Wie das optische 3D-Messsystem von SCANOLOGY die Qualität und Effizienz bei der Herstellung von Statorrahmen verbessert hat

Im folgenden Abschnitt erfahren Sie, wie das hochmoderne optische 3D-Messsystem von SCANOLOGY die Qualität und Effizienz der Herstellungsprozesse von Statorrahmen erheblich gesteigert und damit die Branche revolutioniert hat.

Der Statorrahmen ist ein wichtiges Bauteil, das den Stator-Kern und die Statorwicklung sowie Zubehörteile wie Luftkühler trägt. Er dient als Gehäuse, das den Generator vor äußeren Einflüssen schützt und die Zirkulation der Kühlungsluft gewährleistet.

Der Statorrahmen besteht üblicherweise aus Stahl oder Gusseisen und hat eine zylindrische Form, die darauf ausgelegt ist, den mechanischen Belastungen und Vibrationen durch den rotierenden Rotor und die elektromagnetischen Kräfte standzuhalten. Zudem muss der Statorrahmen eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmeausdehnung aufweisen, um Überhitzung und Verformungen zu vermeiden.

Anbieter von Wasserkraftanlagen
Der Kunde ist ein führender Anbieter von Wasserkraftanlagen. Er ist spezialisiert auf die Herstellung verschiedener Wasserkraftanlagen, darunter Generatoren von Wasserturbinen, Wasseraufbereitungsanlagen und mehr. Seine Produkte erfüllen unterschiedliche Anforderungen, wie Stromerzeugung, Wasserreinigung und industrielle Fertigung.

Anforderungen an die Messung des Statorrahmens
Der Statorrahmen ist in diesem Fall ein komplexes und massives geschweißtes Bauteil, das eine präzise Kontrolle aller Produktionsprozesse erfordert, um Qualität, Zuverlässigkeit und Stabilität sicherzustellen. Die Inspektion gewährleistet die dimensions- und geometrische Genauigkeit, die die Leistung und Lebensdauer des Motors beeinflusst.

Der Außendurchmesser der Statorrahmen variiert je nach Größe der Einheit. Die große Einheit in diesem Fall ist 4 Meter hoch und hat einen Durchmesser von 25 Metern. Die Bogenlänge beträgt etwa 15 Meter. Der Kunde benötigte:

• Die Beurteilung der Oberflächenebenheit, Rauheit und Schweißqualität des Statorrahmens, um sicherzustellen, dass er den Oberflächenqualitätsstandards entspricht und keine erheblichen Defekte oder Verformungen aufweist.

• Die Bewertung der Koaxialität und Zylindrizität des Statorrahmens, um die Einhaltung der Spezifikationen zu überprüfen.

• Die Erfassung geometrischer Abmessungen wie Radius und Öffnung des Statorrahmens, um die Übereinstimmung zwischen den tatsächlichen Maßen und den Konstruktionsvorgaben zu validieren.

Nachteile herkömmlicher Messmethoden

Früher mussten Werkstücke auf einer CNC-Maschine platziert werden, um deren Ebenheit und Radius zu messen, oder manuelle Messungen mit traditionellen Messwerkzeugen durchgeführt werden, um die Abmessungen zu erhalten. Diese Methoden hatten jedoch mehrere Nachteile:

• Die Verwendung einer CNC-Maschine zur Unterstützung der Inspektion des Statorrahmens, wie z. B. zur Messung von Ebenheit und Radius, kann bis zu zwei oder drei Tage in Anspruch nehmen. Während dieser Zeit ist die Werkzeugmaschine durch den Inspektionsprozess belegt und kann keine anderen Bearbeitungsaufgaben ausführen, was wertvolle Betriebszeit verschwendet. Dies wirkt sich nachteilig auf den gesamten Produktionsplan und die Effizienz aus.

• Die große Größe der Komponenten von Wasserturbinen stellt eine Herausforderung für manuelle Messungen dar, die in der Regel die Zusammenarbeit von zwei bis drei Personen erfordern und zu erheblichen Fehlern führen.

• Konventionelle Messwerkzeuge können nur Punkte, Linien usw. messen, was nicht ausreicht, um Merkmale wie gekrümmte Oberflächen, Schweißnähte, Schweißperlen oder andere verdeckte oder verformte Bereiche vollständig zu erfassen. Traditionelle Messmethoden sind zudem nicht in der Lage, anschauliche und effektive Inspektionsberichte zu erstellen.

