案例探究
海底设备制造商需要坐标测量机 (CMM)为一件部件提供几何尺寸和公差 (GD&T) 以便进行精密加工与装配。如图 一 所示，该组件的挠性塞头直径为一点六米，整个工件的长度约为四米。 由于客户的车间里没有合适的坐标测量机，这就需大量的后勤支援把工件反复来回运输到第三方的坐标测量机实验室里。 在工件等待检测时又会耽搁许多时间因为大多数实验室一贯采取先来先出法。这些种种因素会导致无可预测的工程延误。 解决方案 根据客户所需的公差规范，来自美国的 Faro Vantage 激光跟踪仪被选择了来进行这项任务。由于客户需要制造三套组件，FARO Vantage 激光跟踪仪的便携性让它可以在不同的生产阶段点上对不同的部件进行测量： 图二所示： 激光跟踪仪为底部法兰进行验证以便进行最终加工。连接到 Spatial Analyzer 软件的激光跟踪仪能立刻在现场为机械师提供部件的现况测量数据以做出适度的精调。 图三所示： 利用激光跟踪仪检查顶部和底部法兰之间的对齐情况，让产品专才能够监控数据趋势，改进焊接工艺以达到所需的公差。 图四所示：使用 FARO Vantage 激光跟踪仪通过 Spatial Analyzer 软件对组件进行了验收报告。 效益…
我们被要求为一艘潜水船的潜水钟箱进行维修工作。 潜水钟箱是将入口锁（湿锅）连接到潜水钟的短人道，让海底潜水员进入潜水钟转移或离开海底工作场时所使用。 当钟连接到潜水系统时，潜水钟箱的两端可以密封。 由于这种结构在深海中将潜水钟和腔室相互连接，因此连接法兰表面必须时刻处于良好状态，以防止在高压环境下操作时可能出现任何泄漏。 该主要任务是对潜水钟箱的法兰（标记为黄色）和齿轮箱座面（标记为绿色和红色）进行平面度和尺寸检查，如图一 所示。 解决方案 选择 API 激光跟踪仪 – OT2 是为了满足“10:1”规则来考虑测量不确定性。 OT2 激光跟踪仪在两米范围设置的最大允许误差 (MPE) 是为 0.042mm，低于 我们客户给出的 0.5毫米公差范围内。 API OT2 的物理形状因素有利于此应用，因为它还可以轻松符合狭窄的现场条件（如图二所示），并在需要时使用内置电池电源运行。 为了实现现场读数的可重复性和再现性 (R&R)，我们在结构上标记了反射器 (SMR) 的放置位置。通过使用 Spatial Analyzer 软件，我们利用收集到的数据构建了最佳拟合平面以确定平面度公差，如图四所示。软件也能把分析的坐标根据参考工程图来设置，如图二。…
位于一间坐落在新加坡的炼油厂的一架压缩系统呈现了升高的运行温度趋势。据观察，与电机到变速箱的互连轴相比，压缩机与变速箱的互连轴呈现了过度的磨损。 这两端的不均匀磨损引起了操作和安全部门的注意，并立马计划下一步的解决方案。 如要将压缩机齿轮箱的运行温度降到安全区域，压缩系统的负载就需调低并降低工厂的输出。 而且压缩机的磨损仍可能继续恶化，并产生过高的热量把压缩系统的运行温度再次回到不安全区域。 在权衡继续营运与所潜在风险与安全问题后，客户渴望对装置进行全面调查，旨在用最短的时间内确定根本原因以便消除压缩系统的问题。 解决方案 为了优化停机期间的检查，客户召集了几组主题专家来收集与研究有关变速箱状况的统计数据和信息。 我公司很荣幸受聘对齿轮箱外壳进行尺寸检查，以收集几何尺寸与公差如平面度、直线度和平行度等。这次的项目选择使用了API 激光跟踪仪。因为它是电池供电，并具有较小的物理轮廓，可以轻松符合场地的限制。 在齿轮箱外壳被拆卸后，我们分别对上下齿轮箱外壳进行了两次检测并使用 Spatial Analyzer 软件来分析上下外壳检测的数据以判断它们是否还在几何尺寸与公差的限制范围内，从而排除过热是由外壳变形所引起的可能性。 效益 激光跟踪仪在进行户外测量时，能够在大型物体上有效的捕获大量测量点，并能给予所需的温度补偿。 通过将 Spatial Analyzer 软件整合到工作流程中来处理数据，整个过程用了不到两天就完成了。
