RU219623U1 - Промышленный 3d-сканер - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области цифровой измерительной техники, а именно - к бесконтактным измерительным устройствам, определяющим координаты поверхности объемных тел путем использования ультразвуковой волны для последующего построения пространственной модели объекта. Задачами технического решения являются создание трехмерного сканера с возможностью автономизации процесса сканирования. Технический результат заключается в расширении сфер и функций использования 3D-сканера с возможностью автоматизации процесса сканирования для небольших предметов сложной формы. Указанный технический результат достигается за счет того, что промышленный 3D-сканер выполнен в виде цельного корпуса, в передней части которого находится устройство для крепления предметов, а сверху расположена проекционная система и DLP-проектор, источник белого структурированного подсвета. В частности, проекционная система представляет собой проектор и зеркало, перенаправляющее структурированный подсвет, а устройство для крепления предметов выполнено в виде поворотно наклонного стола с возможностью фиксации объектов сканирования с помощью тисков на магнитном основании и других фиксирующих приспособлений. В частности, устройство выполняет автоматический процесс сканирования. В частности, устройство применяется в стоматологии. В частности, устройство применяется для создания электронных моделей ювелирных изделий. В частности, устройство используется для оцифровки сувениров и предметов искусства. В частности, устройство является инструментом для выполнения определенных задач в процессе реверс-инжиниринга. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к измерительным устройствам, характеризуемым использование волновых излучений или потоков элементарных частиц, а именно к 3Д-сканерам [G01B 15/00, G06T 15/00].

Из уровня техники известен 3D-СКАНЕР ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СКАНИРОВАНИЯ [CN115214144, опубл. 21.10.2022], который содержит опорное основание, направляющую скольжения и корпус сканерного оборудования, зубчатые блоки установлены с двух сторон внутренней стенки опорного основания, направляющая скольжения установлена на нижнем конце в опорном основании, дугообразные пазы выполнены с двух сторон в направляющей скольжения, неподвижные блоки скольжения расположены в дугообразных пазах, а неподвижные блоки скольжения расположены в дугообразных пазах. Телескопический механизм, используемый для фиксации и зажима, расположен в неподвижном скользящем блоке, монтажная рама установлена на верхнем конце неподвижного скользящего блока, корпус сканерного оборудования установлен на верхнем конце монтажной рамы, а зубчатый механизм, используемый для приведения в движение корпуса сканерного оборудования, расположен в монтажной раме; в корпусе сканерного оборудования образована пустая канавка, и неподвижный вал установлен в пустой канавке через подшипник; при использовании технической схемы вращающаяся шестерня и внешняя стенка блока передач приводятся во вращение через подвижный вал, и сканер корпус оборудования перемещается и вращается в опорном основании, так что сканируемый объект может быть автоматически и удобно сканирован по кругу.

Недостатком данного ультразвукового сканера является ограниченность его сфер применения.

Из уровня техники известна ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ГОЛОВКА ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА [RU 139379, опубл. 20.04.2014], относящаяся к роботизированным комплексам нового поколения для лазерной обработки, включающая систему контроля поверхности обрабатываемого изделия с дополнительно введенным кронштейном крепления навесного оборудования и системой компьютерного зрения промышленного робота, содержащая лазерный 3D-сканер и лазерный дальномер. При этом кронштейн крепления навесного оборудования выполнен с возможностью совместного расположения на нем лазерной головки, системы компьютерного зрения промышленного робота и системы контроля поверхности обрабатываемого изделия. Причем система компьютерного зрения представляет собой лазерную систему измерения поверхностного рельефа обрабатываемого изделия, выполненную с возможностью построения его трехмерной модели и последующей возможностью ее обработки системой управления промышленного робота.

Недостатком данного технического решения является высокая сложность конструкции и наличие большого количества устройств, крепящихся к кронштейну, не позволяющему менять их взаимное расположение относительно друг друга и не обеспечивающему возможность движения устройства вдоль объекта.

