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船舶、軌道交通、航空航天等高端裝備制造業(yè)，是推動工業(yè)轉型升級的重要引擎，也是實現(xiàn)制造強國、科技強國、質(zhì)量強國等強國目標的有力支撐。

本期案例我們將聚焦于見慣了“大場面”的HyperScan——智能光學追蹤三維掃描系統(tǒng)，看它如何橫跨“海陸空”不同制造行業(yè)，游刃有余滿足多元化的應用需求。

1、游艇玻璃3D逆向設計——乘風破浪?

游艇是高端奢華旅游的一大新興產(chǎn)業(yè)，為了滿足人們追求生活品質(zhì)和旅游升級的需求，如何通過玻璃這一透明屏障將海洋的廣闊美景引入艇內(nèi)，游艇的設計師們已經(jīng)探索了幾十年。隨著玻璃在游艇上的使用面積越來越大，復雜的曲線型玻璃取代平面玻璃……對外觀美學的不懈追求，以及對強度和安全性的重視，都對游艇玻璃的制造提出了更高的要求。

客戶的大型雙體豪華游艇已進入建造收尾階段，最后卡在全景雙曲彎鋼玻璃的制作安裝上。由于船體結構材料和生產(chǎn)工藝原因，實際完成的游艇和設計圖紙存在一定差異，因此，游艇上、中、下三層結構上的每一塊玻璃都需要根據(jù)實際尺寸“量身定制”。

| 游艇沙龍區(qū)窗框3D掃描數(shù)據(jù)

中觀提供了HyperScan智能光學追蹤3D掃描方案，可以通過非接觸方式實現(xiàn)游艇窗框實時高精度的3D建模。HyperScan采用動態(tài)跟蹤技術，游艇表面無需貼點，掃描快速，針對大型船體窗框的復雜曲面形狀，可輕松獲取全尺寸的三維數(shù)據(jù)。

| 游艇舷窗3D掃描數(shù)據(jù)

HyperScan對于工件和場景擁有極強的適應性，船上船下、艙內(nèi)艙外，都可以實現(xiàn)靈活的跟蹤掃描，即使是隱蔽性強的區(qū)域，還可以靈活切換為貼點掃描模式。

基于實際窗框的3D掃描數(shù)據(jù)，進行逆向設計即可制作出與船體完美貼合的雙曲彎鋼玻璃，最大程度上確保了游艇玻璃窗的美觀、實用與安全性能。

客戶評價

“借助HyperScan的強大性能，大大縮短了游艇玻璃窗的設計流程，同時精準直觀的3D數(shù)據(jù)也為我們與國外雙曲彎鋼玻璃制造商的對接提供了更為便利的溝通，大大提高了生產(chǎn)效率，高效高質(zhì)量確保了雙體豪華游艇的順利交付。”

2、高鐵車頭曲面檢測——一往無前?

奔馳在神州大地上的高鐵，每一款車型都有自己的專屬“頭型”，而每一款“頭型”必定經(jīng)過了千挑萬選、千錘百煉。因為車頭不僅關乎“臉面”，更加關乎空氣動力學性能，決定著列車在高速疾馳狀態(tài)下的安全平穩(wěn)運行。作為高速動車組的關鍵核心技術之一，車頭的設計制造極富挑戰(zhàn)性。

客戶從事高鐵車頭的整體組裝制造，因車頭部件尺寸較大（3.5~4.5m不等），整體結構復雜，客戶希望通過3D激光掃描解決以下測量難點：在無需搬運和側翻的條件下采集工件的全尺寸數(shù)據(jù)，掃描節(jié)拍要求≤1小時，最終基于掃描數(shù)據(jù)檢測工件的位置度、平面度、曲面輪廓度以及整體偏差數(shù)值等。

