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數(shù)字使“能”，3D掃描助力海上風(fēng)電大型法蘭全尺寸檢測(cè)！

來源：中關(guān)村在線　2023-03-06 11:06:33

隨著我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，如何減少化石燃料的使用，提高可再生能源的利用規(guī)模成為迫在眉睫的現(xiàn)實(shí)問題。我國(guó)風(fēng)電資源豐富，風(fēng)力發(fā)電作為一種可持續(xù)、可再生的清潔能源，正越來越廣泛地用于工業(yè)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電在陸上和海上風(fēng)電場(chǎng)中產(chǎn)生，與陸上風(fēng)電場(chǎng)相比，海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的技術(shù)難度更大，后期維護(hù)成本也更高。因此，確保風(fēng)電設(shè)備的所有零部件都嚴(yán)格符合質(zhì)量要求，可以有效降低能源企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，保障風(fēng)電場(chǎng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

01案例背景

(資料圖)

本案例中的客戶是珠海巨濤海洋石油服務(wù)有限公司，該公司成立于2007年，位于珠海市高欄港經(jīng)濟(jì)區(qū)裝備制造區(qū)。主要為石油和天然氣行業(yè)提供技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備制造、海上工程、模塊建設(shè)和技術(shù)支持服務(wù)，包括陸上煉油化工廠模塊，F(xiàn)PSO上部模塊，海上風(fēng)電導(dǎo)管架，浮筒，油氣和水下工藝撬塊，以及其它機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、安裝、維護(hù)等業(yè)務(wù)。

公司在海上工程裝備制造業(yè)成績(jī)斐然，具備行業(yè)領(lǐng)先的建造能力，承建了大量國(guó)內(nèi)、國(guó)際大型項(xiàng)目。

本次合作的項(xiàng)目旨在對(duì)海上風(fēng)電導(dǎo)管架法蘭盤進(jìn)行測(cè)量，以獲取其完整的三維數(shù)據(jù)，并檢查其是否符合幾何尺寸和形位公差要求。

02客戶需求

法蘭盤是風(fēng)電機(jī)組的重要連接構(gòu)件，通常采用螺栓連接，其表面螺栓孔的準(zhǔn)確與否直接影響風(fēng)機(jī)組裝、維護(hù)效率高低。因此，嚴(yán)格控制法蘭盤精度就是從源頭上把控產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率。

客戶需要完整測(cè)量大型法蘭盤全尺寸及螺栓孔的位置度、直徑、螺栓孔與中心圓的夾角、中心圓的直徑，以及螺栓孔所在表面的平面度、上下表面的平行度等GD&T值，根據(jù)測(cè)量結(jié)果指導(dǎo)風(fēng)機(jī)組裝、維護(hù)。

03項(xiàng)目難點(diǎn)

1. 工件為圓柱體形狀，高10多米、直徑6米。待測(cè)的法蘭盤位于工件頂部，距離地面十幾米，測(cè)量難度很高。

2. 車間環(huán)境惡劣，現(xiàn)場(chǎng)敲擊和行車造成站立的平臺(tái)持續(xù)振動(dòng)，環(huán)境振動(dòng)可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。同時(shí)，車間現(xiàn)場(chǎng)的煙霧粉塵和焊接火花也給測(cè)量工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

3. 測(cè)量任務(wù)量較大，需要在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量120個(gè)螺栓孔位置度等GD&T值。

04傳統(tǒng)測(cè)量方式

以往客戶通常使用電子全站儀和卡尺進(jìn)行測(cè)量，這些測(cè)量工具存在諸多局限性：

1. 傳統(tǒng)工具的測(cè)量精度只有0.500mm左右，無法滿足較高的測(cè)量需求。

2. 全站儀操作復(fù)雜，大量螺栓孔數(shù)據(jù)需要逐一進(jìn)行測(cè)量比對(duì)，效率低下。

3. 法蘭下表面空間較狹窄，傳統(tǒng)工具采集不全面。

4. 測(cè)量過程容易受到振動(dòng)、灰塵、光線等環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏差大。

5. 只能測(cè)量二維數(shù)據(jù)，無法獲取螺栓孔位及其他GD&T數(shù)值。

05解決方案

使用設(shè)備：KSCAN-Magic+MSCAN

掃描過程：首先用全局?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)MSCAN采集定位點(diǎn)數(shù)據(jù)，再結(jié)合KSCAN-Magic復(fù)合式三維掃描儀的多種功能進(jìn)行全面掃描，最后生成簡(jiǎn)單易讀的檢測(cè)結(jié)果報(bào)告。