SCANOLOGY optische 3D-Messsystemlösung
Der Kunde suchte nach effizienten und intelligenten Methoden zur Inspektion seines großformatigen geschweißten Statorrahmens. Nach der Prüfung verschiedener Lösungen entschied er sich für die umfassende 3D-Inspektionslösung von SCANOLOGY, die das intelligente optische 3D-Messsystem TrackScan-Sharp und die leistungsstarke Software TrackView umfasst. Dank der großvolumigen Verfolgung und hochpräzisen Messung von TrackScan-Sharp ist das System in der Lage, den großen Statorrahmen mühelos 3D-zu scannen.

Arbeitsabläufe der 3D-Messung mit TrackScan-Sharp
Zuerst verwendete der Ingenieur eine handgehaltene Kalibrierstange und richtete den QR-Code auf den Sensor des Trackers aus, um das System zu kalibrieren und eine optimale Leistung zu gewährleisten. Anschließend platzierte der Ingenieur einige Marker auf der Oberfläche, die während des Scanvorgangs halfen, den i-Track zu bewegen.

Der Ingenieur verwendete den 3D-Scanner TrackScan-Sharp von SCANOLOGY, um die 3D-Daten des Stators zu erfassen. Der Kunde erhielt hochpräzise 3D-Daten des Stators und konnte die Verformungen innerhalb von etwa 3 Stunden prüfen.

Die Schweißnähte, Fasen oder tiefen Vertiefungen von geschweißten Bauteilen stellten einige strukturelle oder geometrische Herausforderungen dar. TrackScan-Sharp meisterte diese Herausforderungen mühelos dank seiner hohen Mobilität und Flexibilität. Er erfasste problemlos Daten von komplexen Strukturen und schwer zugänglichen Bereichen.

Nach dem 3D-Scannen wurden die 3D-Daten in die firmeneigene Software TrackView von SCANOLOGY importiert und mit dem CAD-Modell verglichen. Die professionelle Software ermöglichte es, die Daten zu verarbeiten und zu analysieren sowie einen detaillierten Prüfbericht zu erstellen, der die vollständigen Daten des Bauteils zeigte. Auf diese Weise wurden Maße und Geometrien wie Radius, Öffnung, Konzentrizität und Zylindrizität gemessen, analysiert und bewertet.

Die 3D-Inspektion des Statorrahmens erfolgte direkt vor Ort in der Werkstatt. TrackScan-Sharp wurde durch keine Vibrationen, hohe Temperaturen oder andere raue Bedingungen beeinträchtigt. Er behielt während des gesamten Messprozesses eine hohe Präzision und Stabilität bei und schloss das Projekt erfolgreich ab.

Vorteile
Großvolumige Messung
TrackScan-Sharp verfügt über ein großes Messvolumen von bis zu 49 m³ sowie einen leistungsstarken Kantenerkennungsalgorithmus, der sicherstellt, dass großflächige Bauteile ohne häufiges Umsetzen gemessen werden können. Dies spart Zeit bei der 3D-Erfassung und Datenzusammenführung. Für eine hohe volumetrische Genauigkeit ist kein Photogrammetriesystem erforderlich.

Effiziente Messungen
Dank der optischen Tracking-Technologie und einer Messrate von bis zu 2,6 Millionen Messpunkten pro Sekunde kann TrackScan-Sharp Bauteile präzise und effizient vermessen. Gleichzeitig wird die Maschinenlaufzeit der CNC-Werkzeugmaschine frei, was die Produktionseffizienz steigert und die Betriebskosten senkt.

Präzise Messergebnisse
Mit seiner fortschrittlichen Hard- und Software kann TrackScan-Sharp mit einer hohen Präzision von bis zu 0,025 mm messen. Das System hilft, Messfehler durch die große Bauteilgröße zu vermeiden und gewährleistet eine genaue Messung.

Intuitive Berichte
Mit den vollflächigen Daten und der anschaulichen Farbkarte können Ingenieure Deformationen an spezifischen Oberflächen oder Bauteilen effizient analysieren, was bei Punkt- oder Linienmessungen schwierig war. Dadurch konnten sie ihre Prozesse und die Qualitätskontrolle verbessern.

Die intelligente optische 3D-Messlösung von SCANOLOGY half dem Kunden, die Qualität und Effizienz der Statorrahmenfertigung zu steigern und somit die Wettbewerbsfähigkeit im Markt für Generatoren von Wasserturbinen zu erhöhen.