Hybrid-technologie van Hexagon drijft innovatie in windenergie bij Siemens Gamesa

Samenwerkingsverband met toonaangevende fabrikant van offshore windturbines resulteert in geautomatiseerde metrologisch ondersteunde montagesystemen waarin fotogrammetrie, lasertrackers en robottechnologie gecombineerd worden.

23 februari 2021
Een inspectiecel met een wit hek eromheen waarin gerobotiseerde armen en fotogrammetrische apparatuur windturbinecomponenten inspecteren

Hexagons Manufacturing Intelligence-divisie maakte vandaag de installatie bekend van een nieuw, geautomatiseerd inspectiesysteem dat een maatoplossing biedt voor de grootschalige behoeften van windturbinefabrikant Siemens Gamesa Renewable Energy. De unieke installatie, die nu operationeel is in de Cuxhaven offshore-nacellemontagefabriek van Siemens Gamesa in Noord-Duitsland, combineert de kracht van fotogrammetrie, lasertracken en gerobotiseerde automatisering om hoge-productiviteitsoplossingen te bieden voor het uitlijnen van de grote, flexibele statorcomponenten van de generators die worden gebruikt in direct drive-windturbines.

Het systeem maakt gebruik van een op maat gemaakt 3D Arena fotogrammetrisch systeem met vier camera's en een gerobotiseerde kalibratietool, in combinatie met een Leica Absolute Tracker AT930 en een constellatie van ultra-groothoek Super CatEye-reflectoren. Het is een uitstekend voorbeeld van metrologisch ondersteunde montage, een groeiend vakgebied waarin hoognauwkeurige meetapparatuur wordt ingezet om te garanderen dat een volledig product wordt gemonteerd met hetzelfde niveau van nauwkeurigheid als het ontwerp en de productie van de afzonderlijke componenten. 

'Met dit project hebben we een nieuw soort systeem ontworpen dat resultaten biedt die binnen de vereiste toleranties vallen, maar met een productiviteitsniveau dat hoger ligt dan voorheen mogelijk was, en met een groot potentieel voor verdere ontwikkeling,' zei Duncan Redgewell, President, Metrology Devices bij Hexagon. 'Dit is een project dat echt de kracht van Hexagons productportefeuille laat zien – ik geloof niet dat er een ander bedrijf is in de productie-inspectiebranche dat over de benodigde hardwarekennis beschikt om een volledig geïntegreerd systeem te ontwikkelen waarin fotogrammetrie en lasertracker-technologie zo naadloos gecombineerd worden.'

Directe metingen van de stator en het montagegebied worden met de 3D Arena-camera's verzameld, terwijl de Absolute Tracker ervoor zorgt dat er één enkel referentiekader wordt aangehouden voor het hele systeem, waarbij het gebruikmaakt van zijn grootschalige absolute plaatsbepalingsmogelijkheden, om bij het monteren van statorpanelen van tot wel 12 meter lang, een plaatsing te garanderen die nauwkeurig is tot op 150 micron. Dit concept is voortgekomen uit de nauwe samenwerking tussen het Offshore Operations Innovation-team van Siemens Gamesa en Hexagons experts op het gebied van fotogrammetrie- en lasertrackertechnologie, met hulp van de externe partij ARGON, die de metrologische software en automatiseringsaspecten van het project heeft ontwikkeld, aan de hand van Hexagons SpatialAnalyzer -platform.

'Door de inspirerende technische samenwerking en innovatie, was dit een geweldig project om deel aan te mogen nemen,' zei Geert Creemers, oprichter en mede-CEO van ARGON. 'Een belangrijk aspect van het project voor het Siemens Gamesa-team was dat gebruikers op de werkvloer end-to-end met het systeem moesten kunnen werken, zonder langdurige en ingewikkelde training. Wij zien metrologie als niets meer dan een hulpmiddel, daarom richten we ons er tijdens de ontwikkeling van onze meetintegratiesystemen op, de toepassing ervan zo eenvoudig mogelijk te maken. We noemen dat het 'koffiezetapparaatprincipe', en dat is een centraal concept geweest tijdens de ontwikkeling van dit systeem voor het team in Cuxhaven.'

