位于美國 Worcester的Wyman Gordon公司是美國軍用和民用航天工業鍛造設備主要供貨商。 他們將Breuckmann 公司的naviSCAN 3D系統應用于產品生產前首件的測量,逆向工程以及飛機中用過的鍛件的變行量分析并指導焊接修復工作。 為了能夠在惡劣的鍛造車間環境下取得準確數據,要面對許多挑戰,包括被測量物體的尺寸(最大可達9米),粗糙的表面,以及200多度的高溫。
任務
由極端堅硬的鈦制造的鍛件極易磨損。在這項具體應用研究中,磨損的飛機起落架模具通過焊維修,鍛堆焊修復。在精細的焊接之前,有一個準備的過程。要把幾噸重的鍛件加熱到200°C,這樣才能使焊接材料使焊接材料與鍛件很牢固地融合在一體。
在完成了以上焊接修復過程后,要立即對還處于高溫的部件的全部表面進行測量,然后把測量數據與CAD數據進行對比。使用彩色對比的可視化技術,操作員可以立即識別原料缺失的區域及哪一區域需要填加多少焊接材料。焊好后的鍛件被橫穿美國,被運送到很遠處銑加工中心進行銑削處理。銑削后的鍛件就可以再次在飛機上利用。
在沒有使用3D掃描系統時,很多情形下所缺失材料只能在銑削加工過程或之后被檢測到,這樣鍛件要被運回來,再重復加熱及補焊。目測合格后再運輸到銑加工中心進行加工,這產生了額外大量的費用。
任務要求及面臨的挑戰:
對鍛件做高精度、高分辨率的全方位3D表面掃描數字化,
分析出尺寸誤差。鍛件的溫度高達200°C
要非接觸式測量,目標物長達9米。
簡便、靈活、快速的解決方案
惡劣的工業環境,物體材料是工業鋼
表面(焊縫)是部分反射
例子中的物體表面積是:3m x 1.5m。 測量系統
naviSCAN 3D system融合了Metronor公司DUO系統--便攜式直角三坐標測量機和德國Breuckmann公司的3D白光掃描系統。這樣的組合使便攜式龍門測量系統的用戶在使用靈活性和測量精確性方面達到前所未有的水平。
Metronor DUO系統進行大范圍掃描工作,而stereoSCAN 3D系統以相當高的速度和準確度每次掃描一個平方米的區域。利用DUO系統提供的整體測量數據把很多測量數據組合在一起形成無縫聯接。另外,在Metronor DUO系統中,已固定的檢測裝置在目標導航(naviframe)功能的輔助下,操作員可以在任意位置和角度對鍛件進行測量。
目標導航(naviframe)功能確保了掃描設備的自由移動。在整個掃描過程中,系統自動監控掃描設備的位置,同時也監控測量對象的位置,且可識別有可能會影響到操作的移動。 這項技術可確保測量結果的準確度和完整性。 技術數據
stereoSCAN 3D
操作原理:拓撲幾何學的多區域傳感器
測量對角線長度 : 400mm(系統可以調配6個測量范圍)
特征點精確度: 25μm
鏡頭分辨率: 兩個 CCD 5.0 兆像素相機(2448 x 2048像素)
光源: 200瓦 放電管
操作距離 : 880mm
傳感器重量: ca. 8kg (包括 naviframe)
捕捉時間:< 1s
naviframe框架:24個紅外線LED
Navigator Metronor DUO
操作原理 :光學跟蹤系統
測量范圍:傳感器距離:1.5-10米 標準型,可延展至30米
精確率:3D 長度準確度 6m+/- 0,030 mm*
傳感器(2個): CCD 照相機
探測單元(光筆)
類型:無線,手持,快速轉換
材料:碳纖維
凈重 :0,52 kg
測量過程
完成焊接程序后,鍛件在高溫狀態下被測量。
為能捕捉物體表面的三維數據,測量傳感器(stereoSCAN 3D)被安裝在靈活的工業三角架上,可隨被測物體移動。Metronor DUO系統監控掃描設備的位置并保證所有數據的穩定性。
1.根據期望的測量范圍,校定跟蹤系統(Metronor DUO)
2.stereoSCAN 3D的校準
3.物體表面測量
4.數據處理STL / PLY(接口格式)
5.測量數據與CAD數據進行比較(標準值/實際值的方差分析)
6.確定工件是否需進一步加工及加工量
結果
CAD文件做為參考數據被輸入Breuckmann公司的軟件OPTOCAT2007-R2中,隨后軟件對標準值和實際值之間的差別進行彩色可視化的色差分析。
這樣,被測物體缺少焊接材料的區域被檢測出來并標以藍色。焊當場就可以得到這些信息并對鑄件在短時間內進行加工修補。