随着 2004 年国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约于 2017 年 9 月 8 日在全球生效，船舶必须对压载水进行管理，以便在压载水被释放到一个新的位置之前，把水生生物和病原体去除。这将有助于防止入侵物种以及有害的病原体的传播。 要将压载处理系统安装到现有船舶中，首先就需收集有关的重要建造数据。 这是因为船舶有可能已经过多次的改造并没准确更新蓝图以反映变化。而且船舶停靠港口的时间非常有限，在这局限时间内需收集这些信息是非常具有挑战性的。 解决方案 通过累计的宝贵经验，我团队不断地进行微调和试验以派生出一套系统性的流程，以确保 Faro Focus 3D 扫描仪不会遗漏任何数据。 凭借全面的扫描计划和程序，我们的团队能够在船驶向下一个目的地之前完成数据采集并在新加坡港务局下船。整个周转时间约五至六小时。采取完整性的数据是非常重要的，因为任何失误都需要重新扫描。重新扫描就需将扫描仪与团队送往下一个停泊港， 并提高了项目的预算。为了确保每个扫描数据的完整性，在每两次扫描后，扫描数据就会通过記憶卡传输到电脑并使用 Faro Scene 软件进行验证。这个过程是非常耗时但是必须的。因为所有精准数据对于安装船舶定制压载水处理系统都是非常关键的。 在完成现场的所有扫描后，我们就会通过FARO场景软件以参考球体为目标（参考球体会在每次扫描之前设置）进行图像合成， 绘制出船只的内部结构。 总共扫描二十五次的FLS 格式文件（约6GB数据），需要花了大约五小时以进行合成，最终合并好的文件会通过互联网与客户共享，使他们的团队能够迅速采取行动。 效益 绘制出的船只内部结构，能让客户即使从未登陆船舶，也可以在这的虚拟的八百二十立方米的隔间内，设计出管道和压载处理设备。客户甚至可将扫描文件导入他们的设计软件，通过模拟把压载水处理系统和管道安装到虚拟船舶并有效的识别出可能的碰撞点。
客户需要为压缩机基础垫进行加工以安装楔子。每个基础垫的加工高度须要发动机的中心线以便确定。 然而利用传统的几何对准仪器却无法在短时间给于足够的资料。此外，狭窄的船舱空间也局限了适用的加工设备。 解决方案 面对现场状况的挑战， 我们决定使用三维测量仪器以便在最短的时间内确立发动机的中心线。来自美国的API激光跟踪仪的体积小，拥有高便携性并能且能使用电池运行, 因此最适合用于该任务。通过SpatialAnalyzer软件分析采集的测量数据，确立引擎的最佳拟合中心线和水平面并轻易的测量出各个基础垫与水平面的距离。通过这些资料，我们准确的制订每个基础垫所需去除的材量。 效益 由于 API 激光跟踪仪是采用三维精密测量的模式，它能够准确地提取更多的尺寸数据，从而能够提供多种信息，能清楚地反映机械的现状，以便让客户在最短的时间内有效的制定出解决方案。利用可应现场情况调整的设备，我们提供多种选项以达到客户所需的交货时与精准度。 我们在四十六个小时内为此项工程进行了 4 次测量，4 个基础垫面的铣削、钻孔、攻丝和锪孔。
客户有个电缆卷轴组件，由两个带翼的支架和一个槽轮组成，槽轮为机器上的电缆卷轴系统中的滑轮。由于使用多年而使得材质退化，其中的一个支架翼片如图所示已折断。 客户试图联系制造商寻求更换零件，但没有成功，因为该部件已经达到使用周期的终点。并且，已经无法找到配件了。我司决定将这一问题作为概念验证的案例研究，利用安装在Tomelleri Space arm 上的LDI SLP 3维扫描仪进行逆向工程处理。 解决方案 利用Geomagic软件对损伤和未损伤的翼架进行三维扫描，采集云数据。参考未破损翼片，结合设计对机构作进一步的加固，从而在电脑上恢复了折断翼架的模型。然后，经过重新设计的卷轴通过FDM 3D打印打印机制作出来。 现在市场上又各种塑性材料可供选择，客户可根据不同的用途选择适合的塑性材料，来制造所需的配件。 效益 上述所提出的概念是一个可行的解决方案，客户可以消除（无需）库存或采购那些已达到使用期限的，且数量非常有限的传统铸造件。有了3D扫描和3D打印技术，客户只需选择将一些认为是关键的设备部件，对它们进行扫描并储存。当有需要时，就可以使用CAD文件“打印”加工出来。这将肯定有助于节省时间，并将在未来设备的使用过程中得到验证。
某绞车制造商为了满足转塔设计师的增加允许的升沉力矩的要求，正在寻求一个扩大和加深其提供的转塔立管绞车上的螺栓孔的解决方案。由于该绞车已被安装在巴西海上油田上的一艘运营中的FPSO船上，因此，不允许进行焊接，气割等热工加工方式。因此，需要投入更多的工程工作构思，来确保绞车改装的成功。 绞车的改造涉及到严格的技术要求：筒体上的螺栓孔必须从M36扩大至M42，螺栓孔的公差在Ø43（+0.025/0.00），并且螺栓孔处于水平位置。新螺纹孔严格的公差和直线度要求，使得传统的便携式工具难以实现目标值。而另一种精密的设备可以使得扩孔工作的精度达到0.00至0.057 解决方案 转塔设计人员召集了Metal Machines的工程师们来寻找一个适合的机加工方法，以适应受限制的现场条件及达到所需的必要的公差值。 