Наиболее близким по технической сущности, прототипом является ТРЕХМЕРНЫЙ СКАНЕР С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО СБОРУ ДАННЫХ [RU 2767590, опубл. 17.03.2022], содержащий корпус, один или более источников света внутри корпуса, один или более оптических датчиков внутри корпуса, а также содержащий систему охлаждения внутри корпуса, содержащую единственный элемент из металла, выполненный с возможностью обеспечения тепловой связи между источниками света, оптическими датчиками и множеством процессоров, чтобы поддерживать пространственно согласованную температуру между источниками света, оптическими датчиками и множеством процессоров.

Недостатком устройства является использование конструктивных элементов, предназначенных для ручного использования, что приводит к невозможности автоматизации и автономизации процесса сканирования.

Задачами технического решения являются создание трехмерного сканера с возможностью автономизации процесса сканирования.

Технический результат заключается в расширении арсенала использования 3D-сканера для небольших предметов сложной формы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что промышленный 3D-сканер выполнен в виде цельного корпуса, в передней части которого находится устройство для крепления предметов, а сверху расположена проекционная система и DLP-проектор, источник белого структурированного подсвета.

В частности, проекционная система представляет собой проектор и зеркало, перенаправляющее структурированный подсвет, а устройство для крепления предметов выполнено в виде поворотно наклонного стола с возможностью фиксации объектов сканирования с помощью тисков на магнитном основании и других фиксирующих приспособлений.

В частности, устройство выполняет автоматический процесс сканирования.

В частности, устройство применяется в стоматологии.

В частности, устройство применяется для создания электронных моделей ювелирных изделий.

В частности, устройство используется для оцифровки сувениров и предметов искусства.

В частности, устройство является инструментом для выполнения определенных задач в процессе реверс-инжиниринга.

На фиг. 1 представлен общий вид.

На фиг. 2 представлен общий вид сверху.

На фигурах обозначено:

1 - устройство для крепления предметов, 2 – проекционная система,
3 – источник белого структурированного подсвета.

3D-сканер предназначен для оцифровки небольших объектов сложной формы с точностью до 30 микрон.

Принцип работы: на поворотный стол устанавливается объект текстурированной 3D-модели с высокой детализацией, 3D-сканер в точности передаст текстуру и мелкие детали объекта благодаря синхронизации двухосевой системы вращения и камер.

3D-сканер очень прост в использовании - одним щелчком задается сценарий сканирования, затем наблюдается на экране в режиме реального времени, как объект оцифровывается в мельчайших подробностях.

Применение устройства в области стоматологии направлено на сканирование отдельных зубов, целых дуг или сложных оттисков и использование в лаборатории и 3D-печати.

автоматический процесс сканирования включает в себя контроль геометрии и визуализация расхождений в виде цветовой карты, отслеживание колебаний, автосовмещение сканов и заполнение пустот.

В частности, устройство для крепления предметов выполнено осевым с возможностью вращения.

Функция контроля качеств позволяет сравнивать измерения с номинальной CAD/CAM-моделью и строить трехмерную карту отклонений, обеспечивая сканирование метрологического уровня, производственные предприятия могут добиться максимально возможного качества продукции.

Функция реверс-инжиниринга необходима, если нужно воспроизвести, быстро перепроектировать без чертежа или изменить существующую деталь для дальнейшей фрезеровки либо 3D-печати

Таким образом, создан автоматический 3D-сканер для оцифровки небольших объектов сложной формы с точностью до 30 микрон, используемый в различных областях промышленности.

Claims (4)

1. Промышленный 3D-сканер, выполненный в виде цельного корпуса, в передней части которого находится устройство для крепления предметов, а сверху расположена проекционная система, источник белого структурированного подсвета, отличающийся тем, что проекционная система содержит DLP-проектор и зеркало, которое выполнено с возможностью перенаправления структурированного подсвета, а устройство для крепления предметов выполнено в виде поворотно-наклонного стола с возможностью фиксации объектов сканирования, при этом сканер содержит двухосевую систему вращения с синхронизацией с камерами.

2. Промышленный 3D-сканер по п.1, отличающийся тем, что на поворотно-наклонном столе расположено магнитное основание.

3. Промышленный 3D-сканер по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью автоматического процесса сканирования.

4. Промышленный 3D-сканер по п.1, отличающийся тем, что сканер является инструментом для выполнения задач в процессе реверс-инжиниринга.