檢測項目日期:17.04.2008
地點:Worcester, MA, USA
攝影數:62
耗時:2小時
格式:STL
文件大小:750MB
任務
由極端堅硬的鈦制造的鍛件極易磨損。在這項具體應用研究中,磨損的飛機起落架模具通過焊維修,鍛堆焊修復。在精細的焊接之前,有一個準備的過程。要把幾噸重的鍛件加熱到200°C,這樣才能使焊接材料使焊接材料與鍛件很牢固地融合在一體。
在完成了以上焊接修復過程后,要立即對還處于高溫的部件的全部表面進行測量,然后把測量數據與CAD數據進行對比。使用彩色對比的可視化技術,操作員可以立即識別原料缺失的區域及哪一區域需要填加多少焊接材料。焊好后的鍛件被橫穿美國,被運送到很遠處銑加工中心進行銑削處理。銑削后的鍛件就可以再次在飛機上利用。
在沒有使用3D掃描系統時,很多情形下所缺失材料只能在銑削加工過程或之后被檢測到,這樣鍛件要被運回來,再重復加熱及補焊。目測合格后再運輸到銑加工中心進行加工,這產生了額外大量的費用。
任務要求及面臨的挑戰:
對鍛件做高精度、高分辨率的全方位3D表面掃描數字化,
分析出尺寸誤差。鍛件的溫度高達200°C
要非接觸式測量,目標物長達9米。
簡便、靈活、快速的解決方案
惡劣的工業環境,物體材料是工業鋼
表面(焊縫)是部分反射
例子中的物體表面積是:3m x 1.5m。 測量系統
naviSCAN 3D system融合了Metronor公司DUO系統--便攜式直角三坐標測量機和德國Breuckmann公司的3D白光掃描系統。這樣的組合使便攜式龍門測量系統的用戶在使用靈活性和測量精確性方面達到前所未有的水平。
Metronor DUO系統進行大范圍掃描工作,而stereoSCAN 3D系統以相當高的速度和準確度每次掃描一個平方米的區域。利用DUO系統提供的整體測量數據把很多測量數據組合在一起形成無縫聯接。另外,在Metronor DUO系統中,已固定的檢測裝置在目標導航(naviframe)功能的輔助下,操作員可以在任意位置和角度對鍛件進行測量。
目標導航(naviframe)功能確保了掃描設備的自由移動。在整個掃描過程中,系統自動監控掃描設備的位置,同時也監控測量對象的位置,且可識別有可能會影響到操作的移動。 這項技術可確保測量結果的準確度和完整性。 技術數據
stereoSCAN 3D
操作原理:拓撲幾何學的多區域傳感器
測量對角線長度 : 400mm(系統可以調配6個測量范圍)
特征點精確度: 25μm
鏡頭分辨率: 兩個 CCD 5.0 兆像素相機(2448 x 2048像素)
光源: 200瓦 放電管
操作距離 : 880mm
傳感器重量: ca. 8kg (包括 naviframe)
捕捉時間:< 1s
naviframe框架:24個紅外線LED
Navigator Metronor DUO
操作原理 :光學跟蹤系統
測量范圍:傳感器距離:1.5-10米 標準型,可延展至30米
精確率:3D 長度準確度 6m+/- 0,030 mm*
傳感器(2個): CCD 照相機
探測單元(光筆)
類型:無線,手持,快速轉換
材料:碳纖維
凈重 :0,52 kg
測量過程
完成焊接程序后,鍛件在高溫狀態下被測量。
為能捕捉物體表面的三維數據,測量傳感器(stereoSCAN 3D)被安裝在靈活的工業三角架上,可隨被測物體移動。Metronor DUO系統監控掃描設備的位置并保證所有數據的穩定性。
1.根據期望的測量范圍,校定跟蹤系統(Metronor DUO)
2.stereoSCAN 3D的校準
3.物體表面測量
4.數據處理STL / PLY(接口格式)
5.測量數據與CAD數據進行比較(標準值/實際值的方差分析)
6.確定工件是否需進一步加工及加工量
結果
CAD文件做為參考數據被輸入Breuckmann公司的軟件OPTOCAT2007-R2中,隨后軟件對標準值和實際值之間的差別進行彩色可視化的色差分析。
這樣,被測物體缺少焊接材料的區域被檢測出來并標以藍色。焊當場就可以得到這些信息并對鑄件在短時間內進行加工修補。
檢測項目日期:17.04.2008
地點:Worcester, MA, USA
攝影數:62
耗時:2小時
格式:STL
文件大小:750MB