Công nghệ đo 3Dmedia.bizwebmedia.net/sites/153587/upload/documents/shipbuilding_vn.pdf ·...

Copyright © 2009 GOM mbH All rights reserved! Rev. A (en) 21122009 www.gom.com 1

GOM mbHMittelweg 7-838106 BraunschweigDeutschlandPhone +49 531 390 29 0Fax +49 531 390 29 [email protected]

GOM International AGBremgarterstrasse 89B8967 WidenSchweizPhone +41 5 66 31 04 04Fax +41 5 66 31 04 [email protected]

GOM France SAS10 Quai de la Borde - Bât A291130 Ris OrangisFrankreichPhone +33 1 60 47 90 50Fax +33 1 69 06 63 [email protected]

GOM UK LtdBusiness Innovation CentreCoventry, CV3 2TXGroßbritannienPhone +44 2476 430 230Fax +44 2476 430 [email protected]

GOM Branch BeneluxInterleuvenlaan 15 E3001 LeuvenBelgienPhone +32 16 408 034Fax +32 16 408 [email protected]

Hệ thống đo : TRITOPCMM

Ứng dụng hệ đo lường tọa độ 3D

Hệ thống đo quang học 3 chiều di động TRITOP cắt giảm thời gian chết trong các xưởng đóng tàu từ vài tháng xuống chỉ còn vài ngày.

Công nghệ đo 3D di động trong ngành đóng tàu


Hệ thống đo ba chiều rút ngắn thời gian trong ngành công nghiệp đóng tàu

De Kooiman Group - bước tiến tiếp theo trong quá trình phát triển kinh doanh

Hệ thống đo : TRITOPCMM

Hệ đo 3 chiều di động dành cho ngành đóng tàu

Quá trình chế tạo và bảo dưỡng tàu thành công, an toàn và mang tính kinh tế đòi hỏi một sự kết hợp thông minh giữa kiến thức, kinh nghiệm và tay nghề. Sự tích hợp các chương trình CAD tiên tiến và các hệ thống đo lường quang học giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả về mặt chi phí trong ngành đóng tàu hiện nay. Hệ thống đo kỹ thuật số TRITOP tạo điều kiện cho việc chế tạo nhanh các bộ phận với hệ thống CAD/CAM hiện đại và các máy CNC. Thời gian được cắt giảm từ vài tháng còn vài ngày. Hệ thống đo lường quang học 3D đã nâng cao hiệu quả và độ chính xác của việc sửa chữa và trùng tu trong ngành công nghiệp đóng tàu.

De Kooiman Group tại Zwijindrecht, Hà Lan là công ty chuyên hoạt động trong lĩnh vực sửa chữa và đóng mới tàu biển cỡ lớn lên tới 135m. Xưởng đóng tàu của De Kooiman được đặt tại Swinhaven, là một lối vào thuận tiện đến các vùng biển và con đường thủy sâu trong nội địa.Rinus Kooiman và những người anh em của ông - những người sáng lập ra hãng từ năm 1884 khi nhìn lại chặng đường lịch sử thành công, ông cho biết: " Với các phòng thiết kế riêng, xưởng mộc và máy móc, chúng tôi có khả năng thực hiện mọi công việc từ đóng mới cho đến sửa chữa những bộ phận chính, hay từ việc thực hiện sửa chữa nhỏ cho đến đại tu.


Ở bộ phận thiết kế, giám đốc Rinus Kooiman và những người anh em của ông đã đầu tư công nghệ CAD bao gồm một nền tảng kỹ thuật tối ưu từ vài năm trước đây. Tuy nhiên các dữ liệu để đưa vào hệ thống CAD vẫn chỉ là các thông số đo và các mẫu được tạo ra thủ công

Hình 1: Hệ thống đo TRITOP: camera với các phụ kiện, các bộ phận tiếp nối cho các mẫu đo.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo quang học 3D TRITOP

Công ty của chúng tôi trang bị đầy đủ phương tiện phần cứng hiện đại như hệ thống đường trượt, xưởng đóng tàu hiện đại, hệ thống nâng.Rinus Kooiman cũng cho biết thêm: " Đối với việc sửa chữa và đại tu tàu biển, chúng tôi đã mất rất nhiều thời gian chết. Những con tàu bị hư hỏng luôn phải được chuyển đến các xưởng để sửa chữa và việc sửa chữa được thực hiện thủ công bởi các thợ có tay nghề tốt. Nhưng thời gian chết cho việc sửa chữa thủ công đã được giảm xuống rất nhiều khi bạn có thể chuẩn bị toàn bộ các bộ phận bằng hệ thống CAD hiện đại và các máy cắt kỹ thuật số."Đối với xưởng đóng tàu của Kooiman, thời gian chính là yếu tố để đưa kinh doanh phát triển lên một bậc mới.

