7/09/23
Cette étude de cas décrit comment un producteur de charbon a utilisé un scanner laser 3D portable pour capturer la géométrie d’un wagon-navette à charbon à des fins de rétro-ingénierie, en l’absence d’un dessin de conception. L’entreprise avait pour objectif de remplacer les véhicules usés et de fabriquer de nouvelles machines pour un plus grand nombre d’opérations minières. L’ingénieur a scanné le haut et le bas du châssis à l’aide d’un scanner portable KSCAN-Magic et s’est assuré de la haute précision des résultats grâce à la photogrammétrie intégrée. Le processus de numérisation a permis d’obtenir un modèle 3D de haute qualité du wagon-navette à charbon.
Un wagon-navette pour le charbon est un véhicule qui transporte le charbon de la mine au système de convoyage dans les mines souterraines. Les wagons-navettes sont sujets à l’usure en raison des conditions difficiles et des lourdes charges. Ils doivent donc être entretenus ou remplacés fréquemment.
L’une des difficultés de l’entretien ou du remplacement de ces véhicules est qu’ils ont des formes compliquées et des dimensions importantes qui sont difficiles à mesurer avec les méthodes traditionnelles. De plus, les dessins originaux peuvent manquer. Il existe donc une demande pour une méthode rapide et précise permettant de capturer la forme des wagons navettes existants.
Le client dans ce cas est un grand producteur de charbon qui produit des dizaines de millions de tonnes de charbon chaque année, avec l’aide de plusieurs milliers d’employés.
Le fabricant d’origine des wagons-navettes n’est plus en activité. L’entreprise a besoin d’au moins 8 nouveaux véhicules par an. Certains sont destinés au remplacement de vieux véhicules usés et d’autres aux nouvelles exploitations minières. L’entreprise prévoit de fabriquer de nouveaux wagons-navettes pour ses opérations minières en 2023. Le châssis du wagon-navette mesure environ 8 m x 3 m x 1 m et pèse 23 tonnes.
L’entreprise a décidé d’utiliser la technologie de numérisation 3D pour capturer la géométrie du wagon-navette à charbon. En projetant des faisceaux laser sur les surfaces du wagon, il est possible de capturer un grand nombre de points de données par seconde et de créer une représentation numérique de la pièce.
L’ingénieur a utilisé un scanner laser 3D portable KSCAN-Magic qui peut scanner des objets de tailles et de formes diverses. Le scanner est doté d’un système de photogrammétrie intégré qui permet de mesurer avec une grande précision des pièces de grande taille.
La série de scanners laser 3D KSCAN-Magic est la première à combiner deux types de lasers dans un seul appareil : infrarouge et bleu.
Il dispose de cinq modes de travail standard pour répondre aux différents besoins de numérisation :
L’appareil est également équipé de deux séries de caméras industrielles à haute résolution pour la numérisation 3D détaillée.
Amener le scanner 3D portable sur le site : Grâce à la taille compacte du scanner 3D industriel KSCAN-Magic, l’ingénieur a facilement transporté cet équipement sur le site où se trouvait le wagon navette pour le charbon.
Appliquer des marqueurs codés et non codés : L’ingénieur a appliqué de petits marqueurs codés et non codés sur la surface du wagon de charbon. Ces marqueurs aident le scanner à positionner la pièce et à aligner plusieurs scans ensemble.
Prendre des photos pour la photogrammétrie : L’ingénieur a pris plusieurs photos du wagon-navette sous différents angles à l’aide de la photogrammétrie intégrée de KSCAN-Magic. Ces photos ont été utilisées pour créer une géométrie générale du wagon-navette.
Création d’un fichier de repères pour l’ensemble du châssis : L’ingénieur a collecté et exporté les coordonnées de tous les marqueurs sur la navette. Ce fichier a servi de référence pour l’alignement ultérieur des scans.
Numérisation du bas du châssis : L’ingénieur a scanné le bas du châssis en déplaçant le scanner 3D de haute précision autour de l’objet. Le scanner a capturé des points de données en temps réel et les a affichés sur l’écran de l’ordinateur portable. L’ingénieur a scanné différentes sections du châssis jusqu’à ce que toutes les zones soient couvertes.
Retourner le châssis et scanner le dessus : L’ingénieur a retourné le châssis et scanné la partie supérieure en utilisant la même méthode.
Réalignement de la numérisation du haut sur celle du bas : L’ingénieur a utilisé le logiciel de numérisation pour aligner la numérisation du haut sur celle du bas en utilisant le fichier de points de repère comme référence. Le logiciel a fusionné les deux numérisations laser en un seul modèle 3D.
Le modèle 3D a représenté avec précision la géométrie complexe et les détails fins du wagon-navette à charbon, répondant ainsi aux exigences de précision. L’ingénieur a exporté le maillage haute résolution, qui est compatible avec la plupart des logiciels de CAO. Le client peut ainsi fabriquer de nouveaux wagons-navettes pour répondre aux besoins de nouvelles opérations. En outre, la numérisation 3D lui offre également la possibilité de modifier, d’analyser ou de redessiner le wagon-navette en cas de besoin.
Cette étude de cas montre comment une entreprise a utilisé la numérisation 3D pour capturer la géométrie d’un wagon-navette sans dessin original afin de fabriquer de nouveaux véhicules pour l’exploitation minière.
La technologie de numérisation 3D offre plusieurs avantages, tels que
un gain de temps et de ressources par rapport aux méthodes de mesure conventionnelles
Faciliter la modification, l’analyse ou la reconception de l’objet à l’aide d’un logiciel de CAO.
La technologie de numérisation 3D est un outil puissant qui permet de capturer la géométrie de divers objets pour différentes applications. Elle peut aider les ingénieurs, les concepteurs et les chercheurs à résoudre des problèmes et à créer des solutions plus efficacement.
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