用Artec Leo和Ray II 3D扫描助力铁路检修

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。

步入数字检测新轨

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。

打造逼真铁路设施模型

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。

全力推进铁路检验数字化

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。”