Scansionare in 3D un braccio idraulico con Artec Leo + Ray II per operazioni di scavo a lungo raggio

Artec Leo & Ray II presso la sede del cliente. Immagine per gentile concessione di 4C Creative CAD CAM CONSULTANTS

Al centro di ogni progetto di costruzione in tutto il mondo ci sono sempre alcuni veicoli incaricati di svolgere il lavoro pesante. Che si tratti di una scavatrice, di un trattore o di una gru, questi macchinari devono essere sicuri, efficienti e adatti allo scopo del progetto.

Spesso è possibile cambiare gli utensili montati all'estremità dei loro bracci meccanici, per rendere queste attrezzature industriali più versatili. Ma in alcuni casi, davanti a certi ostacoli, distanza dal suolo o pericoli ambientali, sono necessarie modifiche più sostanziali.

È qui che entrano in gioco gli specialisti di 4C Creative CAD CAM Consultants. Negli ultimi 6-7 anni, questo ambasciatore Artec ha offerto i suoi servizi a un azienda di scavi nei Paesi Bassi. L'ultimo progetto di modifica di 4C ha visto la digitalizzazione di un veicolo alto 10 metri dotato di una cabina con interni complessi, un sistema di filtrazione dell'aria e un braccio montato su una piattaforma rotante con cingoli Caterpillar.

Artec Leo con una scansione 3D su schermo dei cingoli Caterpillar del veicolo. Immagine per gentile concessione di 4C

Tradizionalmente, ottenere dati CAD per una struttura così grande e complessa richiederebbe una modellazione manuale lenta e metodica. L'introduzione della scansione 3D ha permesso a 4C di catturare l'apparecchiatura nel suo stato attuale per poi procedere alla misurazione in un secondo momento. Inoltre, utilizzando Artec Leo insieme a Artec Ray II ha permesso di non scendere a compromessi di dimensioni o precisione, ottenendo il meglio di entrambi.

Leo & Ray II: una coppia ideale

Con un display, una batteria e un processore integrati, Leo è solitamente più che in grado di catturare oggetti di grandi dimensioni. In questo caso, Ray II è stato utilizzato per integrare le capacità di scansione del dispositivo, già molto versatili, con l'acquisizione dati a lungo raggio. Posizionato in cima al veicolo, il braccio robotico era particolarmente difficile da raggiungere con Leo, ma non era un problema per Ray II.

Un'altra sfida è stata catturare il sotto del veicolo. Con un peso di diverse tonnellate, il veicolo si trovava a soli 80 cm dal livello del suolo, rendendo pericolosa la scansione sotto di esso. Rimuovere il treppiede di Ray II e posizionarlo sul pavimento si è rivelata la soluzione perfetta. Ciò ha permesso di catturare rapidamente e facilmente la parte inferiore del veicolo da tutte le angolazioni senza rischi inutili.

Artec Ray II a fianco del braccio idraulico. Immagine per gentile concessione di 4C Creative CAD CAM CONSULTANTS

Per soddisfare le esigenze dei clienti, 4C si è anche impegnato a catturare la scala della macchina. È qui che Leo & Ray II ha davvero brillato, come spiega il co-proprietario della società Rogier Rappard.

"Volevano allungare le scale del veicolo", ha detto Rappard. "Catturare la geometria delle scale e dei corrimano è stato difficile: si poteva facilmente perdere il tracciamento. Utilizzando Leo, saremmo stati costretti a dover allineare molte scansioni. Invece, con Ray II, siamo riusciti a catturare tutto. Poi abbiamo usato Leo per concentrarci sulla parti più importanti, ad alta risoluzione e precisione".

Unire diversi set di dati in un solo clic

Nella scansione 3D, la potenza è spesso nel software. Questo è particolarmente vero per Artec Studio, che vanta una caratteristica completamente unica: la fusione intelligente. Non solo può combinare le nuvole di punti ottenute da scansioni 3D sia a lungo che a corto raggio, ma può anche utilizzare i dati con la risoluzione più alta disponibile.

Se si desidera assumere il pieno controllo dell'elaborazione dei dati, è possibile anche allineare le scansioni in autonomia. 4C ha allineato le sue scansioni in base alle caratteristiche geometriche e poi le ha unite utilizzando l'algoritmo fusione rigorosa del software. Rispetto ad altri flussi di lavoro con target, Rappard afferma che questo è "molto più efficiente e meno dispendioso in termini di tempo", pur offrendo un livello eccezionale di precisione.

La decimazione della scansione è stata molto utile in questo progetto. Catturare l'intero veicolo con la scansione 3D a luce strutturata avrebbe comportato un enorme file con circa 50 GB di informazioni. La decimazione del modello finale per rimuovere i poligoni non necessari ha ridotto questa cifra a soli 300 MB, rendendo molto più facile l'invio a software di terze parti per la modifica.

La capacità di Artec Studio di condividere mesh già completamente formate permette una condivisione di file più intuitiva. Lo zoom sulle nuvole di punti può causare distorsioni, rendendole difficili da misurare. Ma le nuvole di punti di Ray II possono essere inviate direttamente in formato OBJ e STL, che sono strutturati, rifiniti e pronti per l'uso. Con queste mesh, è più facile utilizzare le primitive CAD per la misurazione perpendicolare.

Secondo Rappard, gli strumenti integrati di Artec Studio sbloccano anche molte altre applicazioni, tra cui l'estrazione di feature per riferimenti di progettazione. In questo particolare progetto, i dati raccolti si sono rivelati fondamentali per l'analisi della forza, effettuata tramite simulazioni progettate per garantire la longevità della modifica.

Una tecnologia che lascia "a bocca aperta"

Dalla medicina legale all'industria della difesa, 4C continua a trovare nuove applicazioni per Leo e Ray II, una proposta unica nel campo della scansione 3D. Nessun'altra soluzione unisce LiDAR e scansioni 3D a luce strutturata portatili in modo così semplice e i nuovi utenti rimangono spesso sbalorditi dai risultati.

"A ogni visita presso i clienti, Artec Studio rende facilissimo dimostrare l'allineamento dei punti. Basta trovare una geometria simile tra due scansioni e allinearla", ha concluso Rappard. "Chiedono sempre: 'È possibile combinare le scansioni? Come funziona?' Quando mostro quanto sia semplice, rimangono sempre a bocca aperta da ciò che è possibile ottenere con questa tecnologia".

Un modello 3D dei cingoli Caterpillar acquisiti con Artec Leo in Artec Studio. Immagine per gentile concessione di 4C

Avere la versatilità di digitalizzare oggetti di grandi dimensioni in qualsiasi ambiente ha anche vantaggi reali. In un altro progetto, 4C è stata incaricata di scansionare i macchinari di una fabbrica. Senza la scansione 3D, avrebbe dovuto interrompere la produzione per 2-3 giorni per misurare le superfici. Leo ha ridotto i tempi di inattività complessivi a sole due ore e l'aggiunta di Ray II rende questo approccio fattibile su qualsiasi scala.

Spesso, Leo e Ray II sono utilizzabili singolarmente. Nel caso di questo veicolo, Leo potrebbe digitalizzare l'intera struttura ad alta risoluzione. Ray II cattura facilmente anche oggetti di grandi dimensioni. Ma insieme, hanno permesso di generare un modello 3D di piccole dimensioni con estrema precisione. Questo tipo di versatilità sta rendendo questa tecnologia sempre più popolare nell'industria e in molti altri campi.