CN201456868U - 一种三维人像雕刻机 - Google Patents

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郭三刺
王晓侃
苏全卫
吴红传
李晓东
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申超群
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Abstract

本实用新型涉及涉及一种三维人像雕刻的光机电一体化装置，它包括三维扫描系统和自动雕刻系统。本实用新型设计可靠、结构简便、维护便捷久保存。可以快速、低成本地把人的三维人像雕刻到汉白玉、大理石等材料上，此项目的推广应用，将颠覆传统的二维照相理念，真正还原出人的三维形状(因为人本来就是三维的)，可以把人在各个阶段的形象真实、生动、永久性地保存下来，广泛应用于各种目的的纪念留存，如婚礼、礼品、名人雕塑制作、丧葬等，具有非常大的市场空间。

Description

一种三维人像雕刻机
技术领域
本发明涉及一种三维人像雕刻机，特别涉及一种三维人像雕刻的光机电一体化装置。
背景技术
在大理石、花岗岩、有机玻璃、玻璃等材质上雕刻文字、影像(风景、明星、个人画像)或图案，传统的方法采用手工的刀刻，这种方法工艺笨拙且时间较长、效率低、需较长时间才能掌握最佳雕刻技术水平，对工作人员身体及环境也产生很大的危害。目前国内市面上出现的各种不同层次的雕刻机，雕刻机的应用在各行各业中的应用已日益广泛，有的虽然性能较好，但价格也非常昂贵，而且雕刻机结构复杂、配置安装不便、生产设备投资极高。如电脑三维雕刻机，设备投资大，雕刻成本较高，耗材昂贵且耗材需量大。粉尘严重超标，环境约束极强；如玻璃雕刻机雕刻石碑，设备投资较大，雕刻成本较高，耗材需量大。粉尘严重超标，直接影响操作人员的身体建康。环境约束极强，须在380伏的动力电压下才能完成。
发明内容
本发明的目的就是在于克服上述现有技术中的不足而提供一种结构较为简单、控制智能化、投资少的三维人像雕刻机。
为实现上述目的本发明是采用以下方案实现的：一种三维人像雕刻机，它包括三维扫描系统和自动雕刻系统，其特征在于：三维扫描系统是由标准机架(1)、摄像头(2)、数字光栅投影装置(3)、精密型标定板(4)、PC机(5)组成，其中标准机架(1)上固定有摄像头(2)、数字光栅投影装置(3)、精密型标定板(4)，数字光栅投影装置(3)与精密型标定板(4)连接，摄像头(2)与数字光栅投影装置(3)连接，PC(5)通过导线与摄像头(2)连接；自动雕刻系统是由控制装置(6)、雕刻专用刀具(7)、驱动装置(8)、高精度传动装置(9)、三坐标工作台(10)、机座(11)、电机(12)组成，其中控制装置(6)经过导线通与驱动装置(8)连接，机座(11)上安装有雕刻专用刀具(7)、驱动装置(8)、高精度传动装置(9)、电机(12)，驱动装置(8)与电机(12)、高精度传动装置(9)连接，雕刻专用刀具(7)与高精度传动装置(9)连接，三坐标工作台(10)固定在机座(11)上；PC机(5)通过导线与控制装置(6)连接。
按照上述方案制成的三维人像雕刻机，它设计可靠、结构简便、维护便捷久保存。可以快速、低成本地把人的三维人像雕刻到汉白玉、大理石等材料上，此项目的推广应用，将颠覆传统的二维照相理念，真正还原出人的三维形状(因为人本来就是三维的)，可以把人在各个阶段的形象真实、生动、永久性地保存下来，广泛应用于各种目的的纪念留存，如婚礼、礼品、名人雕塑制作、丧葬等，具有非常大的市场空间。
三维人像雕刻机是一种在线三维人像雕刻的光机电一体化装置，与传统的石材雕刻机不同，工作范围较小主要适用于人像雕刻，但雕刻深度较大，可以达到150～200mm；数据接口采用三角面(STL文件)，不需生成IGS曲面，能够直接从三维扫描仪获取人体点云数据，进行精确人像雕刻；采用控制手柄脱机控制，硬件成本低，稳定可靠；整机技术先进，成本低，便于大规模推广应用.
三维人像雕刻机就是利用PC机的USB接口等现有资源，设计的一种低价，高效，简便的数控雕刻系统。它可以为中小用户，尤其是个人用户提供低价的雕刻机，从而拓宽现有雕刻机的用户群，提高国内雕刻机发展速度。
三维人像雕刻机具有以下特点：
(1)整机采用超强“钢”框架结构，铝铸造工艺，钢性更强，长时间使用不变形，运行平稳。
(2)采用线性直线导轨，导轨硬度高，刚性好。
(3)三轴均用原装进口滚珠丝杠，运行平稳，传动间隙小，确保雕刻机的高精度。
(4)水冷变频无刷功率电机，噪音小，切割力度大。
(5)智能保护工作台面，防止误操作或软件错误等可能造成的台面损坏.智能加工越界保护，防止设计版面超过加工幅面引起的机械碰撞现象。
(6)兼容性更强：可兼容type3/artcam/castmate/proe/UG等多种CAD/CAM软件。
(7)先进的专业控制系统，兼容多种指令格式，可实现断电、断点、隔天加工，具有断点、断刀和断电续雕功能，更方便省力。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图
具体实施方式
如图1所示，摄像头先捕捉设备投射到人体表面的结构光在人体上形成的图像，数字光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测人体上，以便摄像头来采取相应图象，精密型标定板进行光栅投影的标定，此时工控机对获取的图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理，解算出视区内像素点的三维坐标，获取人体表面点云数据；控制装置把这些输出的人体表面密集三维坐标点数据信息转化成能驱动步进电机的带有功率的信号(脉冲串)，并且生成X、Y、Z三轴的雕刻走刀路径，控制电机驱动X、Y、Z三轴的运动；同时，雕刻机上的高速旋转雕刻头，通过按加工材质配置的雕刻专用刀具，对固定于主机三坐标工作台上的加工材料进行切削，即可雕刻出在计算机中设计的立体人像图形，实现雕刻自动化作业。

Claims (1)

1.一种三维人像雕刻机，它包括三维扫描系统和自动雕刻系统，其特征在于：三维扫描系统是由标准机架(1)、摄像头(2)、数字光栅投影装置(3)、精密型标定板(4)、PC机(5)组成，其中标准机架(1)上固定有摄像头(2)、数字光栅投影装置(3)、精密型标定板(4)，数字光栅投影装置(3)与精密型标定板(4)连接，摄像头(2)与数字光栅投影装置(3)连接，PC(5)通过导线与摄像头(2)连接；自动雕刻系统是由控制装置(6)、雕刻专用刀具(7)、驱动装置(8)、高精度传动装置(9)、三坐标工作台(10)、机座(11)、电机(12)组成，其中控制装置(6)经过导线通与驱动装置(8)连接，机座(11)上安装有雕刻专用刀具(7)、驱动装置(8)、高精度传动装置(9)、电机(12)，驱动装置(8)与电机(12)、高精度传动装置(9)连接，雕刻专用刀具(7)与高精度传动装置(9)连接，三坐标工作台(10)固定在机座(11)上；PC机(5)通过导线与控制装置(6)连接。
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