Scansione 3D di macchine minerarie

Una macchina in miniera viene modificata, riparata e dotata di attrezzature per tutta la sua vita, e ogni volta viene misurata a mano — un montatore sotto un escavatore da 10 metri con una rotella, nelle ore in cui la macchina può essere fermata.

Scansionata nella stessa finestra, l'intera macchina è un modello a 1,9 mm con il dettaglio a 0,1 mm: 4C ha digitalizzato un escavatore da 10 m in due ore invece di due o tre giorni, senza sollevarlo.

Artec Ray II su treppiede accanto al braccio idraulico di un escavatore in un piazzale macchine
In breve

Quanto tempo serve per scansionare in 3D una macchina mineraria?

Ore, non giorni: 4C ha digitalizzato un escavatore da 10 m in due ore con Ray II e Leo, e Weldco-Beales ha acquisito una retroescavatrice in circa un'ora di scansione.

  • L'intera macchinaIl Ray II registra la macchina da treppiede a 1,9 mm a 10 m in una manciata di stazioni.
  • Il dettaglio a 0,1 mmIl Leo sul sottoscocca, sui cingoli e sui punti di fissaggio, a mano.
  • 2 ore, non 2–3 giorniIl dato di 4C per un escavatore da 10 m, acquisito senza sollevarlo.
  • Montatori fuori dalle posizioni scomodeWeldco-Beales scansiona dove misurare a mano era rischioso.

Perché le modifiche alle macchine si misurano sotto la macchina

Le macchine pesanti vengono modificate di continuo — un braccio più lungo, una benna diversa, una protezione, una staffa per un nuovo sensore — e ogni modifica deve montarsi su una macchina progettata altrove e da allora riparata, saldata e usurata. Il modello dell'OEM, se esiste, non mostra la macchina com'è. Così un montatore la misura: sotto la pancia con 80 cm di luce, in cima al braccio, dentro un telaio dei cingoli, con una rotella e una livella, mentre la macchina è ferma e il pianificatore della manutenzione conta le ore.

Le misure valgono quanto l'accesso. Weldco-Beales, che produce attrezzature per macchine pesanti, ha descritto l'acquisizione della geometria all'aperto, in spazi confinati e in posizioni elevate come lenta a mano e tale da mettere i montatori in posizioni scomode. 4C Creative CAD CAM Consultants, montando un braccio idraulico più lungo su un escavatore da 10 m, aveva bisogno di digitalizzare interni complessi e un sottoscocca — il tipo di lavoro che un tempo significava sollevare la macchina.

La scansione trasforma la macchina in un modello nella stessa finestra. Artec Ray II registra l'intero escavatore da treppiede a 1,9 mm a 10 m; Artec Leo, a mano e senza fili, registra i cingoli, il sottoscocca e gli interni angusti a 0,1 mm senza un portatile da trasportare. 4C ha combinato entrambi in Artec Studio e ha digitalizzato l'escavatore da 10 m in due ore invece di due-tre giorni, senza sollevarlo — un'acquisizione da 50 GB decimata in un modello da 300 MB che manteneva la piena risoluzione dove l'analisi strutturale lo richiedeva. Weldco-Beales ha acquisito una terna in circa un'ora di scansione e otto di elaborazione, un lavoro che prima arrivava a diversi giorni.

Dalla finestra di manutenzione al modello della macchina

La macchina è ferma per la scansione e per nient'altro.

  1. 1. Scansionare la macchinaIl Ray II su treppiede attorno alla macchina, ogni stazione 360° × 300° in meno di due minuti, a 1,9 mm a 10 m.
  2. 2. Acquisire il dettaglioIl Leo su sottoscocca, cingoli, punti di fissaggio e interni a 0,1 mm — senza fili, schermo integrato.
  3. 3. Registrare e fondereArtec Studio allinea le scansioni dell'intera macchina e di dettaglio; Smart Fusion risolve il modello.
  4. 4. Decimare per il lavoroPiena risoluzione conservata dove l'analisi ne ha bisogno, ridotta altrove — da 50 GB a 300 MB nel caso di 4C.
  5. 5. Progettare e analizzareIl modello in Geomagic for SOLIDWORKS o nel pacchetto FEA; la modifica progettata sulla macchina com'è.

Quale scanner per questo lavoro

Una macchina è grande e i suoi punti di fissaggio sono piccoli; i due scanner si dividono il lavoro e si registrano in un unico modello.

