挑戰:由于需要定期檢查數千英里老化的鐵軌，鐵路檢查人員的工作變得十分艱巨。畢竟每天檢查的軌道都是有限的。問(wèn)題在于即使發(fā)現了比較明顯的缺陷，但對于微小的裂縫、金屬部件磨損以及尺寸和位置的松動(dòng)等問(wèn)題也容易被忽視，在下一次既定檢查之前往往演變成更大的隱患。所以，鐵路檢查人員選擇了一種獨特的3D掃描儀來(lái)協(xié)助解決此類(lèi)問(wèn)題。

解決方案: Artec Leo, Artec Studio, Geomagic Control X

效果:使用Artec Leo3D掃描儀，鐵路檢查人員能夠在幾分鐘內以數字形式捕獲和記錄整個(gè)鐵軌的部分，包括枕木和道碴。擁有亞毫米級精度的彩色3D掃描，即使是微小和不規則的表面缺陷都能被發(fā)現。在一段時(shí)間內重復掃描可以跟蹤任何較大的結構變化，如軌距分布。還可以記錄鐵路事故，生成的3D掃描可用于還原事件和損害分析。

為什么選擇Artec 3D? 從打開(kāi)工具箱按下“開(kāi)啟”鍵，不到一小時(shí)，鐵路檢查人員就可以在短短幾分鐘內以亞毫米級的精度捕捉軌道、軌道車(chē)和其他部分。不需要線(xiàn)纜或額外的筆記本電腦。Leo比以往任何時(shí)候更輕而易舉地執行深入的3D掃描檢查。

加州的仲夏夜，一列南太平洋列車(chē)沿著(zhù)急轉彎蜿蜒前行時(shí)脫軌了，一臺發(fā)動(dòng)機與七節箱柜從棧橋的一側墜落。

其中一個(gè)箱柜倒掛在薩克拉門(mén)托河中央，不斷泄漏出劇毒的水溶性殺蟲(chóng)劑——威百畝。

危險品處理專(zhuān)家用了六個(gè)小時(shí)到達現場(chǎng)，又花了六個(gè)小時(shí)確定共計19000加侖的含硫殺蟲(chóng)劑已經(jīng)涌入純凈的河水之中，殺死了無(wú)數的鮭魚(yú)、鱒魚(yú)和其他水生生物，以及藻類(lèi)。

接下來(lái)幾小時(shí)、甚至幾天里，隨著(zhù)泄漏的有毒綠色煙羽到達了南部的沙斯塔湖，沿河的數百名當地居民因嚴重的皮膚、眼睛和呼吸系統疾病被緊急送往醫院。

嚴重的影響是：除了直接的環(huán)境破壞以外，當地旅游業(yè)在接下來(lái)的數月及數年內遭受了數百萬(wàn)美元的損失和無(wú)法估量的損害。

火車(chē)脫軌：世界性的威脅

每年，全球都會(huì )發(fā)生數以千計的火車(chē)出軌事故。雖然大多數事故沒(méi)有造成人員傷亡或生態(tài)破壞，但任何財產(chǎn)和基礎設施損壞以及服務(wù)中斷的影響，甚至在數十年后也能引起鐵路行業(yè)的共鳴。

絕大多數脫軌都是由軌道缺陷引發(fā)的，例如斷軌。其他原因可能有“軌距滑移”、軌道錯位、道岔和車(chē)輪損壞等。在許多國家或地區，政府法規要求每季度甚至每月對鐵路線(xiàn)上的每一段軌道進(jìn)行現場(chǎng)檢查。

僅在美國就有超過(guò)16萬(wàn)英里的軌道，檢查鐵路是一項艱巨的任務(wù)。

許多鐵路公司已經(jīng)部署了自動(dòng)化的高速超聲波檢測解決方案來(lái)檢測鋼軌斷裂和其他異常和缺陷。數千公里的軌道的定期檢查，證明了這些方案行之有效。

鐵路檢測從高速超聲波到親臨現場(chǎng)

