一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法与流程

1.本发明涉及三维建模技术领域，具体而言，涉及一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法。


背景技术：

2.燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机本体的零部件多，专业性强，且大部件众多，其检修工艺的工序复杂，精度要求高，且燃气轮机正常运行期间绝大多数部件不可视，若想了解内部结构必须等到检修期间，而一般情况下燃气轮机的检修间隔时间较长，往往几年才能经历一次燃机大修，导致很多从事燃机本体检修工作的专业技术人员，仍然不能全面了解燃机结构和检修工艺。
3.传统的培训方法往往通过图纸自学或者专业人员讲授，但是由于燃机系统过于复杂，往往仅通过图纸难以得到很好的理解，专业人员讲授也只能在一定程度上起到促进作用，想要全面、具体、细致、专业地进行燃机本体检修培训，往往效果甚微。有鉴于此，需要设计一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本说明书提供一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
5.根据本说明书实施例，提供了一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法，包括：
6.在燃机本体检修期间，将所述燃机的各个零部件进行拆除；
7.通过对每个所述零部件进行多站三维激光扫描，获取三维激光点云数据；
8.对获得的所述三维激光点云数据进行预处理，并进行配准；
9.根据预处理、配准后的所述三维激光点云数据建立所述燃机各个零部件的初始三维模型；
10.对每个所述零部件的初始三维模型进行平面截取，获取截面图；
11.对获得的所述截面图进行重绘，测量得到每个所述零部件的精确数据；
12.根据所述零部件的精确数据，对所述初始三维模型进行重建，获得三维零部件模型；
13.将多个所述三维零部件模型进行拼装组合，获得三维燃机模型；
14.将每个所述三维零部件模型进行零件信息标注，并建立所述燃机的三维模型库；
15.将所述三维模型库与所述燃机不同级别检修的检修技术信息相结合，形成燃机检修技术库，并将所述燃机检修技术库存储在燃机模拟系统中；所述检修技术信息包括：不同级别检修的标准项目及其对应的专用工具、备件；
16.当受训者进行某一零部件学习时，所述燃机模拟系统从所述燃机检修技术库中获取对应零部件的所述零件信息，并进行显示以供受训者学习；
17.当受训者进行燃机拆装练习时，受训者在所述燃机模拟系统中对所述三维燃机模型进行拆装模拟，所述燃机模拟系统记录受训者的拆装顺序，提取所述燃机检修技术库中不同级别检修的标准项目，将所述受训者的拆装顺序与各个级别标准项目中的检修流程顺序进行比对，并做出评价；
18.当受训者查看燃机标准检修顺序时，获取受训者所要查看的级别的标准项目并提取标准检修顺序信息，所述燃机模拟系统将所述标准检修顺序信息进行显示以供受训者查看学习；
19.当受训者选择标准检修顺序中的其中一步骤时，所述燃机模拟系统获取对应步骤所需的专用工具信息，并进行显示。
20.可选地，所述评价包括：拆装过程中所出现的问题和修改意见。
21.可选地，所述燃机不同级别检修包括c检、t检、m检。
22.可选地，所述燃机的零部件包括压气机缸、燃兼压缸、透平缸、点火器、排气缸、进气室。
23.可选地，所述受训者在所述燃机模拟系统中对所述三维燃机模型进行拆装模拟具体包括：
24.所述受训者在所述燃机模拟系统中按拆装顺序依次单击所述三维燃机模型中的零部件选中，再按住拖拽所述零部件。
25.可选地，所述零件信息标注包括：零件名称、零件型号、零件功能。
26.可选地，当所述受训者单击所述三维燃机模型中的零部件时，所述燃机模拟系统显示相对应零部件的所述零件信息标注。
27.可选地，所述三维燃机模型采用剖开式设计，所述三维燃机模型保留一半原形，一半实行半剖透明，通过剖开结构能直观看到燃机内部结构。
28.本说明书实施例的有益效果如下：
29.通过三维技术对燃机本体建模，将检修步序、检修工艺直接体现在系统的模型拆装上，由此进行直观、全面、精度高的燃机检修培训，相比于图纸学习，利用三维模型学习可将燃机中所有的零部件进行浏览学习，并可在系统中模拟燃机的检修过程，对燃机模型进行拆装，并根据系统中所存储的不同级别检修的检修技术，对受训者的操作进行指导建议，更直观、全面、具体，且精度高，同时，还可体现各个零部件的具体信息、不同级别对应的检修项目范围、不同检修项目范围的检修工作顺序、不同检修项目所需的备件工具等，可更方便受训者学习，提高培训效率和效果。
30.本说明书实施例的创新点包括：
31.1、本实施例中，通过三维技术对燃机本体建模，将检修步序、检修工艺直接体现在系统的模型拆装上，由此进行直观、全面、精度高的燃机检修培训，是本说明书实施例的创新点之一。
