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從產(chǎn)品開發(fā)、制造交付到維護檢修,先臨三維高精度三維掃描技術(shù)在重工機械領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用實踐

應(yīng)用案例

2025.06.10

      大型機械裝備的研發(fā)與制造,是衡量一個國家工業(yè)水平的重要指標之一。在全球制造業(yè)競爭日益激烈的市場環(huán)境下,重工機械企業(yè)正通過數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建核心競爭力。

      在此背景下,高精度三維掃描技術(shù)作為一種前沿的3D全尺寸測量工具,憑借準確、高效、便攜、易用的特性正深度融入重工機械的智能化研發(fā)生產(chǎn)進程中,為機械裝備的產(chǎn)品高效開發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)量保障和后期維護檢修提供了強大的數(shù)據(jù)支撐,有力驅(qū)動著重工機械領(lǐng)域智能制造水平的加速升級。

高精度三維掃描技術(shù)

驅(qū)動重工機械產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量控制

      作為國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè),先臨三維深耕高精度三維掃描技術(shù),在重工機械領(lǐng)域有著廣泛的實踐應(yīng)用,從新品開發(fā)驗證到生產(chǎn)制造控制,從成品質(zhì)量檢測到設(shè)備維修維護,該技術(shù)應(yīng)用可貫穿產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)。

01


產(chǎn)品開發(fā)驗證

      傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)通常是設(shè)計工程師憑借自己的產(chǎn)品設(shè)計理念構(gòu)建產(chǎn)品圖紙,或者利用堆模的方式進行外形設(shè)計,導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計周期長、難度大,且容易導(dǎo)致開模失敗,具有較大的風險。而大型機械的結(jié)構(gòu)通常非常復(fù)雜,有許多不規(guī)則的幾何形狀,這對三維掃描的準確性也提出了很高的要求。

      先臨三維高精度三維掃描技術(shù)方案,可高效獲取現(xiàn)有產(chǎn)品的完整數(shù)據(jù),為工程師提供高精度三維模型數(shù)據(jù)參考,使其能夠快速準確地進行產(chǎn)品原型制作、逆向工程、設(shè)計驗證及迭代優(yōu)化,縮短產(chǎn)品設(shè)計周期,?提高設(shè)計效率和準確性,加快新品研發(fā)速度。

 助力柳工建機高效新品開發(fā)

      案例背景:柳工建機江蘇有限公司,隸屬于世界工程機械50強的柳工集團,精耕混凝土機械領(lǐng)域10多年。柳工建機一直進行重工機械的自主研發(fā),也在尋求更加高效的數(shù)字化手段來助力重工機械的新品開發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量檢測。為此,柳工建機與先臨三維合作,將高精度三維掃描技術(shù)應(yīng)用于挖掘機的新品研發(fā)中。

 助力汽輪機保溫外殼設(shè)計

      汽輪機是一種以蒸汽為動力,將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機械功的旋轉(zhuǎn)機械,在發(fā)電廠、鋼鐵廠、大型遠洋船舶中均可見到其身影。而汽輪機保溫外殼對縮短起動時間,降低起動汽溫具有重要意義。用戶在定制過程中,需要準確的尺寸以進行保溫外殼的高效設(shè)計。傳統(tǒng)方式下,設(shè)計人員使用皮尺進行測量,需要多人配合,且數(shù)據(jù)容易存在偏差,導(dǎo)致裝配過程中出現(xiàn)問題。


汽輪機保溫外殼及三維掃描數(shù)據(jù)

      某制造商使用先臨三維FreeScan UE系列手持三維掃描儀快速準確獲取汽輪機及其保溫外殼的完整三維尺寸,特別是涉及到需要裝配的關(guān)鍵點位數(shù)據(jù)。同時,F(xiàn)reeScan UE系列使用便攜,只需一位工程師即可直接在汽輪機生產(chǎn)車間完成測量,加快了保溫外殼的設(shè)計整體進程。

