關鍵詞:
#大型焊接件檢測 #高空作業(yè)車臂架檢測 #大型滾筒工件檢測 #大型結構件檢測
■前言:
工程機械大型結構件(如履帶架、車架類、臂類、回轉操縱平臺、挖/鏟斗類等)作為主要承力部件,大多是焊接成型,具有質量大、尺寸大、結構復雜、加工精度要求高的特點。
雖然大型結構件種類多樣、形狀各異,但都需經歷以下基本工藝流程:備料-拼裝(搭焊)-焊接-加工-拋丸與涂裝。同時,產品生產的每一道工序都需要進行精度控制,以保證最終產品質量的可靠性和穩(wěn)定性。
傳統(tǒng)的檢測手段面對這種大型結構件,一般檢測過程復雜,需要多人協(xié)同配合,檢測結果隨機性大,且只能測量部分尺寸,無法實現(xiàn)完整產品的數(shù)字化。總之,傳統(tǒng)人工檢測手段已經無法滿足產品的技術要求和生產周期。
為此,工程機械行業(yè)巨擘都在積極尋求高效、智能的先進檢測手段。HyperScan智能光學追蹤3D掃描方案針對超大型工件的檢測,已經積累了豐富的實戰(zhàn)經驗,可以根據現(xiàn)場工況靈活實施,簡單便捷,又兼顧效率與精度。
接下來就結合3個實際案例,向大家展示具體的方案實施情況。
■案例1:大型焊接件檢測
12m×3m×2m的焊接件,結構復雜,內外部均需掃描,精度要求1.5mm,主要檢測孔的同軸度、位置和筋板位置。
攝影測量控制精度
因工件尺寸較大,需先在表面布置少量定位標點,用于掃描時進行換站識別,可以使用H-Track光學追蹤器或者結合攝影測量來識別標志點(攝影測量的精度更高些)。本案例中我們采用PhotoShot Max無線攝影測量系統(tǒng)來進行全局標定,它可以為后續(xù)掃描提供整體框架,有效減少累計誤差,提高體積精度。
PhotoShot Max內置無線模塊,數(shù)據可以無線傳輸與處理,可邊拍照邊實時查看計算結果,拍完即可導出標志點,直接用于三維掃描。與普通攝影測量設備相比,它具有獨特的簡便性、靈活性和適應性,面對這種結構復雜的超大型件,布點和攝影測量僅用時1小時10分鐘,大大提升了工作效率。
靜態(tài)跟蹤穩(wěn)定可靠
導入PhotoShot Max拍攝的標記點后,即用HyperScan智能光學追蹤3D掃描儀開始進行掃描工作。根據工件特點和現(xiàn)場情況,為了提升精度和穩(wěn)定性,此次使用的是靜態(tài)跟蹤掃描功能。
將工件外部掃描完后,再把跟蹤器移動到工件內部,通過層疊式掃描,直至完成整個工件的數(shù)據采集。共移動跟蹤器約20次,僅用時1小時20分鐘即完成了掃描工作。
將3D數(shù)據導入PolyWorks軟件,與數(shù)模進行比對,可生成內容豐富的檢測報告,直觀展現(xiàn)工件的全尺寸測量情況。
▲掃描數(shù)據?
▲檢測數(shù)據
客戶評價
客戶曾對比過市場上其他同類產品,掃描耗時約5小時,且結果精度偏差比較大,掃描有錯層現(xiàn)象,因此,客戶對我們方案的整體效率和精度都非常滿意。另外,無線攝影測量系統(tǒng)應對復雜現(xiàn)場環(huán)境的靈活自由和實時高效性,也給客戶留下了深刻印象。
■案例2:高空作業(yè)車臂架檢測
長9m,高300mm,寬280mm左右的臂架3個,需要測量全尺寸,檢測項目較多。
H-Track定位識別
工件長9m,掃描時需要換站,本案例采用的是使用H-Track采集定位標點。具體操作時注意從工件的中間往兩邊開始識別,可減少拼接次數(shù),提升拼接精度。
動態(tài)跟蹤簡便高效
使用HyperScan進行掃描時,本案例采用了動態(tài)跟蹤掃描模式,操作相對簡單,效率更高,且能有效避免車間現(xiàn)場震動對測量帶來的影響。
測量時需注意H-Track的視野范圍,以保證球掃能被有效識別,因為對于大型件而言,中途丟幀可能會導致整體掃描數(shù)據的錯層現(xiàn)象。
現(xiàn)場共掃描了3根臂架,平均每根耗時約20分鐘,效率極高。
▲掃描數(shù)據?
▲色彩偏差圖
▲焊縫高度測量標注
客戶評價
客戶對設備使用的便攜快速和掃描無需貼點等特點比較認可,精度也滿足要求,并考慮基于HyperScan的自動化檢測方案,相關項目已經從論證轉入到實施階段。
■案例3:大型滾筒工件檢測
長約10m,直徑2.5~3.5m左右的圓柱裝工件,主要測量兩端凸起圓柱間的同軸度及斷面平行度,精度要求0.5mm。
H-Track中間過渡
本案例工件主要測量兩端,無需掃描完整數(shù)據,但因工件較大且呈圓筒狀,因此除在兩端粘貼一圈定位標點外,僅在中間部位粘貼少量標記點進行過渡。
動態(tài)跟蹤轉動采集
標記點采集結束后,使用HyperScan動態(tài)跟蹤模式進行掃描?,F(xiàn)場通過人工調節(jié)電機葉輪控制工件轉速完成掃描工作。后期客戶安裝可以電動調節(jié)轉速的工裝后,測量效率還能進一步提高。
▲掃描數(shù)據
▲檢測數(shù)據
客戶評價
客戶對設備的功能、精度和操作便捷性等都很滿意,并將測得的同軸度、平行度,與激光跟蹤儀測量的結果做了對比,基本一致,但激光跟蹤儀的檢測結果不能進行比較直觀的分析。
■結語:
工程機械是推動基礎建設前進的“雙腿”與“雙臂”,在超級工程逐年遞增的趨勢下,工程機械大型化已經成為當前的重要發(fā)展方向。提高“超級”裝備批量生產的產品質量和生產效率,降低制造成本,是衡量工程機械企業(yè)實力的重要指標。
HyperScan掃描方案幫助企業(yè)實現(xiàn)的3D數(shù)字化,可以貫穿生產的各個環(huán)節(jié),有效降低設計到生產制造之間的不確定性,縮短產品生產轉化時間的同時,大大提升產品的可靠性。另外,手持掃描的方案后期也可以迭代為自動化掃描方案,進一步推動企業(yè)的智能化轉型升級。
■Tips:
動態(tài)跟蹤&靜態(tài)跟蹤HyperScan的兩種不同工作模式
動態(tài)跟蹤模式下,H-Track光學追蹤器會,實時追蹤工件上的定位標記點,優(yōu)點是操作更簡便,效率更高能有效避免車間現(xiàn)場震動的影響。
靜態(tài)跟蹤模式下,H-Track沒有實時追蹤標記點,只有在移動時通過給命令,才去“看”工件上的標記點,優(yōu)點是能夠減少工件上粘貼定位標記點的數(shù)量,并且提升精度
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