熟悉船舶工程和制造工藝的業(yè)內人士肯定知道砸逊，船舶建造多采用分段建造法，即將零件掌逛、預裝好的部件在胎架上組合焊接成分段或總段师逸，然后由船臺裝配成整船的建造方法。而當船體合攏組裝時豆混，在船體上遍布著各種各樣的管道篓像，這些管道都需要互相完全適配以確保船體安裝的完整。由于船體在生產過程中存在焊接和生產加工的偏差皿伺，并不能保證每部份船體都保持一致员辩，這也導致后期在船體上很難布置管道。為了確保管道可以正確無誤的安裝在船體上鸵鸥，客戶通常不會進行整根管道的安裝方式企电，而是采取管道中間斷開一段距離，然后通過測量手段將兩管道法蘭盤的相對距離測出护忠，最后重新生產及安裝一根管道將斷開的管道連接起來乃筐。這就是合攏管的測量和制作過程。

當前國內大部分造船廠合攏管的制作方法基本仍停留在人工靠模取樣穗阐，在船臺涉泡、船務現場制作模板或修割管子的方式，完全依賴工人經驗和技能水平能莫，工藝落后政茄、勞動強度大卻效率低、浪費材料且現場作業(yè)環(huán)境存在不安全因素妇愉；一些走在技術前沿的造船廠商則會采用較為先進的現場拉線測量合攏管的方式彭闷，雖有所改良愈樱，但受限于狹小的操作空間和障礙物的干擾，精度不高不說烛蘑，還特別影響測量效率初之。

客戶現有的測量解決方案

01拉繩測量

使用拉繩傳感器測量一對法蘭的相對空間位置。在一端法蘭安裝拉繩測量機唱较，另一端法蘭3個螺栓孔安裝輔助定中裝置扎唾，測量機從3個位置測量與另一端3個螺栓孔的距離，3組數據經計算得到兩個法蘭的相對位置南缓。這是目前國內應用最多的測量方法胸遇。

02攝影測量

兩端法蘭各選3個螺栓孔安裝輔助定中反射靶點，測量現場也布置若干反光靶點汉形，采用照相機多角度拍攝多張圖片纸镊，經軟件進行圖片處理獲得一對法蘭的空間位置。

03激光跟蹤儀光筆測量

使用光筆測量機測量一對法蘭的相對位置概疆，兩端法蘭各選3個螺栓孔安裝輔助定中裝置逗威，通過光筆測量機測量獲得這6個點的空間坐標，經計算獲得一對法蘭的相對位置岔冀。

以上方法都要在螺栓孔裝拆輔助定中裝置凯旭，需拆裝管端保護，現場安裝架設測量設備楣颠，測量前的準備工作耗時較多尽纽。測量工作效率仍有很大提升空間。管子密集拯拓、空間狹小的情況下會導致測量受限披贰，拉繩測量受限較多，且這種測量手段并不精確涌咪，測量時間較長臣碟，通常客戶測量一個船體部分12根管道需要一天的時間降乔，另外由于在船艙里進行測量時施工噪音踊眠、測量環(huán)境、安全等因素干擾讨楔，整體對操作人員的體能挑戰(zhàn)非常之大布缨。

而攝影測量、光筆測量雖然相對受限較少玻市，但也都是需要通過逐對法蘭測量柜涛，逐根合攏管數據處理和設計。下圖這樣的多管場景下父独，設計過程中無法進行多管走線和空間位置協(xié)調格缘。因其走線有時并不協(xié)調茫叭，甚至發(fā)生干涉，且在設計階段無從檢查驗證半等，要等到合攏時才發(fā)現揍愁。

CREAFORM 形創(chuàng)推薦的手持式三維掃描測量解決方案

在仔細聆聽了客戶的底層訴求，即客戶需要快速采集兩端法蘭盤數據杀饵，兩端間隔法蘭盤通過底面和墻面公共數據連接莽囤，掃描完成后直接保存.STL格式數據，經過討論之后切距，我們向客戶推薦了其旗艦款計量級便攜式激光三維掃描儀 HandySCAN BLACK 系列烁登，該系列的三維掃描儀精度達 0.025mm，掃描區(qū)域廣蔚舀，由 11 條藍色激光十字線覆蓋，每秒測量次數高達 130 萬次锨络，可快速實現從數據采集到文件待用的工作流程赌躺。

