作为一种水上运输工具‚船舶具有装载量大‚费用低等优点‚在海洋航运中的作用越趋突出‚承担了重要的货运任务。
造船业是资金密集、信息密集、技术密集、劳动力密集型行业‚船体结构复杂‚建造工序多‚因此测量项目多‚测量准确性要求较高,需按照订单进行单件或者小批量生产,设备和工具工装专用性强‚进入和退出壁垒都很高‚是竞争非常激烈的行业。
目前各种新型大型船舶‚如超大型油船、集装箱船等对船舶工业的要求日趋严格,造船企业必须借助当今科技的发展不断革新生产技术和工艺‚达到在激烈的市场竞争中占有市场的目的。
本次的难点在于,每一个传感器都需要空间和轴向定位,因为测试结果需用于后续的相关性分析,因此传感器的定位需要很精确。而本次的被测件由于是大型锥桶(弧面结构),在以往的实际操作中很难实现精确的空间顶点坐标点位置的定位。
工作流程如下:1、布局标记点+编码点以及标尺,对其进行拍摄工作。
2、对模型进行采集,针对性只采集所需的传感器数据:(保证数据完整的情况下,尽可能减少无关数据)
3、摆正坐标系,提取相对应的传感器顶点空间坐标。
(由于传感器的放置面和背面都是死角,但客户希望能够提供八个顶点坐标,沪敖的技术人员对每个传感器进行了逆向工作,利用软件对顶点自动进行拾取)。
4、输出点坐标(.TXT),整理坐标生成(.Excel)
三维扫描在本方案中的优势分析1、准确提供空间坐标,解决传统测量行业的局限性。
2、生成数据表格,可数据存档,在数据记录上有追溯性。很好地解决了上下游数据互通的问题
3、提供基础模型,应用于模拟实验,及二次开发等领域
三维扫描技术实现了目标原形从三维实体到三维数据的直接转化‚成为后端技术基础数据平台或起点。
从测量学的观点看‚非接触式测量可真正实现“零接触力测量”。这样有效避免了高精度测量中测量力带来的系统误差和随机误差‚而且可以方便地实现对软质和超薄物体表面形状的测量。
三维扫描采集速度快‚能够在短时间内获取大量的点云数据用于曲面拟合和三维建模‚并可和理论模型比对进行误差分析,大大节省了时间‚也减少人为引入的误差。
在本案例中,三维扫描技术的加入,使得每个测点(传感器)的空间定位很精确,增加测点数目很方便且不会显著增加工作量,因此大大丰富了数据信息,对于后续相关性分析非常方便。
三维扫描技术应用于船舶工业有很大的应用前景1、例如将光学测量技术应用于舰船维修领域,可将需要改建或者已损坏的区域在测量后进行模型重建‚并使用通用的软件进行工程造型‚制造新的船壳来替换损坏区域,从而降低了测量和工程图制作等人工耗时。
2、例如‚使用三维扫描仪将带有余量的船舶分段扫描下来,转化为二维图或者三维图‚在分段未上船台之前进行余量修正。
3、利用三维扫描仪对各种板材、结构件和分段的尺寸与精度进行管理‚形成三维模型数据库。采用三维激光扫描系统,使得船体装配成为简单的要素作业,降低了工人的熟练化程度。
4、船体内部管道林立‚在拼装焊接时保证其准确性非常重要。在上船台前‚测量好对接部分各管道的位置精度‚在分段上船台之前设计出连接弯管的结构‚可以为相应分段提前加工弯管。
5、由于环境温度的变化如船体曝晒在日光下‚工件的尺寸会产生较大的变化‚给装配焊接过程中的精度控制带来不便。可通过扫描仪采集不同温度下的整船的膨胀系数数据库‚建立分段的膨胀系数档案‚从而设计合理的装配方案。
6、将各个分段的三维模型自动拼接‚形成整船的三维模型。分析船舶制造总体精度‚对于全船的光顺性等给予直观的评价……
通过以上手段‚均有利于大大减少工作量‚缩短船台周期‚降低建造成本。