數(shù)字使“能”，3D掃描助力海上風電大型法蘭全尺寸檢測！

2023-03-06 10:57:23來源：中關村在線

隨著我國碳達峰、碳中和目標的提出，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)實問題。我國風電資源豐富，風力發(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。風力發(fā)電在陸上和海上風電場中產(chǎn)生，與陸上風電場相比，海上風電場建設的技術難度更大，后期維護成本也更高。因此，確保風電設備的所有零部件都嚴格符合質量要求，可以有效降低能源企業(yè)的生產(chǎn)運營成本，保障風電場高效運轉。

【資料圖】

01案例背景

本案例中的客戶是珠海巨濤海洋石油服務有限公司，該公司成立于2007年，位于珠海市高欄港經(jīng)濟區(qū)裝備制造區(qū)。主要為石油和天然氣行業(yè)提供技術先進的設備制造、海上工程、模塊建設和技術支持服務，包括陸上煉油化工廠模塊，F(xiàn)PSO上部模塊，海上風電導管架，浮筒，油氣和水下工藝撬塊，以及其它機械結構產(chǎn)品的設計、采購、制造、安裝、維護等業(yè)務。

公司在海上工程裝備制造業(yè)成績斐然，具備行業(yè)領先的建造能力，承建了大量國內、國際大型項目。

本次合作的項目旨在對海上風電導管架法蘭盤進行測量，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

法蘭盤是風電機組的重要連接構件，通常采用螺栓連接，其表面螺栓孔的準確與否直接影響風機組裝、維護效率高低。因此，嚴格控制法蘭盤精度就是從源頭上把控產(chǎn)品質量，提升生產(chǎn)效率。

客戶需要完整測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)測量結果指導風機組裝、維護。

03項目難點

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

2. 車間環(huán)境惡劣，現(xiàn)場敲擊和行車造成站立的平臺持續(xù)振動，環(huán)境振動可能會影響測量結果。同時，車間現(xiàn)場的煙霧粉塵和焊接火花也給測量工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

3. 測量任務量較大，需要在短時間內測量120個螺栓孔位置度等GD&T值。

04傳統(tǒng)測量方式

以往客戶通常使用電子全站儀和卡尺進行測量，這些測量工具存在諸多局限性：

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

2. 全站儀操作復雜，大量螺栓孔數(shù)據(jù)需要逐一進行測量比對，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. 測量過程容易受到振動、灰塵、光線等環(huán)境因素的影響，導致測量結果偏差大。

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

05解決方案

使用設備：KSCAN-Magic+MSCAN

掃描過程：首先用全局攝影測量系統(tǒng)MSCAN采集定位點數(shù)據(jù)，再結合KSCAN-Magic復合式三維掃描儀的多種功能進行全面掃描，最后生成簡單易讀的檢測結果報告。

掃描全程用時：2小時

通過掃描整個法蘭，快速捕捉完整點云數(shù)據(jù)，結合思看的專業(yè)3D軟件，實現(xiàn)大型法蘭盤的全面檢測，以提升后期風機組裝、維護效率。

06方案優(yōu)勢

攝影測量，計量級體積精度

法蘭盤尺寸較大，需要使用MSCAN高精度攝影測量系統(tǒng)進行全局標定，為后續(xù)掃描提供精準定位。

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

高效掃描，一機多用

KSCAN-Magic手持式三維掃描儀精度高達0.020mm，標配多種工作模式，可針對不同掃描部位自由切換相應的掃描模式。

高速掃描模式下，最高掃描速率可達1,650,000次測量/秒；深孔掃描模式下，可精準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1440mm x 860mm，只需少量標記點，就能完成大幅面三維數(shù)據(jù)的精準采集，大大提高工作效率，減少時間、人力成本。

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

復雜環(huán)境，靈活適應

設備采用航空級鋁合金材質制成，輕量化設計，小巧便攜，穩(wěn)定性強，可以隨身攜帶至任何測量環(huán)境。無論高空作業(yè)，或是面對大型工件及惡劣的車間環(huán)境，只需單人手持即可隨時隨地開展工作，為復雜的現(xiàn)場測量提供最靈活、高效、便捷的解決方案。

可視化分析報告

通過專業(yè)分析軟件，將掃描的數(shù)據(jù)和CAD數(shù)模進行對比，生成直觀的可視化數(shù)據(jù)報告，清晰呈現(xiàn)法蘭盤測量情況，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，通過建立數(shù)據(jù)模型庫對數(shù)據(jù)進行永久存檔，為后續(xù)產(chǎn)品的組裝、維護及優(yōu)化提供精準的數(shù)據(jù)支撐。

07客戶評價

導管架法蘭盤尺寸大，法蘭表面螺栓孔數(shù)量多，按照傳統(tǒng)的測量方法不僅耗時耗力，所測得的結果還往往無法滿足要求，因此我們選擇了思看的三維測量方案。借助該方案，我們圓滿完成了法蘭盤的測量任務。整個測量過程簡單、耗時短，極大節(jié)省了人力和時間成本。最終生成直觀的檢測報告，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有據(jù)可依。

“雙碳”的宏偉目標，必將引領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)技術創(chuàng)新，攜手合作伙伴，將高效、精準、有針對性的三維數(shù)字化解決方案融入企業(yè)產(chǎn)品設計開發(fā)、生產(chǎn)、組裝、維護等各個環(huán)節(jié)，助力能源行業(yè)綠色化、數(shù)字化、智能化轉型升級，賦能企業(yè)駛入產(chǎn)業(yè)變革快車道，加速綠色智能世界的到來！

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