32.2、本实施例中，相比于图纸学习，利用三维模型学习可将燃机中所有的零部件进行浏览学习，并可在系统中模拟燃机的检修过程，对燃机模型进行拆装，并根据系统中所存储的不同级别检修的检修技术，对受训者的操作进行指导建议，更直观、全面、具体，精度高，是本说明书实施例的创新点之一。
33.3、本实施例中，可以体现零件具体信息、不同级别对应的检修项目范围、不同检修
项目范围的检修工作顺序、不同检修项目所需的备件工具，以便于受训者学习，是本说明书实施例的创新点之一。
附图说明
34.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本说明书实施例提供的基于三维建模模拟燃机检修的培训方法燃机检修技术库建立的流程示意图。
具体实施方式
36.下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
38.本说明书实施例公开了一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法。以下分别进行详细说明。
39.本发明通过三维技术对燃机本体建模，将检修步序、检修工艺直接体现在三维模型拆装上，并在燃机模拟系统中体现各个零部件的具体信息、不同级别对应的检修项目范围、不同检修项目范围的检修工作顺序、不同检修项目所需的备件工具等，以便受训者进行浏览学习，实现更直观、全面、具体且精度高的培训，达到提高培训效率和效果的目的。
40.本实施例中基于三维建模模拟燃机检修的培训方法包括燃机检修技术库建立过程和培训过程，其中，图1为本发明实施例提供的基于三维建模模拟燃机检修的培训方法燃机检修技术库建立的流程示意图。如图1所示，所述燃机检修技术库建立过程包括以下步骤：
41.步骤101、在燃机本体检修期间，将燃机的各个零部件进行拆除。
42.具体的，所述燃机的零部件包括压气机缸、燃兼压缸、透平缸、点火器、排气缸、进气室。
43.在一个具体的实施例中，为对燃机本体的各个零部件进行三维建模，需在燃机本体检修期间将燃机进行拆卸，进一步的，为确保三维建模的完整性，优选在燃机大修期间，将燃机本体的各个零部件按照标准检修流程的顺序依次进行拆除，避免在拆卸过程中对燃机的零部件造成不必要的损坏。
44.步骤102、通过对每个零部件进行多站三维激光扫描，获取三维激光点云数据。
45.在一个具体的实施例中，采用三维激光扫描技术获取各个零部件表面的空间三维
坐标，更快速、准确地获取大量高密度、高精度的三维坐标。但是，由于燃机零部件表面容易产生扫描视线的遮挡，单次设站难以获取完整、精确的零部件扫描对象的表面点云数据。故此，需要不同位置设站，采用多视角扫描方法，对整个零部件扫描对象分段进行扫描，获取零部件扫描对象的分块点云数据，以获得零部件扫描对象的完整形状信息。
46.步骤103、对获得的三维激光点云数据进行预处理，并进行配准。
47.在一个具体的实施例中，获取零部件扫描对象的分块点云数据之后，通过三维技术对分块点云数据进行预处理，并进行配准，以将不同位置设站所获得的扫描点云数据坐标转换到同一坐标系下。优选的，以首测站坐标系为燃机系统坐标系，将之后的各站扫描点云数据坐标转换到燃机系统坐标系下，再进行点云数据拼接。
48.步骤104、根据预处理、配准后的三维激光点云数据建立燃机各个零部件的初始三维模型。
49.在一个具体的实施例中，基于多站测量采集点云数据方式，将各测站坐标统一到燃机系统坐标系下，最终得到预处理、配准后的多站点云拼接结果，根据所得的多站点云拼接结果建立零部件扫描对象的初始三维模型。
50.步骤105、对每个零部件的初始三维模型进行平面截取，获取截面图。
51.在一个具体的实施例中，由于根据三维激光点云数据所建立的初始三维模型可能会出现图形偏移的问题，因此，为保证三维模型数据的准确性，需要对每个零部件的初始三维模型进行平面截取，以获得初始三维模型的多个截面图，再对所获得的截面图进行处理得到数据精准的三维模型。
52.步骤106、对获得的截面图进行重绘，测量得到每个零部件的精确数据。
53.在一个具体的实施例中，获得初始三维模型的截面图后，对截面图进行重绘，解决部分图形偏移的问题，以获取零部件的精确数据，并对该精确数据进行测量。
54.步骤107、根据零部件的精确数据，对初始三维模型进行重建，获得三维零部件模型。
55.在一个具体的实施例中，获取每个零部件的精确数据之后，根据每个零部件的精确数据值，对初始三维模型进行重建，从而获得更为精确的三维模型，以使模拟更细致、具体。
56.步骤108、将多个三维零部件模型进行拼装组合，获得三维燃机模型。
57.具体的，所述三维燃机模型采用剖开式设计，所述三维燃机模型保留一半原形，一半实行半剖透明，通过剖开结构能直观看到燃机内部结构。
