轨道交通三维解决方案 | 千里之行 始于“精准”

由于安全、高效、运量大、低污染等特性,轨道交通已成为日常出行、货运的重要方式。《2019年交通运输行业发展统计公报》显示,截至2019年末,全国铁路营业里程13.9万公里,比上年增长6.1%,全国铁路路网密度145.5公里/万平方公里,增加9.5公里/万平方公里。地铁、轻轨等城市轨道交通运营里程6172.2公里,增加877.1公里。

轨道交通的高速发展对相关装备制造产业提出了更高的要求,三维扫描开始在轨道交通相关部件及模具的产品开发质量控制中大显身手。轨道交通相关部件往往体积较大,曲面极多,传统的测量方法需要较大的空间,较长的时间才能完成检测,测量精度也不高,三维扫描则完美解决了这些低质低效的问题。

01火车底盘结构铸件检测

检测的这个火车底盘结构铸件长约1200mm,宽约600mm,高约400mm,6个圆锥体支撑起上面的中间平台,铸件体积属于中大型,多曲面、多夹角。需要测量出6个圆锥不同截面的直径大小,各夹角度数,中间平台的长、宽等,为后续精加工确定数据。

针对这些需求,思看选择KSCAN复合式三维扫描仪完成测量,KSCAN扫描仪单次扫描面幅高达1440 mm × 860 mm,扫描速率高达1,350,000 次测量/秒,高面幅和高速率保证了中大件扫描的速度,整个铸件的扫描及数据处理过程不超过半小时。STL数据

 

02地铁模具检测

模具是地铁生产的环节之一,地铁车头的大体制作流程分为设计→模具→生产加工→组装,地铁制造商需要通过对车头模具的三维扫描,得到模具的三维测量数据,与原始数模进行对比,准确计算出偏差量,提高产品精度。

由于车头模具极大,普通三维扫描仪很难保证扫描大型件的精度,思看提供了手持三维扫描仪搭配MSCAN全局摄影测量系统的测量方案。全局摄影测量系统专用于大型工件、生产设备等物体的高精度几何尺寸测量,可以与三维检测设备搭配使用,重量仅0.58kg,轻巧便携,单人即可完成操作。MSCAN全局摄影测量系统拥有9.4m × 6.9m的超大拍摄面幅和6.5m的超大景深,体积精度高达0.015 mm/m,能轻松应对超大型零部件测量,大幅提升测量精度。

三维点云数据及STL数据

 

03地铁车头检测

相较模具,地铁车头在生产出来后的三维检测要求更为严苛,总体误差是否在设计范围之内,车窗车门等位置的安装孔是否符合标准,这些都关系着地铁的安全稳定运行。

思看同样选择了手持三维扫描仪搭配MSCAN全局摄影测量系统的解决方案。先使用全局摄影测量系统MSCAN,获取车头的空间定位点,再搭配手持式激光三维扫描仪进行三维数据的获取,最后将扫描得到的三维数据与车头的数模进行比对,计算出形变量,用于后期产品改进。

STL数据

3D数模对比结果

 

小结

如今,三维扫描已经广泛应用于地铁、火车等车辆的零部件、模具的质量检测中。当然,在轨道交通的其他方面,例如地铁隧道的结构断面检测,铁路钢轨的自动化检测等,三维扫描也大有作为。三维扫描为轨道交通开发与生产中的各种偏差改进、虚拟装配、可重复分析和可追溯等应用场景提供了准确丰富的数据资源。

此外,思看还有内置摄影测量的KSCAN与AXE系列,详细了解请阅读:

KSCAN-Magic | 高效畅快 精密计量超前之作

AXE-B17 | 计量更为广阔的三维世界

大型机械 检修测量 | 效率加倍 精益求精

石油、化工、医药、冶金、火电等很多行业都有一个重要课题:大型工业设备的检修。所有设备在使用过程中都难以避免损坏,而这些大型工业设备则有个更大的难点,没有稳定充足的备品供应,一旦发生损坏,不仅要付出高额的金钱购买零部件,还需要等待很长的交货周期,严重影响工作生产进展。

 

案例背景

 

本次客户是一家化工机械公司,主营离心式压缩机、鼓风机、风机、工业汽轮机、泵等工业设备的检修。为保障生产,这些设备每隔一段时间就会进行质量检测,如有磨损或损坏,则需要维修或更换。

客户需要检修一台压缩机,测量压缩机转子的各项数据以指导维修工作。传统的检测方式使用卡尺测量,难以测量凹槽等区域,精度不高,效率也低。而三维扫描仪可以快速获取工件的各项三维数据,在该基础上建模加工,压缩零部件生产周期,高效完成检修任务。

 

压缩机转子三维扫描难点

 

 

压缩机转子主轴体积较大,长1.8m,直径0.96m,重量约300kg,对三维扫描仪的扫描面幅和速率要求高,这会直接关系到工作效率。

转子主轴上分布着多个叶轮,叶轮之间空间狭小,叶轮上有较深流道,曲面多,要求扫描仪有较大的景深和精度,普通扫描仪很难扫全。

转子主轴为钢材质,表面为机加工面,较亮,需要扫描仪在反光条件下正常工作。

 

思看三维扫描解决方案

 

思看采用了AXE全局式三维扫描仪完成此次检测。AXE专为中大型物体三维检测量身定制,传统扫描仪需要配合全局摄影测量系统和三维扫描仪两台设备才能完成检测大型工件的检测,而AXE内置全局摄影测量系统,能够快速获取大型工件的三维数据,单人手持一台设备即可完成扫描,降低检测成本。

AXE三维扫描仪采用光学测量技术,最大扫描面幅860mm×600mm ,测量速度2,000,000次/秒,哪怕工件再大也能高效快速完成检测。

对叶轮之间的狭小空间和叶轮流道等难以扫描位置,可以选择单束蓝色激光深孔扫描, AXE景深达500mm,分辨率达0.025 mm,精度达0.020 mm,能够精准获取狭窄空间的三维数据。同时,转子主轴的表面反光高亮不会影响测量精度。

01摄影测量系统

使用全局摄影测量系统,获取更好精度的定位标记点数据,确定物体在空间的位置、形状、大小等三维坐标,从而获得更高精度的扫描数据。

02三维激光扫描

根据扫描部位,切换工作模式,选择34束交叉激光整体扫描或单束激光深孔扫描,精准捕捉叶轮空隙及流道等关键部位,整个扫描过程无需接触,操作简单。

 

 

03获取STL数据

把扫描数据导入专业的三维数据处理软件进行后处理,获得3D模型完成检修任务,整个数据扫描及处理过程不超过半小时。

 

AXE全局式三维扫描仪参与到大型工业设备的定期检修中,能够大大提高大型设备的检修效率,保障设备的工作效率和使用寿命,从而保护工业生产的顺畅进行。

此外,思看KSCAN复合式三维扫描仪同样内置摄影测量系统,也是大型项目测量的制胜利器。

 

想要了解更多中大型项目测量相关信息,请阅读以下文章:

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