parallax background

Historie a evoluce 3D metrologie (3/3): Laserové trackery, skenery a éra optického 3D měření

Po průmyslové revoluci a nástupu souřadnicových měřicích strojů (CMM) se metrologie vydala na cestu digitalizace. Přesto však CMM i přenosná ramena měla své limity – měřila sice přesně, ale bod po bodu. Kontrola složitých tvarů tak byla časově náročná. V 90. letech proto nastupuje nová generace technologií, která metrologii posouvá do úplně jiné dimenze: laserové trackery a optické 3D skenery.

Po průmyslové revoluci a nástupu souřadnicových měřicích strojů (CMM) se metrologie vydala na cestu digitalizace. Přesto však CMM i přenosná ramena měla své limity – měřila sice přesně, ale bod po bodu. Kontrola složitých tvarů tak byla časově náročná. V 90. letech proto nastupuje nová generace technologií, která metrologii posouvá do úplně jiné dimenze: laserové trackery a optické 3D skenery.

Laserové trackery – přesnost na velké vzdálenosti

První laserové trackery přinesly možnost měřit velké objekty s milimetrovou až mikrometrovou přesností. Využívají laserový paprsek, který sleduje polohu odrazného prvku (tzv. SMR – sférického reflektoru). Díky tomu lze měřit i rozměry letadel, turbín nebo velkých výrobních linek, kde by klasické CMM byly nepoužitelné.

Společnosti jako Leica nebo FARO se staly průkopníky těchto technologií a rychle si získaly pevné místo v leteckém a energetickém průmyslu.

Laserové trackery přinesly:
• možnost měřit objekty o velikosti desítek metrů,
• vysokou přesnost i na velké vzdálenosti,
• flexibilitu – měření přímo ve výrobě, nikoliv jen v laboratoři.

 

První 3D skenery a plošné snímání

Dalším zásadním krokem byl přechod od bodového měření k plošnému snímání. Zatímco CMM měřil desítky až stovky bodů, první 3D skenery dokázaly během okamžiku nasnímat tisíce bodů najednou.

Na začátku 90. let se objevily první laserové skenery, které vytvářely tzv. mračna bodů. Ta umožňovala poprvé rekonstruovat celý povrch objektu v digitální podobě. Vývoj šel rychle dopředu a brzy se objevily i první systémy využívající projekci strukturovaného světla – technologie, která je dnes základem moderní optické metrologie.

 

Optické 3D skenery se strukturovaným světlem

Technologie strukturovaného světla funguje na principu promítání světelných vzorů na povrch objektu a jejich snímání kamerami. Z deformace vzoru se následně počítají 3D souřadnice.

Výhodou je:

  • extrémní rychlost – nasnímání celého povrchu během sekund,
  • hustota dat – miliony bodů z jednoho snímku,
  • bezkontaktní měření – ideální pro citlivé nebo měkké díly,
  • univerzálnost – od malých komponent až po velké části automobilů či letadel.

Jedním z lídrů v této oblasti je Zeiss ATOS – systém, který se stal průmyslovým standardem pro přesné 3D skenování.

 

Fotogrammetrie a měření deformací

K optickým skenerům se přidaly další metody:

  • Zeiss TRITOP (fotogrammetrie) – umožňuje měřit velké objekty pomocí fotografií a referenčních bodů. Tato metoda je ideální například pro kontrolu karoserií nebo forem, kde je potřeba pokrýt rozsáhlé plochy.
  • Zeiss ARAMIS (měření deformací) – sleduje chování součástí při zatížení. Umožňuje zkoumat deformace materiálů, dilatace nebo vibrační chování.

Tyto technologie doplňují 3D skenery a společně tvoří komplexní systém optické metrologie, který dokáže řešit vše od malého komponentu až po velkou konstrukci.

Výhody optického měření pro průmysl

Nástup laserových trackerů a optických skenerů znamenal revoluci. Firmy najednou získaly možnost kontrolovat složité tvary rychle, přesně a bezkontaktně. To přineslo několik zásadních výhod:

  • Rychlost – kompletní kontrola trvá minuty, nikoliv hodiny.
  • Detailní data – miliony bodů zachycují i drobné odchylky povrchu.
  • Univerzálnost – od malých dílů až po velké konstrukce.
  • Digitalizace – snadné propojení s CAD modely a reverzním inženýrstvím.
  • Efektivita – snížení zmetkovitosti a úspora nákladů.

