أخبار ar.wedoany.com، يقدم جهاز التتبع بالليزر من شركة API الأمريكية حلاً متطورًا للفحص ثلاثي الأبعاد عالي الدقة للمكونات الأساسية لآلات حفر الأنفاق (TBM)، مما يعالج التحديات المرتبطة بالقياس واسع النطاق وعالي الدقة في تصنيع وصيانة هذه المعدات.
تُعد آلات حفر الأنفاق من المعدات المحورية في المشاريع الهندسية الكبرى تحت الأرض، مثل حفر الأنفاق ومترو الأنفاق وأنظمة نقل المياه عبر الأنهار، وتتميز بتعقيد هيكلي وتكاليف إنشائية مرتفعة. تتعرض مكوناتها الأساسية، مثل رأس القاطع (cutterhead)، لأحمال وتآكل شديدين أثناء التشغيل، وقد يؤدي أي عطل فيها إلى توقف العمل أو وقوع حوادث سلامة. لذلك، يُعد إجراء الفحص ثلاثي الأبعاد الدقيق للمكونات الحيوية مثل رأس القاطع، والمحمل الرئيسي (main bearing)، وصندوق القيادة (drive box)، وهيكل الآلة (shield)، وقوالب الأنابيب الخرسانية (segment molds) وسيلة تقنية أساسية لضمان جودة التصنيع ودقة التجميع وتقييم التآكل أثناء الخدمة. ومع ذلك، ونظرًا للحجم الكبير والوزن الثقيل لهذه المكونات، تواجه أدوات القياس التقليدية صعوبة في الحصول على بيانات دقيقة للأبعاد الثلاثية والتفاوتات الشكلية والموضعية، كما أن تقييم مستوى التآكل الكلي يمثل تحديًا كبيرًا.
تتضمن عملية الفحص عدة مكونات رئيسية. يركز فحص المحمل الرئيسي على التفاوتات الشكلية والموضعية مثل التمركزية (concentricity) والاستدارة (roundness) والاستقامة الأسطوانية (cylindricity) لدوائر التقسيم (pitch circle) ودوائر الحافة (spigot circle)، بمتطلبات دقة تتراوح بين 0.05 مم و0.1 مم. يركز فحص صندوق القيادة على المحورية (coaxiality) لفتحات تثبيت المحامل، حيث يُشترط أن تكون بعض المواقع الحرجة في حدود 0.05 مم. يركز فحص رأس القاطع على استوائيته (flatness)، حيث يصل قطره إلى عدة أمتار أو حتى أكثر من عشرة أمتار، وتكون متطلبات دقة الاستوائية بين 0.1 مم و0.3 مم. يتطلب فحص هيكل الآلة (الدرع) جمع بيانات ثلاثية الأبعاد من نقاط متعددة على السطح لتحليل الاستقامة الأسطوانية والاستدارة والفجوة الخلفية (tail gap). أما فحص قوالب الأنابيب الخرسانية فيتعلق بالاستواء (flatness) والأطوال الداخلية والخارجية المقوسة والزوايا، بمتطلبات دقة تتراوح بين 0.25 مم و0.3 مم.
يواجه تنفيذ القياس عدة تحديات. حجم قطع العمل كبير جدًا بحيث لا يمكن لأدوات القياس التقليدية تغطيتها؛ وهناك تعارض بين نطاق القياس الكبير ومتطلبات الدقة العالية، حيث غالبًا ما تكون الدقة المطلوبة في حدود 0.1 مم أو حتى 0.05 مم؛ كما أن قطع العمل ثقيلة ويصعب نقلها، مما يستلزم إجراء القياس في الموقع داخل ورشة التصنيع؛ وتحتوي المكونات مثل المحمل الرئيسي وصندوق القيادة على العديد من الميزات المخفية مثل الثقوب العميقة وقنوات الزيت التي يصعب الوصول إليها مباشرة؛ بالإضافة إلى ذلك، تؤثر عوامل مثل تقلبات درجة الحرارة والرطوبة والاهتزازات والغبار في بيئة ورشة التصنيع على دقة القياس.
تم استخدام أجهزة التتبع بالليزر من سلسلة Radian التابعة لعلامة API التجارية لحل هذه المشكلات. تدمج هذه الأجهزة تقنيات مثل البصريات الدقيقة وقياس المسافة بالليزر بالتداخل (interferometry)، وتجمع بين نطاق قياس فائق يتجاوز نصف قطره 80 مترًا ودقة عالية على مستوى الميكرومتر. يتميز الطراز الرائد Radian Pro بدمج ليزر مزدوج (IFM/ADM)، وتكون بيانات القياس قابلة للتتبع. تدعم الطرازات Radian Plus وRadian Core نقل البيانات لاسلكيًا والتشغيل بالبطارية التي تدوم لأكثر من 8 ساعات. أحدث أجهزة التتبع بالليزر المطروحة، iLT وiLTx، تحافظ على الأداء مع تقليل الحجم والوزن بنسبة تقارب 50% مقارنة بسلسلة Radian. تم تجهيز جميع المنتجات في السلسلة بنظام "محطة أرصاد جوية" (weather station) يعوض تلقائيًا أخطاء البيئة مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي.
في حالات قياس محددة، استخدم المهندسون جهاز التتبع بالليزر API Radian Pro، إلى جانب مسبار القياس الذكي للنقاط المخفية vProbe والهدف الكروي القياسي (SMR) لتنفيذ العمل. أثناء القياس، يمسك المشغل بالهدف الكروي ويلمس به الموضع المراد قياسه، ويقوم جهاز التتبع بجمع البيانات بمعدل 1000 هرتز وإرسالها إلى جهاز كمبيوتر محمول. بعد الانتهاء من جمع البيانات، يمكن بناء الخطوط والأسطح والأجسام في برنامج القياس وحساب التفاوتات الشكلية والموضعية تلقائيًا، كما يمكن استيراد النموذج الرقمي (CAD) لمقارنة البيانات المقاسة مع البيانات النظرية. يمكن لمسبار vProbe الذكي للنقاط المخفية الوصول إلى الثقوب العميقة أو المواضع المخفية لجمع البيانات ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي، ويتوفر بأطوال مختلفة من 50 مم إلى 500 مم.
كما طورت API ملحقات وظيفية أخرى، بما في ذلك مسبح المسح الذكي iScan3D، والهدف النشط ActiveTarget، ومستشعر STS سداسي الأبعاد، والمستخدمة في المسح السريع، والمساعدة في القياس الآلي، وقياس الوضعية (pose) بست درجات حرية، على التوالي. تأسست علامة API التجارية على يد الدكتور كام لاو (Kam Lau) في عام 1987 في ولاية ماريلاند بالولايات المتحدة الأمريكية، وهي المخترعة لجهاز التتبع بالليزر، وتتخصص في تطوير وإنتاج أجهزة القياس الدقيقة وأجهزة الاستشعار عالية الأداء، وتُستخدم منتجاتها في مجالات التصنيع المتقدم عالميًا.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
