線雷射全3D掃描器製作過程與使用

1. 全3D掃描器製作過程
我們將以低成本製作出一個簡易的全3D掃描器，需要的設備有：連接電腦攝影機、線雷射發射器、步進馬達、(2D)掃描器、控制電路板、、、等。
(1)將2D掃描器(機型：HP-ScanJet 3400C)拆開

(2)2D掃描器步進馬達為一個四相(六條線)的步進馬達：

(3)將電路板和步進馬達裝上：

  使用arduino(MODEL-UNO)控制板及ULN2003驅動器來驅動掃描器上的步進馬達。
(4)將所有設備連接好，即可以進行掃瞄。

2.使用方式



(1) 打開PROCESSING軟體，按執行

(2)使用MeshLab及Blender軟體進行雜訊消除及檔案轉換

線雷射3D掃描器製作過程與使用方式

1. 3D掃描器製作

我們將以低成本製作出一個簡易的掃描器，需要的設備有：連接電腦攝影機、線雷射發射器、步進馬達、(2D)掃描器、控制電路板、、、等。

(1)將2D掃描器(機型：BENQ-S2W3300U SCAN TO WEB)拆開

(2) 2D掃描器步進馬達為一個四相(四條線)的步進馬達：

(3)將電路板和步進馬達裝上：

 

使用arduino(MODEL-UNO)控制板及28BYJ-48步進馬達搭配ULN2003驅動器進行程式測試。測試成功後，因2D掃描器上有同功能驅動器及電源，故只要將控制線接至2D掃描器驅動器上，即能驅動掃描器上的步進馬達。

(4)將線雷射裝於掃描器上，即可以步進馬達使之穩步前進。

2.使用方式

(1)將掃描器與攝影機連接電腦

(2)打開MakerScanner，調整攝影機位置並且使紅外線與水平面垂直，須注意模型要在綠線以下

(3) 點選star scan，打完檔名後儲存

(4)雷射蓋住，按Done

(5)最後按star並接上電源

3D掃描技術應用

3D掃描技術應用

1.工業設計領域：3D數位掃瞄系統與CAD、CAM、及CNC模具加工的整合應用。

2.娛樂、虛擬教育訓練：多媒體、3D動畫、互動式教學。

3.醫學工程：外科手術模擬訓練、整形外科模擬、義肢設計、牙齒矯正、假牙設計等。

4.人體攝影棚：3D人體體型銀行、3D人體繪圖。

5.傳統文物保存：傳統文物數位3D模型。

6.安全系統：身份確認。

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常見3D工業掃描器比較

常見3D工業掃描器比較

	3DFamily掃描器	雷射掃描器	掃描循跡專用機	3次元量床
測量方式	非接觸式	非接觸式	接觸式	接觸式
感測器	鐳射+光電元件	光電組件	類比壓電組件	開關元件
接觸壓力	無	無	20-30g	150g以上
測量精度	10μm /50μm	100-150μm	小於50μm	小於50μm
機械結構	精密滾珠軸承 花崗石檯面 步進系統	一般滾珠軸承 一般鋁制平臺 AC伺服或步進系統	空氣軸承 花崗石平臺 AC伺服	空氣軸承 花崗石平臺
系統控制	全閉環回路	開回路	開回路	全閉環回路
工件材質	不限	不限	接觸壓力 容許的材質	硬質材質
前置作業	無	需噴白漆無基準點	校正基準面 設定坐標系統	校正基準面 設定坐標系統
測量死角	倒勾處	光學陰影處 光學焦距變化區	球頭半徑限制 (面交接處之尖角)	球頭半徑限制 (面交接處之尖角)
測量誤差	少部份失真	部份失真	均勻	隨曲面變化大
操控性	簡易	易	普通	困難
測量時間	短	短	長	長
功能性	4軸/自動	3-4軸/半自動	3軸/自動	3軸/半自動
價格比	極佳	普通	普通	差
售後服務	極佳	普通	不易	不易

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逆向工程

一、逆向工程（Reverse Engineering）

3D掃描是逆向工程（Reverse Engineering）技術的一環，所謂的逆向工程是針對一現有工件（樣品或模型）利用3D數位化量測儀器準確、快速的將輪廓座標量得，並加以建構曲面、編輯、修改後，傳至一般的CAD/CAM系統，再由CAM所產生刀具的NC加工路徑送至CNC加工機制作所需模具，或者送到快速成型機（Rapid Prototyping）將樣品模型製作出來，此一流程稱為逆向工程，如下圖所示。

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二、需要逆向工程的理由：

1.產品設計走向自由曲面造型

2.傳統量測點數據疏鬆，無法正確的描述產品造型

3.非接觸式量測設備，量測速度較快，但資料量大

4.正向設計資料取得不易

5.檢驗正向設計結果

三、應用逆向工程之好處：

1.可以處理繁複之造型

2.節省建立CAD模型的時間

3.自由地定義產品之複雜造型

4.對成品的檢測，稱之為電腦輔助檢測(CAI，Computer Aided Inspection)