桌前,都需要經(jīng)過大量的加工處理。
當然,這種檢查和分類操作的強度取決于食品本身。說到豌豆等小型蔬菜或豆類,它們進入商店前的工序其實相當復雜。豌豆被脫粒機從豆莢中脫出,要進行分揀和清洗,然后迅速加熱和冷卻以進行消毒。
滅菌后,使用色選機、金屬探測器和X光機對豌豆進行嚴格檢查,確保它們以最佳狀態(tài)送達顧客手中。
但即便如此,種植出適銷對路的豌豆也并非板上釘釘?shù)氖?。多變的天氣和植物病害會對質量和產量造成災難性的影響。如果不及時冷凍或真空包裝,豌豆也會迅速變質,導致罐裝豌豆達不到上市標準。
那么,如果您沒有足夠的優(yōu)質豌豆上市,該怎么辦呢?Dodman食品加工有限公司(Dodman Ltd.)在一位客戶提出這個問題后,利用Artec 3D掃描制作了工廠數(shù)字孿生,幫助其徹底改變了舊工藝,建立了一個更高效的全新工藝。
豌豆加工,精益求精
Dodman公司總部位于英格蘭東部,為英國知名食品品牌提供設計、制造和高質量加工系統(tǒng)安裝服務,極負盛名。該公司已將3D掃描集成到工作流程中,并重新設計了從傳送帶到生產線的所有設備,因此完全有能力解決客戶的豌豆分揀問題。
英國是歐洲最大的豌豆生產國和消費國,英國人均每年要吃掉 9000 顆豌豆,因此罐頭食品供應商Dodman的客戶在滿足需求方面已是煞費苦心。泄漏的機器讓情況變得更加棘手,因此該公司決定聯(lián)系Dodman,要求其安裝一套新系統(tǒng),避免損失珍貴的豌豆庫存。
通常,Dodman會使用從Artec金牌認證合作伙伴Patrick Thorn & Co處購買的無線手持式Artec Leo對復雜的機器進行掃描和逆向工程。最初的在線演示已經(jīng)讓Dodman團隊大開眼界,后來他們還驚訝地發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場捕獲反光鋼制傳送帶、對比CAD模型,如此簡單,這正是他們所需要的。
Artec金牌認證合作伙伴Patrick Thorn幫助Dodman團隊優(yōu)化3D掃描結果
然而,由于規(guī)模問題,Dodman最初嘗試使用激光雷達Artec Ray對客戶的設施進行數(shù)字化。雖然遠距三維掃描儀能夠捕獲整個工廠車間,但高臺和其他背景噪點遮擋了設備視圖中的不少細節(jié)。
為解決這個問題,Dodman開始結合Artec Leo和Artec Ray,一起對關鍵設備進行精確數(shù)字化。設計工程師Andy Chase認為,這種工藝經(jīng)過實踐考驗,確實是收集精確、多分辨率數(shù)據(jù)的有效方式。
Chase 說:“我們實現(xiàn)了非常高的精度,高達2毫米。對比非常不穩(wěn)定的老設備,這點真是令人難以置信。我們對整個區(qū)域進行了勘測,同時也負責產品的轉移。我們的新生產線必須具有防溢功能,否則客戶將蒙受損失。這一點,只有使用Artec Leo智能無線三維掃描儀才能做到,它為我們提供了一個全面詳細的區(qū)域視圖。”
數(shù)字孿生輔助勘測
客戶的豌豆色選機是這條生產線改造的核心。Dodman設計了一款新的平臺和泵送系統(tǒng),可提升水箱中的豌豆,但必須確保與現(xiàn)有機器相匹配,否則就無法整合。
于是,Artec 3D 掃描技術登場了。它可以精準創(chuàng)建數(shù)字孿生,用于虛擬工廠車間的勘測和規(guī)劃。如果使用傳統(tǒng)的激光和膠帶,這一過程將耗時數(shù)周,而且只能獲得簡單的塊狀測量結果。相比之下,使用Artec Leo和Ray從上到下捕獲,全程僅需 5 個小時。
Artec Studio中顯示的用Artec Leo三維掃描儀和Ray完成的3D掃描
使用Artec Studio 3D掃描采集和處理軟件編輯數(shù)據(jù)時,Patrick Thorn也提供了很大幫助,協(xié)助Dodman 團隊優(yōu)化結果。在Thorn的幫助下,他們發(fā)現(xiàn)了軟件中的刪除離群噪點和橡皮擦工具可以刪除錯位幀,而網(wǎng)格簡化可以壓縮導出文件的大小。
一同參與的設計工程師Jack Tucker補充說:“我們熟悉軟件時,Patrick給了我們很大的幫助,他向我們展示了有效處理數(shù)據(jù)的技巧和竅門。我發(fā)現(xiàn)掃描數(shù)據(jù)中有大量的背景噪點,整合信息可能相當困難,但Artec Studio的裁剪工具可以在對齊后輕松刪除多余的數(shù)據(jù)。”
編輯完成后,工廠網(wǎng)格數(shù)據(jù)被發(fā)送到CAD設計平臺SOLIDWORKS,并使用Mesh2Surface 插件進行逆向工程,這樣就可以虛擬地分離、移動、建造機器。成品便是為公司設計的全新生產線數(shù)字孿生模型,隨后,再進一步確認是否匹配,模擬性能。
Thorn補充說:“通過使用遠距Artec Ray捕獲更廣闊的區(qū)域,并使用更便攜、更精確的Leo填充更精細的細節(jié),即可按比例制作出無比逼真的3D模型。能幫助Dodman團隊在工廠加工領域探索創(chuàng)新,令我非常愉快,很期待他們能將3D掃描和數(shù)字孿生技術用于新的領域!”
Artec Leo和Artec Ray一拍即合
Artec Leo和Artec Ray協(xié)同掃描如此成功,Tucker 認為可以將它們在多分辨率、生產線數(shù)字化場景中得到進一步應用??蛻舻耐愣鬼椖渴?/span>Dodman首次使用Artec Ray,他預見到掃描結果會更好。
然而,公司的3D掃描活動并不僅僅涉及測量。迄今為止,該公司已利用該技術對多臺設備進行了逆向工程設計和升級,其中一位客戶將一個容器數(shù)字化,將其打造成更高效的化學混合容器。
利用Artec Leo制作的另一個3D模型:化學混合容器
Tucker 補充說,Leo還提高了Dodman的測量效率,尤其是在狹窄、雜亂的空間或在傳送帶之間切換時,這通常“需要花費大量時間,還可能導致細節(jié)遺漏”。
Tucker 總結道:“項目推進過程中,你經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),自己已經(jīng)掃描了某個區(qū)域或細節(jié),而當時你可能并不認為有這個必要,直到事后才發(fā)現(xiàn)。因為手動操作時,你只會測量你打算完善的部位—但有了三維掃描,即便項目和設計方向有變動,也沒關系,因為你已經(jīng)捕獲到了所需的全部細節(jié)?!?/span>
【滬敖3D】是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術型企業(yè),擁有豐富的三維項目經(jīng)驗,公司以行業(yè)應用為出發(fā)點,為客戶提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應用服務。目前主要服務于制造業(yè)(汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械)、建筑業(yè)(建筑設計、施工、裝修等)、文化遺產(博物館、古建筑、考古等)、數(shù)字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業(yè)。提供質量檢測、三維建模、逆向工程、數(shù)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(jiān)測、3D打印等技術方案。