Man slipper stänga av järnvägen, får högre noggrannhet och kan virtuellt provmontera reservdelar. Vossloh har testat 3D-laser för att mäta gamla spårväxlar som saknar ritning.
Inne i Göteborg, i stadsdelen Olskroken, ligger en gammal platsbyggd specialväxel. Den har en specialgeometri som inte finns nedtecknad någonstans. De flesta delarna i växeln – allt från tunganordningshalvor, korsning och moträler – var i början av år 2018 slitna och behövdes bytas ut. För att få hjälp med att mäta växelns geometri och producera nya reservdelar kontaktade Trafikverket Vossloh.
Slipper stänga av trafiken
När man mäter en gammal växel med okänd geometri så använder man traditionellt sett måttband, linor och skjutmått. Det är en tidskrävande metod som kräver att man stänger av trafiken längs med spåret. För att slippa en avstängning inne i högtrafikerade Göteborg valde Vossloh en alternativ mätmetod, inspirerad av byggbranschen: Man 3D-scannade spårväxeln med laser.
– Om vi mätt för hand i Olskroken så hade vi säkert behövt en fyra timmars lucka i trafiken. Med lasermätningen behövde vi inte stänga av trafiken alls – och det tog bara ungefär två timmar att mäta, säger Niklas Nilsson, teknisk gruppledare på Vossloh för en designavdelning som ritar specialväxlar, och fortsätter:
– 3D-scanning är ett snabbt och billigt sätt att ta reda på geometrin i en växel som saknar dokumentation.
Virtuell kontroll av nya växeldelar
Vid en manuell mätning har man en meter mellan mätpunkterna. Med en 3D-scanning blir upplösningen väldigt mycket högre – den ger två millimeter mellan mätpunkterna. Samtidigt blir även noggrannheten mycket bättre.
– Spännlinorna som man använder vid en manuell mätning kan bli lite olika långa beroende på hur man drar ut den. Det ger en avvikelse på flera millimeter.
Niklas Nilsson menar dock att den allra största vinsten med 3D-scanningen är att man får med alla detaljer, såsom underläggsplattor och fjädrar. Den höga dataupplösningen gör nämligen att informationen kan läggas in i ett CAD-program där man virtuellt kan kontrollera så att nyproducerade reservdelar kommer att passa i den gamla växeln. Samtidigt finns där information om begränsningar i omgivningen, såsom signalstolpar, kabelkanaler och plattformar, vilket gör att man redan på ritningsstadiet kan undvika många felkällor.
Laserstrålar målar upp en bild
För att mäta en spårväxel så placeras 3D-skannern på ett stativ. Skannern skickar sedan ut laserstrålar vars reflektion registreras med hjälp av en kamera som avläser position och avstånd till mätpunkten. När en punkt är uppmätt så ändrar kameran, som kan rotera 360 grader, automatisk position. På så sätt ritar utrustningen upp ett punktmoln i tre plan. För att få en fullständig bild av växeln så flyttas scannern runt till minst sex olika platser, på båda sidor av järnvägen.
– Det som tar tid är att sätta upp kameran och kalibrera den. Själva mätningen tar bara ett par minuter, säger Niklas Nilsson.
Eftersom scannern endast kan registrera synliga delar av spårväxeln så blir det skuggor på vissa delar av spåret.
– Det kan man åtgärda genom att stänga av trafiken och ställa kameran mitt på spåret. Men till Olskroken så var det fullgott att mäta från sidan.
Datan från de olika platser som scannern placerats på läggs till sist ihop med ett datorprogram. Tack vare att man placerat ut svart-vita referensflaggor innan mätningarna genomfördes så finns det ett referenssystem utifrån vilka datorn geografiskt kan placera och para ihop de olika bilderna.
Resultatet blir en komplett 3D-bild av växeln där datapunkterna ligger så tätt att det ser ut som en jämn yta, såvida man inte zoomar in mycket. Med hjälp av mätningen kunde Vossloh sedan tillverka en ny reservdel.
Finns det stor användning för denna scanning-teknik?
– Ja, det finns många platsbyggda växlar som saknar korrekta ritningar i Sverige, fler än vad man kan tro. Det händer till exempel att man platsbygger efter en urspårning, då ofta på bangårdar, säger Niklas Nilsson.