Решение задач обратного проектирования с помощью 3D сканера
В этой статье мы покажем, как современные решения от Creaform помогают одной из самых старейших компаний Европы.
Компания Voith Hydro GmbH & Co. KG вот уже более 140 лет поставляет компоненты для гидроэлектростанций по всему миру. Организация является одним из ведущих производителей запчастей и поставщиков услуг для гидроэлектростанций.
Для работы с компонентами, данных которых нет в САПР, специалисты используют современные технологии. Например, компания использует 3D сканер HandySCAN и систему фотограмметрии MaxSHOT 3D от Creaform.
Задача обратного инжиниринга
Перед компанией стояла задача восстановления одного из утраченных элементов для направляющей лопасти. Направляющие лопатки являются составными частями распределителя: они регулируют объем воды и направляют ее на турбину в нужном направлении.
Первое, что сделали специалисты компании - измерили две направляющие лопатки с помощью системы фотограмметрии MaxSHOT 3D. Это позволило повысить качество сканирования, так как MaxSHOT 3D обеспечивает точность более 0,015 мм/м. Система фотограмметрии идеально подходит для крупногабаритных объектов размером от 2 до 10 м.
Также было выполнено сканирование для оцифровки необходимого элемента лопатки. Файл должен был обладать точностью в пределах 0,1 мм для идеального сопоставления реконструированного элемента. Само сканирование и обработка данных были произведены с помощью программы VXscan. Удалив лишние области программа очистила 3D модель от шумов.
Чтобы получить полноценную CAD-модель, необходимо выполнить реконструкцию поверхности. Для этого данные в формате .stl были выгружены в программу Polyworks Modeler. Данные сканирования были преобразованы в полигональные модели, а затем созданы изображения САПР заготовки и ее аналога.
Файлы сканирования и лопаток и недостающего элемента также использовались для цифрового тестового совмещения. В режиме реального времени в программе Polyworks Inspector специалисты смогли увидеть совместимость деталей и убедиться, что они соответствуют друг другу.
Преимущества портативных измерительных приборов
В гидроэнергетике очень много поверхностей со сложной формой, которые трудно измерить обычными измерительными приборами. Чтобы выполнять работу быстрее и эффективнее, а также иметь возможность простого экспорта файлов для обратного проектирования, специалисты Voith Hydro GmbH & Co. KG решили использовать технологию сканирования Creaform.
В прошлом компания имела опыт использования различных портативных измерительных устройств, а также стационарных систем сканирования с промышленным роботом. Однако Creaform HandySCAN 3D намного более гибок в управлении и дает большую свободу, чем системы сканирования. В гидроэнергетике в основном работают с крупными деталями от 50 см до 7 м. Поэтому важно, чтобы оборудование могло захватывать нужные области без постоянной смены положения. Предыдущие 3D сканеры имели небольшую область захвата, что значительно усложнило работу.
Окупаемость инвестиций
Несомненно, некоторые виды измерений можно провести с помощью ручного оборудования и по этим данным изготовить недостающий элемент. Однако велика вероятность того, что полученную деталь придется дорабатывать вручную. Также это требует транспортировать элемент на завод и обратно, что также несет определенные финансовые потери. С помощью технологии 3D сканирования для этой работы требуется всего один человек, который приедет на гидроэлектростанцию и сделает все необходимые замеры. Дальнейшая работа проводится на ПК.
По сравнению со стандартным проектированием, обратное проектирование на основе 3D данных экономит от 40 до 50% времени и средств компании.
Преимущества метода обратного проектирования заключается в том, что после сканирования все данные об объекте хранятся в одном файле, поэтому проверить совместимость компонентов можно быстро и легко в цифровом пространстве. Кроме того, влияние человеческого фактора и ошибок в ручных измерениях сводится практически к нулю. Также расположение детали не имеет большого значения. С помощью оборудования Creaform можно фиксировать детали в любом положении.
Положительный результат со всех сторон
С использованием HandySCAN 3D и MaxSHOT 3D компания получила возможность быстро решать любые задачи и проблемы компании. Все компоненты гидроэлектростанций могут быть оцифрованы, а их реконструкция на ПК занимает не много времени. Преимуществом оборудования Creaform является возможность быстрого реагирования на любую проблему. Иногда на производстве возникают ситуации, когда любое промедление может повлечь большие затраты. С оборудованием Creaform можно быстро провести анализ и предложить решение задачи.
По словам Дэниэла Ресслера, инженера по качеству Voith Hydro GmbH & Co. KG, с помощью современного оборудования компания имеет возможность измерять и оцифровывать любые компоненты, особенно те, которые были изготовлены в прошлые годы, когда оцифровка не играла большой роли. Кроме того, компания может изготовить компоненты индивидуально в соответствии с требованиями заказчика.
О компании Voith
Voith Hydro GmbH & Co. KG - это глобальная технологическая группа. Обладая широким ассортиментом продуктов, оборудования, услуг и цифровых предложений, компания устанавливает стандарты на рынке энергетики, нефти и газа, бумаги, сырья транспорта и автомобилестроения. Voith была основана в 1867 году и в настоящее время является одной из крупнейших семейных компаний Европы с более чем 19 000 сотрудниками, объемом продаж 4,3 миллиарда евро и представительствами в более чем 60 странах мира.
Подразделение группы компания Voith Hydro со штаб квартирой в Хайденхайме, Германия, является ведущим поставщиком оборудования для гидроэлектростанций. Voith разрабатывает индивидуальные долгосрочные решения для больших и малых гидроэлектростанций по всему миру. Компания охватывает весь цикл и все компоненты от малых до больших: генераторы, турбины, насосы, системы автоматизации, а также услуги по ремонту и техническому обслуживанию, обучению и внедрению цифровых решений для гидроэнергетики.
