3D扫描仪应用于风机叶片高精度检测

随着市场对清洁能源的需求推动，风电叶片迎来了“大”时代——风机容量增大，被誉为风机“灵魂”的风电叶片也越来越大。

大型化发展趋势，对风电叶片的设计制造、质量控制和运维等也提出了新的挑战。对此，业界人士普遍认为，“精细化”是破解诸多制约，低成本实现叶片大型化、轻量化的答案。

▲尺寸突破 精度护航

针对“百米量级”超长风电叶片，如何在产品全生命周期通过高精度的检测保障精益品质，且看本期微课堂给出的灵活解决方案。

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始于“精”——叶片模具型面控制

风电叶片模具的精度，决定着叶片的制造精度，而叶片翼形准确与否，直接影响风力发电的效率高低。因此，控制模具型面精度即是从“源头”上严控产品质量。

我们提供的解决方案，从以下客户需求出发：

• 随着模具长度的增加，仍能满足高精度的曲面检测要求；
• 面对体型巨大、不便移动的叶片模具，测量设备可灵活适应现场工况；
• 不需要多人配合，操作简单、高效，省时省力。

01全局定位/摄影测量

为了保证最终的数据精度，我们先使用PhotoShot Pro便携式摄影测量模块，利用其全局摄影测量功能提供整体框架，为后续扫描精准定位。

PhotoShot Pro的摄影测量范围更大，可以减少拼接次数，更好地消除累积误差。

02整体型面检测/动态跟踪扫描

完成全局定位后，接下来选择HyperScan智能光学追踪3D扫描仪进行扫描工作，它具有多种不同的工作模式。

上下模合模前，在开放环境下，可以使用标准的动态跟踪扫描模式，工作时光学追踪器实时跟踪扫描仪，实现车间现场环境下的高精度动态测量。因其无需贴点，扫描高效（速度达210万次测量/秒），特别适合大尺寸的叶片模具，可有效检测整个表面以及前、后缘，能够显著缩短检测时间。

03合模装配检测/贴点扫描

上下模合模后，需从内部进行装配检测时，在封闭空间内不适合放光学追踪器，我们采用HyperScan的贴点扫描模式，可手持扫描、灵活操作，不受空间和光线限制，能大大提升风电叶片模具安装调试的精度与效率。

▲扫描及检测数据（部分展示）

成于“精”——叶片根部螺栓检测

风电叶片根部螺栓是连接叶片和风机轮毂的主要连接件，随着叶片尺寸越来越大，根部螺栓也承受了更大的载荷，连接部位成为整体结构的薄弱环节。因而，根部螺栓的设计、制造和安装精度等关乎着整个风电机组的安全运行。

考虑叶片根部直径大，连接螺栓数量众多，从效率和精度需求出发，我们推荐以下方案。

01螺栓装配检测/动态跟踪扫描

螺栓安装孔位是否满足配合标准，安装的总体误差是否在设计范围内，我们仍然采用HyperScan的动态跟踪扫描模式，充分发挥其无需贴点、扫描快速的优势，几分钟即可获取2-3m直径范围内的所有螺栓数据。

02螺栓形变检测/精细扫描

当需要对螺栓形变等细微特征进行检测时，我们既可以采用智能光学追踪3D扫描仪HyperScan的精细扫描模式，也可以选择智能手持式激光3D扫描仪，其最高精度可达0.03mm。

当然，为了更好地提高整体数据精度，在扫描之前可先通过PhotoShot Pro摄影测量进行全局精度控制。

▲扫描及检测数据（部分展示）

结语

以上测量方案，无论采用哪款设备，均可以在扫描结束后，将三维数据导入检测软件，生成直观易读的可视化报告。同时，方便对数据进行永久存档，为后续安装、维护或产品优化提供精准有效的数据支持。

在风电叶片的“大”变革中，正是基于技术创新和对精益求精的不懈追求，才使得中复连众这样的企业在市场中脱颖而出。