Polyworks 3D几何检测软件,帮助世界最大油田设备制造商

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●公司概述

Weatherford International Ltd., (纽约证券交易所︰WFT)是世界最大和最活耀的油田服务公司之一。总部设在休斯敦,公司雇用多于全世界的34,000 人,在全世界的国家超过710个位置和在超过100个国家操作。分公司Edmonton, Alberta, Canada主要设计与制造两种产品在石油开采操作领域,“潜油泵”运用在钻凿井之后的生产原油与流体动力的部件。

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●现况

为了满足景气大好的世界石油与天然气开采工业,Weatherford International Ltd., 是世界最大的油田服务公司,遍及全世界的主要石油生产公司都使用Weatherford 的产品,必须提升生产并且需要改进他们检测操作的效率。分公司在Edmonton, Alberta, Canada 主要设计和制造两种产品运用在原油开采的操作上,”潜油泵”运用在钻凿井之后的生产原油与流体动力的部份。

为了帮助增进生产效率,公司寻求一个崭新且效率的方法来检测流体动力的部件,这部份有非常复杂的几何学并且很难使用传统的方法来检测。在过去,公司已经建立一个标准程序,需要四个人来进行,一个来自加工制造部门,一个来自品管部门与两个从工程部门,为了测量检测加工后流体动力的部件,这些大且螺旋状的组件,有一些长达20英呎,需要耗时约一个小时来收集这些尺寸数据,并且需要更多时间手动来比对与理想的原始设计图档有何差异性,再将三维检测软件的结果回馈给加工现场,让他们对加工的参数做修正。当另外一个相同的组件被加工完毕,必须利用相同的检测程序来决定,这次的修改是否改善了尺寸精度。这是一个相当费时的程序。

此外,我们得限制这个检测操作在平常工作时间完成,好让研发工程部门有时间来分析数据与比较CAD图文件几何尺寸的差异。

Wayne Pilgrim│Weatherford资深项目工程师如此描述

●致力于效率

在2005年,公司重新评估他们检测这些零件的方法,试着找到一个更有效率的方式来收集数据并且分析尺寸。

这个计划的部分是来自安装InnovMetric软件的PolyWorks 3D几何检测软件,一个全方面的三维检测软件,它可以把所有操作流畅的自动处理,并且与原始设计比较尺寸差异。

Polyworks软件是与一台高精度的Faro白金级移动式三次元(Faro Platinum Arm)做结合,Faro Arm不仅拥有传统三次元的点测系统,并且可以挂载激光扫瞄设备,成为一台非接触式的检测设备。
当软件与硬件结合在一起使用,可以有效缩短检测与分析一半的时间,并且需要的操作人员从四个人改成两个人。

除此之外,现在现场的制造人员可以独立操作,并且可以24小时进行这项工作。

●收集点云数据

FARO三维扫描仪可以每秒最多得到19,200个点的比率来收集几何形状的数据。

现在Weatherford流体动力的部件只需要固定10~15分钟来完成检测工作,一笔超过百万点的点数据可以清楚形容产品特征的几何形状尺寸。

“我们让Polyworks逆向工程软件来做这工作–- 数据运算— 来抓取合适的断面分析” Pilgrim说”因为它自动对齐点数据的能力,可以确保得到精确的结果,排除人为操作的疏失。”

该公司使用检测的程序类似批次的原则来进行,”举例来说,如果要生产一批五件零件,使用者会运用Polyworks与FARO激光扫瞄仪来检测第一件零件,如果第一件没有问题,我们将会用同样的CNC程序来制造接下来的四件,并且这四件将不会经过Polyworks与FARO激光扫瞄仪来检测,” Pilgrim说“我们可以检测其它检测方式无法做确认的成品。”

流体动力部件的检测流程几乎完全一样,当第一件被加工出来的产品,经由3D扫瞄设备收集高密度点云。Polyworks逆向工程软件从高密度点云创造一个三角网格点数据,将产生出来的点数据汇入Polyworks / Inspector 模块,接着汇入ProENGINEER的档案作为检测的基准,利用Polyworks的data-to-CAD alignment对位技术,将扫描得到的点数据与CAD文件做对位,来定义两者为同一个坐标系统。经过完美的定位,操作者可以指定图文件与点数据的比对断面分析。

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●检测结果:

每个被选取的断面,Polyworks逆向工程软件会自动产生一系列图文件与点数据比较的相关数据出来,包括:标准差、最大误差、最小误差……等等(参考图片3)。Polyworks逆向工程软件也会产生一份PDF报告,里面有相关数据与图文件与样品误差比对彩图(参考图片4)。

从这份报告,加工人员可以做出调整,当下一个部件被制造出来,会再扫描一次,来了解是否将产品更接近原始设计。

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使用者发现Polywokrs软件非常容易去使用,我们可以事先设定要做什么检测,当三维扫描结束,检测结果就自动可以得到。

Travis Chometsky│Weatherford 产品设计者与该领域Polyworks软件专家

●自动化检测

感谢强大的宏程序能力,操作者不需要在Polyworks逆向工程软件对每一件零件手动来作对位和比对的任务,只需要点击一下鼠标,一个完整的检测流程,从定位到比对与最后的报告产生,就可以自动执行每一个三维扫描完成的部件。

你不需要任何撰写程序的经验,就可以快速的来做设定的动作,宏程序语言非常容易使用并且可以在指令窗口利用录制的方式完成一个检测的程序。

我们了解这个方式来做检测,在生产流程中可以节省相当多的时间与金钱,并且我们已经准备好帮助其它的部门来达成,并且做的跟我们一样好。


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