Xưởng đóng tàu Kooiman áp dụng công nghệ kỹ thuật số

Peter Vrolijk - làm việc tại bộ phận tàu công nghiệp nặng giải thích: " Mục tiêu là cắt giảm thời gian chết một cách tối đa. Vì vậy, rất cần thiết để đem đưa ra những dữ liệu đầu vào kỹ thuật số cho hệ thống CAD bằng cách sử dụng công nghệ đo 3D tiên tiến."

Vì vậy, xưởng đóng tàu Kooiman bắt đầu nghiên cứu các công nghệ đo quét 3D hiện có trên thị trường. Muhlhoff - người tiên phong trong việc sử dụng thiết kế 3D trong thiết kế tàu đã hướng De Kooiman Group đến giải pháp của GOM - nhà phát triển hệ thống đo quét quang học toàn cầu với nhiều các ứng dụng như số hóa 3D, đo biến dạng và kiểm tra chất lượng. GOM đã đề xuất cho Kooiman giải pháp TRITOP - một giải pháp trắc lượng ảnh dựa trên camera kỹ thuật số, điểm dán và phần mềm ( hình 1)

TRITOP là thiết bị đo có khả năng di chuyển, có thể thu lại chính xác tọa độ 3D của các điểm riêng biệt trên vật thể. Các điểm đo dàng được đánh dấu với điểm dán trước khi quá trình đó diễn ra. Sau đó vật thể đo được thu lại với camera kỹ thuật số của TRITOP từ nhiều góc nhìn khác nhau. ( hình 2)


Hình 2:Hệ thống đo TRITOP được sử dụng trong xưởng đóng tàu. Thiết bị và các phụ kiện dễ dàng được di chuyển chỉ bởi 1 nhân viên. Hệ thống này cũng có thể được vận hành trong suốt quá trình đo và đánh giá mà không cần cung cấp năng lượng từ bên ngoài.

Dựa trên toàn bộ hình ảnh 2D thu được, máy tính tự động tính toán các tọa độ 3D của điểm dán bởi các giá trị trung bình của các tọa độ (Hình 3 và Hình 4). Phần mềm TRITOP cũng có khả năng kiểm tra và phân tích. Các tọa độ 3D được đo có thể được sử dụng cho so sánh với dữ liệu CAD, phân tích GD&T hoặc có thể được xuất ra như các bản báo cáo đo lường và các trang tính Excel

Hình 3: Tọa độ ba chiều của từ 3 vị trí camera khác nhau

Hình 4: Tọa độ 3D được đo từ chuỗi các hình ảnh 2D trong phần mềm TRITOP


Dữ liệu cũng có thể được xuất ra ở định dạng IGES để sử dụng trong thiết kế ngược giống như trường hợp ở Kooiman (Hình 4)Hệ thống TRITOP có khả năng di chuyển và rất linh hoạt. Toàn bộ thiết bị bao gồm camera case, laptop và bar case có thể dễ dàng vận chuyển bởi 1 người. Quá trình đo cũng chỉ cần một người điều khiển. Bởi vì việc thu dữ liệu được thực hiện với một camera và việc đánh giá dữ liệu được thực hiện trên 1 laptop, các nhiệm vụ đo có thể được thu lại và kiểm tra mà không cần năng lượng bên ngoài.

Hình 5: Đo các gờ, khung dạng nằm ngang và sống neo trong một phòng cabin hẹp để lấy dữ liệu kích thước khoang ( dữ liệu xuất ra dạng các mặt phẳng, các đường và các đường tròn dưới định rạng IGES)

Từ sửa chữa nhỏ đến đại tu toàn bộ: Thiết kế ngược 3D thân tàu dài 75m

Lựa chọn và kiểm tra của hệ thống đo 3D: Bên trong và bên ngoài" Dĩ nhiên, chúng tôi đã muốn đầu tư một công nghệ đo 3D sẵn có thích hợp nhất, nên chúng tôi đã xem xét các công nghệ khác nhau như Terrestrial, Laserscanning và Photogrammetry. Chúng tôi cũng muốn chắc chắn rằng hệ thống đo này có thể đáp ứng toàn bộ những yêu cầu của chúng tôi, vì vậy chúng tôi đã đưa ra một số các thử nghiệm cho hệ thống này." Theo Peter Vrolijk - người kiểm tra và lựa chọn hệ thống thích hợp

