徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構件預安裝中的應用

徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構件預安裝中的應用
 
 一、應用背景
 1、行業需求
 生產大型構件的工廠一般在產品出廠前，都需要提前對各分段分層進行組裝測試，確保尺寸符合安裝精度，保證運輸到現場后安裝順利、質量合格。
 2、現狀與痛點
 如果使用鋼尺量距，方法復雜，測量人員勞累不堪，效率低，耗費時間長，而且精度受到測量人員專業程度影響，一旦出現超限需要返工，反而大大增加了成本。
 
 圖1 傳統的手拉鋼尺法
 實際中也會采用提前測試安裝的辦法。由于各構件體積大、重量沉，一般在不同車間生產，需要吊裝各個構件到一個大型車間，再實際拼接安裝到一起。這種安裝測試的方法雖然達到了預計試驗目的，但是需要耗費大量的時間和人力。
 有沒有一種辦法，既可以全方位獲取尺寸信息，**判斷組裝合格與否，又可以無需實際安裝，大量節省時間人工，降低成本呢？
 三維激光掃描技術提供了一個非常好選擇。
 二、應用新方案
 
 方案首先采用徠卡RTC360極速三維激光掃描儀采集構件的表面以億計的高精度三維坐標點，得到高精度1：1模型，然后在配套的徠卡Cyclone點云極速處理軟件中對點云進行拼接等預處理，*后，在專業的Cyclone 3DR以軟件中進行虛擬安裝測試，大大縮短安裝測試時間，降低了大量成本。
 三、應用案例
 1、項目概況
 地點：某大型工廠
 內容：對生產的大型工件，需要將兩個或者多個工件進行預安裝
 要求：
 外業點云掃描及數據處理
 比較傳統方法和三維激光掃描法的速度
 進行虛擬安裝測試
 檢查虛擬安裝尺寸精度
 2、作業過程
 1）現有模型數據整理
 根據設計、加工，取得拼接安裝的理論三維幾何模型
 2）外業點云采集
 利用掃描儀實測構件外輪廓三維點云，一般無法一次性掃描全部輪廓，需要多次轉換掃描測站
 
 圖2 三維激光掃描儀獲取構件表面點云
 徠卡RTC360三維激光掃描儀作業實測情況：
 掃描過程中無需標靶，RTC360視覺追蹤實現自動拼接
 架站無需整平，放穩即可測量。
 單站作業時間快，中分辨率一站51秒，共掃描8站，用時10分鐘。
 3）點云拼接
 實測數據導入Cyclone Register 360點云處理軟件進行拼接等預處理，分別形成各實體構件的外輪廓點三維點云數據。
 軟件可對多測站掃描獲取的點云進行自動拼接，并生成可靠精度拼接報告。處理過程直觀簡單，只需10分鐘不到，便可完成8站數據的拼接，拼接誤差不超過1mm。
 
 圖3 徠卡Register360軟件自動點云拼接
 4）點云分割去噪
 刪除無關部分的點云數據，只保留預安裝的各個構件
 
 圖4 去噪后得到各個構件點云數據
 5）坐標統一
 利用公共點擬合將分段構件的坐標合并轉換為統一的整體坐標
  
 圖5 擬合與坐標變換
 6）模擬安裝成果輸出
 點云模型坐標實現統一，完成模擬拼裝，可以進行尺寸量測，得到各剛性梁構件接口標高、管中心距等偏差結果。
 圖6 剛性梁預安裝偏差
 如誤差超限，則需繼續調整修正，直到誤差達到安裝精度要求。
 3、三維激光掃描新方案精度驗證
 對安裝完成后的整體利用鋼尺進行檢核，兩種結果進行對比。誤差完全滿足±5mm的安裝精度要求。通過鋼尺以及安裝后設計值進行精度驗證，充分證明了RTC360超高掃描精度。徠卡RTC360三維激光掃描解決方案在大型工件預安裝中完全滿足精度需求。
 
 圖7 與檢核點對比結果
 四、總結
 徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構件預安裝中具有很多優勢，主要體現在：
 效率高：掃描效率高，*快26秒即可完成一站掃描；無需運輸吊裝，相比原先需要將各個構件運輸到同一車間實際安裝，采用徠卡RTC360新方案直接在原車間就可以，減少了中間運輸環節；拼接簡單快速，VIS視覺追蹤系統為后期數據拼接提供了便利和保障，拼接時間大大降低。相比吊裝法*少需要半天時間才可以完成，采用RTC360只需要不到一小時即可完成整個預安裝過程。
 精度高：徠卡RTC360精度可靠，掃描精度達1mm,數據拼接精度可靠，點云無分層，點云成果精度高。實例證明徠卡RTC360產品精度符合要求，是可靠的數據獲取手段。
 更直觀：三維虛擬安裝技術，通過Cyclone 3DR軟件更加直觀展示了各個構件按照設計要求裝配的效果，所需的關鍵位置尺寸的信息，清晰準確，為安裝調整提供了精準且直觀的依據。
 “現場操作只需1人即可，操作非常簡單方便，而且成果圖文并茂，我們要把這種辦法寫入技改方案！”這句話正是客戶內心想法的真實吐露。徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構件預安裝中的應用