隨著綠色能源時(shí)代的加速到來(lái)，能源裝備制造行業(yè)邁入全新的發(fā)展階段，給能源裝備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。3D掃描技術(shù)作為能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的支撐技術(shù)之一，已成為能源制造企業(yè)精準(zhǔn)把控質(zhì)量生命線的的技術(shù)高地。思看科技深耕三維視覺(jué)數(shù)字化技術(shù)，在能源行業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域有著廣泛的成功實(shí)踐，致力于與行業(yè)伙伴共同開(kāi)辟智能化、數(shù)字化的發(fā)展藍(lán)圖。
項(xiàng)目背景
案例中的客戶是四川某大型水電設(shè)備制造商，旗下設(shè)有水輪機(jī)廠、機(jī)械廠，成套產(chǎn)品有軸流式、混流式、沖擊式、斜擊式、貫流式臥式、立式水輪發(fā)電機(jī)組、勵(lì)磁控制屏(柜)、主閥(門(mén))等。公司具備水電設(shè)備及配件的自主研發(fā)、生產(chǎn)以及安裝能力，是目前西南地區(qū)水輪機(jī)生產(chǎn)制造的龍頭企業(yè)。
本次項(xiàng)目要檢測(cè)的是水輪機(jī)蝸殼，蝸殼是一種螺旋形的殼體結(jié)構(gòu)，位于水輪機(jī)的入口部分，通過(guò)均勻地引導(dǎo)水流到水輪機(jī)的導(dǎo)葉和葉片上，以提高水輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率，保障水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。
01 客戶需求與痛點(diǎn)
客戶需要借助三維掃描儀對(duì)蝸殼進(jìn)行完整掃描，獲取各部件的尺寸偏差數(shù)據(jù)，并將其與原始CAD模型進(jìn)行比對(duì)，判斷各部件是否會(huì)存在干涉的情況，評(píng)估機(jī)加部分的形位公差，確保產(chǎn)品符合后續(xù)的安裝精度，最終實(shí)現(xiàn)整體質(zhì)量的控制。
客戶以往采用激光跟蹤儀或其他傳統(tǒng)測(cè)量手段進(jìn)行尺寸測(cè)量，在實(shí)際工作過(guò)程中面臨較多挑戰(zhàn)：
1. 蝸殼體積龐大，不便于移動(dòng)，只能在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，然而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量環(huán)境的變化，容易對(duì)普通測(cè)量?jī)x器的精度造成影響。此外，由于工件數(shù)據(jù)量較大，普通的測(cè)量設(shè)備數(shù)據(jù)處理效率低下。
2. 在生產(chǎn)過(guò)程中由于焊接工藝、內(nèi)外部壓力以及運(yùn)輸過(guò)程中重力作用，容易導(dǎo)致蝸殼變形，其表面細(xì)小的形變?nèi)毕蓦y以被精準(zhǔn)采集。
3. 蝸殼表面存在較多曲面結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)測(cè)量手段僅能獲取部分點(diǎn)位數(shù)值，對(duì)工件整體形變情況，曲面的曲率、弧度等參數(shù)難以全面獲取。
4. 蝸殼與其他部件(如座環(huán)、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)等)的裝配精度要求非常高，任一部位測(cè)量數(shù)據(jù)不完整都會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的裝配過(guò)程。
所以客戶需要一款能適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境、便于移動(dòng)且能用于大型工件全尺寸測(cè)量的設(shè)備。
02 解決方案及優(yōu)勢(shì)
為了應(yīng)對(duì)以上挑戰(zhàn)，項(xiàng)目最終采用TrackScan Sharp系列跟蹤式三維掃描系統(tǒng)完成了蝸殼全尺寸測(cè)量。
01 現(xiàn)場(chǎng)掃描：掃描儀便攜靈活，具備超強(qiáng)的穩(wěn)定性，不易受震動(dòng)、溫度、噪音等環(huán)境影響，無(wú)需特定的測(cè)量環(huán)境或搬運(yùn)工件，在復(fù)雜車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)可以隨時(shí)隨地開(kāi)展測(cè)量，兼具掃描靈活性和效率。
設(shè)備具備動(dòng)態(tài)掃描功能，可在震動(dòng)的車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)保持高精度測(cè)量，即便在加工過(guò)程中進(jìn)行掃描也不影響測(cè)量精度，便于更好地控制生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的形變情況。
02 高效掃描：系統(tǒng)搭載智能邊緣計(jì)算引擎，支持實(shí)時(shí)運(yùn)算并輸出坐標(biāo)數(shù)據(jù)，大大減少數(shù)據(jù)傳輸量，提高掃描效率，掃描全程僅需2小時(shí)。在掃描能源電力等大型裝備時(shí)，通過(guò)利用少量標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)站，可進(jìn)一步擴(kuò)展跟蹤范圍和掃描范圍，有效提升掃描應(yīng)用的靈活性及大尺寸裝備的測(cè)量效率。
03 精準(zhǔn)全面：設(shè)備單站測(cè)量范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通三維掃描儀，無(wú)需頻繁轉(zhuǎn)站，減少了后續(xù)的拼接誤差。
該款掃描儀配備2500萬(wàn)像素高性能工業(yè)相機(jī)，結(jié)合強(qiáng)大的算法性能，大尺寸、遠(yuǎn)距離測(cè)量也能保持高清高幀率圖像捕捉。
憑借其高便攜性、靈活性，對(duì)于蝸殼表面細(xì)微缺陷，曲面曲率、弧度、圓孔、凹槽等復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)也能完整采集。不僅能輕松獲取關(guān)鍵部位尺寸信息，還可以精準(zhǔn)采集未加工區(qū)域的尺寸信息，全面控制產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。
04 數(shù)據(jù)分析報(bào)告：使用配套軟件進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理，拼接擬合后，生成完整的三維模型。同時(shí)測(cè)量、分析和評(píng)估所需要的參數(shù)。
將生成的三維模型與原始CAD模型導(dǎo)入軟件中進(jìn)行對(duì)齊，形成直觀的色譜偏差報(bào)告。針對(duì)機(jī)加工部分，分析形位公差，確保關(guān)鍵部件的尺寸符合余量加工要求，并尋找最合適的加工基準(zhǔn)，為后續(xù)的加工和裝配提供數(shù)據(jù)參考。
03 項(xiàng)目意義
本次項(xiàng)目，客戶創(chuàng)新性地采用三維數(shù)字化手段，攻克大型蝸殼測(cè)量難題，是企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造領(lǐng)域的一次重要實(shí)踐。
TrackScan Sharp系列跟蹤式三維掃描系統(tǒng)在大型裝備復(fù)雜曲面的尺寸檢測(cè)方面表現(xiàn)十分突出，以其高便攜性、大范圍測(cè)量、高穩(wěn)定性等特性，幫助客戶高效地完成了蝸殼的全尺寸三維數(shù)據(jù)獲取。
尤其是，設(shè)備支持在生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行掃描，客戶可以一邊生產(chǎn)加工，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加工情況，不斷調(diào)整加工工藝，避免加工完成后才發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品尺寸不合格，從源頭提高了產(chǎn)品的合格率，從而提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量控制水平。
面向未來(lái)，思看科技將繼續(xù)融合創(chuàng)新，探索更具前瞻性的3D數(shù)字化技術(shù)和產(chǎn)品解決方案，攜手客戶、行業(yè)伙伴積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，構(gòu)建萬(wàn)物數(shù)字化時(shí)代貢獻(xiàn)思看力量!
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