効果的な鉄道検査のためのスマートソリューション

鉄道は、数十万の可動部品を持つ複雑な機械および電気システムです。鉄道産業は、妥協のない乗客の安全性と快適性を目指して、生産品質、インフラ、現場メンテナンスを解析するためにハイテク測定にますます転換しています。

突発的な故障につながる可能性のある欠陥を鉄道線路を検査することは不可欠です。鉄道管理局が実施する安全性解析によれば、線路の欠陥は、世界中の鉄道の事故の 2 番目に多い原因です。当然のことながら、鉄道事故の主な原因は人為的エラーであり、低頻度または不十分な鉄道検査によって引き起こされる鉄道事故に対する管理上の意思決定の不備がもたらす影響は重大です。

毎年、鉄道は、何百万ドルもの費用を費やして、軌道の故障や脱線を含む内外の不具合を鉄道の検査に費やしています。安全で効率的な鉄道輸送の未来のためには、製造中および継続的なメンテナンス中に高度な検査技術を統合することが不可欠です。

検査はパフォーマンスの最適化において重要な役割を果たします。最終製品をチェックするだけではありません。計測は、生産プロセス全体を通して必要となります。鉄道の生産工程では、あらゆる分野で検査方法の改善による生産性向上が期待されています。

鉄道インフラストラクチャ

鉄道線路建設プロジェクトは資本集約型であり、設置後、これらの線路のアライメントを変更するのは困難です。そのため、安全な運転のためには、トラック設置時のアライメントとプロファイルチェックが非常に重要です。さらに、線路のアライメントは、予防保全プロセスの一環として、鉄道のライフサイクル全体にわたって定期的に点検する必要があります。

直線経路、曲線経路、レベル、勾配のレールトラックアライメント検査にはいくつかの技術が使用され、それぞれ特定の検査機器が必要です。XY 平面を定義し、次に鉛直アライメントを定義して高さまたは Z 平面を確立するために、水平アライメントを実行する必要があります。このアプリケーションには、2D レーザースキャニングシステム、ポータブル測定アーム、携帯または直接スキャニング機能を持つレーザートラッカーなどのオプションがあり、トラック上で直接操作可能な携帯型装置が求められています。

弾性レールクリップ（E クリップ）により、耐久性の高いアライメントを実現し、線路上の列車の高圧からスチールレールと留め具を保護します。一般に、E クリップ鉄道締め金具システム全体は、2 本の伸縮線路クリップ、2 つの線路用ショルダー、1 つの線路パッド、2 つの線路絶縁体から成ります。

E クリップシステムの検査には、ポータブル測定アームなどの現場での測定や、曲げ加工機のフィードバックを提供する専用チューブ検査セルなどの鍛造環境での測定に適した大容量システムなど、ポータブルシステムが必要な場合があります。 

鉄道輸送には、さまざまな政府規制で規定されている安全要件に厳密に準拠する鉄道が必要です。このプロセスには、専用のゲージトラック形状および線路摩耗プロファイル測定装置が最適です。鉄道線路寸法検査では、次のようなゲージを使用します。

• 軌間ゲージ、片勾配および線路軌道の高速で正確な評価。
• ねじれ計算を直接実行し、現場の異常を検知し、かつ必要な保全タスクをその場で開始。
• 正面の鉄道線路の起点横断図面全体の正確な測定と、最も重要な非次元量および摩耗パラメータ計算を数秒で完了。
  
  

シャーシとボギー

ボギー（トラック）フレームはシャーシ構造であり、車輪と車軸のモジュールサブアセンブリとして機能して、移動中にトラックから伝わる衝撃に対して振動を減衰させます。ボギーは通常、鉄道車両や機関車に取り付けられ、牽引やブレーキをかけるために使用されます。ボギーは鉄道車両の積荷をトラックに乗せて運ばれ、アライメント不良、摩耗、損傷は修理に費用がかかります。 

故障する前にボギーコンポーネントの問題を特定すると、コストを大幅に削減できます。製造、組み立て、あるいはメンテナンスの後、フレームは形状検証のための検査を必要とします。定期的に品質検査を行い、ホイール荷重とボギー形状を調整することにより、走行快適性を最適化し、レールと転がり在庫の摩耗と運用コストを最小限に抑えます。 

シャーシとボギーの検査は、手動で操作するさまざまな測定装置で行うことができます。この機器では、大量の検査、隠れたポイントのカバレッジ、ポータビリティ、現場への準備、現場でのアライメント補正の結果への即時アクセスが必要です。このような用途に最適なオプションは、携帯型無線タッチプローブ搭載レーザートラッカー、大容量ポータブル測定アーム、または単一カメラ写真測量システムなどです。

