風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片三維檢測(cè)不能沒(méi)有的兩個(gè)神器

風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)尺寸直接影響風(fēng)能的轉(zhuǎn)化效率，結(jié)構(gòu)上細(xì)微的偏差都可能使葉片發(fā)生共振，減低葉片使用壽命。因此葉片三維重建對(duì)研究有限元?jiǎng)恿Ψ治龊蛿?shù)值模擬有著至關(guān)重要的作用。

問(wèn)答時(shí)間

Q:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片制造很復(fù)雜嗎？

A:當(dāng)然！風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件之一，目前國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)葉片制造主要是在國(guó)外產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，由此可見(jiàn)不是隨隨便便就能生產(chǎn)的。需要根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)葉片模型、對(duì)葉片逆向造型、數(shù)值模擬葉片翼型流場(chǎng)，對(duì)葉片毛坯件進(jìn)行三維檢測(cè)，修正偏差等等都是風(fēng)機(jī)葉片研發(fā)制造過(guò)程中的核心環(huán)節(jié)。

Q:那這些過(guò)程是否需要用到手持式三維掃描儀？

A:沒(méi)錯(cuò)。事實(shí)上很多產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的過(guò)程都離不開(kāi)三維建模。風(fēng)機(jī)葉片由于尺寸結(jié)構(gòu)要求非常嚴(yán)格，因此在生產(chǎn)制造過(guò)程中的質(zhì)量控制尤為重要。

Q: 這次對(duì)風(fēng)機(jī)葉片3D掃描的難點(diǎn)在哪？

A: 風(fēng)機(jī)葉片體積較大，而精度要求很高，因此難點(diǎn)在于如何快速獲取葉片的三維數(shù)據(jù)的同時(shí)又能保證高精度。

風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化風(fēng)能的最主要部件，其良好的尺寸設(shè)計(jì)是保證葉片穩(wěn)定高效運(yùn)行的重要參數(shù)之一。因此，葉片的形狀特征與其精度的設(shè)計(jì)有著非常嚴(yán)格的要求，現(xiàn)客戶(hù)制造出一批風(fēng)力葉片的毛坯件，體積大小約為6m×1m×0.4m。客戶(hù)需要獲取毛坯件的形狀參數(shù)，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)件的比對(duì)來(lái)分析其誤差大小，進(jìn)而對(duì)其尺寸進(jìn)行修正。之前傳統(tǒng)的測(cè)量方法檢測(cè)難度大，且耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，存在的人為誤差很大，因此正在尋找一種既高效又精確的三維檢測(cè)方式。

解決方案

大型風(fēng)機(jī)葉片的尺寸屬于中大型物件，為了提升掃描速率和效率，思看技術(shù)采用7束交叉（共計(jì)15束激光）的HSCAN771對(duì)其進(jìn)行掃描；在精度方面，葉片由于長(zhǎng)達(dá)6m，尺寸在3D掃描過(guò)程中誤差會(huì)不斷累計(jì)，體積越大，累計(jì)誤差也越大。以風(fēng)機(jī)葉片為例，6米長(zhǎng)的葉片單獨(dú)使用HSCAN771的總誤差理論上可達(dá)0.38mm（由于誤差±0.02mm±0.06mm/m，因此實(shí)際誤差低于0.38mm）

由于考慮到葉片的精度要求很高，所以思看技術(shù)人員配合MSCAN全局?jǐn)z影測(cè)量，誤差下降到0.17mm，精度可提升67%，大大減少體積誤差。HSCAN結(jié)合MSCAN測(cè)量的方式隨著被測(cè)物體體積越大，優(yōu)勢(shì)越明顯。

三維掃描流程

step1.貼反光標(biāo)記點(diǎn)、編碼點(diǎn)，擺放標(biāo)尺，其中標(biāo)尺要注意擺放的位置，與整體編碼點(diǎn)銜接在一起。

step2.MSCAN全局?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)采集，計(jì)算得出標(biāo)記點(diǎn)數(shù)據(jù)。

step3.標(biāo)記點(diǎn)導(dǎo)入SCANVIEWER掃描軟件，用HSCAN手持式掃描儀進(jìn)行3D掃描；并將數(shù)據(jù)保存成.iges/.stl等多種通用格式。

step4.數(shù)模與掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合對(duì)齊，進(jìn)行三維檢測(cè)分析。

step5.根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品外形進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

三維掃描工作時(shí)間

貼標(biāo)記點(diǎn)用時(shí)8分鐘

三維掃描時(shí)間15分鐘

檢測(cè)報(bào)告5分鐘

共計(jì)28分鐘

MSCAN全局?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)通常被用于大型物體的測(cè)量和定位，一方面，它可以搭配HSCAN有效減小三維掃描過(guò)程中的累計(jì)誤差，另一方面，MSCAN系統(tǒng)可單獨(dú)用于中大型（可測(cè)量數(shù)十米的物體）工件的三維測(cè)量，以檢測(cè)產(chǎn)品尺寸、幾何形變等。全局?jǐn)z影測(cè)量與手持式三維掃描儀的配合使用，使中大型物體的三維重建不再成為難題。