激光扫描测头

近期，海克斯康推出世界上首款用于在数控机床上激光扫描测量零件的测头，进一步完善海克斯康在测量与传感器全领域的方案能力，以突破行业零件测量和校准的瓶颈，也是海克斯康赋能行业数字化转型的重要体现。全新发布的LS-R-4.8，是第一款直接用在机床上进行在机测量的无线电激光扫描测头。它通过无线电与接收器实现安全通信，平常可以存储在机床的刀库中，无需人为干预，便可像刀具或常规测头一样快速、自动更换到机床主轴上，实现制造过程的自动化。快速出图，结果精确LS-R-4.8每秒可捕获40000个测量点，快速捕获零件整个表面完整的尺寸数据。激光三角测量技术的应用，确保其测量结果精确可靠。固定蓝色激光线的采用，使其适用于各种应用和表面类型，光滑亦或是暗的表面，都能提供精确的测量结果。 软件加持，在机测量本款解决方案配有专属分析软件NC Measure | Laserscan，可以支持Fanuc、Siemens、Heidenhain系统，结合市场领先的功能和直观的用户界面，能够在屏幕上直接设置扫描路径，并生成完整的测量报告，创建清晰的彩色映射图。LS-R-4.8集成在机床中，可在零件仍夹紧在机床上时快速可靠地获取其完整的表面数据，专属软件NC Measure| Laserscan生成测量结果，评估其是否在公差范围内。并将测量结果以彩色映射图的形式叠加在零件的数字CAD模型上。测量结果清晰直观的呈现，更加便于分析加工质量，辅助分配加工余量。过程控制，辅助修正在机床上的测量，无论是对工件的测量、温度的测量还是对刀具的控制，都是加工过程中有价值的信息来源。现代生产中，出测量结果之前制造过程往往是停止的。新型无线电激光扫描测头，可直接在机床上快速对工件进行激光扫描测量，并将测量结果发送给生产相关部门。有了这些数据，生产相关部门就可以在加工之前甚至加工过程中对工件加工进行控制，既可以保证产品质量，又可以用测量结果灵活地改进生产，从而提高生产效率，提升加工质量。 无线电激光扫描测头通过在机测量提高过程控制，有效消除传统测量方式对测量结果后知后觉的测量瓶颈。每秒获取的大量测量数据点，可快速提供整个零件有关的完整信息，方便用户评估加工质量，及早发现问题，及时改进生产流程，从而节省大量时间，并减少人力、物力、财力的投入。并可让用户深入了解整个加工过程中零件的质量，是过程质量控制甚至行业数字化转型的又一进展。