ホイール荷重の形状解析、最適化、調整を含むシャーシとボギーの検査は、自動検査システムの導入による効率改善のための基本的なアプリケーションです。

レーザートラッカーにロボットと線路に取り付けたスキャナーシステムを搭載し、回転デバイスと組み合わせることで、ボギーを完全にカバーすることができます。代替オプションとして、ロードとプログラミングの柔軟性を向上させるオープン構造を備えた大容量 CMM があります。

貨車と客車

鉄道車両の構造には、複数の製造作業が組み合わされています。プロセス全体にわたる検査には、通常、現場で快適に測定できる携帯型検査技術が必要です。
CAD または検査計画に従って、機関車のフレームアライメントをチェックするには、寸法検査とプロファイルゲージ解析が必要です。また、最終組立工程の前に、全体的な形状検証とフィーチャーの完全性チェックが必要です。タッチプローブを備えたポータブル測定アームは、考えられるソリューションです。同時に、直接スキャン機能を持つレーザートラッカーや単一カメラ写真測量システムは、大きな測定ボリュームを提供します。

溶接およびアセンブリ取付け具調節には正確な測定が必要です。測定治具は特定の場所または方向で位置を特定し、適合性と互換性を維持する部品をサポートします。生産ツールは当初チェックされ、また通常定期間隔で検査され、CAD に従って調節されます。これは、タッチプローブ検査、レーザートラッカー、またはポータブル測定アームによって達成できます。

ローディングゲージは、トンネルと橋、鉄道脇のビルや建築物に接触せずに安全に通り抜けられるよう、鉄道車両と貨物用の最大高さおよび幅を定義します。このアプリケーションは、直接スキャン機能あるいはリフレクターとプローブ測定の組み合わせを使用したレーザートラッカー測定に最適です。

組み立て中の部品の適合性監視は、再加工の潜在的な欠陥を特定します。CAD 比較ガイドされた検査計画に基づき、見当たらないディテールあるいは特徴を検知します。直接スキャン機能を持つレーザートラッカーや、大量の 3D レーザースキャナーは、小型部品用のタッチプローブを備えたポータブル測定アームとして適しています。

掘削位置情報マークは不可欠である。リアルタイム座標と対応するパンチマーカーデバイスによる、穿孔センター、ラインあるいはコンターラインのような形状特徴の墨出しが必要になります。専用ソリューションは、無線携帯型プローブデバイスとパンチツールマーカー付属品を備えたレーザートラッカーです。

主な鉄道構成部品 

その他の多くの重要な部品は、さまざまな検査技術と技術ソリューションを必要とする鉄道在庫の建設に投入されます。

軸箱は、鉄道輸送の最も重要なコンポーネントの 1 つです。ベアリングのハウジングは車両の軸荷重を支え、乗員の快適性に直接影響を及ぼします。レーザースキャナー、ストラクチャードライトスキャナー、生産現場 CMM を備えたポータブル測定アームは、これらの部品の検査に使用されます。

列車車軸の状態は、鉄道産業にとって非常に重要です。検査では、検査するエリアへのアクセスを促進するために、貨車と機関車から、ホイールおよびその他補助の車軸構成部品を取り外す必要があります。したがって、列車の運行中断を最小限にし、安全性を維持する目的で、列車オペレーターは、分解作業を最小化し迅速な測定を行う、頻繁な定期検査が可能な方法が必要とされています。ポータブル測定アームまたはレーザートラッカーで参照されるタッチプローブ測定は、最も便利なソリューションを提供します。

列車輪軸および線路インフラストラクチャは、乗客の快適さ、安全性、そしてノイズおよび乗り心地に重要な影響を及ぼす典型的な高摩耗部品です。したがって、ホイール、ブレーキ板、線路、スイッチのプロファイルは、困難な運転条件下での定期測定検査結果に応じた規制が行われています。ハードウェアソリューションには、専用プロフィール測定装置、自動オントラックシステム、ポータブル測定アームなどがあります。

組み立て前には、空気力学的な設計を保証し、フロントガラスの機械的たわみや枠との衝突を避けるために、フロントガラス枠とフロントガラスをスキャンおよびモデリングしなければなりません。タッチプローブとスキャナーを備えたレーザートラッカーは堅牢なソリューションであり、大容量表面スキャナーと単一カメラ写真測量システムを備えた携帯型測定システムも同様です。

貨車チューブキットは、モダンな列車のあちこちに用いられ、客室の屋根やボギー台車、エンジンルームに隠されています。チューブには、ブレーキラインシステム用のエア、ガス、または作動油が入っています。製造後、ベントチューブはチューブプローブ、レーザースキャナー、自動チューブ検査セルを備えたポータブルアームで検査されます。貨車チューブ検査には、ターンキー方式のチューブ検査セル、レーザースキャナーまたは赤外線チューブプローブを使用したポータブル測定アームベースのシステムなど、専用チューブ検査システムが必要です。

