Стремление к Эффективности
PolyWorks® помогает производителю нефтепромыслового оборудования вдвое сократить время проверки компонентов двигателя.
Weatherford International Ltd. – одна из крупнейших и наиболее динамично развивающихся компаний по обслуживанию нефтяных месторождений. Компания со штаб-квартирой в Хьюстоне насчитывает более 34 000 сотрудников по всему миру, работающих в более чем 710 офисах и более чем 100 странах. Филиал компании в Эдмонтоне (Альберта, Канада) проектирует и производит два устройства для операций по добыче нефти: винтовые насосы, используемые при добыче нефти после бурения скважины, и гидравлические силовые секции.
Задача
Чтобы удовлетворить требования быстроразвивающейся мировой нефтегазодобывающей отрасли, компания Weatherford расширила производство своей продукции, и это потребовало повышения эффективности операций проверки.
Продукция Weatherford поддерживает работу крупнейших нефтедобывающих компаний по всему миру. Филиал компании в Эдмонтоне (Канада) проектирует и производит два устройства для операций по добыче нефти: винтовые насосы, используемые при добыче нефти после бурения скважины, и гидравлические силовые секции. Гидравлическая силовая секция – это двигатель, подающий питание для бурения скважины. Чтобы повысить эффективность производства, компания искала новый, более эффективный способ проверки гидравлических силовых секций, которые имеют очень сложную геометрию и плохо поддаются проверке с помощью традиционных методов.
Гидравлическая силовая секция.
В прошлом компания использовала процедуру, согласно которой четыре человека – один от производства, один от отдела контроля качества и двое от инженерно-технического отдела – должны были проверять размеры гидравлических силовых секций после механической обработки. Процесс проверки этих больших спирально изогнутых компонентов, некоторые из которых достигали длины почти 20 футов (6 м), занимал примерно час, для того чтобы собрать данные размеров и вручную сравнить их с оригинальным дизайном, созданным в программе САПР. Смещения машины передавались в цех, где вносились изменения в процесс обработки. Затем обрабатывался другой участок того же компонента, и процесс проверки повторялся для следующего участка, чтобы определить, улучшили ли корректировки размерную точность заготовки.
«Это был очень трудоемкий процесс. Кроме того, нам приходилось ограничивать проверки обычными рабочими часами, поскольку именно тогда инженерно-технический отдел был доступен для сравнения измеренной геометрии с чертежом CAD», - говорит Уэйн Пилгрим, старший инженер проекта в компании Weatherford.
Решение
В 2005 году компания пересмотрела свой подход к проверке этих деталей с целью найти более эффективный метод сбора и анализа данных измерений. Частью этой программы была установка решения в области 3D-метрологии PolyWorks® от компании InnovMetric Software, полнофункционального метрологического программного обеспечения, которое автоматизирует и оптимизирует многие операции, связанные со сбором и сравнением данных измерений с целью разработки.
«Как говорят операторы, ПО PolyWorks удобно в использовании. Оно выгодно отличается от других программ своими автоматизированными функциями». Трэвис Хомецки, разработчик продукции Weatherford
Программное решение PolyWorks|Inspector™ используется вместе с лазерным зондом FARO Laser Line, установленным на высокоточной измерительной руке Faro Platinum Arm. Комбинация аппаратного и программного обеспечения сократила время проверки и анализа вдвое и сократила количество людей, необходимых для выполнения операции, с четырех до двух человек. Кроме того, производственная группа теперь может работать независимо и круглосуточно, по сменам.
Сбор данных облака точек
На практике зонд FARO Laser Line собирает данные о размерах со скоростью до 19 200 точек в секунду. В течение 10–15 минут процедуры проверки гидравлических силовых секций Weatherford собирается облако точек, состоящее из миллионов точек данных, для создания очень подробного пространственного изображения элемента детали.
«Мы позволяем программному обеспечению PolyWorks выполнять математическую работу по определению правильного поперечного сечения», - говорит Пилгрим. «Благодаря своим возможностям автоматического выравнивания программное обеспечение PolyWorks обеспечивает стабильные результаты, исключая влияние оператора во время сбора данных».
Компания использует подход проверки по ходу процесса в периодическом режиме. «Например, если производится партия из пяти деталей, операторы выполнят процесс проверки PolyWorks/лазерных зондов FARO Laser Line для первой детали, а затем используют ту же программу ЧПУ, чтобы сделать следующие четыре без проверки PolyWorks/лазерных зондов Faro, - говорит Пилгрим. - Мы проверяем готовую продукцию, только если она считается сомнительной при проверке другими методами».
Процесс проверки компонентов гидравлической силовой секции всегда одинаков. После первого резания на новой модели гидравлической силовой секции собирается облако исходных данных в процессе трехмерного сканирования. Из этого облака точек программное обеспечение PolyWorks создает сетку, которая загружается в модуль IMInspect™. Используя методы согласования данных с инструментами CAD в PolyWorks, оператор выравнивает сетку по контрольному объекту, файлу ProENGINEER, импортированному в PolyWorks, чтобы зарегистрировать обе модели в одной и той же системе координат. После идеального выравнивания оператор указывает поперечное сечение, где необходимо выполнить сравнение данных с CAD.
Выравнивание нескольких проходов сканирования.
Модель с сеткой PolyWorks.
Преимущества
Для каждого выбранного поперечного сечения PolyWorks автоматически сравнивает модель данных с контрольной моделью (CAD) и вычисляет серию измерений, в том числе: стандартное отклонение, максимальную ошибку, минимальную ошибку и т. д. PolyWorks также создает отчет в формате PDF с результатами сравнения данных с CAD. Исходя из этого отчета, оператор машины вносит коррективы. Затем обрабатывается и снова сканируется другой участок, чтобы определить, приблизили ли корректировки его к замыслу проекта.
«Вам не требуется иметь много опыта в области программирования, чтобы быстро настроить процесс. «Язык программирования макросов удобен в использовании и записывает действия в окне команд. Мы показали, что такой подход к проверке может сэкономить время и деньги на производственных операциях, и мы готовы помочь другим отделам также реализовать этот подход», - говорит Хомецки. Благодаря мощным возможностям макропрограммирования операторам не нужно вручную выполнять все задачи выравнивания и сравнения в PolyWorks для каждой новой детали. Одним щелчком мыши весь процесс проверки, от выравнивания до сравнения и генерации отчета, может быть автоматически выполнен для каждого сканируемого участка.
PolyWorks|Inspector™
PolyWorks|Modeler™