关键词：

#大型焊接件检测 #高空作业车臂架检测 #大型滚筒工件检测 #大型结构件检测

■前言：

工程机械大型结构件（如履带架、车架类、臂类、回转操纵平台、挖/铲斗类等）作为主要承力部件，大多是焊接成型，具有质量大、尺寸大、结构复杂、加工精度要求高的特点。

虽然大型结构件种类多样、形状各异，但都需经历以下基本工艺流程：备料-拼装(搭焊)-焊接-加工-抛丸与涂装。同时，产品生产的每一道工序都需要进行精度控制，以保证最终产品质量的可靠性和稳定性。

传统的检测手段面对这种大型结构件，一般检测过程复杂，需要多人协同配合，检测结果随机性大，且只能测量部分尺寸，无法实现完整产品的数字化。总之，传统人工检测手段已经无法满足产品的技术要求和生产周期。

为此，工程机械行业巨擘都在积极寻求高效、智能的先进检测手段。HyperScan智能光学追踪3D扫描方案针对超大型工件的检测，已经积累了丰富的实战经验，可以根据现场工况灵活实施，简单便捷，又兼顾效率与精度。

接下来就结合3个实际案例，向大家展示具体的方案实施情况。

■案例1：大型焊接件检测

12m×3m×2m的焊接件，结构复杂，内外部均需扫描，精度要求1.5mm，主要检测孔的同轴度、位置和筋板位置。

摄影测量控制精度

因工件尺寸较大，需先在表面布置少量定位标点，用于扫描时进行换站识别，可以使用H-Track光学追踪器或者结合摄影测量来识别标志点（摄影测量的精度更高些）。本案例中我们采用PhotoShot Max无线摄影测量系统来进行全局标定，它可以为后续扫描提供整体框架，有效减少累计误差，提高体积精度。

PhotoShot Max内置无线模块，数据可以无线传输与处理，可边拍照边实时查看计算结果，拍完即可导出标志点，直接用于三维扫描。与普通摄影测量设备相比，它具有独特的简便性、灵活性和适应性，面对这种结构复杂的超大型件，布点和摄影测量仅用时1小时10分钟，大大提升了工作效率。

静态跟踪稳定可靠

导入PhotoShot Max拍摄的标记点后，即用HyperScan智能光学追踪3D扫描仪开始进行扫描工作。根据工件特点和现场情况，为了提升精度和稳定性，此次使用的是静态跟踪扫描功能。

将工件外部扫描完后，再把跟踪器移动到工件内部，通过层叠式扫描，直至完成整个工件的数据采集。共移动跟踪器约20次，仅用时1小时20分钟即完成了扫描工作。

将3D数据导入PolyWorks软件，与数模进行比对，可生成内容丰富的检测报告，直观展现工件的全尺寸测量情况。

▲扫描数据 

▲检测数据

客户评价

客户曾对比过市场上其他同类产品，扫描耗时约5小时，且结果精度偏差比较大，扫描有错层现象，因此，客户对我们方案的整体效率和精度都非常满意。另外，无线摄影测量系统应对复杂现场环境的灵活自由和实时高效性，也给客户留下了深刻印象。

■案例2：高空作业车臂架检测

长9m，高300mm，宽280mm左右的臂架3个，需要测量全尺寸，检测项目较多。

H-Track定位识别

工件长9m，扫描时需要换站，本案例采用的是使用H-Track采集定位标点。具体操作时注意从工件的中间往两边开始识别，可减少拼接次数，提升拼接精度。

动态跟踪简便高效

使用HyperScan进行扫描时，本案例采用了动态跟踪扫描模式，操作相对简单，效率更高，且能有效避免车间现场震动对测量带来的影响。

测量时需注意H-Track的视野范围，以保证球扫能被有效识别，因为对于大型件而言，中途丢帧可能会导致整体扫描数据的错层现象。

现场共扫描了3根臂架，平均每根耗时约20分钟，效率极高。

▲扫描数据 

▲色彩偏差图

▲焊缝高度测量标注

客户评价

客户对设备使用的便携快速和扫描无需贴点等特点比较认可，精度也满足要求，并考虑基于HyperScan的自动化检测方案，相关项目已经从论证转入到实施阶段。

■案例3：大型滚筒工件检测

长约10m，直径2.5~3.5m左右的圆柱装工件，主要测量两端凸起圆柱间的同轴度及断面平行度，精度要求0.5mm。

H-Track中间过渡

本案例工件主要测量两端，无需扫描完整数据，但因工件较大且呈圆筒状，因此除在两端粘贴一圈定位标点外，仅在中间部位粘贴少量标记点进行过渡。

动态跟踪转动采集

标记点采集结束后，使用HyperScan动态跟踪模式进行扫描。现场通过人工调节电机叶轮控制工件转速完成扫描工作。后期客户安装可以电动调节转速的工装后，测量效率还能进一步提高。

▲扫描数据

▲检测数据

客户评价

客户对设备的功能、精度和操作便捷性等都很满意，并将测得的同轴度、平行度，与激光跟踪仪测量的结果做了对比，基本一致，但激光跟踪仪的检测结果不能进行比较直观的分析。

■结语：

工程机械是推动基础建设前进的“双腿”与“双臂”，在超级工程逐年递增的趋势下，工程机械大型化已经成为当前的重要发展方向。提高“超级”装备批量生产的产品质量和生产效率，降低制造成本，是衡量工程机械企业实力的重要指标。

HyperScan扫描方案帮助企业实现的3D数字化，可以贯穿生产的各个环节，有效降低设计到生产制造之间的不确定性，缩短产品生产转化时间的同时，大大提升产品的可靠性。另外，手持扫描的方案后期也可以迭代为自动化扫描方案，进一步推动企业的智能化转型升级。

■Tips：

动态跟踪&静态跟踪HyperScan的两种不同工作模式

动态跟踪模式下，H-Track光学追踪器会，实时追踪工件上的定位标记点，优点是操作更简便，效率更高能有效避免车间现场震动的影响。

静态跟踪模式下，H-Track没有实时追踪标记点，只有在移动时通过给命令，才去“看”工件上的标记点，优点是能够减少工件上粘贴定位标记点的数量，并且提升精度