案例 | 國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)借助PolyWorks?以最精確的方式組裝其巨型組件
ITER是有史以來(lái)最雄心勃勃的能源項(xiàng)目之一。在法國(guó)南部,35個(gè)國(guó)家正在合作建造世界上最大的托卡馬克磁聚變裝置镇盛,旨在證明核聚變作為大規(guī)模無(wú)碳能源的可行性换蛔,其原理與為我們的太陽(yáng)和恒星提供能源的原理相同。
01 挑 戰(zhàn)
ITER反應(yīng)堆的組裝正在進(jìn)行中卜锡。來(lái)自三大洲數(shù)百家工廠的托卡馬克組件在該國(guó)際項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝孽强。ITER組織負(fù)責(zé)整合和組裝由七個(gè)項(xiàng)目成員交付給現(xiàn)場(chǎng)的元件。然而歉赴,組裝這些元件不僅僅是一個(gè)互鎖組件的游戲:這些元件不僅復(fù)雜而繁多述加,而且公差極其嚴(yán)格甚至在毫米之內(nèi)。
02 解決方案
需要基于數(shù)字化的分析刷裂,以確保各組件完美地結(jié)合在一起。由測(cè)量專家收集數(shù)據(jù)是一個(gè)重要的預(yù)備步驟吏恃。他們的目標(biāo)是在測(cè)量每個(gè)組件以驗(yàn)證其合規(guī)性之后米萝,為逆向工程專家提供精確的數(shù)據(jù)。在這兩個(gè)階段-測(cè)量和逆向工程-都要使用PolyWorks軟件代虾。
低溫恒溫器的整體掃描进肯,并繪制出與名義零件的偏差圖。
“在我加入ITER計(jì)劃之前棉磨,我曾在一個(gè)大型項(xiàng)目中使用過(guò)PolyWorks|Inspector?江掩。我想繼續(xù)使用這個(gè)軟件,它允許我們直接在軟件中獲取大型點(diǎn)云乘瓤,”ITER測(cè)量組的工程師Lionel Poncet說(shuō)道环形。“當(dāng)涉及到分析大量的點(diǎn)時(shí)衙傀,市面上的其他軟件可分析的點(diǎn)數(shù)量有限抬吟。我們選擇了PolyWorks|Inspector,它滿足了對(duì)含有大量點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析的需求统抬,”負(fù)責(zé)逆向工程的CAD繪圖員Hani Gagueche補(bǔ)充說(shuō)道火本。
03 優(yōu) 勢(shì)
2020年5月,在托卡馬克組裝坑中安裝了低溫恒溫器底座聪建。ITER團(tuán)隊(duì)及其合作伙伴團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了十年的時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)钙畔、建造、交付槽悼、組裝并最終焊接該低溫恒溫器的底座埂荤。低溫恒溫器底座高約6米,直徑30米页梁,需要移動(dòng)和定位的重量為1250噸蒿疲,整合需要測(cè)量和三維重建來(lái)調(diào)整該裝置。
在放入托卡馬克基坑進(jìn)行最后組裝之前锻刹,對(duì)低溫恒溫器進(jìn)行定位棉玻。
“在測(cè)量時(shí)泣储,我們可以直接使用PolyWorks|Inspector和激光掃描設(shè)備。在掃描物體后坝亿,我們會(huì)得到一個(gè)非常精確和非常高質(zhì)量的點(diǎn)云和三角化模型屋廓,這要?dú)w功于采集過(guò)程中使用的工具,”Lionel Poncet解釋說(shuō)灰囤∈艟鳎“收到數(shù)據(jù)后,我們就會(huì)利用掌握的標(biāo)明關(guān)鍵組裝區(qū)域的報(bào)告進(jìn)行分析锐拟,并考慮已建成組件和周圍已知尺寸組件秉扑,以確保它們能很好地協(xié)同工作。對(duì)于低溫恒溫器的底座调限,我們很快意識(shí)到舟陆,需要用PolyWorks|Inspector來(lái)識(shí)別非常關(guān)鍵的區(qū)域,且需要一個(gè)工具來(lái)將該組件移動(dòng)到大約30厘米以上的最接近的毫米區(qū)域耻矮。我們內(nèi)部開發(fā)了幾個(gè)工具秦躯。PolyWorks| Inspector使我們能夠選擇最合適的工具,”Hani Gagueche補(bǔ)充說(shuō)裆装。Lionel Poncet進(jìn)一步澄清說(shuō)踱承,在這種情況下,PolyWorks使我們有可能將安裝序列優(yōu)化到12小時(shí)以內(nèi)哨免。
雖然低溫恒溫器底座的安裝并不簡(jiǎn)單茎活,但更復(fù)雜的挑戰(zhàn)在等待著測(cè)量和逆向工程專家:即將到來(lái)的組件的確會(huì)更小,但現(xiàn)在區(qū)域很擁擠琢唾,公差也將更嚴(yán)格妙色。同時(shí),執(zhí)行操作的最后期限也在逼近慧耍!
