Dimensional Engineering

移动的目标

PolyWorks有助于保证GE电厂发电

Extreme Fab Inc.是一家结构性金属制造公司,拥有建造大型机械的设备和技术,能够满足石油与天然气,电力,能源和货运工业的需求。GE Aero Energy是他们的重要客户之一;GE Aero Energy使得世界范围内的企业和社区能够在使用点或者附近生产可靠和高效的电能,在任何时间,在或不在电网。

使用多种燃料, GE Aero Energy的FlexAero LMS100 航改型燃气轮机能够以44%的转换效率生产高达100兆瓦的电量。用于偏僻地方的快速部署和安装,如偏远的乡村、钻井现场或灾区,这个特殊的涡轮就是一个盒子里的发电厂。LMS100产品系列包括所有已安装和预装配的涡轮,燃气轮机和压缩机。为了使这项复杂的工程正常工作,它使用了一个大型的、高精度的滑动底座。

提到为GE Aero Energy加工滑动底座,Extreme Fab和Dimensional Engineering通力合作,Dimensional Engineering公司致力于提供3D数字化数据采集,工程设计和分析服务,解决在广泛行业和应用领域的工程设计和生产制造的挑战。

航改燃气涡轮机提供高达100兆瓦的电力。

挑战

通过60 X 25英尺的测量,LMS100滑动底座有了精确加工的支撑面和安装孔。极微小的加工偏差都可以降低发电厂的运营效率,电能输出和使用寿命。据Dimensional Engineering公司的董事总经理William Bonner所说: “安装垫板需要+ / - 0.002的平面度,相对于60英尺长滑动底座的所有位置,标高保持+ / - 0.005。”

加工一个大型工件到如此精度都不是一件容易的事情,而滑动底座更具挑战性。“这件东西是动的;它从不会静止,” Bonner说道。当进行精密切割时有一吨重的现场加工系统放置在滑动底座之上。“每当你在滑动底座上放置铣刀时,滑动底座会弯曲,因为铣刀的重量不是均等分布的。

60 x 25英尺,精密加工的滑动底座。支撑表面(绿色)加工到+ / - 0.002”平面度。

“仅仅是将一个大工件加工到如此精度都需要花费数千美元,而且并非易事,对于滑动底座更具挑战性。” 。“这件东西是动的;它从来不是静止的,” Bonner说道。当进行精密切割时有一吨重的现场加工系统放置在滑动底座之上。“每当你在滑动底座上放铣刀时,滑动底座会弯曲,因为铣刀的重量不是均等分布的。”

机械工对一吨重的现场加工系统进行调整。

整个项目中,总共10天,每天12小时,机械工需要重新安置设备,这会引起安装垫板的上升,下降和扭转。

热膨胀也是一个使事情变得更加复杂的因素。24小时内高达50°F(10°C)的温度变化,滑动底座在一天中会产生膨胀和收缩。“Dimensional Engineering公司的任务是控制安装,指定刀具的角度和深度, 保证Extreme Fab可以提供GE所要求的精度,“Bonner说道。

如果滑动底座交付给GE时不符合规格要求,经常会产生严重后果。 “所以,如果它必须返回到Extreme Fab重新加工,滑动底座的单程运输将会花费额外数千美元的运费,” Bonner说道。如果返工影响生产计划,不合格也意味着严重的经济惩罚。

解决方案

随着每台机器的移动,在每次切割前和操作后,Dimensional Engineering公司会为Extreme Fab对铣刀放置,切割位置以及相对滑动底座静态与放松状态下的工件位置进行精确的测量。如果没有这种测量控制,GE的规格要求将很难满足,甚至不可能被满足。

Bonner说,他选择的是FARO激光跟踪仪和InnovMetric公司的PolyWorks|Inspector™软件解决方案。“我们使用激光跟踪仪获取精准测量,并使用PolyWorks来研究和管理采集到的数据,指导不断变化的项目,” Bonner说道。

Bonner的两人团队在滑动底座的卸载状态下开始基本对齐。使用焊接在工件上的50个参考目标,激光跟踪仪测量滑动底座的基准特征,使用PolyWorks®创建一个世界坐标系。然后使用PolyWorks建立多个局部坐标系,这样团队就可以孤立单个安装垫板上的移动,同时保持了单个安装垫板与整个滑动底座的关系。

如果我们不能控制考虑了跟踪仪重新定位的测量,就会出大问题。

在完成铣刀的定位和置平后,Bonner的团队开始测量滑动底座和刀具的位置,以提供给机械工用于编程切割深度和角度的准确位置。操作完成后,在进行下一片之前,再次进行测量以检测切割。

考虑到滑动底座会随温度的变化而变化, Dimensional Engineering团队使用PolyWorks提供的动态温度补偿功能处理所有的测量数据。通过这种调整,结合加工特征的准确位置,机械工可以相对于滑动底座在一个稳定的温度条件下对切割路径进行编程,而不是它的当前温度,动态更改位置。

出于对滑动底座的大小和视线的考虑,FARO激光跟踪仪在10天的项目上会被重新定位数十次。这将给精准加工操作引入另一个不确定因素。为了确保所有的测量精度相对于所有跟踪仪位置来说都是精准的,Bonner的团队使用了的PolyWorks的移动设备和实时捆绑。正如Bonner所说,“如果我们不能控制考虑了跟踪仪重新定位的测量,就将会出大问题。”

为了完成这个项目,我们要进行最终检测,以确认这个滑动底座满足GE的规格要求。 “我们对项目期间和运输前的每一次测量都进行验证和确认,” Bonner总结道。

最终检测结果确认安装曲面的平面度。

完成的滑动底座正准备运输到GE.

优势

“如果不使用激光跟踪仪和PolyWorks|Inspector解决方案,根本没有办法达到这种水平的准确度和精密度,至少不是一个可量化的方法,“Bonner说道,“我们从事这项工作已经有六年了,已经加工过50多个滑动底座。没有一个因为重做而不得不来回运输。“在这六年里, Dimensional Engineering只有两个不合格的报告(NCRs): 一个是因为单个超规格的孔,另一个是因为滑动底座图纸中有冲突的规格。

Dimensional Engineering将同样流程和工具应用于其他的大尺寸项目,包括LMS100套件的辅助部件,如中间冷却器。 “滑动底座技术被用于两个50英尺的散热器导轨,被焊接时的定位;也可以用于散热器安装法兰上120个孔的输入口以及输出口的平行,” Bonner解释道。 “如果我们没有FARO激光跟踪仪和PolyWorks的精确测量,散热器就不能和中间冷却器匹配,中间冷却器就不能安装到LMS100涡轮上。”

使用PolyWorks, Dimensional Engineering使得移动的目标更易于管理,大尺寸加工更能预知。

特色产品

行业标准的3D测量工具箱,从产品设计,装配指导到最终的流程检测。