中觀為客戶推薦的HyperScan方案，可在車間現(xiàn)場隨時隨地開展測量工作，手持掃描、角度靈活，無需移動車頭部件，能以高達290萬次測量/秒的掃描速率快速獲取完整車頭的三維數(shù)據(jù)，導入檢測軟件與標準數(shù)模對比，可出具彩色偏差圖及關鍵尺寸檢測報告。整個過程高效流暢，掃描用時僅45min，檢測報告用時35min，相較客戶之前的檢測方式大大提升了工作效率。

HyperScan所有激光線全部采用藍色激光，對于車頭表面的各種顏色與材質(zhì)均能完美適應，即使是高亮、反光也能保證掃描效果的超高精細度，為車頭的整體組裝制造提供了精準可靠的數(shù)據(jù)支持。

客戶評價

“相比于傳統(tǒng)的手工測量方式，HyperScan掃描方案最大程度上幫助我們解決了對于車頭復雜曲面以及輪廓度的檢測難題，同時效率大幅提升。精確的3D數(shù)據(jù)對于車頭空氣動力學性能的計算驗證至關重要，也為生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供了可靠參考，最終是為高鐵的安全運行起到保駕護航的作用?！?/p>

3、飛機清洗路徑規(guī)劃——高飛遠翔?

在飛機的維護保養(yǎng)工作中，通常每隔幾年就需要將表面的油漆層剝離再重新涂漆，以檢查并修復蒙皮基板的損傷。激光清洗技術作為一種新興的“黑科技”，以無接觸、無損傷、無污染、無耗材、經(jīng)濟高效等顯著優(yōu)勢，正在逐步取代傳統(tǒng)的機械/化學除漆工藝，并且易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。利用激光自動清洗技術脫除飛機蒙皮已被認為是最有前途的應用之一。

客戶有一架長約8m的教練機，在對機身重新噴漆保養(yǎng)前，要利用激光自動清洗技術將舊漆完全除去。如何規(guī)劃飛機蒙皮的自動清洗路徑實現(xiàn)油漆精準去除？這需要先獲取機身外形的3D數(shù)據(jù)。由于后續(xù)會有大量飛機蒙皮激光清洗的業(yè)務，客戶尤其注重數(shù)據(jù)獲取的速度和操作便捷性。

中觀給出了HyperScan激光3D掃描對接激光自動清洗的方案。由于現(xiàn)場空間比較狹窄，為了盡可能采集完整機身的高精度3D數(shù)據(jù)，我們使用跟蹤器先采集少量標志點再進行動態(tài)跟蹤掃描，不到半小時即完成了整體數(shù)據(jù)采集工作。

HyperScan憑借靈活多樣的工作模式“見招拆招”，即使是復雜工況下，掃描數(shù)據(jù)呈現(xiàn)依然細膩逼真，可以直接對接后續(xù)的清洗數(shù)控系統(tǒng)，精準、高效實現(xiàn)自動清洗路徑規(guī)劃。

客戶評價

“激光3D掃描與激光自動清洗技術結合堪稱‘完美搭檔’，不但達到了理想的清洗效果，還提升了加工生產(chǎn)的精細化程度。HyperScan的掃描速率和精度完全滿足要求，在現(xiàn)場使用的便捷性和靈活性也超越了我們的期待，在以后的業(yè)務中，我們會對這一套‘激光組合方案’進行推廣應用，實現(xiàn)高效率、高精度與綠色環(huán)?！慌e三得’。”

結語

HyperScan以獨特的智能光學追蹤技術，為我們實力展現(xiàn)了：上得場、掃得快、掃得全！為各行各業(yè)的三維數(shù)字化需求提供了創(chuàng)新方案，解決了產(chǎn)品設計、制造、維修等全生命周期內(nèi)測不了、測不準、測不全、測不快的難點。

伴隨中國由世界大國向世界強國的發(fā)展之路，HyperScan也將持續(xù)聚焦高端裝備制造業(yè)，以自身的創(chuàng)新迭代和智能自動化升級方案，為其注入加速領跑的數(shù)字新動能。