Scanner laser a lungo raggio Artec Ray II

Artec Ray II

Ideale per
L'intera macchina — braccio, corpo, telaio — da treppiede
Tipo
Laser stazionario a lungo raggio, su treppiede
Precisione fino a
1,9 mm a 10 m, 2,9 mm a 20 m, 5,3 mm a 40 m
Rumore di misura
0,4 mm a 10 m
Portata
0,5–130 m
Tempo di scansione
1 min 42 s a 3 mm, 10 m, senza texture
Campo visivo
360° × 300°

Il Ray II registra un escavatore da 10 m da una manciata di posizioni su treppiede a 1,9 mm a 10 m, ogni stazione in meno di due minuti. È lo scanner che 4C ha usato per l'intera macchina, e funziona in un piazzale o in un'officina indipendentemente dall'illuminazione.

Scanner 3D portatile wireless Artec Leo

Artec Leo

Ideale per
Cingoli, sottoscocca, interni e punti di fissaggio a 0,1 mm
Tipo
Luce strutturata portatile wireless, all-in-one
Precisione del punto 3D fino a
0,1 mm
Risoluzione 3D fino a
0,2 mm
Distanza di lavoro
0,35–1,2 m
Velocità di acquisizione
Fino a 35.000.000 punti/s in modalità HD
Integrato
Touchscreen 5,5″, elaborazione e 512 GB — nessun portatile

Il Leo va dove andava la rotella — sotto la pancia con 80 cm di luce, dentro il telaio dei cingoli — e registra a 0,1 mm con 35 milioni di punti al secondo in modalità HD, senza fili, con schermo e 512 GB integrati. Weldco-Beales ha riferito che non avere un portatile separato ha eliminato la maggior parte della curva di apprendimento per i suoi montatori.

Fatto su macchine reali

Sfida:
4C Creative CAD CAM Consultants doveva montare un braccio idraulico più lungo su un escavatore da 10 m, il che significava digitalizzare interni complessi e un sottoscocca con circa 80 cm di luce.
Risultato:
Un'acquisizione da 50 GB ridotta a un modello da 300 MB che conservava alta risoluzione dove l'analisi strutturale ne aveva bisogno — e il sottoscocca è stato acquisito senza sollevare la macchina.
di fermo impianto invece di 2–3 giorni2 ore
Leggi il caso di studio
Sfida:
Acquisire la geometria di macchine pesanti all'aperto, in spazi confinati e in posizioni elevate era lento a mano e metteva i montatori in posizioni scomode.
Risultato:
Una retroescavatrice è stata acquisita in circa un'ora di scansione e otto ore di elaborazione, un lavoro che prima richiedeva diversi giorni. Attività che richiedevano mezza giornata ora richiedono minuti.
di precisione del punto a 35 mln di punti al secondo0,1 mm
Leggi il caso di studio

«Ogni volta che visito i clienti, Artec Studio rende semplicissimo dimostrare un allineamento perfetto. Basta trovare geometrie simili tra due scansioni e allinearle. Quando mostro quanto è semplice, restano sempre stupiti da ciò che la tecnologia permette.»

Rogier RappardComproprietario, 4C Creative CAD CAM Consultants

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Le domande degli ingegneri di manutenzione

Quanto resta ferma la macchina?

4C ha digitalizzato un escavatore da 10 m in una finestra di due ore, interni complessi e sottoscocca compresi, senza sollevarlo. Weldco-Beales ha acquisito una retroescavatrice in circa un'ora di scansione; le otto ore di elaborazione sono avvenute con la macchina tornata al lavoro.

Può acquisire il sottoscocca e gli interni?

È a questo che serve il Leo. È portatile e senza fili, quindi va sotto la macchina e dentro il telaio dei cingoli, registrando a 0,1 mm — 4C ha acquisito un sottoscocca con circa 80 cm di luce senza sollevare l'escavatore.

Il modello è troppo grande per essere usato?

Viene decimato per il lavoro. 4C ha ridotto un'acquisizione da 50 GB a un modello da 300 MB che conservava ancora alta risoluzione dove l'analisi strutturale ne aveva bisogno; Artec Studio esegue la decimazione con controllo su dove viene conservato il dettaglio.

Funziona all'aperto, con polvere e sole?

Il Ray II è uno scanner laser non influenzato dalla luce diurna; la luce strutturata del Leo gestisce le condizioni all'aperto, e Weldco-Beales lo usa esattamente in quelle. Pioggia intensa e polvere in sospensione degradano qualsiasi acquisizione ottica, e la scansione si programma di conseguenza.

Artec Ray II su treppiede accanto al braccio idraulico di un escavatore in un piazzale macchine

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