挑战:找到一种更快,更精准的铁路线路缺陷识别方法,更加省时省力,以便及时规划铁路维修计划,确保铁路运输安全持续稳定。
解决方案:Artec Leo、Artec Ray II、Artec Studio、Geomagic Design X
效果:英国奥钢联公司选择用Artec 3D扫描技术代替传统的卷尺和钢尺,给质检工作带来质的变化,结果更可靠,操作也更简便。传统测量方法需2小时,而现在的数字化解决方案仅需几分钟即可完成。
为什么选择Artec3D
Leo和Ray II扫描仪均采用无线设计,无需标靶,能够安全、迅速、精准地捕获铁路数据,并轻松地将数据无缝传输至Artec Studio进行远程处理。
安装于三脚架上的Artec Ray II,为铁路轨道检验做扫描准备。
图/英国奥钢联道岔技术有限公司
铁路线路(或“轨端”)的连接处松动或末端模块磨损等情况都可能造成安全隐患。因此,为防止脱轨事故,铁路设施需要定期进行维护。
科技进步日新月异,但铁路质检工作仍主要依赖卷尺、绳子、工程方尺等传统测量工具。用这些工具识别和测量铁路铁轨缺陷往往需要两个小时,而且还需要技术熟练的人员来操作。但这些人员或许在其他领域能发挥更大的作用。显然,这样的检验方法已经不能满足现代铁路检修的高效和安全需求了。
有些铁路轨道禁止使用金属工具测量,因此工程师们不得不使用塑料制成的替代品来进行检验,但这些塑料工具的精确度往往无法与金属工具相媲美。此外,手工测量还存在遗漏关键细节的风险,这也造成测量结果并非100%可靠。若需进行大规模检验,或者需要考虑到环境因素时,铁路质检工作的复杂性更是会显著增加。
为解决这些问题, 英国奥联钢道岔技术有限公司做了一个重大决定——利用Artec Leo和Artec Ray II实现铁路检修工作的数字化,这无疑是具有变革意义的一步。
奥钢联工程师正在为检验铁轨架设扫描仪。图/英国奥钢联道岔技术有限公司
奥联钢铁路系统是奥联钢集团的子公司,专注于生产铁路道岔部件、其他铁路系统相关部件,以及材料紧固件,它已经充分体验到了Artec 3D扫描技术的优势。Artec 3D扫描不仅在速度上比传统测量工具更胜一筹,数据精准度更是达到亚豪米级别,有望在奥联钢集团的其他服务领域,特别是逆向工程和质量控制领域,进一步提升工作成效。
1、步入数字检测新轨(New Digital Detection Mothed)
英国奥联钢公司最初是通过Artec大使Central Scanning接触到Artec Leo和Ray II扫描仪的。在认识到高速数字化数据捕获在铁路行业的巨大应用潜力后,Central Scanning为他们现场详尽地讲解并演示了扫描仪,让奥联钢公司深感震撼。
不同于市场上的其他3D扫描仪,Leo和Ray II在扫描过程中均无需使用标靶。鉴于客户们普遍不愿在项目中一一使用标靶,奥联钢公司意识到需要引入更多先进、无需标靶的设备,这样更有助于公司业务的发展。
事实证明,选择一体式无线扫描仪是明智之举。相比之下,有线扫描仪不仅需要在现场设置基站,还可能存在安全隐患。而Leo和Ray II由电脑自动控制,内置显示屏让扫描过程更加流畅。此外,扫描数据能够即时传输至英国奥联钢的爱丁堡总部,便于后续处理。
这两款扫描仪都十分容易上手,公司现在无需再派工程师前往现场收集数据,给工程师们省出更多时间,有更多的精力可以投入到其他任务上。
奥联钢的工程师正在查看用Artec Leo捕获的数据。
图/英国奥钢联道岔技术有限公司
Artec 3D扫描表现出色,不仅速度快,扫描数据的质量也很高,适用于捕获大型场景和区域。Leo能以3,500万点/秒的速度精准捕获复杂表面的全彩高清数据。 而Ray II则擅长远距扫描,最远距离可达130米。Leo和Ray两者相得益彰,能在35米以上的远距扫描内进一步提高数据精度。此外,两者结合使用还能发挥一个独特优势——搭建整个区域及其内部复杂物体的详尽数字孪生模型。
如今,英国奥联钢公司巧妙结合Leo和Ray扫描仪,对现场进行了全方位的扫描。多亏Leo精准至0.1毫米的捕获能力,工程师们得以迅速收集数据,数据详尽,确保不遗漏任何故障,使工作效率得到大幅提升。
2、打造逼真铁路设施模型(Create Railway Facility Model)
英国奥联钢公司的扫描至网格和3D建模工作流程始于Artec Studio。这款3D扫描与数据处理软件集成多种先进算法,从快速扫描匹配、布尔运算网格编辑工具,到多步骤自动化处理模式,让铁路检验过程变得更加高效。
Artec Studio软件年年更新,其用于逆向工程和检验的功能也日益丰富,省去了将数据导至第三方应用程序的繁琐步骤。它的2D剖面分析功能让用户能够检查网格的每一个剖面。此外,它的自动曲面功能更是简化了工作流程,用户只需一键操作,即可填补孔洞,并迅速转换为CAD模型。
对于奥联钢而言,Artec Studio的图像纹理化功能也十分实用,该功能通过为扫描结果补充相机纹理数据,让模型更加逼真。特别在向非工程师出身的客户展示成果时,这一功能显得尤为重要。
使用Artec 3D扫描技术搭建的道岔部件CAD模型。图/Central Scanning
对于更高级的质检和逆向工程项目,奥联钢公司团队会选择使用Geomagic Design X。这款软件有着丰富的工具,能够轻松将扫描数据转换为功能导向的CAD模型,非常适用于数字化那些已停产的损坏部件的设计。
举个例子,奥联钢最近承接了个新项目,需要更换本世纪初安装的混凝土枕轨(支撑铁轨的部件)。显然,如果直接拆除这些枕轨进行测量,会严重影响当地的铁路运输。但借助Artec 3D扫描技术,在无需拆除铁轨的情况下直接扫描这些轨枕,公司成功获取了制作新轨枕所需的信息和数据,避免了不必要的服务中断。
3、全力推进铁路检验数字化(Digitalization of Railway Inspection)
如今,在扫描熟悉部件时,奥联钢公司可以获得高度可重复且精确的结果,基于此,公司开始将业务范围拓展至新领域,并利用Leo和Ray II对那些不熟悉的部件进行数字化。
Artec Ray II架立在完全延伸的三脚架上以捕获远距数据。
图/英国奥钢联道岔技术有限公司
英国奥联钢的数字化雄心远不止于此。因Artec Studio与Design X高度集成,公司正积极探索如何将该技术更广泛地应用于质控领域。同时,建筑信息建模(BIM),这一在建筑业中重要的数字设计和项目优化工具,也被他们视为一个充满可能性的领域,公司计划将3D扫描技术引入其中。
谈到公司计划,英国奥联钢公司表示:“正如我们最初预期的那样,公司应用3D扫描技术持续取得显著成效。这让我们更加有信心进一步探索未知部件的检验方。Geomagic和Artec Studio的高度兼容性让我们看到了3D扫描技术的广阔应用前景,我们希望可以把它用在建筑信息建模和内部质量控制上。”
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