مهندسی معکوس خودروی شاتل زغال‌سنگ

مهندسی معکوس برای تولید تجهیزات جدید

خودروی شاتل زغال‌سنگ، وسیله‌ای حیاتی در معادن زیرزمینی است که وظیفه انتقال زغال‌سنگ از محل استخراج به سیستم نوار نقاله را بر عهده دارد. این خودروها به دلیل شرایط کاری دشوار و جابه‌جایی بارهای بسیار سنگین، به مرور دچار فرسودگی و آسیب‌دیدگی می‌شوند. از این‌رو، نیاز به تعمیرات مستمر یا حتی تعویض کامل آن‌ها، همواره وجود دارد.

یکی از مشکلات اصلی در فرآیند نگهداری یا جایگزینی این نوع وسایل نقلیه، ساختار پیچیده و ابعاد بزرگ آن‌هاست که اندازه‌گیری دقیق آن‌ها را با روش‌های سنتی دشوار می‌سازد. علاوه بر این، در بسیاری از موارد نقشه‌های طراحی اولیه یا موجود نیستند یا دیگر قابل استفاده نمی‌باشند. به همین دلیل، نیاز به یک راهکار سریع، دقیق و قابل اعتماد برای ثبت هندسه این خودروها، به‌شدت احساس می‌شود.

مدل سازی سه بعدی؛ راهکاری برای تسهیل تولید

در این پروژه، مشتری یک شرکت بزرگ و پیشرو در صنعت زغال‌سنگ است که سالانه ده‌ها میلیون تُن زغال‌سنگ استخراج می‌کند و هزاران نفر در آن مشغول به کار هستند. تولیدکننده اصلی خودروهای شاتل، دیگر در این حوزه فعالیت نمی‌کند. به همین دلیل، این شرکت ناگزیر است هر سال دست‌کم 8 خودروی شاتل جدید تولید کند، برخی از این خودروها برای جایگزینی نمونه‌های فرسوده و برخی دیگر به‌منظور پشتیبانی از عملیات استخراج جدید مورد استفاده قرار می‌گیرند. در سال 2023، این شرکت برنامه‌ریزی کرده تا تعدادی خودروی شاتل جدید برای توسعه فعالیت‌های معدنی خود تولید کند. در این پروژه، شاسی خودروی شاتل موردنظر، ابعادی در حدود 8 متر طول، 3 متر عرض و 1 متر ارتفاع دارد و وزن آن نزدیک به 23 تُن است.

فرآیند اسکن خودروی شاتل: از ایده تا مدل سه‌بعدی

برای ثبت هندسه خودروی شاتل، مهندسان پروژه از یک جریان‌کار دقیق استفاده کردند که در ادامه شرح داده می‌شود:

آماده‌سازی و انتقال اسکنر

اسکنر KSCAN-Magic به دلیل طراحی قابل‌حمل، به‌راحتی به محل پروژه منتقل شد. این ویژگی برای محیط‌های صنعتی مانند معادن، که دسترسی به تجهیزات سنگین دشوار است، بسیار ارزشمند است.

نصب مارکرها

برای افزایش دقت و هم‌ترازی اسکن‌ها، مارکرهای کددار و بدون کد روی سطح شاسی نصب شدند. این مارکرها به نرم‌افزار اسکن کمک می‌کنند تا اسکن‌های جداگانه را به‌درستی ترکیب کند.

سیستم فتوگرامتری

با استفاده از سیستم فتوگرامتری داخلی KSCAN-Magic، از زوایای مختلف شاسی عکس‌برداری شد. این تصاویر به‌عنوان پایه‌ای برای ایجاد مدل کلی استفاده شدند.

 اسکن بخش زیرین شاسی

مهندس پروژه با حرکت دقیق اسکنر، بخش زیرین شاسی را اسکن کرد. داده‌های نقطه‌ای به‌صورت بلادرنگ روی لپ‌تاپ نمایش داده شدند تا اطمینان حاصل شود هیچ بخشی از قلم نیفتاده است.

 اسکن بخش بالایی شاسی

پس از چرخاندن شاسی، بخش بالایی آن نیز با همان دقت اسکن شد. این فرآیند به ثبت کامل هندسه شاسی کمک کرد.

 هم‌ترازی و تولید مدل نهایی

داده های دیجیتالی بخش‌های بالا و پایین با استفاده از نرم‌افزار اختصاصی و فایل مارکرها هم‌تراز شدند. نتیجه، یک مدل سه‌بعدی دقیق و با کیفیت بالا بود که برای مهندسی معکوس آماده بود.

نتایج: تحولی در تولید تجهیزات معدنی

مدل سه‌بعدی حاصل از اسکن، تمامی جزئیات شاسی خودروی شاتل را با دقتی بی‌نظیر بازسازی کرد. این مدل به‌عنوان مبنایی برای:

• مهندسی معکوس: طراحی و تولید قطعات جدید بدون نیاز به نقشه‌های اولیه.
• تولید خودروهای جدید: ساخت 8 خودروی شاتل جدید در سال 2023 برای جایگزینی نمونه‌های فرسوده و پشتیبانی از عملیات جدید.
• تحلیل و بازطراحی: امکان اصلاح طراحی برای بهبود عملکرد و دوام خودروها.

مش (Mesh) تولیدشده با نرم‌افزارهای CAD مانند SolidWorks و AutoCAD سازگار بود، که فرآیند طراحی را ساده‌تر کرد.