一群工程爱好者在英国谢菲尔德大学高级制造研究中心AMRC的工业激光扫描专家的帮助下重建了自1960年代以来从未见过的蒸汽火车。实际的机车。

　　该标准的汽机车公司集团为自己重新创建雄心勃勃的挑战，运营和维护一个失去类的英国蒸汽火车-英国铁路标准6级‘家族’ -利用原1950年的设计图纸和21世纪的工程; 将现代设计和制造技术与技术结合到建筑物中。

　　在对建造存货进行审查后，AMRC参与了该项目的主要车架对准测量工作，该文件显示了与机车车架有关的一些关键部件的文档存在重大空白。

　　Phil Yates博士是AMRC的特许工程师，致力于2050工厂内的区域和中小企业发展，并且是志愿者小组的成员，其总部位于谢菲尔德的专业工程公司CTL Seal Ltd，该组织慷慨地分配了其车间区域给志愿者团队一个专门的空间，用来组装丢失的机车。

　　Yates博士说，某些零件的文档存在严重差距，原因是80年前，由于机车是在大约50个不同的位置设计和建造的，因此绘图室和车间之间没有直接联系。相距数英里。

　　“标准班级是在德比工厂的绘图室设计的，而机车是在1951年至1954年之间在英国铁路公司的克鲁工厂建造的。因此，绘图室离他们制造机车的地方不远，那时人们根据他们知道什么，而不是图纸中的内容。您必须记住，该图没有显示零件的制造方式。”

　　“在某些方面，图纸是有意图的。当他们到达车间时(距离克鲁约50英里)，如果出现错误，他们会纠正它，并在一本小小的黑皮书中记下来，而这本黑皮书通常不会，也永远不会回到黑皮书上。图纸办公室，以纠正原始图纸中的错误。”

　　“这些就是这些错误–它们显示了绘图室和车间之间的脱节。在那些日子里，人们只有关于如何制作东西的小黑书。正是所有在车间中的默认知识才真正使它起作用。因此，当人们离开时，如何制作这些碎片就随他们去了。”

　　正如Yates博士所解释的那样，当1950年代的原始英国铁路图纸转换成CAD(计算机辅助设计)模型时，人们对该零件的功能提出了进一步的怀疑。

　　“引起严重关注的主要因素之一是框架扩展;CAD是在主机板制造之前预先制造零件之后生产的。紧固件孔图案在框架上的参考方式与框架延伸部分不一致，因此，当零件在CAD中对齐时，紧固件孔不会对齐。CAD组件的最大误差为1.6mm。错误是因为两个原始图形不匹配。绘制框架的人和绘制框架扩展的人(其中一个人做错了或不同的东西，因此它们未对齐。”

　　制图技术差，不了解制造方法会导致对图纸的误解;就是当今世界的问题。为了清楚地确定图纸尺寸，了解制造方法至关重要。

　　由于框架和它们的延伸部分都是由单独的公司对原始图纸进行激光轮廓处理的，因此假定这些错误存在于零件中。为了确定错误的大小，必须测量存储在不同位置的帧和帧扩展。

　　为了测量扩展架，这些扩展架已存储在东兰开夏郡铁路工厂中，Yates博士和Factory 2050的主题检查和AI主管Tom Hodgson使用了Leica Absolute Tracker AT402激光扫描仪和Leica B-Probe组合。由AMRC一级研究合作伙伴Hexagon Manufacturing Intelligence制造的便携式坐标测量机，可以在很长的距离上实现极高的精度，非常适合蒸汽机车的13英尺长机架扩展。

　　当耶茨(Yates)和霍奇森(Hodgson)来测量车架延伸部分的106个孔时，他们发现自己在飞行苏格兰人(Flying Scotsman)的阴影下工作。

　　耶茨博士说：“ 车架扩展件已经在东兰开夏郡铁路工程中结束了，当时的飞行苏格兰人在那里，所以很高兴欣赏世界上最著名的客运机车。我和汤姆·霍奇森​​(Tom Hodgson)对帧扩展进行了测量。它们被存储在一个寒冷的冷棚中，这是我们必须考虑的事情，因为温度会影响测量工作。材料会随着温度的变化而收缩和增长。为了解决这个问题，需要进行一些棘手的数学运算，我们已经通过衡量材料在温度差十度时会移动多少来对其进行最好的补偿。”

　　该小组的工程总监Geoff Turner表示，利用谢菲尔德大学AMRC的专业知识和Hexagon Manufacturing Intelligence的先进设备，可以快速，准确地收集数据并迅速纠正错误。

　　他说：“ Leica AT402非常适合测量发动机棚内的框架延伸，无需寻找专门的检查室，并且在三个平面上为我们提供了准确的数据，以识别我们能够纠正的错误。”

　　Yates博士补充说：“ 因为我们在组装之前就知道这一点，所以我们可以制定出重新打孔的策略，并为出现错误位置的地方制作尺寸稍大的紧固件。”

　　机车的组装工作已在专业的谢菲尔德工程公司CTL Seal Ltd处完成，在CTL Seal慷慨地分配了一部分车间面积以便为该小组提供专用的空间来建造失落的机车之后，该工厂也同时成为志愿小组的总部。

　　它的框架包括由制造的钢框架担架，铸钢框架担架和压制钢水平框架担架隔开的主框架板。所有这些组件都是由不同的供应商制造的，因此要确保所有组件的制造均具有相同的尺寸精度，项目团队需要确认框架组件的尺寸。

　　为此，Yates和Standard Steam志愿者小组获得了AMRC合作伙伴Hexagon Manufacturing Intelligence的进一步帮助，这次尝试了一种新型的无目标扫描跟踪仪-Leica Laser Tracker ATS600。Yates说，它的扫描能力非常适合该任务，Hexagon Manufacturing Intelligence将其扫描能力和其应用工程师的专业知识借给了该项目。

　　Leica Absolute Tracker ATS600是计量级的大体积扫描仪，将扫描与触觉测量无缝结合。它的扫描范围是1到60米，反射器的范围是1到80米。扫描速率高达1 kHz，扫描速度高达ten10 sec / m2。它提供了在Spatial Analyzer和Inspire Metrology软件中集成大规模扫描数据的真正的计量工作流程。来自ATS600的点云数据也可以直接在应用软件中获得，以立即获得反馈，例如构建和检查。

　　它没有留下深刻的印象。第一次扫描的测量结果为2788点，仅用了2分钟，结果表明框架上有明显的弓形。进一步的调查表明，弓形是由于包装件留在原地造成的，该包装件被安装以允许拆卸和更换其中一个框架拉伸器进行机械加工。

　　通过从CAD框架中选择感兴趣的区域，然后设置所需的间距来定义扫描区域。通过使用球形安装的后向反射器(SMR)进行探测，测量了诸如号角导向器和基准孔以及参考座之类的关键特征。通过使用组合的扫描和探测数据，可以确定帧的旋转关系。扫描的数据表明，框架围绕第二和第三驱动轮之间的点旋转。排气蒸汽收集器处的点高0.119英寸(3.02毫米)。以图形方式向制造工程师显示了两个框架之间的关系。

　　“松开框架，然后重新对准，完成第二次扫描，结果表明框架已对准，并且可以进行最终的螺栓固定。还记录了喇叭导向器和气缸安装点之间的位置和关系，以便在最终加工过程中可以完成探测和基准加工部分，从而节省了机器时间。”

　　该小组的工程总监Geoff Turner表示，激光扫描调查被证明对该项目的另一个巨大帮助：“与使用传统的测量设备相比，它节省了很多时间，并且至关重要的是，这意味着可以实时调整。调查正在进行中。”