04 復(fù)雜的操作
“今年夏天身辨,在預(yù)裝工具上安裝托卡馬克裝置真空室的第一個(gè)扇形段是很棘手的,”Hani Gagueche 證實(shí)道了赖。磁鐵滩扩、熱防護(hù)罩和真空室扇形段必須在最關(guān)鍵的位置上以僅20毫米的間隙進(jìn)行組裝。為了提供集成化的傳感器笆滓,我們必須使用PolyWorks的渲染圖來(lái)重新確定這些元素的相對(duì)位置”槽顶。
Lionel Poncet解釋說(shuō),“預(yù)應(yīng)力環(huán)也被完整掃描了初肥。我們創(chuàng)建了一個(gè)模型昭淋,整合到CAD軟件中, 用以預(yù)測(cè)未來(lái)的組裝包午螺。矯正線圈也用PolyWorks進(jìn)行了掃描墓枝。在獲得的模型上乃蔬,必須設(shè)計(jì)出墊片以匹配未來(lái)的接口。我們還需要對(duì)一些管道進(jìn)行刻畫和測(cè)量容且,以確保不會(huì)與未來(lái)即將到來(lái)的組件發(fā)生碰撞刁夺。更重要的是,這使我們能夠知道未來(lái)焊接和切割操作的接口”亮隙。
在托卡馬克基坑中裝配低溫恒溫器底座途凫。
PolyWorks|Inspector中的彩圖,突出了在托卡馬克基坑中最后放置時(shí)的潛在碰撞溢吻。
除了內(nèi)部團(tuán)隊(duì)维费,承包商在獲取點(diǎn)云時(shí)也使用PolyWorks〈偻酰“PolyWorks|Inspector是一個(gè)專用于測(cè)量的通用模塊犀盟,允許多設(shè)備連接。它具有標(biāo)準(zhǔn)或高級(jí)軟件包硼砰,在能夠獲得實(shí)時(shí)”質(zhì)量”指示的情況下,采集數(shù)據(jù)欣硼,并對(duì)密集的點(diǎn)云進(jìn)行后處理题翰。例如,除了在測(cè)量方面诈胜,該軟件還可以獲得間隙圖豹障,”PolyWorks Europa的銷售經(jīng)理Thibaut Hehlen說(shuō)。該公司是InnovMetric的子公司焦匈,PolyWorks 的發(fā)行商称侣。“PolyWorks軟件使用體驗(yàn)非常優(yōu)秀淳胆,它的功能面面俱到赁挚,可以快速解決遇到的難題。螃方!”Hani Gagueche評(píng)價(jià)道照腐。
為了獲得針對(duì)關(guān)鍵案例進(jìn)行的某些三維重建,逆向工程專家使用PolyWorks|Modeler?担灭,一個(gè)建模和逆向工程解決方案贿册。“這個(gè)模塊使我們能夠從非常精確的網(wǎng)格中重建曲面寓综,并提供每個(gè)人都能訪問(wèn)的CAD文件睦忘,即使用戶沒(méi)有PolyWorks或強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)也可以訪問(wèn)。Hani Gagueche解釋說(shuō):”CATIA用戶(ITER計(jì)劃中有許多這樣的用戶)可以因此訪問(wèn)我們制作的文件耿堕。
PolyWorks|Modeler中新的自動(dòng)面積計(jì)算算法將很快被ITER團(tuán)隊(duì)測(cè)試砖啄。這種算法可以大大節(jié)省重建時(shí)間绽脏!
05 特色產(chǎn)品
關(guān)于PolyWorks Shanghai (博力加軟件)
PolyWorks Shanghai(博力加軟件)是全球領(lǐng)先的通用3D測(cè)量軟件解決方案提供商,是加拿大InnovMetric軟件在中國(guó)的全資子公司午磁。我們的中國(guó)總部位于上海尝抖,并在長(zhǎng)春、沈陽(yáng)迅皇、天津昧辽、西安、重慶登颓、廣州配置了本地化技術(shù)支持工程師搅荞,以滿足日益增長(zhǎng)的客戶需求。我們的軟件主要應(yīng)用于汽車框咙、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域的精密測(cè)量咕痛,幫助客戶實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)應(yīng)用的效益最大化。
InnovMetric軟件成立于1994年喇嘱,總部位于加拿大魁北克市茉贡,在5大洲16個(gè)國(guó)家擁有分支機(jī)構(gòu)。世界上最大的工業(yè)制造企業(yè)(豐田者铜、通用腔丧、大眾、本田绵颅、寶馬曹胚、戴姆勒、福特忙体、勞斯萊斯济谢、普惠、波音怨级、巴西航空工業(yè)公司情腥、龐巴迪、蘋果等)均信賴 InnovMetric 的 PolyWorks?軟件解決方案及相關(guān)技術(shù)服務(wù)钮核。
(PolyWorks Shanghai)
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