3D-Messung eines Getriebekompressors in einer CO2-Abscheidungsanlage

Everllence, ein führendes Technologieunternehmen in den Bereichen Antriebstechnik, Energieeffizienz und CO2-Reduzierung im Schifffahrts-, Energie- und Industriesektor, musste mehrere identische sechsstufige Radialgetriebekompressoren für eine Anlage zur CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung (CCUS) überprüfen. Jede Maschine war etwa 3 m × 3 m × 3 m groß und erforderte genaue 3D-Messungen aller Einlass- und Auslassflansche sowie der Positionen und Verbindungsstellen der vorhandenen Rohre. Ziel war es, festzustellen, wie stark die Verbindungsflächen vom CAD-Modell abweichen, und mögliche Unterschiede zwischen den einzelnen Maschinen zu ermitteln.

Herausforderungen: Warum erwiesen sich herkömmliche Messinstrumente angesichts der Komplexität, Geometrie und Größe der Maschinen als zu schwierig oder sogar unmöglich in der Anwendung?

Wegen der komplizierten Geometrie und der großen Abmessungen waren herkömmliche Messinstrumente einfach nicht geeignet. Einfache Instrumente wie Messschieber konnten die komplexen Formen nicht erfassen. Außerdem waren die Maschinen zu groß, um sie auf ein kontaktfreies Koordinatenmessgerät (CMM) zu stellen. Da alle fünf Seiten – vorn, hinten, links, rechts und oben – relativ zueinander erfasst werden mussten, war auch ein Laser-Tracker nicht geeignet, da nicht alle Oberflächen von einer einzigen Position aus sichtbar waren. Andere optische Systeme kamen ebenfalls nicht in Frage, da die Höhe der Maschine die Grenzen einer Standard-Stativkonfiguration überschritt.

Nur die optische Messtechnik konnte vollständige und genaue Ergebnisse liefern.

Warum war die optische Messtechnik die naheliegende Wahl?

Andere Messmethoden waren nicht nur ungenau, sondern hingen auch stark von den Fähigkeiten des Anwenders ab, wie beispielsweise die Überprüfung des Spiels mit Fühlerlehren. Die Ergebnisse waren oft mehrdeutig und schwer zu interpretieren, was zu einem „Friedhof der Zahlen“ führte. Im Gegensatz dazu liefert die optische Messung klare, visuelle und äußerst genaue Daten, die jeder im Team verstehen und ohne Bedenken verwenden kann.

Welche anderen Mobilitätsbeschränkungen beeinflussten die Wahl der Messtechnik?

Bei diesem Projekt mussten die Messungen direkt in der Produktionsumgebung durchgeführt werden, genauer gesagt im Verpackungs- und Rohrmontagebereich. Die gewählte Lösung musste daher flexibel genug sein, um an verschiedenen Messstationen in der Produktionshalle sowie an anderen Standorten und in Kundenanlagen – sowohl im Innen- als auch im Außenbereich – eingesetzt werden zu können.

Lösung: Genaue, tragbare, einfache und bewährte 3D-Scanner

Genauigkeit

Wegen der großen Abmessungen der Maschine – etwa 3 m × 3 m × 3 m – war eine Kombination aus Fotogrammetrie und 3D-Scanning erforderlich, um eine hohe Genauigkeit für die gesamte Baugruppe zu erreichen. Die Lösung bot auch die Flexibilität, große Komponenten schnell und effizient aus größerer Entfernung mit dem Fernmodus zu scannen, wodurch die Anzahl der Targets begrenzt wurde. Gleichzeitig ermöglichte der Nahmodus die Erfassung kleinerer Bereiche mit feinen Details und hoher Auflösung. Für mittelgroße Komponenten bot der Skalenleistenmodus eine effektive Alternative zur Fotogrammetrie, wobei die Genauigkeit beibehalten und der Arbeitsablauf weiter vereinfacht wurde.

Tragbarkeit

Dank ihres ergonomischen, handlichen und tragbaren Designs konnte die Lösung sowohl im Werk als auch vor Ort bei den Kunden flexibel eingesetzt werden. Die Messungen waren nicht auf die dafür vorgesehene Messstation beschränkt, sondern konnten auch direkt in verschiedenen Montagebereichen durchgeführt werden. Diese Mobilität war besonders dann von Vorteil, wenn bestimmte Oberflächen aufgrund komplexer Rohrleitungsführungen oder räumlicher Einschränkungen schwer zugänglich waren.

Bedienerfreundlichkeit

Die Bedienung der Lösung war erstaunlich einfach zu lernen und machte sogar Spaß, da sie schnell und ohne großen Aufwand Ergebnisse lieferte. Im Vergleich zu anderen Fotogrammetriesystemen bot sie Funktionen, die die Bedienung vereinfachten – wie zum Beispiel einen projizierten Rahmen mit Farbindikation –, was die Einrichtung und Ausrichtung unkompliziert machte. Die Anwender benötigten in der Regel nur ein bis fünf Messungen, um sich mit dem System vertraut zu machen, was im Vergleich zu alternativen Lösungen eine sehr kurze Lernphase darstellt.

Die Software war ebenso intuitiv, sodass die Anwender nach nur wenigen Klicks mit dem Scannen beginnen konnten. Klare Farbcodes zeigten sofort an, wie gut Targets und Skalenleisten erfasst worden waren, während die hochauflösende Echtzeit-Visualisierung des Scanfortschritts die Benutzerfreundlichkeit während des gesamten Erfassungsprozesses weiter verbesserte.