激光跟踪仪在风电模具检测中的应用

来源:海克斯康制造智能    关键词:激光跟踪仪, 风电模具检测,    发布时间:2020-03-11

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摘 要:通过近十年的飞速发展,风电产业成为我国能源结构中不可或缺的一部分,极大地促进了能源结构的优化。从国家发展战略,风电产业占据着越来越重要的作用,因此,提升风电设备的质量和可靠性成为首要任务,而这其中重要的就是风电检测。本文利用全新一代Leica ATS600激光跟踪仪对叶片模具进行检测,能够快速获取点云、操作简单、精度高,成为风电检测行业中一种全新智能快速检测方案。

引 言

当前世界各国为了保障能源安全、加强对环境的保护以及应对全球气候的变化,都相继加强了对可再生能源的开发,而其中最主要的发展方向是风能。风能作为一种清洁的可再生能源,随着全球经济的发展,风能市场得到了迅速的发展,自2004年以来,全球风力发电能力翻了一番,2006年至2007年间,全球风能发电装机容量扩大27%,并且预计未来20-25年内,世界风能市场每年将递增25%。

我国在“十五”期间,并网风电也到了迅速发展,在2006年累计额装机容量已经达到260万千瓦,成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。我国风力发电行业发展前景十分广阔,预计未来很长一段时间都将保持高速发展,并逐步进入可再生能源大国行列。

风电行业飞速发展的同时,离不开对风电设备质量和可靠性的把控,而在保证高质量重要工具就是对风电模具的检测。风力发电叶片模具尺寸大(长约64米,宽约2-3米),常规的检测方法主要有拍照式三维测量(需要粘贴标志),激光跟踪仪反射球测量与手持扫描仪扫描测量(测量时间长,效率低),三维激光扫描测量(测量精度相对较低,工程级精度)。而Leica ATS600激光跟踪仪是首款可以直接扫描的激光跟踪仪,测量范围大,无需任何反射球、靶标、手持扫描仪等附件,即可实现风电叶片模具的三维点云数据,同时能够完美的与传统反射球结合,实现高精度、高效率的检测,开创计量行业质量控制领域前所未有的应用。


1.叶片阴模检测

考虑到阴模的放置位置以及入射角问题,将跟踪仪放在一端,并将三脚架升到最高位置,如下图2所示。ATS600跟踪仪不需要进行初始化,不需要预热,通过无线联机跟踪仪,即可定义扫描区域执行扫描。软件设置扫描间隔10mmX10mm、扫描模式为快速,扫描时间大约3min,获取到的点云数据云

通过快速对齐将ACD数模与点云做粗对齐,再通过端部平面与内部曲面做精对齐处理,对齐结果。

进行关系匹配,子样本设置为每间隔1个点,拒绝异常值设置为5mm,统计出19个异常点,关系匹配结果。创建矢量组,将公差设置为±1mm。

从图5可以看出,在公差范围内的点云占60.88%,而超出公差范围的点云占39.12%。点云质量与入射角有关,阴模数据只在1个测站进行扫描,而且距离越远,点云越发散。

2.叶片阳模检测

阳模位置比较高,考虑入射角问题,采用3个测站进行扫描,在阳模上部用2个测站进行扫描,第3个测站布设在地面。

软件定义扫描区域,将扫描间隔10mmX10mm,扫描模式为快速,最后执行测量,3个测站执行扫描时间大约为3min、3min、7min, 然后通过点云拼接的方式,将3个测站扫描数据拼接,拼接后点云数据。

SA进行关系匹配,子样本设置为每间隔1个点,拒绝异常值设置为10mm,统计出928个点为异常点,结果如表3。创建矢量组合,公差设置为±0.5。在公差范围内的数据点占85.7%,超出公差范围的占14.3%。为进一步对阳模进行分析,子样本设置为每间隔50个点,拒绝异常值设置为5mm,公差设置为±0.5。

结论

本文简单介绍了新一代激光跟踪仪的测量原理,激光跟踪仪不要手动扫描,特别是扫描操作员难以触及的目标具有较大优势;可以通过无线获取点云数据,并且不需要其他测量附件,扫描效率高,速度快。