Terwijl het oorspronkelijke ontwerpconcept bedoeld was voor het verwerken van stators van zes meter lang, is het Siemens Gamesa-team op de toekomst gericht en op de behoefte om nog grotere systemen te produceren, om aan de eisen te voldoen van de offshore-windenergiebranche.

'Wij worden bij Siemens Gamesa gedreven door voortdurende innovatie,' zei Marius Fuerst-Sylvester, kalibratietechnicus bij Siemens Gamesa. 'Onze technologie voor het produceren van schone energie uit de wind, heeft enorme vooruitgang geboekt dankzij onze voortdurende focus om dingen beter te doen, zowel in onze productontwikkeling als in de productie van onze turbines. Nu onze portefeuille zich steeds verder uitbreidt, zullen we ons over niet al te lange tijd bezighouden met stators die zelfs nog groter zijn. Het veilig en betrouwbaar monteren van grotere componenten vereist meer dan traditionele, handmatige methodes. Met het nieuwe 3D Arena-trackersysteem van Hexagon en ARGON, profiteren alle betrokken partijen van het werken met grotere componenten.'

We verwachten dat het project zich zal blijven ontwikkelen en dat de huidige handmatige afstelling van statorsegmenten in de toekomst vervangen zal worden door een volledig geautomatiseerd afstellingsproces. Dit biedt mogelijkheden voor nog meer tijd- en kostenbesparing, wat de productiviteit van deze belangrijke locatie voor Siemens Gamesa's Offshore Business Unit nog meer zal vergroten.

'De tijdrovende methode voor het afstellen van de nauwkeurige afstand tussen magneten en stator is cruciaal voor de efficiëntie,' vertelt Benjamin Henriksen, productiespecialist bij Siemens Gamesa. 'We kregen het idee om op dit punt te automatiseren en gebruik te maken van digitale technologie om de productie eenvoudiger en slimmer te maken. Dankzij oplossingen zoals die van Hexagon en ARGON realiseren we een nauwkeuriger montage en een hogere productiviteit, waardoor de productie van Siemens Gamesa slimmer wordt.' 

Dit unieke metrologisch ondersteunde montageproject is speciaal voor Siemens Gamesa ontwikkeld in een tijdsbestek van twee jaar, door nauwe samenwerking tussen de teams van Hexagon, ARGON en het Offshore Operations Innovation-team van Siemens Gamesa. Neem voor meer informatie over hoe Hexagon bijdraagt aan de ontwikkeling van dit soort systemen contact op met uw lokale Hexagonvertegenwoordiger.

'Het project 'Flexible nacelle production for wind turbines of the future in Cuxhaven' (FLECX) wordt medegefinancierd door de Europese Unie, de deelstaat Nedersaksen en NBank. FLECX ontwikkelt de basis voor digitaal ondersteunde montageprocessen voor toekomstige offshore windturbines aangepast aan componenteigenschappen.'

Meer informatie: Meer informatie: https://www.siemensgamesa.com/en-int/explore/innovations/research-collaboration

About Hexagon
Hexagon is a global leader in sensor, software and autonomous solutions. We are putting data to work to boost efficiency, productivity, and quality across industrial, manufacturing, infrastructure, safety, and mobility applications.

Our technologies are shaping urban and production ecosystems to become increasingly connected and autonomous – ensuring a scalable, sustainable future.

Hexagon’s Manufacturing Intelligence division provides solutions that utilise data from design and engineering, production and metrology to make manufacturing smarter.

Hexagon (Nasdaq Stockholm: HEXA B) has approximately 21,000 employees in 50 countries and net sales of approximately 3.8bn EUR. Learn more at hexagon.com and follow us @HexagonAB.
About Siemens Gamesa Renewable Energy 

Siemens Gamesa is a global leader in the wind power industry, with a strong presence in all facets of the business: offshore, onshore and services. 

The company’s advanced digital capabilities enable it to offer one of the broadest product portfolios in the sector as well as industry-leading service solutions, helping to make clean energy more affordable and reliable. 

With more than 105 GW installed worldwide, Siemens Gamesa manufactures, installs and maintains wind turbines, both onshore and offshore. The company’s orders backlog stands at €31.5 billion. 

The company is headquartered in Spain and listed on the Spanish stock exchange (trading on the Ibex-35 index). Learn more at siemensgamesa.com