三维光学弯管测量技术:复杂弯管三维重建、弯管机校正、弯管尺寸测量

　　为推动我国管材成形领域相关理论和技术的发展，促进产学研用学术交流和合作，增强领域内学者间的思想交流碰撞，以“管材智能成形技术的机遇与挑战”为主题的“全国管材成形技术论坛”于2021年4月24-25日在上海市召开。

　　据了解，管件广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、能源、电子等诸多领域，是兼具结构和功能效用且量大面广的关键轻量化构件。高端装备制造对产品轻量化、高精度、高可靠性和低成本的迫切需求，势必需要创新发展高性能轻量化管材成形理论与技术，使得管材成形向精确、绿色和智能化方向发展。

　　为了探讨现有管材制备和管材成形与连接等技术难题，本次会议邀请了众多业内知名学者、专家做邀请报告。在会议现场，浙江金马逊机械董事长/正高级工程师林伟明先生受邀做了题为《面向航空航天复杂金属导管塑性成形机理与柔性集成制造系统研究》的报告，深入地分析了航空复杂金属导管塑性成形与柔性制造的技术研发和取得的成果，并展示了新拓三维最新弯管测量设备。作为在弯管三维光学测量市场占有率位居前列的品牌，新拓三维携应用于管材成形的三维光学测量技术方案及产品成果惊艳亮相，吸引了各方的广泛关注。

　　弯管在线检测方案

　　新拓三维现场展出的Tube Qualify三维光学弯管测量系统，是国内唯一自主知识产权的非接触式弯管在线检测专用设备，包括测量精度、测量稳定性在内的多项核心指标参数优于国际光学测量行业巨头。它采用非接触式三维光学测量技术，快速捕捉复杂管件的三维数据，并快速重建出三维模型，可胜任用于测量弹性管、自由形状弯管、具有连续转弯的管件。

　　Tube Qualify三维光学弯管测量系统可与自动上料架、机器人、全电动数控弯管机、上位机控制系统等自动化设备配合，实现高效率的自动化弯管检测。如今，Tube Qualify产品已在航空航天、汽车、军工、能源等多个重点行业和关键领域得到广泛应用。基于自主研发的技术实力，新拓三维还支持功能定制，以符合用户对多元化管件测量需求，在产业应用中创造更大的价值。

　　弯管外形测量方案

　　航空、汽车发动机结构复杂，为了躲避复杂结构的干涉，发动机装配的弯管形状各异，结构复杂。在发动机管路组装过程中，总会出现由于管路尺寸导致管路安装困难或者安装不上的问题。新拓三维XTOM三维扫描仪，可对汽车配件弯管进行三维扫描，获取全尺寸三维扫描数据，可检测弯管直径，孔位直径、位置度、同轴度等全尺寸偏差。

　　对于弯管焊接变形的测量，过去的解决方法通常是分析卡座焊接偏差，逐一校核图纸尺寸，无法精准测量管路累计折弯偏差后的尺寸误差，影响安装，返修费时费力，耽误工程工期。XTOM三维扫描仪通过获取不规则弯管三维数据，与原数模进行全方位比对检测，可实现偏差的数值标注，以便于精确地调整尺寸偏差，减少管路安装过程中出现的诸多问题。

　　弯管及材料应变测量方案

　　从弯管的加工制造上看，它主要在加热的过程中弯曲，弯管的塑性弯曲变形，受压侧容易发生塑性失稳，产生压曲甚至是波浪褶皱，且增加横截面的椭圆度，严重影响弯管质量。活动现场展出的XTDIC三维全场应变测量系统，可以对弯管制造过程进行全场应力应变测量，评估弯管由于温度、应力产生的变形或者回弹，并可验证有限元模拟分析结果，合理控制弯管折弯工艺和数据。

　　制造弯管的许多材料一旦预热就会变形，这一原理用于管道的加工和弯曲，其加热温度需要在一定范围内。在选用材料提升弯曲性能时，需确定材料在不同温度下的力学性能(比如在高温下的屈服极限、抗拉伸、抗扭曲等)。XTDIC系统采用非接触式测量方法，在高温环境下也可测量材料的表面位移和应变分布，全程记录材料在不同温度下的力学性能，对于弯管材料的选型和改进有重要的应用价值。

　　高端装备制造技术应用创新方兴未艾，精密管件正迎来更广阔的行业市场，新拓三维将继续加大研发和产业布局力度，汇聚更多人才团队，聚集行业用户产业需求，共同打造管材成形测量技术创新高地，赋能更多关键产业领域转型发展。