徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構(gòu)件預(yù)安裝中的應(yīng)用

徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構(gòu)件預(yù)安裝中的應(yīng)用
 
 一、應(yīng)用背景
 1、行業(yè)需求
 生產(chǎn)大型構(gòu)件的工廠一般在產(chǎn)品出廠前，都需要提前對(duì)各分段分層進(jìn)行組裝測(cè)試，確保尺寸符合安裝精度，保證運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后安裝順利、質(zhì)量合格。
 2、現(xiàn)狀與痛點(diǎn)
 如果使用鋼尺量距，方法復(fù)雜，測(cè)量人員勞累不堪，效率低，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，而且精度受到測(cè)量人員專(zhuān)業(yè)程度影響，一旦出現(xiàn)超限需要返工，反而大大增加了成本。
 
 圖1 傳統(tǒng)的手拉鋼尺法
 實(shí)際中也會(huì)采用提前測(cè)試安裝的辦法。由于各構(gòu)件體積大、重量沉，一般在不同車(chē)間生產(chǎn)，需要吊裝各個(gè)構(gòu)件到一個(gè)大型車(chē)間，再實(shí)際拼接安裝到一起。這種安裝測(cè)試的方法雖然達(dá)到了預(yù)計(jì)試驗(yàn)?zāi)康模切枰馁M(fèi)大量的時(shí)間和人力。
 有沒(méi)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(wú)需實(shí)際安裝，大量節(jié)省時(shí)間人工，降低成本呢？
 三維激光掃描技術(shù)提供了一個(gè)非常好選擇。
 二、應(yīng)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(gòu)件的表面以?xún)|計(jì)的高精度三維坐標(biāo)點(diǎn)，得到高精度1：1模型，然后在配套的徠卡Cyclone點(diǎn)云極速處理軟件中對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行拼接等預(yù)處理，*后，在專(zhuān)業(yè)的Cyclone 3DR以軟件中進(jìn)行虛擬安裝測(cè)試，大大縮短安裝測(cè)試時(shí)間，降低了大量成本。
 三、應(yīng)用案例
 1、項(xiàng)目概況
 地點(diǎn)：某大型工廠
 內(nèi)容：對(duì)生產(chǎn)的大型工件，需要將兩個(gè)或者多個(gè)工件進(jìn)行預(yù)安裝
 要求：
 外業(yè)點(diǎn)云掃描及數(shù)據(jù)處理
 比較傳統(tǒng)方法和三維激光掃描法的速度
 進(jìn)行虛擬安裝測(cè)試
 檢查虛擬安裝尺寸精度
 2、作業(yè)過(guò)程
 1）現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)整理
 根據(jù)設(shè)計(jì)、加工，取得拼接安裝的理論三維幾何模型
 2）外業(yè)點(diǎn)云采集
 利用掃描儀實(shí)測(cè)構(gòu)件外輪廓三維點(diǎn)云，一般無(wú)法一次性掃描全部輪廓，需要多次轉(zhuǎn)換掃描測(cè)站
 
 圖2 三維激光掃描儀獲取構(gòu)件表面點(diǎn)云
 徠卡RTC360三維激光掃描儀作業(yè)實(shí)測(cè)情況：
 掃描過(guò)程中無(wú)需標(biāo)靶，RTC360視覺(jué)追蹤實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拼接
 架站無(wú)需整平，放穩(wěn)即可測(cè)量。
 單站作業(yè)時(shí)間快，中分辨率一站51秒，共掃描8站，用時(shí)10分鐘。
 3）點(diǎn)云拼接
 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Cyclone Register 360點(diǎn)云處理軟件進(jìn)行拼接等預(yù)處理，分別形成各實(shí)體構(gòu)件的外輪廓點(diǎn)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
 軟件可對(duì)多測(cè)站掃描獲取的點(diǎn)云進(jìn)行自動(dòng)拼接，并生成可靠精度拼接報(bào)告。處理過(guò)程直觀簡(jiǎn)單，只需10分鐘不到，便可完成8站數(shù)據(jù)的拼接，拼接誤差不超過(guò)1mm。
 
 圖3 徠卡Register360軟件自動(dòng)點(diǎn)云拼接
 4）點(diǎn)云分割去噪
 刪除無(wú)關(guān)部分的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，只保留預(yù)安裝的各個(gè)構(gòu)件
 
 圖4 去噪后得到各個(gè)構(gòu)件點(diǎn)云數(shù)據(jù)
 5）坐標(biāo)統(tǒng)一
 利用公共點(diǎn)擬合將分段構(gòu)件的坐標(biāo)合并轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的整體坐標(biāo)
  
 圖5 擬合與坐標(biāo)變換
 6）模擬安裝成果輸出
 點(diǎn)云模型坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，完成模擬拼裝，可以進(jìn)行尺寸量測(cè)，得到各剛性梁構(gòu)件接口標(biāo)高、管中心距等偏差結(jié)果。
 圖6 剛性梁預(yù)安裝偏差
 如誤差超限，則需繼續(xù)調(diào)整修正，直到誤差達(dá)到安裝精度要求。
 3、三維激光掃描新方案精度驗(yàn)證
 對(duì)安裝完成后的整體利用鋼尺進(jìn)行檢核，兩種結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。誤差完全滿(mǎn)足±5mm的安裝精度要求。通過(guò)鋼尺以及安裝后設(shè)計(jì)值進(jìn)行精度驗(yàn)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(yù)安裝中完全滿(mǎn)足精度需求。
 
 圖7 與檢核點(diǎn)對(duì)比結(jié)果
 四、總結(jié)
 徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構(gòu)件預(yù)安裝中具有很多優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在：
 效率高：掃描效率高，*快26秒即可完成一站掃描；無(wú)需運(yùn)輸?shù)跹b，相比原先需要將各個(gè)構(gòu)件運(yùn)輸?shù)酵卉?chē)間實(shí)際安裝，采用徠卡RTC360新方案直接在原車(chē)間就可以，減少了中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)；拼接簡(jiǎn)單快速，VIS視覺(jué)追蹤系統(tǒng)為后期數(shù)據(jù)拼接提供了便利和保障，拼接時(shí)間大大降低。相比吊裝法*少需要半天時(shí)間才可以完成，采用RTC360只需要不到一小時(shí)即可完成整個(gè)預(yù)安裝過(guò)程。
 精度高：徠卡RTC360精度可靠，掃描精度達(dá)1mm,數(shù)據(jù)拼接精度可靠，點(diǎn)云無(wú)分層，點(diǎn)云成果精度高。實(shí)例證明徠卡RTC360產(chǎn)品精度符合要求，是可靠的數(shù)據(jù)獲取手段。
 更直觀：三維虛擬安裝技術(shù)，通過(guò)Cyclone 3DR軟件更加直觀展示了各個(gè)構(gòu)件按照設(shè)計(jì)要求裝配的效果，所需的關(guān)鍵位置尺寸的信息，清晰準(zhǔn)確，為安裝調(diào)整提供了精準(zhǔn)且直觀的依據(jù)。
 “現(xiàn)場(chǎng)操作只需1人即可，操作非常簡(jiǎn)單方便，而且成果圖文并茂，我們要把這種辦法寫(xiě)入技改方案！”這句話正是客戶(hù)內(nèi)心想法的真實(shí)吐露。徠卡RTC360三維激光掃描儀在大型構(gòu)件預(yù)安裝中的應(yīng)用