为了更好的证明理论方案的可行性，Metal Machines组建了团队并创建了一个与实际尺寸1:1的测试模型，并使用定制的夹具和框架，及一套可用来进行高精度钻孔和镗孔的Climax BB5000设备，通过实际操作，来证明所提方案的可靠度。 在绞车制造商和转塔设计人员代表的共同见证下，模型演示结果得到了认可，其中包括工程程序和检验计划。 绞车的改装工程用了2周的时间于FPSO的现场完成了。 效益 工程期间，Metal Machines的现场团队在工作时间和操作管理上与船员紧密联系配合，以避免使FPSO造成不必要的停工。通过在车间的反复演练和审慎的规划，现场团队出色的执行和完成了既定工作目标，并得到客户的高度赞扬。
我公司收到位于马来西亚的一项询问，要求对球磨机的一个轴承法兰进行现场加工。在研究工程图里的几何尺寸与公差要求后，我们意识到这不是一项普通的加工任务。 这是因为球磨机的定心和平行度对轴承的负荷和使用寿命会有极大的影响。 这发现也给该项目带来了一定的挑战，因为如果不抬起磨鼓，就无法使用传统的测量仪器来确定基准。拆除球磨机的任何额外的部件或结构以进行测量也会为客户构成严峻的挑战因为这将会延长停机时间，并可能因拆除过程而复杂化整个加工项目。 解决方案 为了避免移除磨鼓的需要，我们决定 采用Faro 激光跟踪仪来收集测量点并使用空间分析仪绘制出磨鼓的 3D 尺寸。 使用收集到的数据，该软件能够得出磨鼓的中心和 技术图里所标的M1处里的轴承平面，并指导我们在现场调整机器设置，以确保安装时是垂直于磨鼓的旋转轴。 现场工作范围包括加工新的轴承法兰盘，然后钻孔和螺纹加工。 整个项目在一周内完成，并让客户能在指定的维修计划内安装新轴承并使球磨机投入运行。 效益 为了确保客户能在指定的维修计划让球磨机投入运行，我团队投入了更多的时间以便深入探讨工程的需求并与客户分享了我们多年累计的技术知识和经验，以确保球磨机的两端轴承正确对齐，防止新的轴承过早失效。
位于新加坡的一位客户正在询访配有大型数控机床的工车间，以便为一百四十个立管连接器加工额外的凹槽。由于这个海上项目碰到临时现场规格更改，这项精密加工需在非常短的时间内完成。由于连接器已焊接到二十米长的管道上，只有大型车床才能为它加工而且管道运输过程需要大量物流安排。在考虑这些种种因素后，客户决定寻求现场加工解决方案。 解决方案 在评估了有关工程图纸上标记的几何尺寸与公差要求, 以及在零误差和不允许在连接器上焊接的严格要求下，我团队建议使用 WS3 Dragster 1000 便携式数控镗孔系统来完成此项目为解决方案。 为了尽量减少可能发生的错误，我们成立了四组专业技术团队，在三天内进行了多次的模拟试验以改善和微调机器支撑架和G代码编程。团队们也演练了加工程序以确保每个连接器加工成效的一致性和可重复性。 由于凹槽的公差非常严格，我们使用精密的Faro测量臂以验收最终加工尺寸。 我们部署了两台 WS3 Dragster 1000便携式数控镗孔系统， 昼夜轮班，准时在指定的时间内达到客户要求并完成这项任务。 效益 通过不断的对便携式数控和测量设备的投资，新加坡迈星机械工程有限公司长期努力为了提供高水平，可重复性和一致性的现场加工解决方案。迈星机械现场团队的表现也因此得到了许多顾客的良好口碑。
在新加坡中央商务区的一栋商业建筑中，一部升降机的定期维护检查过程发现电机轴的轴承安装区（如下图所示）有过度磨损和碎损坏。 根据建筑管理局的协议，在进行升降机维护时只允许关闭一部。如果无法在短时间让升降机如常运作，我们的客户就无法在指定时间内履行维护合同的要求。由于修复电机轴是一项重大的纠正措施，我们的客户作为维护承包商需向升降机的原始设备制造商 (OEM) 提报维修程序并得到批准才能动工解决问题。 解决方案 作为客户的首选工作伙伴，我们的销售和服务团队立马到达现场以评估现场状况。 经过几轮的集思广益与讨论，我团队在一天之内拟定了两项技术方案以提交给OEM审批而最 终决定选择为电机轴插入一个新套筒。在收到批准的尺寸和套管材质后，我们派遣了一组技术团队，使用Climax PL2000 便携式车床来执行这项工作。在同时， 我们有另一组团队在车间为新套筒加工。在精确计算确定了电机轴的加工尺寸和新的套筒收缩配合并无需再最终加工，为我们的客户节省更多的时间。 整个工作在三天内完成，让客户对我团队的应对计划和具有成本效益的解决方案感到非常满意。 效益 迈星机械有限公司现场维修解决方案帮助了客户避免需要堆焊或更换损坏的轴，大大降低了修复成本， 缩短了电梯的停机时间并减少大厦里的人员的不便。