掃描全程用時(shí)：2小時(shí)

通過掃描整個(gè)法蘭，快速捕捉完整點(diǎn)云數(shù)據(jù)，結(jié)合思看的專業(yè)3D軟件，實(shí)現(xiàn)大型法蘭盤的全面檢測(cè)，以提升后期風(fēng)機(jī)組裝、維護(hù)效率。

06方案優(yōu)勢(shì)

攝影測(cè)量，計(jì)量級(jí)體積精度

法蘭盤尺寸較大，需要使用MSCAN高精度攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行全局標(biāo)定，為后續(xù)掃描提供精準(zhǔn)定位。

MSCAN擁有超大拍攝面幅和景深，最大面幅達(dá)9.4m x 6.9m，工作景深6.5m，體積精度最高達(dá)0.012mm/m，可以減少拼接次數(shù)，更好地消除累計(jì)誤差，尤其適用于2m~10m的大型零部件高精度三維測(cè)量，有效保證大型表面及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集完整性。

高效掃描，一機(jī)多用

KSCAN-Magic手持式三維掃描儀精度高達(dá)0.020mm，標(biāo)配多種工作模式，可針對(duì)不同掃描部位自由切換相應(yīng)的掃描模式。

高速掃描模式下，最高掃描速率可達(dá)1,650,000次測(cè)量/秒；深孔掃描模式下，可精準(zhǔn)獲取法蘭下表面死角位置的三維數(shù)據(jù)；大面幅掃描模式下，具有11束平行紅外激光線，掃描面幅最大可達(dá)1440mm x 860mm，只需少量標(biāo)記點(diǎn)，就能完成大幅面三維數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集，大大提高工作效率，減少時(shí)間、人力成本。

KSCAN-Magic的強(qiáng)大性能簡(jiǎn)化了大型法蘭的三維測(cè)量流程，讓數(shù)據(jù)采集過程更輕松、更高效。

復(fù)雜環(huán)境，靈活適應(yīng)

設(shè)備采用航空級(jí)鋁合金材質(zhì)制成，輕量化設(shè)計(jì)，小巧便攜，穩(wěn)定性強(qiáng)，可以隨身攜帶至任何測(cè)量環(huán)境。無論高空作業(yè)，或是面對(duì)大型工件及惡劣的車間環(huán)境，只需單人手持即可隨時(shí)隨地開展工作，為復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量提供最靈活、高效、便捷的解決方案。

可視化分析報(bào)告

通過專業(yè)分析軟件，將掃描的數(shù)據(jù)和CAD數(shù)模進(jìn)行對(duì)比，生成直觀的可視化數(shù)據(jù)報(bào)告，清晰呈現(xiàn)法蘭盤測(cè)量情況，便于工程師采取糾正措施，保證工件合格率，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，通過建立數(shù)據(jù)模型庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行永久存檔，為后續(xù)產(chǎn)品的組裝、維護(hù)及優(yōu)化提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

07客戶評(píng)價(jià)

導(dǎo)管架法蘭盤尺寸大，法蘭表面螺栓孔數(shù)量多，按照傳統(tǒng)的測(cè)量方法不僅耗時(shí)耗力，所測(cè)得的結(jié)果還往往無法滿足要求，因此我們選擇了思看的三維測(cè)量方案。借助該方案，我們圓滿完成了法蘭盤的測(cè)量任務(wù)。整個(gè)測(cè)量過程簡(jiǎn)單、耗時(shí)短，極大節(jié)省了人力和時(shí)間成本。最終生成直觀的檢測(cè)報(bào)告，便于我們一目了然地發(fā)現(xiàn)問題區(qū)域，使后期的組裝和維護(hù)有據(jù)可依。

“雙碳”的宏偉目標(biāo)，必將引領(lǐng)能源革命邁入新征程。思看科技將秉持綠色、低碳理念，持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，攜手合作伙伴，將高效、精準(zhǔn)、有針對(duì)性的三維數(shù)字化解決方案融入企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)、組裝、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，助力能源行業(yè)綠色化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，賦能企業(yè)駛?cè)氘a(chǎn)業(yè)變革快車道，加速綠色智能世界的到來！

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