工程機(jī)械大型結(jié)構(gòu)件（如履帶架、車架類、臂類、回轉(zhuǎn)操縱平臺(tái)、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(diǎn)。  

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(shí)，產(chǎn)品生產(chǎn)的每一道工序都需要進(jìn)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。  

非凡士大型結(jié)構(gòu)件3D掃描全尺寸檢測方案  

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(jī)性大，且只能測量部分尺寸，無法實(shí)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(jī)械行業(yè)巨擘都在積極尋求高效、智能的先進(jìn)檢測手段。非凡士智能光學(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(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，可以根據(jù)現(xiàn)場工況靈活實(shí)施，簡單便捷，又兼顧效率與精度。  

接下來就結(jié)合3個(gè)實(shí)際案例，向大家展示具體的方案實(shí)施情況。  

■案例1：大型焊接件檢測  

大型結(jié)構(gòu)件3D掃描全尺寸檢測方案  

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。  

因工件尺寸較大，需先在表面布置少量定位標(biāo)點(diǎn)，用于掃描時(shí)進(jìn)行換站識(shí)別，可以使用H-Track光學(xué)或者結(jié)合攝影測量來識(shí)別標(biāo)志點(diǎn)（攝影測量的精度更高些）。本案例中我們采用非凡士3D掃描儀無線攝影測量系統(tǒng)來進(jìn)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(jì)誤差，提高體積精度。  

非凡士3D掃描儀內(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(shí)時(shí)查看計(jì)算結(jié)果，拍完即可導(dǎo)出標(biāo)志點(diǎn)，直接用于三維掃描。與普通攝影測量設(shè)備相比，它具有獨(dú)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(diǎn)和攝影測量僅用時(shí)1小時(shí)10分鐘，大大提升了工作效率。  

靜態(tài)跟蹤穩(wěn)定可靠  

導(dǎo)入非凡士3D掃描儀拍攝的標(biāo)記點(diǎn)后，即用HyperScan智能光學(xué)追蹤3D掃描儀開始進(jìn)行掃描工作。根據(jù)工件特點(diǎn)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(dòng)到工件內(nèi)部，通過層疊式掃描，直至完成整個(gè)工件的數(shù)據(jù)采集。共移動(dòng)跟蹤器約20次，僅用時(shí)1小時(shí)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(jìn)行比對，可生成內(nèi)容豐富的檢測報(bào)告，直觀展現(xiàn)工件的全尺寸測量情況。  

客戶評價(jià)  

客戶曾對比過市場上其他同類產(chǎn)品，掃描耗時(shí)約5小時(shí)，且結(jié)果精度偏差比較大，掃描有錯(cuò)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(shí)時(shí)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  

高空作業(yè)車臂架3D掃描檢測  

長9m，高300mm，寬280mm左右的臂架3個(gè)，需要測量全尺寸，檢測項(xiàng)目較多。  

H-Track定位識(shí)別  

高空作業(yè)車臂架3D掃描檢測  

工件長9m，掃描時(shí)需要換站，本案例采用的是使用H-Track采集定位標(biāo)點(diǎn)。具體操作時(shí)注意從工件的中間往兩邊開始識(shí)別，可減少拼接次數(shù)，提升拼接精度。  

高空作業(yè)車臂架3D掃描檢測高空作業(yè)車臂架3D掃描檢測靜態(tài)跟蹤  

使用HyperScan進(jìn)行掃描時(shí)，本案例采用了動(dòng)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(dòng)對測量帶來的影響。  

測量時(shí)需注意H-Track的視野范圍，以保證球掃能被有效識(shí)別，因?yàn)閷τ诖笮图?，中途丟幀可能會(huì)導(dǎo)致整體掃描數(shù)據(jù)的錯(cuò)層現(xiàn)象。  

現(xiàn)場共掃描了3根臂架，平均每根耗時(shí)約20分鐘，效率極高。  

客戶評價(jià)  

客戶對設(shè)備使用的便攜快速和掃描無需貼點(diǎn)等特點(diǎn)比較認(rèn)可，精度也滿足要求，并考慮基于HyperScan的自動(dòng)化檢測方案，相關(guān)項(xiàng)目已經(jīng)從論證轉(zhuǎn)入到實(shí)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。  

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(diǎn)外，僅在中間部位粘貼少量標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行過渡。  

標(biāo)記點(diǎn)采集結(jié)束后，使用HyperScan動(dòng)態(tài)跟蹤模式進(jìn)行掃描。現(xiàn)場通過人工調(diào)節(jié)電機(jī)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(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的工裝后，測量效率還能進(jìn)一步提高。  

客戶評價(jià)  

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(jìn)行比較直觀的分析。