引水式水電站是采用引水建筑物以集中天然河道落差進(jìn)行發(fā)電的水電站，具有工程簡易、造價(jià)較低等特點(diǎn)，在做好合理統(tǒng)籌規(guī)劃的前提下，可以提供更為綠色環(huán)保的清潔能源。
佩爾頓水輪機(jī)是引水式水電站常用的水輪機(jī)類型，也是其工作的核心部件。它可以利用水流沖擊水斗的方式來獲取能量，其性能表現(xiàn)將最終決定水電站的運(yùn)行效率和工作的穩(wěn)定性。
從逆向設(shè)計(jì)到質(zhì)量檢測，全鏈路提升水輪機(jī)核心性能
為了進(jìn)一步提升水電站的發(fā)電效率，?？怂箍稻C合旗下便攜式裝備與工業(yè)軟件方案，全面助力佩爾頓水輪機(jī)的性能升級(jí)，從逆向掃描、工程仿真到生產(chǎn)質(zhì)量檢測，打通全鏈路數(shù)據(jù)，真正以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)制造升級(jí)。
Step1：3D數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集
為更好地完成對(duì)佩爾頓水輪機(jī)的改造，首先需要對(duì)現(xiàn)有工件進(jìn)行精確的3D數(shù)據(jù)掃描，以供后續(xù)處理分析。佩爾頓水輪機(jī)的重量通常高達(dá)800kg，送到檢測室測量極其不便。為此?？怂箍堤峁┝薘A8絕對(duì)臂藍(lán)光掃描檢測方案，可以在不拆工件、不停機(jī)的情況下，在現(xiàn)場快速準(zhǔn)確地完成3D數(shù)據(jù)采集。
高精度RA8絕對(duì)臂測量機(jī)支持IP54防護(hù)認(rèn)證，并內(nèi)置電池和WIFI無線連接功能，是理想的現(xiàn)場測量設(shè)備。此外，該方案還選配了性能優(yōu)異的AS1藍(lán)光掃描測頭，掃描速度高達(dá)120萬點(diǎn)/秒，憑借創(chuàng)新性SHINE技術(shù)，可對(duì)高亮、高暗工件直接掃描而無需預(yù)處理，能夠精確獲取水輪機(jī)水斗形狀的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
Step2：逆向工程數(shù)據(jù)處理
絕對(duì)臂獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可通過REcreate軟件實(shí)現(xiàn)逆向處理和CAD建模，從而完成水輪機(jī)設(shè)計(jì)的改進(jìn)和優(yōu)化。REcreate 逆向工程處理軟件，專為CAM用戶實(shí)現(xiàn)簡單高效的CAD建開發(fā)，能最大程度降低操作的復(fù)雜性，用戶再也無需在掃描和逆向軟件中來回切換。
借助REcreate提供的專業(yè)技術(shù)，用戶可以在軟件中直接使用絕對(duì)臂對(duì)工件進(jìn)行掃描和觸測，并能對(duì)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾和優(yōu)化，生成精細(xì)、光順的三角網(wǎng)格，進(jìn)而獲取所需的曲線和曲面模型。
Step3：設(shè)計(jì)與加工仿真驗(yàn)證
利用REcreate軟件生成CAD模型之后，為了最大程度提升水輪機(jī)產(chǎn)品性能，海克斯康工業(yè)軟件也提供了貫穿設(shè)計(jì)、工藝、制造全過程的仿真驗(yàn)證方案，有效提高了產(chǎn)品品質(zhì)與加工效率。Cradle CFD軟件通過流體仿真，可輕松確認(rèn)水輪機(jī)水流壓力影響下的晃動(dòng)情況;Simufact Additive PBF軟件能夠預(yù)測工件3D打印完成后的變形情況，并能自動(dòng)優(yōu)化工藝流程，減少時(shí)間和成本消耗;ESPRIT軟件進(jìn)行加工編程和模擬仿真，能夠有效優(yōu)化機(jī)床的加工路徑;使用NCSIMUL軟件，還能對(duì)加工G代碼進(jìn)行精確驗(yàn)證和高效優(yōu)化。
Step4：大尺寸工件現(xiàn)場測量
新加工的水輪機(jī)工件，尺寸大且不易搬動(dòng)，可以選用Leica AT500絕對(duì)激光跟蹤儀，配合反射球和B-Probe Plus手持式測頭，在車間現(xiàn)場對(duì)工件直接進(jìn)行測量，從而判斷其外觀特征和關(guān)鍵尺寸是否符合新的設(shè)計(jì)要求。
Leica AT500采用內(nèi)置控制器設(shè)計(jì)，可由電池供電，輕巧便攜且易于安裝，并支持IP54防護(hù)等級(jí)要求，能滿足用戶在各種復(fù)雜環(huán)境下的現(xiàn)場測量需求。借助B-Probe plus手持式測頭，更可以輕松實(shí)現(xiàn)隱藏點(diǎn)的測量，它具備完整的無線測量功能，并具有更廣的接收角度，能給用戶帶來更好現(xiàn)場使用體驗(yàn)。
Step5：測量軟件質(zhì)量驗(yàn)證
為了驗(yàn)證水輪機(jī)表面加工是否設(shè)計(jì)要求，判斷新工件水斗的外形輪廓是否與CAD模型相符，用戶還可以使用絕對(duì)臂測量機(jī)對(duì)新工件進(jìn)行整體掃描，并采用全新一代的便攜式檢測軟件Inspire對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行專業(yè)分析。
Inspire軟件具有強(qiáng)大的測量功能和兼容能力，適用于各種便攜式測量設(shè)備，同時(shí)支持接觸式測量和激光掃描而無需切換操作界面。Inspire軟件界面簡潔直觀，擁有全面的GD&T形位公差及特征檢測功能，掃描數(shù)據(jù)在與CAD模型進(jìn)行比對(duì)后，還可通過彩色色差圖的形式顯示，并能輸出內(nèi)容豐富的圖形化報(bào)告。
借助?？怂箍堤峁┑耐暾乃啓C(jī)改造方案，用戶能夠快速實(shí)現(xiàn)佩爾頓水輪機(jī)的產(chǎn)品改進(jìn)，從而有效提升小型水電站的運(yùn)行效率，加大綠色能源的提供力度。在這一方案的組成當(dāng)中，以Leica AT500激光跟蹤儀、RA8絕對(duì)臂掃描系統(tǒng)、Inspire檢測軟件、REcreate逆向處理軟件為代表的便攜式產(chǎn)品，提供了簡單、高效、易用、精確的現(xiàn)場測量解決方案，結(jié)合?？怂箍倒I(yè)軟件所具備的強(qiáng)大功能，為最終實(shí)現(xiàn)佩爾頓水輪機(jī)的成功改進(jìn)，提供了最為有力的支持。
（轉(zhuǎn)載）
