Powierzchnia wewnętrzna dużych obiektów podlega zużyciu podczas eksploatacji. Aby zapobiec awariom, konieczne jest okresowe monitorowanie stopnia zużycia. Do tej pory tego rodzaju kontrola jest prowadzona ręcznymi przyrządami pomiarowymi, ale takie pomiary są bardzo czasochłonne, nie są zaawansowane technologicznie i nie dostarczają wymaganej ilości wiarygodnych informacji.
Zautomatyzowany system laserowy jest przeznaczony do uzyskiwania kompletnego modelu 3D powierzchni wewnętrznej dużych obiektów oraz obliczania zużycia z wysoką rozdzielczością i dokładnością.
Seria RF096-440/1440-2000
Maszyna do kontroli powierzchni wewnętrznej dużych obiektów. Specyfikacja
| Parametr | Wartość | |
| Zakres pomiaru średnicy wewnętrznej, mm | 440...1440 | |
| Błąd pomiaru średnicy wewnętrznej, mm | ±0,5 | |
| Rozdzielczość skanowania, punktów/obrót | 2008 | |
| Zakres głębokości skanowania, mm |
0...2000 (parametr programowalny) |
|
| Minimalna odległość między mierzonymi przekrojami, mm |
1 (parametr programowalny) |
|
| Błąd przemieszczenia liniowego, mm | ±0,1 | |
| Maksymalna częstotliwość próbkowania, Hz | 9400 | |
| Źródło światła |
czerwony laser półprzewodnikowy, długość fali 660 nm |
|
| Moc wyjściowa, mW | <1 | |
| Klasa bezpieczeństwa lasera | 2 (IEC60825-1) | |
| Interfejs | Wi-Fi | |
| Zasilanie, V | Akumulatory 12V | |
| Masa, kg | 77 | |
Główne funkcje oprogramowania
Oprogramowanie jest przeznaczone do:
- parametryzacji systemu i sterowania procesem skanowania,
- kalibracji systemu,
- tworzenia modelu 3D obiektu na podstawie danych uzyskanych podczas skanowania,
- przeglądania modelu 3D,
- porównywania modeli uzyskanych w różnych momentach,
- porównywania uzyskanego modelu z wzorcem,
- obliczania wartości odchyłek kształtu (zużycia powierzchni) wybranych modeli,
- obliczania parametrów okręgu w dowolnym przekroju obiektu, a mianowicie średnicy (średniej, maksymalnej, minimalnej), owalności, okrągłości,
- zapisywania, odczytywania i eksportowania danych.
Działanie maszyny opiera się na zasadzie skanowania powierzchni wewnętrznej produktu przez obrotowy laserowy czujnik triangulacyjny.
Główne komponenty maszyny przedstawiono na rysunku, gdzie 1 - rama montażowa, 2 - prowadnica, 3 - centralizator, 4 - moduł skanowania laserowego, 5 - powierzchnia palnika; tablet nie został pokazany.
Rama (1) jest przymocowana do końca palnika (5). Prowadnica (2) jest umieszczona wzdłuż osi palnika i opiera się na ramie (1) z jednej strony oraz na centralizatorze (3) z drugiej. Centralizator jest zainstalowany na stożkowej powierzchni palnika. Moduł skanowania laserowego (4) jest zainstalowany na prowadnicy (2).
Maszyna działa w następujący sposób.
Na polecenie z tabletu czujnik laserowy zaczyna się obracać, a moduł skanowania (4) przesuwa się wzdłuż prowadnicy (2). Czujnik laserowy mierzy odległość do powierzchni palnika. Współrzędne biegunowe punktów powierzchni palnika (odległość do powierzchni mierzona przez czujnik laserowy oraz kąt obrotu czujnika mierzony przez wbudowany enkoder), zsynchronizowane z położeniem liniowym modułu, są przesyłane do komputera. Program buduje model 3D powierzchni wewnętrznej, na podstawie którego obliczane są wymagane parametry geometryczne oraz zużycie.
Moduł skanowania laserowego
Główne komponenty modułu skanowania laserowego oraz jego wymiary gabarytowe przedstawiono na poniższych rysunkach.
Oznaczenia:
1 - Tuleja. 2,3 - Układy kół zamontowane na tulei (1). Jedno z kół jest wyposażone w enkoder (nie pokazano) do kontroli położenia liniowego modułu.4 - Moduł ruchu liniowego.
5 - Moduł obrotowy.
6 - Czujnik laserowy (zainstalowany na module obrotowym).
7,8 - Akumulatory modułów 4 i 5, odpowiednio.
9,10 - Wskaźniki naładowania akumulatora.
11,12 - Przyciski sterowania wskaźnikiem akumulatora.
13,14 - Przyciski zasilania.
15,16 - Anteny Wi-Fi.