當發(fā)現有問(wèn)題的路段時(shí)，可以派遣鐵路檢查員到該位置進(jìn)行近距離和深入的目測檢查。

但是，檢查人員在工作時(shí)間考察和詳細檢查軌道的數量是有限的。不僅如此，當遇到表面缺陷時(shí)，也許不易于察覺(jué)，并且取決于在視覺(jué)上的明顯程度。

通常情況下，微小的裂縫、金屬部件磨損以及尺寸和位置的松動(dòng)可能會(huì )被忽視，在下一次既定檢查之前演變成更大的隱患。

鋼軌扣件組件的故障可能導致脫軌

此外，從檔案中發(fā)現，目測檢查可能具挑戰性，每位檢查人員都會(huì )主觀(guān)地決定是否應該檢查某個(gè)部分鐵路或軌道部分。

不然就是從那一刻開(kāi)始就失去了可量化的測量值，從而在安全檢查中遺漏了潛在的風(fēng)險隱患。

鐵軌損壞的部分

3D掃描正式登場(chǎng)

出于這個(gè)原因，越來(lái)越多的鐵路檢查人員開(kāi)始選擇專(zhuān)業(yè)的手持式3D掃描儀作為解決方案，以經(jīng)濟高效的方式及時(shí)填補了其中的空白。

許多的鐵路檢查人員認為，要攜帶掃描儀，還要額外帶上筆記本電腦，以及電源組和線(xiàn)纜。讓這種方案顯得不那么便捷。

但是鐵路檢測人員在質(zhì)量控制專(zhuān)家這里獲得了啟發(fā)，他們發(fā)現Artec Leo是目測檢查的理想輔助工具。與超聲波軌道檢測系統一樣，Leo同樣是無(wú)損檢測（NDT）的解決方案。

Artec Leo: 與眾不同的3D掃描儀

與高速超聲波軌道檢測系統以及其他3D掃描儀不同的是，Leo作為100%無(wú)線(xiàn)便攜式掃描儀，配備獨立的電池和觸摸屏顯示器，并且具有亞毫米級的精度，讓您能夠在短短幾秒鐘內捕獲任何可疑的軌道部分。

Artec大使GoMeasure3D在看到鐵路檢測專(zhuān)家的需求不斷增加后，決定對Leo進(jìn)行測試，看看這款無(wú)與倫比的3D掃描儀如何應對挑戰。

GoMeasure3D的3D掃描專(zhuān)家Art Pekun使用Artec Leo掃描一段鐵軌

與Artec Studio軟件協(xié)同工作，Leo能夠快速生成清晰、深入的檢查報告，從審核和合規性的角度來(lái)看，擁有更高的價(jià)值。

在Leo的觸摸屏顯示器上查看掃描的鐵路部分

來(lái)自Leo的掃描可以與參考CAD模型進(jìn)行比較，以檢查導軌或任何其他部件是否在允許的公差范圍內。

直觀(guān)的視覺(jué)熱圖讓您一眼就能看到與參考模型的任何差異，甚至是亞毫米級的差異。使用Leo和Artec Studio，甚至可以通過(guò)軟件“掃描到CAD”功能來(lái)創(chuàng )建您自己的CAD參考模型集。

使用Leo進(jìn)行隨時(shí)間變化的監測

通過(guò)使用Leo全面記錄特定部分軌道的表面幾何形狀，以及各種鐵路部件，鐵路檢查人員可以很輕松地做到像飛機制造商一直以來(lái)測試機翼和機身的長(cháng)期結構性能的檢測：隨時(shí)間變化的分析。

Artec Studio的表面距離映射比較了同一鐵軌相隔數月（寒冷的冬天清晨與炎熱的夏天）的兩次掃描結果。

這樣的分析不僅可以確定是否已經(jīng)超過(guò)了公差，或者即將超過(guò)公差，而且還可以幫助確定原因是否在于其他方面。

例如，如果軌道的軌距（寬度）在幾個(gè)月內開(kāi)始超過(guò)公差范圍，可能是由于底層軌道道碴的深度或排水不足所致。

Artec Studio 表面距離映射顯示軌道部分之間的變化

對于更高水平要求的掃描檢測能力和靈活性的用戶(hù)，Artec Studio軟件提供了與業(yè)界領(lǐng)先解決方案Geomagic Control X的無(wú)縫集成。

