历史和修复

布拉格天文钟最初安装于1410年，就历史悠久程度而言，在世界上名列第三，同时它也是仅有的一个依然处于运转状态的天文钟。

从 2018 年 1 月至 10 月底，布拉格老城天文钟历经数月修复。修复工作的目标是还原钟表 20 世纪 60 年代的原貌和原调谐器。

第二次世界大战期间，天文钟遭到了炮弹袭击，随后的火势严重损坏了天文钟。战争结束后，经修复，钟表各项功能重新恢复。又进一步运用现代方法对钟表进行修复。因此，整体装置结构既包括历史部件，也包括现代部件。经过今年的修复之后，这一历史文化古迹从功能上和外观上都重新恢复到原始状态。

捷克钟表协会获知 3D 扫描技术的优点之后，联系到了 Creaform 公司的捷克经销商SolidVision 。该协会安排 SolidVision 公司对这一具有重要历史价值的文化遗产进行扫描。通过 3D 扫描将修复情况精确存档，以便用于后续修复工作。修复工作期间，天文钟被安置在布拉格市外的一处专用工作坊。

扫描过程

项目包括对钟表的结构进行高精度扫描，以生成 CAD 模型。每次扫描都有各自具体的标准，这一点使得在选择适用的扫描解决方案方面的要求很高。MetraSCAN 750 Elite 3D 扫描仪因其多功能性、速度以及高精度而获选成为该项目的适用解决方案。

在老城天文钟管理员的监管下，扫描工作在工作室进行。工作室空间较小。此外，室内一大部分空间都堆满了桌子，桌子上放有工具、机械、钟表部件。因此，首先要做的就是找出一处地方来安装扫描系统。当 C-Track 光学摄像系统完成定位并处于理想位置时，就能追踪 MetraSCAN 750 Elite 的位置，将磁性参考点置于金属钟表装置的结构上。

根据参考点，进行动态定位；系统将钟表装置上的扫描点转移到 CMM。这样就避免了扫描过程中因可能出现的振动而造成的误差或者安装 C-Track 的三脚架的意外移动。

对该装置外部部件的扫描执行起来非常快速，丝毫没有困难。团队越接近该天文钟结构的中心，系统移动就越频繁，因为扫描仪须始终位于 C-Track 的视野范围内。尽管面临上述各种挑战，SolidVision 凭借 MetraSCAN 750 Elite 依然能够对钟表机构进行全面扫描，精度高达 0.078 mm。对之前拆下的其它部件进行扫描也具有同样的精度。这些部件包括三个手工制作的 1100 mm 齿轮，一个 640 mm 直齿轮以及两个较小的链齿轮。对拆下的部件所进行的扫描轻松完成，令 SolidVision 和修复工作人员都挺满意。

3D 数据的优点

如需研制备件，团队凭借此类精确扫描数据就能采集数据。此外，目前在全球任何地方均可使用 3D 数据。扫描数据采用适用于多语言 STL 网络的多种格式存储。例如，上述多种格式可利用 3D 打印机、逆向工程程序以及绘图程序来创建可视化和模拟。最后，钟表的丰富历史和设计已被存档，以保存这一重要遗迹。

技术扫描参数

所用设备：Creaform MetraSCAN 750 Elite

精度： 0.078 mm

多边形数量：16 225 000 个三角形

装置扫描解决方案：2 mm

部件扫描解决方案：1 mm

扫描时间：5小时