風力發電機葉片三維檢測不能沒有的兩個神器

風力發電機葉片的結構尺寸直接影響風能的轉化效率，結構上細微的偏差都可能使葉片發生共振，減低葉片使用壽命。因此葉片三維重建對研究有限元動力分析和數值模擬有著至關重要的作用。

問答時間

Q:風力發電機的葉片制造很復雜嗎？

A:當然！風機葉片是風力發電機的關鍵部件之一，目前國內風機葉片制造主要是在國外產品基礎上進行二次開發，由此可見不是隨隨便便就能生產的。需要根據空氣動力學設計葉片模型、對葉片逆向造型、數值模擬葉片翼型流場，對葉片毛坯件進行三維檢測，修正偏差等等都是風機葉片研發制造過程中的核心環節。

Q:那這些過程是否需要用到手持式三維掃描儀？

A:沒錯。事實上很多產品的研發、設計、生產的過程都離不開三維建模。風機葉片由于尺寸結構要求非常嚴格，因此在生產制造過程中的質量控制尤為重要。

Q: 這次對風機葉片3D掃描的難點在哪？

A: 風機葉片體積較大，而精度要求很高，因此難點在于如何快速獲取葉片的三維數據的同時又能保證高精度。

風機葉片是風力發電機轉化風能的最主要部件，其良好的尺寸設計是保證葉片穩定高效運行的重要參數之一。因此，葉片的形狀特征與其精度的設計有著非常嚴格的要求，現客戶制造出一批風力葉片的毛坯件，體積大小約為6m×1m×0.4m。客戶需要獲取毛坯件的形狀參數，通過與標準件的比對來分析其誤差大小，進而對其尺寸進行修正。之前傳統的測量方法檢測難度大，且耗費時間長，存在的人為誤差很大，因此正在尋找一種既高效又精確的三維檢測方式。

解決方案

大型風機葉片的尺寸屬于中大型物件，為了提升掃描速率和效率，思看技術采用7束交叉（共計15束激光）的HSCAN771對其進行掃描；在精度方面，葉片由于長達6m，尺寸在3D掃描過程中誤差會不斷累計，體積越大，累計誤差也越大。以風機葉片為例，6米長的葉片單獨使用HSCAN771的總誤差理論上可達0.38mm（由于誤差±0.02mm±0.06mm/m，因此實際誤差低于0.38mm）

由于考慮到葉片的精度要求很高，所以思看技術人員配合MSCAN全局攝影測量，誤差下降到0.17mm，精度可提升67%，大大減少體積誤差。HSCAN結合MSCAN測量的方式隨著被測物體體積越大，優勢越明顯。

三維掃描流程

step1.貼反光標記點、編碼點，擺放標尺，其中標尺要注意擺放的位置，與整體編碼點銜接在一起。

step2.MSCAN全局攝影測量系統進行標記點采集，計算得出標記點數據。

step3.標記點導入SCANVIEWER掃描軟件，用HSCAN手持式掃描儀進行3D掃描；并將數據保存成.iges/.stl等多種通用格式。

step4.數模與掃描數據進行擬合對齊，進行三維檢測分析。

step5.根據檢測數據對產品外形進行調整優化。

三維掃描工作時間

貼標記點用時8分鐘

三維掃描時間15分鐘

檢測報告5分鐘

共計28分鐘

MSCAN全局攝影測量系統通常被用于大型物體的測量和定位，一方面，它可以搭配HSCAN有效減小三維掃描過程中的累計誤差，另一方面，MSCAN系統可單獨用于中大型（可測量數十米的物體）工件的三維測量，以檢測產品尺寸、幾何形變等。全局攝影測量與手持式三維掃描儀的配合使用，使中大型物體的三維重建不再成為難題。