在山西五台山南台西麓的树林中，千年古刹佛光寺静静矗立。作为国务院公布的第一批全国重点文物保护单位，佛光寺已列入世界遗产目录。其中，建于公元857年的佛光寺东大殿是我国现存最为完整、体量最大的唐代木结构建筑，也是研究唐代木结构建筑最为重要的“标准器”。 　　据清华大学建筑设计研究院文化遗产保护研究所等编写出版的《佛光寺东大殿勘察研究报告》描述，佛光寺东大殿背靠陡崖，50年代曾由于崖体倒塌使大殿后墙局部遭到破坏，同时存在局部基础不均匀下沉和木构建糟朽、断裂等问题。 　　“清华大学文化遗产保护研究所承担了佛光寺东大殿精确测绘等工作。我们希望对东大殿用三维激光扫描的精确测量方法，来确定建筑结构变形，通过对变形的量化分析，得到东大殿结构是否安全的结论。”清华大学建筑学院副院长吕舟教授说。 　　20世纪30年代，梁思成、林徽因根据敦煌第61窟中的“大五台山图”发现了佛光寺东大殿，作为至今国内已知的唯一唐朝木建筑，这座珍贵的建筑对我国建筑史研究具有极重要的意义。 　　自梁思成开展佛光寺调研的1937年至今70多年里，建筑历史界多次踏勘、测量东大殿。但测量手段基本以皮尺、钢尺的手工测量为主，数据取舍到0.5厘米。 　　吕舟说，前人所做的测绘已取得巨大成果，但由于以往测量工具和测绘手段的限制，难以达到更高精度，误差量也难以控制，测量结果不一。在本次勘察中，使用了三维激光扫描配合全站型电子速测仪定位，全站仪可给出控制点的空间相对坐标，为扫描结果的三维空间形象提供坐标 再加上局部的手工测量，从而得到一套精确、客观的东大殿数据。如今，在古代建筑测绘领域，三维激光扫描已是一项常用的技术。 　　据介绍，与传统测绘技术相比，三维激光扫描的优势在于数据全面性和准确性，可以在电脑中像做透视一样进行切片测量，从而测量无法直接测量的位置，完成实测不可能完成的工作，并尽可能测量到所有数据，再通过数理统计推断出最符合的原始设计尺寸 全站仪所获得数据精确，角度误差为秒级，测距误差为毫米级 观测速度快，采集单个点仅需几秒钟 工作距离最远可达数百米等。 　　吕舟说，“通过三维激光扫描获得东大殿精确测绘数据后，东大殿一些法式制度上的规律开始清楚地呈现在我们面前，使重建或复原东大殿，消除结构变形影响的标准形态成为可能。”通过对三维激光扫描点云切片与复原的东大殿标准结构剖面相比较，就可得到东大殿准确的结构变形情况，对东大殿结构安全做出判断。这也是我国第一次把三维激光扫描应用于木结构文物建筑的结构安全评估。 　　以文物保护为目的的测绘要求准确地反映文物建筑的现状，包括残损、构件错置、改动、变形的情况，手工测绘中难以准确、清晰地表现出文物建筑现状，或有可能在测绘过程中被忽略。“三维激光扫描为解决这一问题提供了可能性。”吕舟说。 　　东大殿被称为我国古代建筑遗存中最为珍稀的一座，其所蕴含的设计思想、结构尺度和加工做法在非物质遗存方面具有非凡价值。因此，吕舟表示，以精密测绘入手，通过运用精密测量工具与传统测绘相结合的方法，取长补短，力求在使用目前最先进的技术条件下，得到尽可能精确而全面的测绘结果等。在该结果基础上，绘制东大殿复原理想设计图。 　　“在上述工作的基础上，我们才能提出了东大殿保护工作计划以及初步的修缮建议等。”吕舟说。 　　据国家“指南针计划—中国古代发明创造的价值挖掘与展示”专项，在“古代著名的遗址、墓葬、古建筑和土木工程设计、建造材料技术等方面”，“进行系统的专项调查、整理挖掘、研究展示、抢救传承”。 　　文物建筑测绘国家文物局重点科研基地(天津大学)主任吴葱教授说，除三维激光扫描技术和全站仪外，他们还将多基线数字近景摄影测量系统、固定翼无人机、无人直升机等新技术应用于古建筑测量中，精确测绘了柬埔寨吴哥古迹、天坛、故宫、颐和园、山西应县木塔、辽宁义县奉国寺等20多处古建筑。

近日，空军装备研究院某所领衔的高精度激光扫描设备研发获得科技部“国家重大科学仪器设备开发项目”立项批复，成为该国家级重大项目设立两年来空军唯一入选项目。 　　据了解，该项技术通过高速激光扫描测量的方法，可大面积、高分辨率地快速获取被测对象表面的高精度三维数据，是测量技术的一次里程碑式革命，对于实现军事工程和工业测量的精细化管理具有重大意义。 　　“军民融合协作科研、联合攻关是成功立项的重要原因。”该所所长、中国工程院院士陈志杰表示。 　　据了解，这次项目申报工作由陈志杰领衔，副所长李光伟作为技术负责人牵头整体工作，一方面充分发挥院士领衔专家团队的人才优势和核心技术优势，另一方面与技术支撑单位中国科学院某研究所、联合产业化单位某地方光电技术公司通力合作，把合作从技术层面的项目协作提升为战略层面的联合攻关，从阶段性配合提升为全程式融合，充分发挥各家优势互补的特点，在技术开发、工程化和产业化上实现无缝对接，科研成果一旦出炉，马上投入产业化生产，迅速转化为军事价值和社会效益。