只需一次點(diǎn)擊，就會(huì )收到一份或多達幾十份的掃描綜合檢查報告，所有這些都是在幕后生成，并準備好與您的同事、管理層、保險公司等分享。

Control X將來(lái)自Leo的實(shí)際掃描數據與CAD參考模型進(jìn)行比較，從而實(shí)現平面度、表面輪廓、CAD傾斜度和平行度等GD&T測量。

災難來(lái)臨時(shí)：Leo如何還原鐵路事故

在鐵路沿線(xiàn)上任何地方發(fā)生脫軌或其他鐵路事故的意外情況，鐵路專(zhuān)家和調查人員都可以依靠Leo提供的幫助。事故現場(chǎng)的每一段斷裂的軌道、枕木或被壓碎的道碴都可以在幾分鐘內被捕獲到。

當使用Leo掃描這些物體時(shí)，包括失事的軌道車(chē)，所產(chǎn)生的3D模型可以被鐵路事故調查人員用來(lái)記錄和分析脫軌或撞擊點(diǎn)，以及擠壓變形，這些都將提供從頭到尾還原事故的每個(gè)階段所需的關(guān)鍵分析。

泰國火車(chē)脫軌，鐵軌、道碴和車(chē)箱嚴重受損

將Leo與其他3D掃描儀相結合

當需要掃描各種尺寸的對象時(shí)，還有Artec Ray II和Artec Space Spider，這兩款3D掃描儀多年來(lái)一直用于檢查、取證和其他行業(yè)。

借助Ray II您可以捕捉距離130米內的大型物體（如軌道車(chē)）甚至整個(gè)場(chǎng)景，并且達到精度工程水平。Space Spider擅長(cháng)掃描微小物體，例如捕捉事故現場(chǎng)微小的金屬磨損痕跡、微小裂縫、亞毫米級斷裂等等。

Artec Studio軟件可以輕而易舉地將Leo、Ray II和Space Spider的掃描結果組合成一個(gè)或多個(gè)小型或大型斷面、鐵路或組件的高精度3D模型，或是完整的事故現場(chǎng)，包括任何損壞或完整的軌道車(chē)、周?chē)木坝^(guān)以及其中的一切。

在Artec Studio中，您可以運行檢查報告，以及創(chuàng )建毫米級的架空圖和軌道、組件、軌道車(chē)的橫截面等。

3D掃描用于內部鐵路舊部件的逆向工程

鐵路公司可以進(jìn)一步利用Leo或其他Artec 3D掃描儀的投資回報率，用于舊零件和機器的逆向工程。這些零部件下線(xiàn)后的幾十年里，已有成千上萬(wàn)停止了生產(chǎn)。

受到關(guān)注的逆向工程候選項目：舊電車(chē)的聯(lián)接組件

通常，當關(guān)鍵的齒輪或閥門(mén)（更不用說(shuō)變速箱等復雜組件）發(fā)生故障并且無(wú)法在市場(chǎng)上找到時(shí)，常見(jiàn)但成本高昂的建議是用新機器替代原有機器。

但是使用Leo或其他3D掃描儀，從CAD再到現實(shí)世界中，無(wú)論是通過(guò)CNC銑削、3D打印、鑄造還是其他媒介，根據掃描對象的大小，您可以在幾分鐘內以數字方式捕獲這些相同的舊對象，然后重新創(chuàng )建它們。

總結

對于3D軌道檢測等多種項目，無(wú)論是Leo或是埃太科三維專(zhuān)業(yè)3D掃描儀系列中的其他設備，都可輕松為您及您的公司開(kāi)辟廣闊的檢測和逆向工程等領(lǐng)域，并在未來(lái)發(fā)揮可能。