3D扫描仪如何允许放弃桥梁的全面控制组件


Voronezhstalmost企业(前身为Voronezh桥梁工厂)成立于1948年,是一家俄罗斯领先的公司,生产用于任何类型,尺寸和复杂性的桥梁的金属跨度结构。 该工厂的生产设施和可用的设备使其每年可生产多达5.5万吨的金属结构 ;企业中有1800多名工人和工程师。 该公司在其工作中广泛使用计算机技术,其质量管理体系和焊接生产均按照国际标准认证。

生产任务


Voronezhstalmost生产桥梁的各个元素,即建筑物的跨度,然后将其发送到建筑商进行施工的地点。 在这种元件的制造中,必须确保所有尺寸都被精确地保持,没有变形,并且组装被有效地执行,以使得在将其发送给客户之前在安装过程中不会出现问题。

经典的工作原理


直到最近,这种检查还是在工厂范围内的空旷地区进行的。 工人进行了控制组装-他们在困难的,可疑的地方安装了单独的设备,然后工程师测量出所有结构,以符合技术任务。 如果发现不一致,则将其原因定位,并将有问题的结构元素发送给修订。

Voronezhstalmost首席技术专家Idayat Kuliev说:“这个过程漫长而复杂。” -尽管我们只收集了结构的某些部分,但即使它们具有令人印象深刻的尺寸,也需要大量的时间和人工成本进行建造。 “我们需要一种解决方案,该解决方案允许我们将控制组件切换到虚拟模式,并使无需物理安装即可检查计算机上的不一致情况成为可能。”

首先,公司购买了一个全站仪-经纬仪类的电子大地测量仪,用于测量距离。 “他允许我们确定点之间的距离,” Idayat Kuliev说。 “我们仍在进行一些测量,但是实践表明,进行此类测量后的控制组件并不总是成功的,因为距离数据很多,它们分散了,并且计算错误的风险增加了。”

显然,需要一种更完美的解决方案,这将使得可以一次获取控制点上的所有必要数据,并将必要元素的模型传输到虚拟控制组件的软件中。



3D激光扫描仪Surphaser 25HSX

Surphaser 25HSX的新工作原理


该解决方案是Surphaser 25HSX 3D激光扫描仪 。 该设备执行确定距离的相位方法,因此可以实现高扫描速度(每秒高达120万个点)。 Surphaser扫描仪是专门为解决复杂形状大物体的几何参数分析和控制问题而专门准备的,完全满足Voronezhstalmost企业的要求。

在该过程中包括三维激光扫描仪,使我们完全放弃了全尺寸控制组件。 现在,在车间中直接扫描桥的元素(例如,宽3.5米,高15米的十五米砌块)。 在设计软件中检查生成的点云是否符合模型要求。 在虚拟模型中,缺陷,控制点不匹配,与工程图数据的偏差立即可见。 如果检测到它们,则将该项目发送以进行修订。

工厂设计局局长叶夫根尼·库普林(Yevgeny Kuprin)说:“从多个位置扫描结构块。” “使用Geomagic Studio程序对生成的测量进行缝合,裁剪,清除“垃圾”数据,缩放并转换为XYZ坐标网格。” Autodesk Revit中将按1:1比例收集和清理的各个结构元素的云叠加在桥梁的3D模型上,该模型由客户提供。 这不仅可以看到可能的缺点并检查收敛性,还可以进行测量以制造覆盖层。

“桥梁由数百个元素组成,” Idayat Kuliev说。 -使用全尺寸控制组件时,我们没有收集所有实体进行验证的物理能力,因此我们选择了工程师在几何方面有顾虑的困难地方。 现在,我们有机会不仅对这些复杂元素,而且对整个结构进行虚拟控制组装。” 在开始使用扫描仪时,该公司的专家对使用扫描仪创建的虚拟模型进行了测试的结构的其他几个控制组件。 没有发现新的缺陷。



在软件中修改的数字模型和项目的实际结果

使用3D扫描仪的好处


“全职控制组装工作艰巨而漫长,” Idayat Kuliev说。 -三到四个人在街上收集部分桥梁,无论天气如何,他们都需要起重机,牵引装置,千斤顶,水平仪和几天的时间。 扫描也是一项艰巨的任务,清洁和准备一个元件需要2到4个小时,但这是计算机办公室一位工程师的工作。”

三维扫描减少了与人为因素有关的错误的可能性。 “以前,当我们执行控制组件时,我们起草了一个协议,其中引入了所有偏差和缺点,” Idayat Kuliev说。 -然后拆卸组装,对产品进行必要的更改,但是有时在安装时突然发现有人忽略了某些内容,却错过了某种错误。 而且控制组件已经被拆卸,没有什么可以识别出差异的地方,请确保这是我们的错误。 现在我们的计算机中始终有一个现成的模型,我们可以研究它上的问题,并将其展示给客户。 此外,由于设备的高精度和检查结构的所有组件的能力,不仅是工程师指示的组件,发现问题区域的百分比也有所增加。”

专家总结道:“我们最近转用了这项技术,直到我们完全掌握它为止,仍有一些工作要做。 但是,现在我们可以放心地说它完全适合我们,我们绝对不会回到控制组件的方法。”

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN446320/


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