高精度测量仪器在工业领域中的应用

在工业领域中，高标准、高精度、高控制是整体工业产业升级的趋势。大到航天、造船、军事工业，小至汽车工业、微型机加工、3C产品制造，质量控制、误差分析都是在生产过程中极其重要、不可或缺的部分。对加工的产品进行工业测量、数据分析，而后给出其是否达到设计要求的结果，便需要针对不同场景、不同环境等条件，使用不同的工业测量仪器设备，以及应用最适合的测量和分析方法，从而可以使整个生产环节可控，在工业产业的转型过程中，是亟需解决的技术难题。

上海顶柱集团旗下的顶柱科技与顶柱检测，专注于提供先进质量控制系统和计量解决方案，将全球最先进的高端检测产品和质量控制系统引进给国内的客户，应用全球领先的测量系统与最新计量标准，面向制造领域的不同行业，为客户提供全面的现场几何量计量解决方案。

V-STARS摄影测量系统在复杂环境下工业领域中的应用

美国GSI公司（Geodetic Systems, Inc）作为全球非接触式工业摄影测量的领导者，从事摄影测量系统研发超过30年历史，其生产的V-STARS摄影测量系统，其单相机最高稳定精度可达5μm+5μm/m，测量不受振动、旋转、辐射、空间等多种环境因素的影响。

如上图，在航空工业中，对于飞机整流器、襟翼等部件，使用V-STARS单相机摄影测量系统，配合无需手动贴点的投点器，精确地测量出三维点云，将其与理论数模对比得出偏差，然后分析数据对实物进行局部修理。其精度优于0.05mm，无需特殊工装，可对整体曲面或指定关键端面进行高效率的快速测量。发挥单相机摄影测量系统的优势，解决了狭小空间以及生产环境下的测量难题。

激光跟踪测量系统在大空间、高精度工业领域中的应用

激光跟踪测量系统具有极高的测量精度，对于大尺寸、高精度要求的工业领域，尤其是重工业领域的快速、关键尺寸的测量、分析方面具有无可比拟的优点。

在风电、核电等大尺寸、高精度要求的机加工工业中，对产品进行整体误差分析，对批量生产工艺的考察、最终产品的装配精度乃至使用寿命等都具有重要意义。针对高精度加工处理生产线体的安装与维护，保持机器处于最优的使用状态，可高效率地节省维护成本，降低故障率，保证产品质量。使用激光跟踪测量系统，对大尺寸目标进行整体测量，根据设计图纸进行误差分析，对不合格的位置进行超差分析和实时监控，精度可控制在0.02mm，无需对目标进行特殊处理，充分发挥了其方便、快速、稳定等优势，解决了大尺寸、高精度需求下，不易进行复杂测量分析的难题。

3D扫描系统在轻工业中的应用

3D扫描系统(3D scanner) 作为用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）一种科学仪器，具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。

 这种特殊的3D扫描系统通过结构光/红外光，可自动识别物体表面的固有特征，无需对物体进行附加处理，操作犹如拍视频般简单，并可在极短时间内轻松获取高质量的数据，真实还原物体外观和色彩。扫描完成后，可在软件中进行数据处理，导出多种标准格式，以便用户使用其他第三方软件来进行3D打印的处理和编辑。

大空间激光扫描系统在大尺寸工业对其整体分析中的应用 

Surphaser 三维激光扫描仪是按照美国军方标准严格设计和生产的测绘产品,广泛用于工业测量、考古和文物保护、工程测绘和科学研究,从帕特农神庙的数字化保护到NASA空间站及飞行器的测量，Surphaser 充分体现了快速、高精度的特点。Surphaser 是当今全球精度最高的三维激光扫描仪，是最新三维激光测量技术的体现.。

1到100米范围内可达到亚毫米级别精度

○ 最大扫描距离可达180米

○ 防尘防水，坚固耐用，适用于多种气候与环境

○ 小巧轻便，可放入飞行箱内方便携带

○ 安装简便，内置强大倾斜补偿器，无需人工整平

○ 内置高清彩色相机可达到6000万像素或外置色彩更丰富，功能更强大的单反相机，赋予点云更加逼真的纹理效果

○ 多种操控方式，可以直接面板操控，笔记本连接，或者平板无线操控，使其在多种复杂环境下运用自如。

工业设计与制造

    三维激光扫描仪不但可以为工业逆向建模提供帮助，同时可以取代传统的方式进行工业零部件的外形检测。采用三维激光扫描技术可大大缩短产品设计和生产周期，提高产品质量，降低成本。从飞机、汽车、轮船到大型钢结构，、工业设计与制造

   三维激光扫描仪不但可以为工业逆向建模提供帮助，同时可以取代传统的方式进行工业零部件的外形检测。采用三维激光扫描技术可大大缩短产品设计和生产周期，提高产品质量，降低成本。

工业逆向建模

    通过Surphaser三维激光扫描仪可以快速完成机械零件的仿制和结构研究。通过高精度扫描获取完整准确的外形数据，经过处理直接生成三维模型，可快速完成模具设计或机械加工方案，实现复制。对已有零部件的扫描，也可以精确获取曲面、特征，用于汽车、轮船、飞机等复杂形状和结构的研究。

    零部件外形检测铸造或机加工的零件，以及装配完成好的部件，可以通过三维激光扫描仪进行完整的外形检测，可以关心到每一处细节，进行详细的误差统计，全面判断加工或装配的质量，并可以据此调整加工或装配工艺。

装配和搭接控制

对预装配部件进行扫锚，可实现计算机中的虚拟装配，进行装配部件的尺寸调整及验证。通过对装配前的基础进行扫描，可基于真实三维空间进行虚拟搭接设计，保证设计质量，缩短工期，降低成本。

（顶柱科技工程师:郑宏洋、周晓俊）

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