Brazo hidráulico modificado con escaneo 3D de los Artec Leo + Ray II para excavación a larga distancia

Artec Leo & Ray II en el taller del cliente. Imagen cortesía de 4C Creative CAD CAM Consultants.

En el centro de cada proyecto de construcción en el mundo, hay un puñado de vehículos haciendo todo el trabajo duro. Ya sea una excavadora, un tractor o una grúa, esta maquinaria debe ser segura, eficiente y adecuada para su propósito. Y esto último puede depender mucho del proyecto en cuestión.

A menudo es posible cambiar las herramientas montadas en el extremo de los brazos robóticos, haciendo que el equipo industrial sea bastante adaptable. Pero en ciertos casos, cuando son necesarios obstáculos, altura libre o riesgos ambientales, se requieren modificaciones más extensivas.

Ahí es donde entra 4C Creative CAD CAM Consultants. Durante los últimos 6-7 años, este Embajador de Artec ha ofrecido sus servicios a un excavador en los Países Bajos. El último proyecto de modificación de 4C le llevó a la convocatoria para digitalizar un vehículo de 10 metros que cuenta con una cabina con componentes internos complejos, un sistema de filtración de aire y una pluma montada en una plataforma giratoria con orugas Caterpillar.

Un Artec Leo con un escaneo 3D en pantalla de las orugas del vehículo Caterpillar. Imagen cortesía de 4C.

Tradicionalmente, conseguir datos CAD para una estructura tan grande y compleja requeriría un modelado manual lento y metódico. La introducción del escaneo 3D en la ecuación permitió a 4C capturar el equipo en su estado actual para medirlo posteriormente. Mejor aún, combinar los Artec Leo y Artec Ray II significaba no tener que comprometer la escala ni la precisión, permitiendo lo mejor de ambos mundos.

Leo & Ray II: Una pareja hecha en el cielo

Con pantalla, batería y procesador integrados, el Leo suele ser más que capaz de capturar objetos grandes por sí solo. En este caso, el Ray II fue incorporado para complementar las versátiles capacidades de escaneo del dispositivo con captura de datos a largo alcance. Montado muy por encima del resto del vehículo, su brazo robótico era especialmente difícil de alcanzar con el Leo, pero no suponía ningún problema para el Ray II.

Otro reto fue capturar por debajo. Con un peso de varias toneladas, el equipo se encontraba a solo 80 cm sobre el nivel del suelo, lo que hacía inseguro escanearlo desde abajo. Quitar el trípode del Ray II y colocarlo en el suelo resultó ser la solución perfecta. Esto permitía capturar la parte inferior del vehículo rápida y fácilmente desde todos los ángulos sin riesgos innecesarios.

Un Artec Ray II junto al brazo hidráulico del cliente. Imagen cortesía de 4C Creative CAD CAM Consultants.

Para satisfacer los requisitos del cliente, también se pidió a los 4C que capturaran la escalera de la máquina. Aquí es donde la combinación Leo & Ray II realmente brilló, como explica el copropietario de la empresa, Rogier Rappard.

«Querían ampliar las escaleras del vehículo», dijo Rappard. «El reto aquí fue capturar la geometría de las escaleras y de los pasamanos: podías perder fácilmente el rastreo. Usar el Leo habría significado también alinear muchos escaneos. En cambio, capturamos con el Ray II desde el lateral. Luego usamos al Leo para centrarnos en escanear las partes más importantes con alta resolución y precisión».

Fusionar diferentes conjuntos de datos en un solo clic

En el escaneo 3D, la potencia suele estar en el software. Esto es especialmente cierto en Artec Studio, que cuenta con una característica completamente única: la Fusión Inteligente. No solo combina nubes de puntos de escaneos 3D de largo y corto alcance, sino que utiliza los datos de mayor resolución disponibles para obtener resultados máximos.

Quienes quieran tomar el control total del procesamiento de datos también pueden alinear los escaneos ellos mismos. 4C alineó sus escaneos en función de características geométricas y los fusionó usando el algoritmo Sharp Fusion del software. En comparación con otros flujos de trabajo basados en targets (objetivos de referencia), Rappard afirma que esto es «mucho más eficiente y menos laborioso», pero sigue ofreciendo un nivel de precisión excepcional.

La función de Scan Decimation fue muy útil con este proyecto. Capturar todo el vehículo con escaneo 3D con luces estructuradas habría dado como resultado un archivo enorme de unos 50 GB de información. Decimar el modelo final para eliminar polígonos innecesarios redujo esta cifra a solo 300 MB, facilitando mucho su envío a un software de terceros para su modificación.

La capacidad de Artec Studio para compartir mallas completamente formadas también facilita un intercambio de archivos intuitivo. Hacer zoom en nubes de puntos puede causar distorsión, lo que dificulta medirlas. Pero las nubes de puntos del Ray II pueden enviarse directamente como archivos OBJs y STLs que están texturizados, pulidos y listos para usar; y con estas mallas, es fácil usar primitivas CAD para mediciones perpendiculares.

Según Rappard, las herramientas integradas de Artec Studio desbloquean también una variedad de otras aplicaciones, incluyendo la extracción de características para referencias de diseño. En este proyecto en particular, los datos recogidos resultaron ser críticos para el análisis de esfuerzos, realizado mediante simulaciones diseñadas para garantizar la durabilidad de la modificación.

Tecnología que deja a los usuarios «impresionados»

Desde la industria forense hasta la militar, 4C sigue encontrando nuevas aplicaciones para la combinación Leo & Ray II, una propuesta única en el escaneo 3D. Ninguna otra solución combina el LiDAR y los escaneos 3D de luz estructurada portátil de forma tan fluida, y los nuevos adoptantes a menudo se quedan atónitos con los resultados.

«Cada vez que visito clientes, Artec Studio facilita mucho demostrar la alineación precisa. Sólo tienes que encontrar una geometría similar entre dos escaneos y alinearla», concluyó Rappard. «Siempre preguntan: “¿Es posible combinar escaneos? ¿Cómo funciona eso?” Cuando muestro lo sencillo que es, siempre se quedan impresionados con lo que es posible con la tecnología».

Un modelo 3D de las orugas del Caterpillar capturado con un Artec Leo en Artec Studio. Imagen cortesía de 4C.

Contar con la versatilidad para digitalizar objetos grandes en cualquier entorno también tiene beneficios reales. En otro proyecto, 4C fue encargado de capturar maquinaria de fábrica. Sin escaneo 3D, habría tenido que parar la producción durante 2-3 días para poder medir superficies. El Leo redujo el tiempo total de inactividad a sólo dos horas, y añadir un Ray II facilita la escala.

A menudo, los Leo y Ray II son desplegables por sí solos. En el caso de este vehículo, el Leo podría digitalizar toda la estructura en alta resolución. El Ray II también captura objetos grandes con facilidad. Pero juntos, hicieron posible generar un modelo 3D ligero con la precisión donde realmente importa. Con este tipo de versatilidad, no es de extrañar que la tecnología esté despegando en la industria y más allá.