Bên cạnh nhiệm vụ đo vỏ thân tàu bên ngoài, hệ thống đo 3D được chọn cũng phải thực hiện được các phép đo đối với các ngăn kín bên trong nằm trong khoang tàu. Thách thức ở đây là thực hiện một phép đo tin cậy chỉ trong một không gian giới hạn và khoảng cách đo rất ngắn. Và TRITOP phải chứng minh được khả năng đo các kích thước và cấu trúc bên trong như các sườn, gờ, sống neo và các khung của ngăn kín với kích thước 6mx6m đằng sau buồng máy và ở trên chân vịt. Mặc dù, đó là điều không thể để một người đứng trong ngăn kín (do sống neo và các sườn tàu) để điểu khiển, phép đo TRITOP đã được thực hiện một cách hoàn hảo và một bản tóm tắt các kích thước khoang được tạo ra chỉ trong vài giờ đồng hồ ( hình 5).

Yêu cầu thứ hai là đo thân bên ngoài của một con tàu để tái tạo trùng tu bề ngoài của nó ngay tại xưởng đóng tàu. Một con tàu dài với kho chứa nhiên liệu dài 75m có thể cung cấp dầu và nhiên liệu cho các con tàu khác ở cảng Antwerp tại Bỉ cần một lớp vỏ thứ 2 đáp ứng theo pháp luật của EU và các yêu cầu an toàn. Để thiết kế ra các sườn mới và lớp vỏ thứ 2, bộ phận kỹ thuật của Kooiman cần có được hình dạng của toàn bộ thân tàu hiện tại


Kỹ thuật trước đây sẽ là tạo ra các vỏ gỗ và đo kích thước với các kỹ thuật truyền thống như các phép đo bằng thước dây. Thời gian để thực hiện công việc này thường là từ 4 cho đến 5 tuần. Mục đích hiện tại là cải thiện cả hai, chất lượng của các phép đo 3D cũng như cắt giảm thời gian.

Đối với việc chuẩn bị, mỗi phần thân tàu được đặt và xác định bằng các điểm dán từ trên xuống dưới, tại mạn phải và mạn trái của thuyền. Một cần trục được sử dụng để đưa người chụp chạy dọc theo con tàu và chụp theo các hướng khác nhau, bởi điều này rất quan trọng để thu được những hình ảnh xung quanh thân tàu. Một laptop được sử dụng để tính toán tọa độ 3D từ hình ảnh 2D. Sai số chung thường ít hơn 0.6mm/Tiếp đó mỗi bộ phận trên con tàu, các mặt phẳng gốc được tạo ra trong phần mềm TRITOP. Kết quả là đám mây điểm 3D mô phỏng thân tàu cùng với các mặt phẳn sẽ được nhập trực tiếp vào hệ thống CAD của Kooiman. ( Hình 6)

Hình 6: Đo lường di động phần thân tàu với thiết bị TRITOP

Hình 7: Tọa độ 3D và các mặt phẳng trong phần mềm TRITOP mô phỏng chính xác hình dạng của thân tàu. Dữ liệu được nhập trực tiếp dưới định dạng IGES vào hệ thống CAD của Kooiman

Việc đo các con tàu tại xưởng chỉ mất khoảng 48h trước khi nó trở lại hoạt động dưới nước. Sử dụng dữ liệu kỹ thuật số 3D chính xác, công ty đóng tàu Kooiman có thể chế tạo trước toàn bộ các bộ phận cần thiết cho việc trùng tu trong khi con tàu vẫn hoạt động bình thường. Trong những tháng gần đây, De Kooiman group đã thiết kế hoàn thành lớp vỏ thân tàu thứ 2 trong CAD, và chế tạo ra các bộ phận cần thiết khác. Khi con tàu quay trở lại xưởng, tất cả các bộ phận đã sẵn sàng để lắp ráp. Tổng thời gian đã giảm đi vài tuần, vì vậy dự án hiệu quả hơn rất nhiều về mặt chi phí.

Hệ đo lường quang học di động đẩy nhanh quá trình sửa chữa và đại tu trong ngành công nghiệp đóng tàuKhi xem xét hệ đo lường quang học, ý tưởng đầu tiên của De Kooiman Group là nó sẽ giúp cải tiến dữ liệu đầu vào cho các chương trình CAD. Việc sử dụng hệ thống TRITOP của GOM là một bước đột phá hướng đến việc tạo mẫu 3D chính xác và hiệu quả cho việc lắp ráp thân tàu.

Công nghệ đo 3Dmedia.bizwebmedia.net/sites/153587/upload/documents/shipbuilding_vn.pdf ·...

Documents

Transcript of Công nghệ đo 3Dmedia.bizwebmedia.net/sites/153587/upload/documents/shipbuilding_vn.pdf ·...