Dnes je 3D skenování nedílnou součástí procesů v automobilovém průmyslu, energetice, letectví i strojírenství.

AMS3D a moderní optická metrologie

V AMS3D stavíme na těchto nejmodernějších technologiích. Pomocí systémů Zeiss ATOS, TRITOP a ARAMIS nabízíme firmám nejen 3D skenování, ale i komplexní podporu v oblasti vývoje, kontroly kvality a testování.

Naším cílem je, aby zákazníci nemuseli řešit složitou technologii, ale dostali rychle a spolehlivě přesná data, na která se mohou spolehnout. Stejně jako průmyslová revoluce kdysi změnila výrobu díky mikrometrům a posuvným měřítkům, dnešní optické systémy mění pravidla hry v moderním průmyslu.

Závěr: Nová éra metrologie Laserové

trackery a optické 3D skenery odstartovaly éru, která trvá dodnes. Metrologie už není jen o kontrole, ale o aktivní podpoře vývoje a výroby. Umožňuje rychlejší inovace, snižuje náklady a zvyšuje kvalitu.

👉 Touto trilogií jsme prošli cestu od prvních posuvných měřítek až po moderní 3D skenery. V dalších článcích se zaměříme na konkrétní technologie a jejich praktické využití – například na fotogrammetrii, reverzní inženýrství, měření deformací nebo specifické aplikace v automobilovém a energetickém průmyslu.

Pokud chcete zjistit, jak může optická metrologie posunout i váš projekt, ozvěte se nám. V AMS3D vám ukážeme, jak využít sílu 3D skenování ve vaší firmě.

Historie a evoluce 3D metrologie

Tento článek je součástí seriálu o historii a evoluci 3D metrologie
  • 1789Eli Whitney a zaměnitelné díly

    Vládní zakázka na 10 000 pušek položila základ sériové výroby a zvýšila nároky na přesné měření.
  • ~1850Posuvné měřítko s noniem

    Rozšíření vernierových posuvných měřítek přineslo přesnost až na tisíciny palce.
  • 1867Patent mikrometru

    Mikrometr umožnil ještě přesnější dílenská měření a stal se standardem ve výrobě.
  • 50. léta 20. stoletíPrvní CMM prototyp

    Harry Ogden vyvíjí první souřadnicový měřicí stroj pro přesná 3D měření v souřadnicovém systému.
  • 60.–70. létaDigitalizace měření

    CMM stroje se propojují s počítači — automatické vyhodnocování odchylek šetří čas a zvyšuje přesnost.
  • 1973Dotyková sonda Renishaw

    David McMurtry vyvíjí revoluční sondu, která výrazně zvyšuje rychlost a spolehlivost CMM měření.
  • 80.–90. létaPřenosná měřicí ramena

    Mobilní systémy umožňují přesná měření přímo ve výrobě, mimo klimatizované měřicí místnosti.
  • Začátek 90. letPrvní 3D laserové skenery

    Technologie plošného snímání (mračna bodů) přináší revoluci v rychlosti a hustotě dat.
  • 90. létaLaserové trackery

    Leica a FARO zavádějí přesná měření na desítky metrů pomocí laserových paprsků a reflektorů.
  • 2000+Strukturované světlo

    Optické 3D skenery (např. Zeiss ATOS) zachycují miliony bodů během sekund – bezkontaktně a extrémně přesně.

Podobné články

8. 10. 2025

Historie a evoluce 3D metrologie (2/3): Souřadnicové měřicí stroje a elektronizace metrologie

Zatímco průmyslová revoluce přinesla základní měřidla jako posuvná měřítka a mikrometry, skutečný skok vpřed přišel až ve 20. století. Rostoucí nároky na přesnost a složitější tvary výrobků si vyžádaly nové přístupy. Přesnost na setiny milimetru už nestačila – bylo třeba najít způsob, jak efektivně měřit i složité 3D tvary. A právě tehdy se objevila technologie, která změnila metrologii na desítky let dopředu: souřadnicový měřicí stroj (CMM).

Potřebujete více informací ?

napište nám ještě teď

Potřebujete více informací ?

napište nám ještě teď

Nebo nám zavolejte +420 724 162 262

Kontaktní formulář

    Kontakt