58.在一个具体的实施例中，对每个零部件的初始三维模型进行重建获得更为精确的三维模型之后，将所有的零部件进行拼装组合，构成一个完整的三维燃机模型，为受训者提供检修模拟的模型。进一步的，为了方便受训者全面了解燃机的内部结构，建模后的三维燃机模型采用剖开式设计，一半保留原形，另一半实行半剖透明，可以直观的看到燃机的内部结构，如燃机的进气室叶片等，便于受训者对燃机的内部结构、安装方式等有更加深刻的认识。
59.步骤109、将每个三维零部件模型进行零件信息标注，并建立燃机的三维模型库。
60.具体的，所述零件信息标注包括：零件名称、零件型号、零件功能。进一步的，当所述受训者单击所述三维燃机模型中的零部件时，所述燃机模拟系统显示相对应零部件的所
述零件信息标注。
61.在一个具体的实施例中，为方便受训者了解燃机各个零部件的具体信息，对每个零部件的三维模型进行零件信息标注，优选的，对零部件的名称、型号以及在燃机中的运行中所起的作用进行注释，当受训者在燃机模拟系统中进行学习时，若有想了解的零部件，只需单击三维模型上相应的零部件，系统便会显示该零部件的信息内容，学习更便捷。此外，将燃机所有零部件的三维模型存储于燃机的三维模型库中，便于管理，方便系统检索，以便受训者对某个零部件的学习。
62.步骤110、将三维模型库与燃机不同级别检修的检修技术信息相结合，形成燃机检修技术库，并将燃机检修技术库存储在燃机模拟系统中；检修技术信息包括：不同级别检修的标准项目及其对应的专用工具、备件。
63.具体的，所述燃机不同级别检修包括c检、t检、m检。
64.在一个具体的实施例中，为方便受训者可选择学习多种级别的检修技术，在燃机检修技术库中存储燃机不同级别检修的检修技术信息，并与相对应的三维模型库相对应，其中，燃机不同级别检修包括c检、t检、m检，各级别的检修技术信息可来源于各级别检修作业指导书，或者来源于丰富的领域专家经验积累，以便受训者对不同级别对应的检修项目范围、不同检修项目范围的检修工作顺序以及不同检修项目所需的备件工具的学习。
65.本实施例中基于三维建模模拟燃机检修的培训方法的培训过程包括：
66.当受训者进行某一零部件学习时，所述燃机模拟系统从所述燃机检修技术库中获取对应零部件的所述零件信息，并进行显示以供受训者学习。
67.当受训者进行燃机拆装练习时，受训者在所述燃机模拟系统中对所述三维燃机模型进行拆装模拟，所述燃机模拟系统记录受训者的拆装顺序，提取所述燃机检修技术库中不同级别检修的标准项目，将所述受训者的拆装顺序与各个级别标准项目中的检修流程顺序进行比对，并做出评价。
68.具体的，所述受训者在所述燃机模拟系统中按拆装顺序依次单击所述三维燃机模型中的零部件选中，再按住拖拽所述零部件。进一步的，所述评价包括：拆装过程中所出现的问题和修改意见，以便受训者及时了解自己在练习过程中所出现的问题，并了解正确的标准检修顺序，同时，系统向受训者显示标准检修顺序为什么是这样的，使受训者更容易理解牢记。
69.当受训者查看燃机标准检修顺序时，获取受训者所要查看的级别的标准项目并提取标准检修顺序信息，所述燃机模拟系统将所述标准检修顺序信息进行显示以供受训者查看学习。
70.当受训者选择标准检修顺序中的其中一步骤时，所述燃机模拟系统获取对应步骤所需的专用工具信息，并进行显示。
71.在本实施例中，将燃机本体零部件分别建模，将模型模拟拼装成一个整体。在培训过程中，受训者可以选择其中任意一零部件进行名称、型号、作用等相关内容的学习。燃机模拟系统支持查看不同检修级别，例如燃机c检、t检、m检的标准项目及其对应的专用工具、备件，并支持选择任意一步骤，查看此步骤所需的专用工具，还可以查看燃机各级别(c检、t检、m检)检修的标准检修顺序，以便受训者更全面、具体、详细地进行培训学习。此外，受训者在燃机模拟系统可以对燃机或单独对任意部件进行拆装，拆装顺序提前根据燃机各级别
(c检、t检、m检)检修作业指导书或丰富的领域专家的经验累积提前录入，受训者根据自己的经验进行拆装模拟，系统记录拆装顺序，完成后系统自动比对标准检修流程的顺序，提出问题和修改意见，并指出为什么需要这样做。
72.综上所述，本说明书公开一种基于三维建模模拟燃机检修的培训方法，通过三维技术对燃机本体建模，将检修步序、检修工艺直接体现在系统的模型拆装上，由此进行直观、全面、精度高的燃机检修培训，相比于图纸学习，利用三维模型学习可将燃机中所有的零部件进行浏览学习，并可在系统中模拟燃机的检修过程，对燃机模型进行拆装，并根据系统中所存储的不同级别检修的检修技术，对受训者的操作进行指导建议，更直观、全面、具体，且精度高，同时，还可体现各个零部件的具体信息、不同级别对应的检修项目范围、不同检修项目范围的检修工作顺序、不同检修项目所需的备件工具等，可更方便受训者学习，提高培训效率和效果。
73.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
74.本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
75.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。