17,18 - Czujniki krańcowe.
19,20 - Uchwyty do przenoszenia.
Rama montażowa
Główne komponenty ramy montażowej przedstawiono na poniższym rysunku
Oznaczenia:
1 - Składane nogi. 2 - Śruby do mocowania do końca palnika.3 - Śruba do regulacji górnej części dzielonego pryzmatu do instalacji prowadnicy.
4 - Cztery śruby do mocowania modułu skanowania.
5, 6 - Wzorce kalibracyjne.
7 - Zdejmowana prowadnica montażowa.
8 - Śruba mocująca prowadnicy montażowej.
Prowadnica i centralizator
Prowadnica jest złożona z trzech elementów. Centralizator jest zainstalowany na końcu prowadnicy.Zasada montażu jest zilustrowana na rysunku:
Maszyna do inspekcji powierzchni wewnętrznej dużych obiektów
RF096.Burner-IDmin/IDmax-L
| Symbol | Opis |
| IDmin/IDmax | Zakres pomiaru (średnica wewnętrzna), mm |
| L | Głębokość skanowania, mm. |
Pomiar ręczny zwykle oznacza sprawdzenie kilku punktów suwmiarką lub sondami, do których można dosięgnąć z otworu dostępowego, co pomija zużycie nierównomierne na obwodzie lub skoncentrowane w sekcji, do której narzędzie nie może łatwo dotrzeć. Jest też na tyle powolny, że operatorzy często wykonują kontrole rzadziej, niż powinni, a odczyty zależą od dokładnego miejsca przyłożenia narzędzia, co utrudnia wiarygodne porównywanie wyników między kolejnymi kontrolami. Dedykowany system kontroli dużych powierzchni całkowicie eliminuje tę zależność od ręcznych pomiarów punktowych.
Oprogramowanie buduje pełny model 3D na podstawie bieżącego skanu i porównuje go z modelem referencyjnym albo z wcześniejszym skanem tego samego obiektu wykonanym w poprzednim momencie. Bezpośrednie porównanie dwóch modeli pokazuje dokładnie, ile materiału zostało utracone i gdzie, zamiast polegać na pojedynczym wymiarze nominalnym, który może nie odzwierciedlać rzeczywistej geometrii obiektu po wykonaniu.
Oprogramowanie zostało zaprojektowane specjalnie do porównywania modeli zarejestrowanych w różnych momentach, nakładając jeden skan na drugi, aby pokazać, jak powierzchnia zmieniła się między kontrolami. Dzięki temu okresowa kontrola staje się analizą trendu zużycia, a nie pojedynczą oceną spełnia/nie spełnia, co ma znaczenie przy określaniu, ile czasu eksploatacji pozostało komponentowi przed koniecznością wymiany.
Zamiast doprowadzać obiekt do maszyny, system instaluje się bezpośrednio na samym obiekcie: rama mocowana jest do otworu końcowego, prowadnica przebiega wzdłuż osi obiektu, a moduł skanowania laserowego przesuwa się po tej prowadnicy, obracając się w celu skanowania powierzchni. Jako laserowe narzędzie do kontroli powierzchni taka konstrukcja umożliwia kontrolę obiektów praktycznie nieruchomych, takich jak zainstalowane palniki lub duże zbiorniki, bez konieczności ich demontażu lub transportu.
Nie. Zarówno moduły ruchu liniowego, jak i obrotu pracują na własnych akumulatorach, a dane są przesyłane do tabletu sterującego przez Wi-Fi zamiast połączenia przewodowego. Ma to znaczenie w przypadku dużych urządzeń przemysłowych, gdzie punkt kontroli może znajdować się daleko od gniazda zasilania lub przyłącza sieciowego, a prowadzenie kabli do obiektu jest niepraktyczne.
Oprócz samego modelu zużycia 3D oprogramowanie oblicza średnicę (średnią, maksymalną, minimalną), owalność i okrągłość w dowolnym przekroju wzdłuż długości obiektu, a nie tylko w stałych punktach kontrolnych. Daje to inspektorowi możliwość sprawdzenia stanu obiektu w określonym miejscu budzącym obawy, zamiast polegać wyłącznie na ogólnym podsumowaniu zużycia.
Duże komponenty przemysłowe, takie jak palniki lub zbiorniki procesowe, mają średnice wewnętrzne znacznie przekraczające możliwości pomiarowe przyrządu ręcznego lub stołowego, dlatego ten system obejmuje średnice 440–1440 mm i głębokość skanowania do 2000 mm. Zasada pomiaru, obrotowa triangulacja laserowa, jest taka sama jak stosowana w systemach do mniejszych średnic, ale konstrukcja mechaniczna i zakres skanowania są dobrane specjalnie do przemysłowych urządzeń o dużej średnicy otworu.