Udviklingsprojekt om optimering af måleprocesser

Siemens Gamesa bruger fotogrammetri til opmåling af statorer

Siemens Gamesa producerer vindmøller til on- og offshore og er, med installationer i over 90 lande, en af verdens førende leverandører af vindenergi. Derudover er den globale virksomhed en nøglespiller inden for sektoren for vedvarende energi.

Siden 2012 har Siemens Gamesa anvendt målesystemet TRITOP CMM til optisk koordinatmåling af statorer og flanger m.m. Målinger som bl.a. anvendes ved fremstilling af de store gearløse vindmøller.

Siemens Gamesa, Martin Bach Sørensen, Benjamin Henriksen, fotogrammetri, TRITOP CMM

Produktionsspecialist Benjamin Henriksen (venstre) og produktionsingeniør Martin Bach Sørensen (højre)

"Det vi syntes, der er rigtig stærkt ved TRITOP-systemet er, at det passer godt til vores produktionsmiljø. Samtidigt har systemet den nødvendige præcision, for at vi kan stole på vores målinger og ved, hvad vi får ud af vores produktion." - Martin Bach Sørensen, Produktionsingeniør hos Siemens Gamesa

TRITOP CMM er et mobilt og produktionsvenligt system, som er velegnet til 3D opmåling af store emner og kan anvendes on-site, under selv ekstreme forhold. Målesystemet er baseret på fotogrammetri, en teknologi som definerer præcise 3D positioner på markører og synlige elementer.

I 2018 gennemgik Siemens Gamesa en række af virksomhedens fremstillingsprocesser for at undersøge, hvilke der kunne optimeres og skabe bedre resultater.

Her blev "marriage-processen", hvor rotor og stator forenes, udvalgt som et centralt punkt.

For en vindmøllegenerator er det vigtigt, at stator og rotor centreres perfekt i forhold til hinanden og skaber en ensartet luftspalte i generatoren.

Jo mere nøjagtigt centret kan afsættes, jo mere strøm kan vindmøllen producere og jo mindre varmetab opstår der, hvilket resulterer i mindre slitage og længere levetid for generatoren.

Siemens Gamesa har i en årrække opmålt diameteren på sine statorer samt centerpunktet af flanger.

"Vi gennemfører denne proces, for at produktet passer fra starten, i stedet for, at vi til sidst finder ud af, at der er en uensartet luftspalte."
- Martin Bach Sørensen 

Denne måleproces har tidligere bestået af flere manuelle processer, som krævede en grundig introduktion. Derudover kunne resultatet variere afhængig af operatøren, og da operatøren efterfølgende skulle indtaste en lang række resultater manuelt, var der en risiko for tastefejl.

Dette var nogle af de udfordringer, som gjorde at Siemens Gamesa tog fat i Zebicon, for at videreudvikle den eksisterende løsning.

For Siemens Gamesa var formålet med udviklingsprojektet at fjerne nogle af de variationskilder, som kan opstå under måling af virksomhedens statorer. Blandt ønsker til løsningen var: højere præcision, større operatørvenlighed og automatisering af databehandlingen.

"Vi har et godt samarbejde med Zebicon, som tager udfordringerne op og ikke giver op før de har fundet de rigtige løsninger." - Martin Bach Sørensen

Det første Zebicon kiggede på, var den måde centreringen af statoren blev opmålt på. Her var løsningen et mere enkelt setup, hvor statorene fremadrettet skulle opmåles på samme måde både før og under marriage-processen.

I denne måling tages der hensyn til eventuel centerpunktsforskydning, og at enkelte målepunkter kan være forskudt nogle tiendedele millimeter.

Næste skridt i projektet var at arbejde på brugervenligheden. I dag er måleprocessens workflow lavet som en guidet proces, der hjælper operatøren fra målingens opstart, til målerapporten er færdig. Dermed kan alle operatører gennemføre måleprocessen med minimal introduktion, hvilket sikrer større ensartethed i målingen.

Derudover har Zebicon gentænkt den måde måleadapterne anvendes på. Adaptere bliver brugt i kombination med fotogrammetri, til at genkende bestemte punkter og ud fra dem, kan der fastlægges et præcist center.

De nye adaptere blev udviklet med fokus på, at de ikke kunne vendes eller monteres forkert. Samtidigt skulle adapterne være præcise og nemme at håndtere.

Sidste del i udviklingsprojektet gik ud på at automatisere dataoverførsler og -beregninger.

”Vi står i dag med et integreret system, hvor data automatisk bliver sendt til næste arbejdsproces, uden at vi kan komme til at lave tastefejl." 
- Martin Bach Sørensen

Den direkte overførsel af data betyder desuden, at der ikke længere er ventetid mellem målestationen og den arbejdsstation, hvor stator og rotor bliver sat sammen.

Siemens Gamesa står tilbage med en måleproces, der har mindre variation og øget præcision i målingen. Det resulterer i et hurtigere produktionsflow og i sidste ende mere effektfulde vindmøller.

Siemens Gamesa, vindmølleindustrien, fotogrammetri, TRITOP CMM

Ved at videreudvikle måleprocessen af statorer, har Siemens Gamesa opnået en optimering på flere punkter:

  • Kortere måleproces 
  • Hurtig afklaring om emnet er godkendt eller ej 
  • Mindre variation i måleprocessen 
  • Eliminering af tastefejl
  • Mere brugervenligt workflow
  • Minimalt behov for introduktion og oplæring
  • Bedre datagrundlag til korrigering i marriage-processen

Fotogrammetri
Fotogrammetri er optisk 3D koordinatmåling. Teknologien bruges til kvalitetskontrol af store emner, verifikation af fixturer og holdeværktøjer, samt statisk deformationsanalyse. Læs mere