内部構成部品 

客室の内装にも、乗客の安全と快適性を確保するために検査が必要な部品があります。

乗客の座席の快適性と安全性は、旅の全体を通じて直接的な体験を提供するため、あらゆる列車で不可欠なシステムです。テーブルや頭上のラゲッジコンパートメントなどの他の乗客インターフェースとともに、快適性、安全性、健康、人間工学が非常に重要です。レーザートラッカーと 3D スキャナー搭載ポータブル測定アームは、これらの作業に最適の可搬性と精度を備えています。

曲線j状のチューブは、手すりや金具として、または他の構成部品の支持物として、列車内部の多くの場所に設置されています。多くの場合、チューブを曲げる前に、生産プロセス中のレーザー切断によって必要な穴が空けられます。したがって、曲げ加工機は、チューブの向きを揃える必要があります。測定中に、曲げ曲線と穴の両方のチェックが必要です。このためにも、ポータブル測定アームまたはターンキー方式のチューブ検査セルを使用した専用チューブ検査システムが必要です。

Hexagon の鉄道向け計測および検査ソリューション 

Hexagon は CMM やハンドツールからポータブル測定アーム、レーザートラッカー、ストラクチャードライトスキャナーまで、鉄道産業の幅広い用途に適した数十種類の検査ハードウェアソリューションを取り揃えており、いずれも最先端の寸法計測と CT ソフトウェアでサポートされています。位置決めや検査のために実世界のデータを取得し、効率性、品質、生産性を継続的に向上させるための実用的な情報を提供します。寸法検査と解析、統計的工程管理と解析、 CT 解析、自動検査、ロボットキャリブレーションとシミュレーションなど、多くの機能を提供します。

エントリーレベルから超高精度、作業現場での最適化まで、Hexagonの他の追随を許さない CMM 製品群は、製造業の品質と生産性を向上させます。OPTIV CMM は、複数の光学および接触センサー技術を同時に利用できるため、1 つのプログラムで部品全体の形状を捉えるオールインワンのソリューションを提供します。最大級のガントリー CMM および水平アーム CMM は、生産現場、生産セル、測定室のいずれにおいても、堅牢な素材、安定した構造、高い精度を必要とします。

*レーザートラッカーシステムは、携帯型座標測定マシンの精度、信頼性、耐久性に関して、この分野をリードしています。ポータブル測定アームは、プロセスの改善が最も有益な製造工程で直接、迅速かつ簡単に測定することを可能にします。ストラクチャードライトスキャナー は、高精度のデータキャプチャを瞬時に提供します。DPA は、参照およびマルチポイント追跡用にスタンドアローンシステムとして、またはスキャナーと組み合わせて使用します。

同様に、産業用 3D レーザースキャナーは、品質保証やリバースエンジニアリングのための 3D データ捕捉において重要な役割を担っています。輪郭測定検査に特化した非接触システムです。チューブやワイヤーの測定システムを幅広く取り揃え、チューブ製造のさまざまなアプリケーションに合わせたソリューションを提供します。

導入が容易なオペレーター支援システムとモジュラー自動化ソリューションは、自動検査による迅速な投資回収を実現します。さまざまな測定技術に基づく自動検査セル は、生産現場での高速・高精度測定のターンキー方式のアプローチを提供します。

レーザートラッカーベースのロボット計測・制御システムは、産業オートメーションの可能性を高め、スマートマニュファクチャリングに計測器レベルの精度を提供します。Hexagon は、特に鉄道産業向けに輪軸の自動オントラック測定、多機能プロファイル測定装置、Predictive Maintenance（予知保全）のための輪軸のシンプルな状態評価を提供しています。

PC-DMIS は、製造現場全体における単一の計測ソフトウェアソリューションとしてご利用いただけます。柔軟性、拡張性、パワーを備え、あらゆるデバイスに対応。Inspire および SpatialAnalyzer は、ポータブルアームでスキャンやプローブする場合でも、レーザートラッカーを使用する場合でも、小規模または大規模なアプリケーションを使用する場合でも、最先端の検査を提供します。REcreate はワークフローの複雑さを軽減し、より迅速で柔軟な設計、生産、検査環境を実現するリバースエンジニアリングソフトウェアです。

Q-DAS スイートと eMMA は、産業生産用途向けの信頼できる包括的な品質保証ソリューションを構築するための強力なツールを提供します。 VGSTUDIO MAX は、 CT スキャンされた部品の完全な材料および形状解析ツールを 1 つのソフトウェアで提供します。 VGinLINE は、産業用コンピュータ断層撮影で自動的かつ非破壊的に部品を検査します。