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關(guān)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(jié)構(gòu)件檢測

■前言：

工程機械大型結(jié)構(gòu)件（如履帶架、車架類、臂類、回轉(zhuǎn)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(zhì)量大、尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度要求高的特點。

雖然大型結(jié)構(gòu)件種類多樣、形狀各異，但都需經(jīng)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(chǎn)品生產(chǎn)的每一道工序都需要進行精度控制，以保證最終產(chǎn)品質(zhì)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(jié)構(gòu)件，一般檢測過程復(fù)雜，需要多人協(xié)同配合，檢測結(jié)果隨機性大，且只能測量部分尺寸，無法實現(xiàn)完整產(chǎn)品的數(shù)字化?？傊?，傳統(tǒng)人工檢測手段已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求和生產(chǎn)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(xué)追蹤3D掃描方案針對超大型工件的檢測，已經(jīng)積累了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，可以根據(jù)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(jié)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)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(biāo)點，用于掃描時進行換站識別，可以使用H-Track光學(xué)追蹤器或者結(jié)合攝影測量來識別標(biāo)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(biāo)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(nèi)置無線模塊，數(shù)據(jù)可以無線傳輸與處理，可邊拍照邊實時查看計算結(jié)果，拍完即可導(dǎo)出標(biāo)志點，直接用于三維掃描。與普通攝影測量設(shè)備相比，它具有獨特的簡便性、靈活性和適應(yīng)性，面對這種結(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)入PhotoShot Max拍攝的標(biāo)記點后，即用HyperScan智能光學(xué)追蹤3D掃描儀開始進行掃描工作。根據(jù)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(nèi)部，通過層疊式掃描，直至完成整個工件的數(shù)據(jù)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(jù)導(dǎo)入PolyWorks軟件，與數(shù)模進行比對，可生成內(nèi)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(jù)?

▲檢測數(shù)據(jù)

客戶評價

客戶曾對比過市場上其他同類產(chǎn)品，掃描耗時約5小時，且結(jié)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(yīng)對復(fù)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(biāo)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(dǎo)致整體掃描數(shù)據(jù)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(jù)?

▲色彩偏差圖

▲焊縫高度測量標(biāo)注

客戶評價

客戶對設(shè)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(guān)項目已經(jīng)從論證轉(zhuǎn)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(jù)，但因工件較大且呈圓筒狀，因此除在兩端粘貼一圈定位標(biāo)點外，僅在中間部位粘貼少量標(biāo)記點進行過渡。

動態(tài)跟蹤轉(zhuǎn)動采集

標(biāo)記點采集結(jié)束后，使用HyperScan動態(tài)跟蹤模式進行掃描?，F(xiàn)場通過人工調(diào)節(jié)電機葉輪控制工件轉(zhuǎn)速完成掃描工作。后期客戶安裝可以電動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的工裝后，測量效率還能進一步提高。

▲掃描數(shù)據(jù)

▲檢測數(shù)據(jù)

客戶評價

客戶對設(shè)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(jié)果做了對比，基本一致，但激光跟蹤儀的檢測結(jié)果不能進行比較直觀的分析。

■結(jié)語：

工程機械是推動基礎(chǔ)建設(shè)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(jīng)成為當(dāng)前的重要發(fā)展方向。提高“超級”裝備批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)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(biāo)。

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(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，有效降低設(shè)計到生產(chǎn)制造之間的不確定性，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)轉(zhuǎn)化時間的同時，大大提升產(chǎn)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(zhuǎn)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(xué)追蹤器會，實時追蹤工件上的定位標(biāo)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(biāo)記點，只有在移動時通過給命令，才去“看”工件上的標(biāo)記點，優(yōu)點是能夠減少工件上粘貼定位標(biāo)記點的數(shù)量，并且提升精度