2021年剛過完元旦新年，客戶就邀請我們上門了羡儿，當我們帶著設備進到船體內部進行掃描時礼患，盡管此前已經做足了心理準備，但當看到現場環(huán)境的那一刻姥购，還是倒吸了一口涼氣渺因。船體內空間非常有限，狹窄處僅容一人通過概给，周圍環(huán)境也非常糟糕妙裸，所以客戶要求快速又高精度的設備的用意一望而知，我們僅花了10 分鐘左右的時間就完成了掃描跛庶，當然加上現場環(huán)境清理和貼點等準備工作睁去，共計40分鐘，與客戶以往一整天的測量時間相比质凰，確實有了質的飛躍殃宜！另外，為進一步完善該解決方案畏琢，CREAFORM 形創(chuàng)團隊和客戶一起潛心研究盡可能縮短準備時間的方案挟撑，經過深度討論，終于總結出一個可行的方案：通過在磁性膠片或卡片上預設目標點虐欲，然后將其吸附在法蘭嫩坷、管子、支架细溅、艙壁等位置褥傍，可快速完成目標點的布置和拆除儡嘶，且重復利用率高；而對于非磁性材質的法蘭恍风，則可通過夾子蹦狂、彈性卡扣快速固定。通過這個方案朋贬，準備時間隨即縮短至 10 分鐘凯楔。也就是說，從進入船體到離開锦募，整個測量工作可控制在 20 分鐘內完成摆屯。這無疑是十分理想的測量方案！

操作空間受限糠亩、狹窄處僅容一人通過

實現批量測量和批量設計

使用 CREAFORM 形創(chuàng)的計量級三維激光掃描儀 HandySCAN BLACK 對一個小區(qū)域的多對合攏管法蘭進行批量掃描測量（見上圖）虐骑，測量后獲取現場法蘭管子的三維模型，然后將掃描數據導入 CREAFORM 形創(chuàng)的尺寸檢測軟件模塊 VXinspect中提取數據特征赎线、分析所測量的法蘭盤之間的數據疆虑、生成 PDF 檢測報告；當然徽橄，該三維掃描數據同樣可以直接導入客戶現有的 Geomagic ControlX澄月、Polyworks等逆向工程軟件中對模型進行數據處理。

單個法蘭的數據處理工作可在 2 分鐘內完成遂遂，即提取每個法蘭4個螺栓孔的中心點三維坐標數據（見上圖）脂惊，獲得法蘭空間位置和姿態(tài)。然后將這些坐標數據導入造船廠現有的設計軟件中（如SPD悟肉、AM喝园、CATIA等）進行合攏管設計出圖。由于便攜式三維激光掃描儀可以一次掃描獲取多對法蘭的三維模型數據油蒙，同時覆蓋其周邊的參照物如艙壁居串、支架等，因此通過批量掃描的數據可實現多個合攏管的批量設計保地，并依托設計軟件的三維場景直觀查看各連接管的材質級別撰拯、表面處理、法蘭標準等信息嗓奢，在合攏管設計時有效控制管子的走線讼撒、更好地進行空間協(xié)調布局、規(guī)避障礙物股耽。

進一步融合的解決方案

市場上現有的合攏管測量解決方案繁多根盒，各大造船廠商的測量方法、設計軟件物蝙、再現機及控制指令格式炎滞，都是自成體系各自獨立敢艰，不能互相兼容。

通過將本三維掃描測量解決方案與現有的解決方案進行融合册赛，即只改善獲取數據的手段钠导，通過三維掃描獲取測量數據，然后將其導入船廠既有船舶設計軟件進行設計森瘪，輸出再現機指令牡属，利用既有解決方案已經配置的再現機。只這一步扼睬，就可快速解決以往耗時費力的測量挑戰(zhàn)逮栅，提升測量工作的效率和精度的同時，加速合攏管制作的效率补搅。

長按如下二維碼聯(lián)系技術專家

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“創(chuàng)新安蔚，永無止境”這一箴言代表著 Creaform 形創(chuàng)的核心價值觀，Creaform 形創(chuàng)公司自 2002 年創(chuàng)立之初舱闪，到今年 2022 年成立 20 周年之際简些，一直秉承創(chuàng)新的理念。時至今日唤抚，Creaform 形創(chuàng)仍堅持致力于開發(fā)、生產制造和銷售具有前沿技術的便攜式和自動化三維測量技術產品践寄，為 3D 掃描说庶、逆向工程、質量控制檩渐、無損檢測秆牍、產品開發(fā)和數值模擬（FEA/CFD）等應用提供創(chuàng)新解決方案。其產品和工程服務賦能各行各業(yè)拓展應用邊界剃拇，其中包括汽車支读、航空航天、消費品害淤、重工業(yè)扇雕、制造業(yè)、石油和天然氣窥摄、發(fā)電镶奉、研究和教育等領域。

Creaform 形創(chuàng)公司的總部和制造運營地位于魁北克省的萊維斯崭放，在全球擁有 14 所當地辦公室和一個由 125 家代理商組成的經銷商網絡哨苛，業(yè)務遍及超過 85 個國家。Creaform 形創(chuàng)是 AMETEK 阿美特克集團公司的一個業(yè)務部門币砂，AMETEK Inc. 是一家擁有全球前沿技術的電子儀器和機電設備制造商建峭，2021 年的銷售額達 55 億美元玻侥。

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