02


生產(chǎn)質(zhì)量控制

      在現(xiàn)代制造中,重工機械設(shè)備的生產(chǎn)制造通常需要多方協(xié)作,最終成品的質(zhì)量和精度很大程度上取決于零部件的形位與尺寸公差等。因此,供應(yīng)鏈中每個環(huán)節(jié)都需要嚴格控制尺寸質(zhì)量,以避免零部件的尺寸偏差不斷積累,從而影響裝配環(huán)節(jié)和成品性能。

      先臨三維高精度三維掃描技術(shù)方案提供了一種客觀、精密的檢測工具,通過無損、快速地捕獲對象的完整三維數(shù)據(jù),進而實現(xiàn)高質(zhì)、高效的尺寸質(zhì)量控制,顯著降低了傳統(tǒng)測量方式中因人工操作而產(chǎn)生的誤差和成本消耗,使制造企業(yè)能夠迅速發(fā)現(xiàn)并糾正生產(chǎn)過程中的尺寸偏差,從而保障供應(yīng)鏈運轉(zhuǎn)的效率與靈活性。

 助力三一重提升超大型礦車生產(chǎn)能力

先臨三維手持式三維掃描儀掃描超大型礦車

      案例背景:在生產(chǎn)過程中,面對7-8米超大型礦車大型結(jié)構(gòu)工件時,傳統(tǒng)測量方式無法適用,導(dǎo)致三一重裝工程師無法準確把控結(jié)構(gòu)件的變形情況,需要不斷測試,對于生產(chǎn)效率具有嚴重影響。為了順利地生產(chǎn),三一重裝引入了先臨三維高精度三維掃描這項工業(yè)光學(xué)3D測量技術(shù),通過FreeScan UE Pro多功能激光手持三維掃描儀,輕松完成大型零部件加工偏差的尺寸檢測,從而順利生產(chǎn)具有更大尺寸的超大型礦車,提升了礦車生產(chǎn)能力。

 高效完成高鐵車身焊接三維檢測
      案例背景:高鐵車身主體部分是由一次次的焊接成型,焊接的準確度,直接關(guān)系到車輛品質(zhì),特別是一些焊點,需要進行后期的裝配,焊接的位置發(fā)生偏移,則將直接導(dǎo)致車門等裝配無法順暢完成。在軌道車輛的焊接過程中,傳統(tǒng)的檢測手段主要是通過人工測量,這種方式對于焊接件在三維空間內(nèi)的位置把控較為不易。為此,軌道車輛生產(chǎn)廠商引入了先臨三維跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng)。

高鐵車身焊接三維檢測

      FreeScan Trak Pro系列跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng)憑借其光學(xué)動態(tài)追蹤的特性,無需貼點,就可以快速獲取整個車身的完整三維數(shù)據(jù),與原始的CAD設(shè)計數(shù)據(jù)相對比,即可快速檢測車身的焊接質(zhì)量,輸出檢測結(jié)果,用戶能夠直觀地在色譜圖上查看焊接位置是否偏移,是否出現(xiàn)漏焊現(xiàn)象等,為后續(xù)的工作提供依據(jù)。

高鐵車身焊接三維檢測報告

工業(yè)大場景掃描最新設(shè)備方案推薦:


 助力石油裝備制造企業(yè)提升產(chǎn)品檢測能力

      案例背景:某石油裝備制造企業(yè)在模具制造環(huán)節(jié),為縮短生產(chǎn)砂型模具的制作時間,采用3D打印的方式制造砂型模具。砂型模具形狀復(fù)雜,傳統(tǒng)方式難以進行有效測量。此前,該企業(yè)采用外包的方式來進行檢測,以滿足客戶要求發(fā)貨時附上三維檢測報告的要求,但外包檢測按件收費成本高,且由于往返運輸、排期等待時間長,容易影響到產(chǎn)品的交付周期,且隨著訂單量的增多,尺寸檢測的頻率越來越高,該企業(yè)亟待提高自身的產(chǎn)品質(zhì)量檢測能力。

