重型機(jī)械的位移數(shù)字化檢測(cè)，在大型工程機(jī)械制造領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用需求。作為機(jī)械工程大型設(shè)備，挖掘機(jī)、起重機(jī)是其中的典型代表，測(cè)量工作狀態(tài)下挖掘機(jī)、起重機(jī)設(shè)備的振動(dòng)位移，可以掌握設(shè)備在工作狀況下的操作體驗(yàn)，通過(guò)各種方式減少關(guān)鍵負(fù)載部位的擺幅，使設(shè)備更加穩(wěn)定。

　　用戶需求

　　某工程機(jī)械企業(yè)，尋求精準(zhǔn)高效的機(jī)械設(shè)備動(dòng)態(tài)位移檢測(cè)設(shè)備及解決方案。目標(biāo)是檢測(cè)挖掘機(jī)原地運(yùn)作時(shí)，檢測(cè)尾部負(fù)載部位振動(dòng)位移；起重機(jī)不同工作速度停頓時(shí)，檢測(cè)吊臂偏擺位移。

　　檢測(cè)難點(diǎn)

　　挖掘機(jī)、起重機(jī)工作狀態(tài)下，振動(dòng)位移較大對(duì)設(shè)備正常工作不利，可能給駕駛員較大的操作壓力和心理壓力，因此需要測(cè)試具體的振動(dòng)位移數(shù)據(jù)，改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)備；

　　已在用的位移傳感器只能測(cè)量一個(gè)方向上的位移，未找到合適的測(cè)量方法測(cè)量工程機(jī)械設(shè)備各個(gè)方向的位移量，給研發(fā)人員改進(jìn)設(shè)備帶來(lái)了困擾和挑戰(zhàn)。

　　三維光學(xué)測(cè)量方案

　　新拓三維XTDIC應(yīng)變變形測(cè)量系統(tǒng)，基于攝影測(cè)量技術(shù)和圖像處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)、起重機(jī)關(guān)鍵負(fù)載部位的三維位移測(cè)量，根據(jù)用戶具體的需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，輸出精準(zhǔn)的三維動(dòng)態(tài)應(yīng)變變形測(cè)量結(jié)果。

　　一、挖掘機(jī)振動(dòng)相對(duì)位移測(cè)量

　　測(cè)量過(guò)程重點(diǎn)關(guān)注挖掘機(jī)尾部負(fù)載位置和垂直地面之間的相對(duì)位移，由駕駛員操作挖掘機(jī)進(jìn)行模擬工況操作進(jìn)行測(cè)量。

　　1、標(biāo)記編碼點(diǎn)

　　首先需要在挖掘機(jī)尾部負(fù)載位置貼上標(biāo)記編碼點(diǎn)，標(biāo)記編碼點(diǎn)大概需要幾分鐘時(shí)間。

　　2、三維動(dòng)態(tài)位移檢測(cè)

　　挖掘機(jī)隨后進(jìn)行一系列挖掘操作，新拓三維XTDIC動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)采用非接觸式測(cè)量技術(shù)，實(shí)時(shí)采集整個(gè)過(guò)程的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，通過(guò)標(biāo)記編碼點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，計(jì)算出挖掘機(jī)上所有編碼點(diǎn)的振動(dòng)位移。

　　挖掘機(jī)位移分析數(shù)據(jù)

　　3、分析曲線

　　從分析曲線看，當(dāng)分析曲線出現(xiàn)小幅波動(dòng)時(shí)，此時(shí)挖掘機(jī)已經(jīng)開(kāi)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；出現(xiàn)大幅波動(dòng)，此時(shí)挖掘機(jī)正在做挖掘動(dòng)作。

　　用戶價(jià)值

　　基于新拓三維XTDIC系統(tǒng)對(duì)挖掘機(jī)尾部負(fù)載部位進(jìn)行位移測(cè)量，通過(guò)曲線分析發(fā)現(xiàn)，曲線走勢(shì)能夠完全反映挖掘機(jī)整個(gè)操作動(dòng)作，同時(shí)給出具體的位移數(shù)值，方便后續(xù)對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行振動(dòng)研究以及產(chǎn)品改進(jìn)。

　　二、起重機(jī)吊臂偏擺位移測(cè)量

　　重點(diǎn)測(cè)量起重機(jī)吊臂偏擺位移，利用新拓三維XTDIC系統(tǒng)，對(duì)兩臺(tái)分別以低速、高速的不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)的起重機(jī)吊臂關(guān)鍵負(fù)載部位進(jìn)行測(cè)量。

　　1、標(biāo)記編碼點(diǎn)

　　首先需要在起重機(jī)吊臂頂端貼上若干個(gè)標(biāo)記編碼點(diǎn)，大概需要花幾分鐘時(shí)間。

　　2、三維動(dòng)態(tài)位移檢測(cè)

　　為了測(cè)量吊臂的擺動(dòng)位移，新拓三維XTDIC動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)記編碼點(diǎn)的位移變化，測(cè)量垂直于吊臂平面方向上吊臂的擺動(dòng)位移。

　　第一臺(tái)起重機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吊臂位移分析數(shù)據(jù)

　　第二臺(tái)起重機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吊臂位移分析數(shù)據(jù)

　　3、分析曲線

　　此次測(cè)量最高波峰與最低波谷的差值是值得關(guān)注的數(shù)值，從曲線圖可以看出，起重機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)點(diǎn)的最高波峰值和波谷值差值分別為46.08、44.78、43.05（單位mm）；

　　起重機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)點(diǎn)的最高波峰值和波谷值差值分別為76.12、73.73、71.44（單位mm）。后續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的小幅波動(dòng)說(shuō)明吊臂也是在最終穩(wěn)定位置的左右擺動(dòng)。

　　用戶價(jià)值

　　對(duì)起重機(jī)來(lái)說(shuō)，吊臂偏擺幅度的大小是極其重要的一個(gè)參數(shù)，會(huì)影響工作狀態(tài)的安全性。吊臂偏擺幅度小，說(shuō)明起重機(jī)結(jié)構(gòu)性能較為穩(wěn)定，起吊重物時(shí)晃動(dòng)較??；反之，若吊臂偏擺幅度較大，說(shuō)明起重機(jī)結(jié)構(gòu)性能有待改善，需要通過(guò)各種方式減少擺幅，以使起重機(jī)性能更加穩(wěn)定。