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徕卡RTC360三维激光扫描仪在大型构件预安装中的应用

徕卡RTC360三维激光扫描仪在大型构件预安装中的应用

一、应用背景
1、行业需求
生产大型构件的工厂一般在产品出厂前，都需要提前对各分段分层进行组装测试，确保尺寸符合安装精度，保证运输到现场后安装顺利、质量合格。
2、现状与痛点
如果使用钢尺量距，方法复杂，测量人员劳累不堪，效率低，耗费时间长，而且精度受到测量人员专业程度影响，一旦出现超限需要返工，反而大大增加了成本。

图1 传统的手拉钢尺法
实际中也会采用提前测试安装的办法。由于各构件体积大、重量沉，一般在不同车间生产，需要吊装各个构件到一个大型车间，再实际拼接安装到一起。这种安装测试的方法虽然达到了预计试验目的，但是需要耗费大量的时间和人力。
有没有一种办法，既可以全方位获取尺寸信息，**判断组装合格与否，又可以无需实际安装，大量节省时间人工，降低成本呢？
三维激光扫描技术提供了一个非常好选择。
二、应用新方案

方案首先采用徕卡RTC360极速三维激光扫描仪采集构件的表面以亿计的高精度三维坐标点，得到高精度1：1模型，然后在配套的徕卡Cyclone点云极速处理软件中对点云进行拼接等预处理，*后，在专业的Cyclone 3DR以软件中进行虚拟安装测试，大大缩短安装测试时间，降低了大量成本。
三、应用案例
1、项目概况
地点：某大型工厂
内容：对生产的大型工件，需要将两个或者多个工件进行预安装
要求：
外业点云扫描及数据处理
比较传统方法和三维激光扫描法的速度
进行虚拟安装测试
检查虚拟安装尺寸精度
2、作业过程
1）现有模型数据整理
根据设计、加工，取得拼接安装的理论三维几何模型
2）外业点云采集
利用扫描仪实测构件外轮廓三维点云，一般无法一次性扫描全部轮廓，需要多次转换扫描测站

图2 三维激光扫描仪获取构件表面点云
徕卡RTC360三维激光扫描仪作业实测情况：
扫描过程中无需标靶，RTC360视觉追踪实现自动拼接
架站无需整平，放稳即可测量。
单站作业时间快，中分辨率一站51秒，共扫描8站，用时10分钟。
3）点云拼接
实测数据导入Cyclone Register 360点云处理软件进行拼接等预处理，分别形成各实体构件的外轮廓点三维点云数据。
软件可对多测站扫描获取的点云进行自动拼接，并生成可靠精度拼接报告。处理过程直观简单，只需10分钟不到，便可完成8站数据的拼接，拼接误差不超过1mm。

图3 徕卡Register360软件自动点云拼接
4）点云分割去噪
删除无关部分的点云数据，只保留预安装的各个构件

图4 去噪后得到各个构件点云数据
5）坐标统一
利用公共点拟合将分段构件的坐标合并转换为统一的整体坐标

图5 拟合与坐标变换
6）模拟安装成果输出
点云模型坐标实现统一，完成模拟拼装，可以进行尺寸量测，得到各刚性梁构件接口标高、管中心距等偏差结果。
图6 刚性梁预安装偏差
如误差超限，则需继续调整修正，直到误差达到安装精度要求。
3、三维激光扫描新方案精度验证
对安装完成后的整体利用钢尺进行检核，两种结果进行对比。误差完全满足±5mm的安装精度要求。通过钢尺以及安装后设计值进行精度验证，充分证明了RTC360超高扫描精度。徕卡RTC360三维激光扫描解决方案在大型工件预安装中完全满足精度需求。

图7 与检核点对比结果
四、总结
徕卡RTC360三维激光扫描仪在大型构件预安装中具有很多优势，主要体现在：
效率高：扫描效率高，*快26秒即可完成一站扫描；无需运输吊装，相比原先需要将各个构件运输到同一车间实际安装，采用徕卡RTC360新方案直接在原车间就可以，减少了中间运输环节；拼接简单快速，VIS视觉追踪系统为后期数据拼接提供了便利和保障，拼接时间大大降低。相比吊装法*少需要半天时间才可以完成，采用RTC360只需要不到一小时即可完成整个预安装过程。
精度高：徕卡RTC360精度可靠，扫描精度达1mm,数据拼接精度可靠，点云无分层，点云成果精度高。实例证明徕卡RTC360产品精度符合要求，是可靠的数据获取手段。
更直观：三维虚拟安装技术，通过Cyclone 3DR软件更加直观展示了各个构件按照设计要求装配的效果，所需的关键位置尺寸的信息，清晰准确，为安装调整提供了精准且直观的依据。
“现场操作只需1人即可，操作非常简单方便，而且成果图文并茂，我们要把这种办法写入技改方案！”这句话正是客户内心想法的真实吐露。徕卡RTC360三维激光扫描仪在大型构件预安装中的应用

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