砂型模具

      通過與先臨三維合作,該企業(yè)引進FreeScan Combo計量級雙光源手持三維掃描儀,能夠快速掃描砂型模具。以70-80公分左右的砂型模具為例,幾分鐘即可掃描獲取三維數(shù)據(jù)。在檢測軟件中將掃描的實物數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)相對比,即可高效簡便完成全尺寸檢測工作,并得到檢測報告。

砂型模具三維掃描報告


 助力德恩精工高效實現(xiàn)產(chǎn)品全尺寸檢測及余量控制

      案例背景:四川德恩精工科技股份有限公司,是國內(nèi)機械傳動領(lǐng)域最大的皮帶輪、錐套等機械傳動零部件制造商之一,產(chǎn)品出口規(guī)模連續(xù)位居同行業(yè)首位。在鑄造環(huán)節(jié),需要對鑄造模型、鑄造砂型模具及毛坯鑄件進行表面尺寸缺陷檢測,并確保鑄件預(yù)留足夠的加工余量以避免過切風險。德恩精工選用了先臨天遠FreeScan Trak Pro2跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng),無需貼點、快速掃描,能夠?qū)Ω鞣N不同大小的鑄件快速進行全尺寸檢測,同時,通過實物三維數(shù)據(jù)與數(shù)模對比,可直觀查看加工余量情況。

FreeScan Trak Pro2跟蹤式激光三維掃描系統(tǒng)助力德恩精工高效實現(xiàn)產(chǎn)品全尺寸檢測及余量控制

03


設(shè)備維護檢修

      在重工機械產(chǎn)品的制造和應(yīng)用過程中,零部件磨損是不可避免的,但即使是微小的誤差也可能導(dǎo)致重大損失。因此,產(chǎn)品的定期維護、檢修是非常必要的。隨著先臨三維高精度三維掃描技術(shù)在工業(yè)制造中的不斷普及,其也成為了全球各地機械制造企業(yè)中尺寸三維檢測、產(chǎn)品維修維護的重要工具。

      制造商可以通過FreeScan系列手持式激光三維掃描儀和跟蹤式三維掃描系統(tǒng),快速獲取機械產(chǎn)品的高精度三維數(shù)據(jù),從而追蹤和分析產(chǎn)品零部件的磨損情況,不僅能及時發(fā)現(xiàn)并準確找到需要維護或更換的部件,確保其長期穩(wěn)定運行和延長使用壽命,還能為零部件復(fù)刻定制及保養(yǎng)維修提供準確的數(shù)據(jù)支持。

 助力厄瓜多爾水電站水輪機檢測與維修

FreeScan系列手持式激光三維掃描儀助力厄瓜多爾水電站水輪機檢測與維修

      案例背景:科卡科多-辛克雷水電站總裝機容量150萬千瓦,共安裝了8臺沖擊式水輪機組,是厄瓜多爾規(guī)模最大、外資投入最多的水電站。水輪機作為水力發(fā)電的核心設(shè)備,其性能與狀態(tài)直接關(guān)系到水電站的整體效能與長期運行的可靠性,為了保障水輪機能夠穩(wěn)定運轉(zhuǎn),定期進行檢測與維修工作尤為重要。然而來回運輸水輪機既昂貴又耗時,面對這一挑戰(zhàn)CCS水電站引入先臨三維FreeScan Combo計量級雙光源手持三維掃描儀,基于掃描數(shù)據(jù)可快速生成葉片磨損偏差報告,為維修工作提供了準確可靠的依據(jù),幫助其提高水輪機葉片檢測和維修的效率。


汽輪機及三維掃描數(shù)據(jù)

  • FreeScan Combo重量僅有630克,小巧的體積也方便在水輪機葉片之間的狹窄空間內(nèi)靈活工作,技術(shù)人員可以輕松地將其帶到水電站現(xiàn)場進行掃描,無需返廠維修,既不影響工作進度,也節(jié)省了設(shè)備運輸?shù)拇罅抠Y金。

