作為一種水上運(yùn)輸工具?船舶具有裝載量大?費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)?在海洋航運(yùn)中的作用越趨突出?承擔(dān)了重要的貨運(yùn)任務(wù)。
造船業(yè)是資金密集、信息密集、技術(shù)密集、勞動(dòng)力密集型行業(yè)?船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜?建造工序多?因此測(cè)量項(xiàng)目多?測(cè)量準(zhǔn)確性要求較高，需按照訂單進(jìn)行單件或者小批量生產(chǎn)，設(shè)備和工具工裝專用性強(qiáng)?進(jìn)入和退出壁壘都很高?是競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的行業(yè)。
目前各種新型大型船舶?如超大型油船、集裝箱船等對(duì)船舶工業(yè)的要求日趨嚴(yán)格，造船企業(yè)必須借助當(dāng)今科技的發(fā)展不斷革新生產(chǎn)技術(shù)和工藝?達(dá)到在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有市場(chǎng)的目的。

案例介紹
本案例中滬敖所服務(wù)的客戶為大型船舶機(jī)械零部件企業(yè)，其需要對(duì)船舶的發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行模擬測(cè)試。客戶在機(jī)艙表面按要求布局了大量傳感器，用以實(shí)時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)分析。
本次的難點(diǎn)在于，每一個(gè)傳感器都需要空間和軸向定位，因?yàn)闇y(cè)試結(jié)果需用于后續(xù)的相關(guān)性分析，因此傳感器的定位需要很精確。
而本次的被測(cè)件由于是大型錐桶（弧面結(jié)構(gòu)），在以往的實(shí)際操作中很難實(shí)現(xiàn)精確的空間頂點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)位置的定位。
本次滬敖的技術(shù)人員采用手持式高精度激光三維掃描儀+攝影測(cè)量系統(tǒng)（用以控制整體測(cè)量精度）的三維測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)模型進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集工作并使用逆向軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)去處理。

工作流程如下
1、布局標(biāo)記點(diǎn)+編碼點(diǎn)以及標(biāo)尺，對(duì)其進(jìn)行拍攝工作。
2、對(duì)模型進(jìn)行采集，針對(duì)性只采集所需的傳感器數(shù)據(jù)：（保證數(shù)據(jù)完整的情況下，盡可能減少無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)）
3、擺正坐標(biāo)系，提取相對(duì)應(yīng)的傳感器頂點(diǎn)空間坐標(biāo)。
（由于傳感器的放置面和背面都是死角，但客戶希望能夠提供八個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，滬敖的技術(shù)人員對(duì)每個(gè)傳感器進(jìn)行了逆向工作，利用軟件對(duì)頂點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行拾取）。

4、輸出點(diǎn)坐標(biāo)（.TXT），整理坐標(biāo)生成（.Excel）
三維掃描在本方案中的優(yōu)勢(shì)分析
1、準(zhǔn)確提供空間坐標(biāo)，解決傳統(tǒng)測(cè)量行業(yè)的局限性。
2、生成數(shù)據(jù)表格，可數(shù)據(jù)存檔，在數(shù)據(jù)記錄上有追溯性。很好地解決了上下游數(shù)據(jù)互通的問(wèn)題
3、提供基礎(chǔ)模型，應(yīng)用于模擬實(shí)驗(yàn)，及二次開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域
三維掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)原形從三維實(shí)體到三維數(shù)據(jù)的直接轉(zhuǎn)化?成為后端技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)或起點(diǎn)。
從測(cè)量學(xué)的觀點(diǎn)看?非接觸式測(cè)量可真正實(shí)現(xiàn)“零接觸力測(cè)量”。這樣有效避免了高精度測(cè)量中測(cè)量力帶來(lái)的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差?而且可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)軟質(zhì)和超薄物體表面形狀的測(cè)量。
三維掃描采集速度快?能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)用于曲面擬合和三維建模?并可和理論模型比對(duì)進(jìn)行誤差分析，大大節(jié)省了時(shí)間?也減少人為引入的誤差。
在本案例中，三維掃描技術(shù)的加入，使得每個(gè)測(cè)點(diǎn)（傳感器）的空間定位很精確，增加測(cè)點(diǎn)數(shù)目很方便且不會(huì)顯著增加工作量，因此大大豐富了數(shù)據(jù)信息，對(duì)于后續(xù)相關(guān)性分析非常方便。

三維掃描在船舶工業(yè)的應(yīng)用前景
三維掃描技術(shù)應(yīng)用于船舶工業(yè)有很大的應(yīng)用前景
1、例如將光學(xué)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于艦船維修領(lǐng)域，可將需要改建或者已損壞的區(qū)域在測(cè)量后進(jìn)行模型重建?并使用通用的軟件進(jìn)行工程造型?制造新的船殼來(lái)替換損壞區(qū)域，從而降低了測(cè)量和工程圖制作等人工耗時(shí)。
2、例如?使用三維掃描儀將帶有余量的船舶分段掃描下來(lái)，轉(zhuǎn)化為二維圖或者三維圖?在分段未上船臺(tái)之前進(jìn)行余量修正。
3、利用三維掃描儀對(duì)各種板材、結(jié)構(gòu)件和分段的尺寸與精度進(jìn)行管理?形成三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)。采用三維激光掃描系統(tǒng)，使得船體裝配成為簡(jiǎn)單的要素作業(yè)，降低了工人的熟練化程度。
4、船體內(nèi)部管道林立?在拼裝焊接時(shí)保證其準(zhǔn)確性非常重要。在上船臺(tái)前?測(cè)量好對(duì)接部分各管道的位置精度?在分段上船臺(tái)之前設(shè)計(jì)出連接彎管的結(jié)構(gòu)?可以為相應(yīng)分段提前加工彎管。
5、由于環(huán)境溫度的變化如船體曝曬在日光下?工件的尺寸會(huì)產(chǎn)生較大的變化?給裝配焊接過(guò)程中的精度控制帶來(lái)不便。可通過(guò)掃描儀采集不同溫度下的整船的膨脹系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)?建立分段的膨脹系數(shù)檔案?從而設(shè)計(jì)合理的裝配方案。
6、將各個(gè)分段的三維模型自動(dòng)拼接?形成整船的三維模型。分析船舶制造總體精度?對(duì)于全船的光順性等給予直觀的評(píng)價(jià)
……
通過(guò)以上手段?均有利于大大減少工作量?縮短船臺(tái)周期?降低建造成本。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的使用三维扫描方式对船舶发动机舱表面传感器坐标点位置准确定位的应用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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