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輪機上的“骰子”

西門子正在使用攝影測量技術來快速精確地測量輪機部件，從而加快部件處理過程并確保它們符合技術規格。

在位于德國米爾海姆的西門子蒸汽輪機工廠中，重達14噸的閥體靜靜地躺在木枕上，看起來就像巨人線條起伏的膝蓋。閥體表面布滿了外形與骰子類似的帶有白色斑點的黑色標記物。借助攝影測量技術，工程師可以不使用卷尺或量角器，直接對這些龐大部件的三維尺寸進行測量。這項技術已在米爾海姆的工廠內使用，標志著西門子首次將這種技術應用于輪機測量。

節約時間

攝影測量技術并非新興技術。早在19世紀中葉，它就已經被用于測量建筑物了。在過去20年間，它也曾被用于從空中測量地球表面。利用這種技術，用戶可以根據從多個不同角度拍攝的照片，計算出三維物體的外形尺寸。在此過程中，相關軟件將找出不同圖像中的匹配細節，再利用這些匹配點根據相機已知的成像屬性重構物體的三維形狀。

借助這些特制組件，工程師可以快速精確地測量輪機部件。

為了測量輪機部件的三維尺寸，工程師需要在部件表面鉆出許多小孔，整個過程耗時約兩小時。這些小孔還有另一個作用，即作為數控銑削的參考點。當攝影測量技術檢測出偏差時，它們可以作為數控銑削的參考點，幫助消除偏差。

攝影測量過程將采用配備無失真鏡頭的單反相機拍攝部件。由于每張照片都必須顯示至少4個標記物，所以一個閥體需要拍攝約200張照片。

在過去，借助卷尺、指南針和特制劃線臺等工具人工測量這樣的部件要耗費長達24小時。機械工程師Sven Illberger是米爾海姆工廠的3D測量技術專家。他表示：“測量大型組件是我們生產過程中遇到的主要瓶頸。”

首先，西門子專家將標記物裝到部件上。

然后，從各個角度對部件拍照。

使用專門軟件，利用照片計算出所拍攝標記物的位置及部件的外形尺寸。

最后，對比通過攝影測量得到的數值與CAD模型中的設定值，比較結果顯示二者偏差在毫米級。

對比實物部件與CAD模型

完成對輪機部件的拍照后，專門軟件將對圖像進行處理，將標記孔變成點云，計算出部件的三維形狀尺寸。

然后，軟件會借助西門子的專業知識進一步處理這些信息。在此過程中，軟件將對比通過攝影測量得到的實際數據與CAD模型中的設定值。通常，二者的差距僅有幾毫米。對比完成后，多余的金屬須被銑削掉。

對部件完成攝影測量后，得到的數據將被轉換成數控銑削的工序，以消除檢測得的偏差。

米爾海姆工廠的質量保證團隊已使用攝影測量技術約一年左右。此方法尤其適用于尺寸超過一米，且不要求加工公差小于半毫米的部件。從機車到風機的轉子葉片，西門子有許多這樣的產品。但是，米爾海姆的工程師計劃將攝影測量技術應用于測量其他輪機部件。Illberger表示，他們正在與柏林的西門子燃氣輪機生產工廠和萊比錫的壓縮機生產工廠探討實施的可能性。供應商也可采用攝影測量技術來進行最終檢查，提高精度并加速對輪機部件的處理過程。

此外，位于印度尼西亞芝勒貢的西門子工廠也將引入攝影測量技術。這座工廠主要為蒸汽輪機提供鋼制部件。Illberger稱，越早在制造過程中使用攝影測量技術，在處理輪機部件時節省的時間和金錢也就越多。他補充道：“我們已朝大型部件的數字化邁出了一大步。”