基于物体表面三维形状测量技术的数控雕刻系统

项目简介：传统的模具扫描设备难以扫描幅面较大的产品，而物体表面3D扫描技术可克服这一传统设备的局限性。目前，在物体表面3D形状测量技术领域，我们研究所已经做出了数年的探索和研究，3D扫描技术已经十分成熟，处于国内领先水平。本项目正是在研究所已有的物体表面3D形状测量技术和对木工产品开展逆向工程的理论研究和大量实验的基础上所提出，它综合应用自动控制技术、伺服驱动技术、传感器技术、机械制造技术、微电子技术、计算机技术等多领域技术，最终实现了一套3D扫描技术与数控雕刻技术相结合的先进高速的数控雕刻系统。

技术特点：（1）实现光切法3D浮雕的数字化采集及预处理。

（2）实现扫描点云数据雕刻刀具路径G代码的生成。

（3）研究实现加工G代码及雕刻加工的动态仿真。

（4）编制高效的数据处理软件，从数据测量到雕刻还原，实现对测量结果、加工路径及加工效果的可视化。

    投资预算：投资大约300万元左右。主要设备为3D扫描设备、雕刻系统等，基本设备投资约200万元，成果产品开发及试制费用100万元。

    市场前景和效益分析：本项目完成并经过成果转化后，预计年生产能力在20套，年销售可达到10套以上。按每套100万元和技术服务费15万元预计，单套利润在30万元左右。同时，该项目的转化将会带动相关产业发展，间接效益每年达到百万元规模，新增就业岗位近百人，对保持经济增长可发挥一定的作用。

目前市场上的用于逆向工程的三维扫描设置，其测量精度高，结构复杂，同时价格也很昂贵，从十几万到几十万甚至上百万，不适合面积大、纵深小、精度要求中等的数控雕刻加工。所以研究设计一套专门针对数控雕刻的扫描雕刻系统意义重大。其具体表现为:

(1)实现了测量的无接触，方便对测量数据的多次提取，结合其他测量方法将会取得更好的效果。

(2)本系统提高了3D实物的仿造复制速度，缩短了生产模型时间，可大幅度提高生产效率。

(3)能够实现扫描数据直接雕刻G代码直接生成技术，并直接嵌入软件中，对于测量的三维点云数据直接生成G代码，提高了工作效率并降低了工作难度。

(4)软件自动化程度高，使用方便，操作简单，对使用人员的专业技能要求不高，普通人员即可进行操作。

    基于物体表面三维形状测量技术的数控雕刻系统属于现代工程高新技术发展的产物，其对工业的可持续快速发展具有明显的经济效益和社会效益。

    技术成熟度：可提供中试、生产工艺流程

合作方式：技术完全转让及共同开发中试、生产

联系人：黑龙江省科学院自动化研究所 张 宇

联系电话：18604503410