  • 激光模式下,設(shè)備每秒可獲取350萬個三維數(shù)據(jù)點,精度可達0.02mm,掃描過程快速流暢,能夠精準捕捉物體表面磨損特征,有助于確定磨損程度并進行更準確的維修。

 助力哥倫比亞礦場半自磨機設(shè)備維修
      案例背景:半自磨機或常被稱為SAG半自磨機,常用于現(xiàn)代選礦廠的磨礦作業(yè)。哥倫比亞用戶在使用半自磨機時發(fā)現(xiàn),其在研磨過程中出現(xiàn)漏料,經(jīng)過進一步排查,用戶發(fā)現(xiàn)半自磨機的出料口和入料口的耳軸出現(xiàn)了損壞,這種情況存在員工的人身安全隱患,并且影響生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)品質(zhì)。一直以來大型機械內(nèi)部組件的維修工作都具有較高的挑戰(zhàn)性,一方面是由于設(shè)備有些是第三方進行維修,沒有原始設(shè)計圖紙,難以準確地進行維修工作;另一方面,設(shè)備停機的經(jīng)濟損失較大,對于維修效率的要求較高。

FreeScan UE系列手持激光三維掃描儀助力哥倫比亞礦場半自磨機設(shè)備維修

      最終,用戶找到了先臨三維,通過FreeScan UE系列手持激光三維掃描儀來進行維修零件的三維數(shù)據(jù)復(fù)刻。基于此,用戶的半自磨機后續(xù)的維修從而能夠進行高效、準確地維修,突破了從前機械維修耗時長、效果不理想、需要返工的困境,提高了維修效率,減少了設(shè)備停機時間和經(jīng)濟損失。

半自磨機設(shè)備三維掃描數(shù)據(jù)


半自磨機設(shè)備三維檢測報告

 解決曲面測量難題,實現(xiàn)風機葉片高效維修
      案例背景:風機作為通風系統(tǒng)的核心設(shè)備之一,在長期運行過程中,葉片出現(xiàn)一定的磨損需要進行維修。但因葉片為曲面,且葉片的幾何形狀直接影響到其氣動性能,如果邀請第三方企業(yè)進行維修,沒有原始設(shè)計CAD模型,只能通過傳統(tǒng)測量手段來進行葉片測量并維修,如此難度很大、效率低且維修效果不理想。而又因為風機大多數(shù)是進口設(shè)備,返廠維修則需要幾個月的時間,會影響生產(chǎn)進度。

風機葉片維修

      為此,先臨三維向用戶推薦了FreeScan UE Pro2無線高速激光手持三維掃描儀對風機進行三維掃描,其采用非接觸式3D測量技術(shù),測量過程不受形狀限制,精度高且重復(fù)性精度穩(wěn)定,可快速、準確地獲取葉片的完整三維數(shù)據(jù)。同時,F(xiàn)reeScan UE Pro2實現(xiàn)了掃描數(shù)據(jù)的無線傳輸,配合移動電源供電,掃描過程中無需連接電腦以及電源線,技術(shù)人員可將掃描設(shè)備攜帶到礦場進行三維數(shù)據(jù)獲取,便攜高效,不耽誤風機工作。

風機葉片三維掃描數(shù)據(jù)




      高精度三維掃描技術(shù)的深度應(yīng)用,已成為重工機械領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造升級的關(guān)鍵引擎。在設(shè)計開發(fā)環(huán)節(jié)加速了創(chuàng)新迭代,在尺寸質(zhì)量控制環(huán)節(jié)構(gòu)筑了精密防線,在維護檢修環(huán)節(jié)破解了傳統(tǒng)難題,全方位提升了制造企業(yè)的核心競爭力。

      從國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)到國際大型項目,其廣泛而深入的實踐應(yīng)用案例無不印證了先臨三維高精度三維掃描技術(shù)對重工機械領(lǐng)域提升效率、保障質(zhì)量、降低成本、突破維修瓶頸的強大賦能。未來,先臨三維也將繼續(xù)推出更加先進、智能的高精度三維掃描檢測方案,積極擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮,為重工機械領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級注入強勁動能。