案例！3D掃描助力大型汽輪機(jī)鑄件余量檢測(cè)及精準(zhǔn)劃線
魔猴君 行業(yè)資訊 650天前
東方汽輪機(jī)廠隸屬于東方電氣集團(tuán)，是我國(guó)從事電站動(dòng)力設(shè)備和新能源開發(fā)與制造的國(guó)有大型骨干企業(yè)。公司產(chǎn)品種類涵蓋火電、核電、氣電及新能源等多個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)乃至世界先進(jìn)的發(fā)電機(jī)設(shè)備制造中心,全國(guó)三大汽輪機(jī)制造基地之一。
重型汽輪機(jī)是發(fā)電和驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的核心設(shè)備，被譽(yù)為裝備制造業(yè)的明珠，是一個(gè)國(guó)家科技水平和綜合國(guó)力的象征，也是我國(guó)突破發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)封鎖的關(guān)鍵設(shè)備，該項(xiàng)目的圓滿完成對(duì)國(guó)家重型高端裝備制造業(yè)具有極大的戰(zhàn)略意義。
接下來(lái)將向大家展示3D掃描儀如何助力大型汽輪機(jī)鑄件全尺寸三維數(shù)據(jù)采集、加工余量分析及精準(zhǔn)劃線，為能源企業(yè)裝備制造控制成本、提質(zhì)增效。
用戶需求
案例中的工件為汽輪機(jī)排汽缸，排汽缸作為連接汽輪機(jī)末級(jí)葉片和凝汽器的重要部件，直接影響著汽輪機(jī)組的熱效率。因此，嚴(yán)格控制排汽缸鑄造精度，完善鑄造工藝流程，可以極大提升汽輪機(jī)生產(chǎn)制造效率，提振企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
客戶需要對(duì)直徑6m的排汽缸進(jìn)行全尺寸測(cè)量，以獲取鑄件模型，結(jié)合加工模型進(jìn)行對(duì)比分析，確定各個(gè)角度余量是否充足，并根據(jù)余量情況制定加工程序。
在沒有余量的情況下，需要確認(rèn)基準(zhǔn)借量是否充足，如果借量不足，則需要進(jìn)一步確認(rèn)缺料位置及所需增材的量。
同時(shí)，還需要借助虛擬劃線進(jìn)行輔助劃線，確認(rèn)加工基準(zhǔn)切割位置及20個(gè)窗口位置。
傳統(tǒng)測(cè)量方式
客戶之前的檢測(cè)的方式，都是通過(guò)人工在鑄鐵平臺(tái)上劃線，檢查余量是否充足，并尋找基準(zhǔn)位置。傳統(tǒng)劃線的測(cè)量方式存在諸多缺陷：
1. 測(cè)量效率低下，每調(diào)整一次測(cè)量位置，就必須重新尋找基準(zhǔn)線，耗時(shí)耗力。
2. 難以找到最佳基準(zhǔn)線位置，十分依賴工人的經(jīng)驗(yàn)。
3. 無(wú)法進(jìn)行虛擬劃線，導(dǎo)致無(wú)法精準(zhǔn)輔助劃線位置，會(huì)造成一部分合格品被判斷成非合格品或次品，造成加工成本的增加。
解決方案
使用設(shè)備：TrackScan-P、T-Probe測(cè)量光筆
測(cè)量過(guò)程：
1. 掃描（1小時(shí)）
采用TrackScan-P系列智能光學(xué)跟蹤式三維掃描儀，快速掃描鑄件模具，得到鑄件整體模型。
2. 對(duì)比分析（10分鐘）
將三維掃描數(shù)據(jù)和數(shù)模進(jìn)行對(duì)比分析，查看是否都存在余量；確保有余量的情況下，尋找最佳基準(zhǔn)狀態(tài)，保證后續(xù)加工過(guò)程中每個(gè)加工面都有加工余量，以減少后期加工成本；在余量不足時(shí)，找到需要增材的部位，并給出增材量。
3. 光筆劃線（時(shí)間約為2小時(shí)）
使用便攜式CMM測(cè)量光筆T-Probe，根據(jù)分析的情況進(jìn)行基準(zhǔn)劃線，在需要加工位置的窗口劃線。
4. 劃線，得到準(zhǔn)確的加工基準(zhǔn)及窗口位置。
方案優(yōu)勢(shì)
簡(jiǎn)單高效，省時(shí)省力
TrackScan-P采用智能光學(xué)跟蹤測(cè)量技術(shù)，無(wú)需貼點(diǎn)，最高速率可達(dá)2,600,000次測(cè)量/秒，最大掃描面幅可達(dá)500 mm × 600 mm，僅需1小時(shí)即可完成全面數(shù)據(jù)采集。
此外，動(dòng)態(tài)跟蹤功能的跟蹤儀，確保在掃描和劃線時(shí)，設(shè)備能隨時(shí)移動(dòng)，無(wú)需人工頻繁轉(zhuǎn)站，極大地提升了工作效率。
便攜穩(wěn)定，適應(yīng)性極強(qiáng)
掃描頭為一體式球形設(shè)計(jì)，主體框架為碳纖維材質(zhì)，堅(jiān)固耐用、輕巧便攜，設(shè)備不易受震動(dòng)、溫度等現(xiàn)場(chǎng)條件的影響，具有極佳的穩(wěn)定性和操作性。
標(biāo)記點(diǎn)在球體框架上均勻分布，掃描頭無(wú)論移動(dòng)至任意角度、任何位置，跟蹤儀都能精準(zhǔn)捕捉到掃描頭的位置，輕松高效完成掃描任務(wù)。
智能軟件分析，保證余量
1. 掃描獲取三維數(shù)據(jù)，借助軟件與原數(shù)模進(jìn)行對(duì)比分析，形成直觀的色譜偏差圖。
2. 軟件根據(jù)加工工藝調(diào)整加工基準(zhǔn)，能保證每個(gè)加工面都有加工余量，降低廢品率。
輔助劃線，精準(zhǔn)加工
方案中使用便攜式CMM測(cè)量光筆T-Probe進(jìn)行輔助劃線，光筆適配多種不同長(zhǎng)度的測(cè)針，單點(diǎn)重復(fù)性達(dá)0.03mm，結(jié)合動(dòng)態(tài)跟蹤儀，能快速進(jìn)行基準(zhǔn)劃線，以及在需要加工位置的窗口劃線并檢查劃線是否準(zhǔn)確。
還可以通過(guò)軟件進(jìn)行虛擬劃線，提前檢測(cè)劃線位置是否準(zhǔn)確，精確指導(dǎo)后續(xù)劃線和加工過(guò)程，最大程度保證劃線效率，縮短制造周期。
來(lái)源：南極熊
