电装推出降低激光扫描仪成本的技术 扫描仪工作原理

电装开发出了在硅底板上一体形成微小棱镜和透镜等光学元件阵列的技术，并在“MEMS2007”上作了发表（发表序号M9）。该技术可以利用DRIE（DeepReactiveIonEtching，深反应离子刻蚀）工艺，形成数百μm见方的微小光学元件阵列。该公司虽然没有公布技术的具体用途，但是因为具有控制激光方向的功能，估计可用于车载领域的障碍物检测。　　该技术能够利用现有工艺，把底板上的硅部分氧化成玻璃（二氧化硅），将玻璃用作光学元件。因为硅转化成二氧化硅后体积会膨胀到原来的2.22倍，所以事先需要利用DRIE工艺在硅元件上刻出沟槽。在热氧化工序中，从沟槽开始，整体被逐步氧化成玻璃。这时，沟槽会因为膨胀被填满，能形成棱镜和透镜等光学元件。沟槽原来的位置不会产生光折射等不良光学影响。为了降低光学元件表面的粗糙度，在热氧化工序前需要进行1150℃的高温氢气退火。　　此次的技术能够在硅底板上形成并排着的一体化的棱镜阵列和透镜阵列，透镜阵列附近的激光光源阵列在后期工序中安装。为了在安装中省去校对激光光源光轴的步骤，事先要在硅底板上形成正确安装激光光源所需的定位装置。今后，还有可能向硅底板上移植利用GaN底板等其他工艺制造的激光光源。　　此次的元件能够通过控制激光阵列的相位，像相位阵列天线一样控制激光的照射方向，能在某一角度范围对照射方向进行扫描。将其与激光传感器组合，可以应用于障碍物的检测。目前，在车载领域，利用激光和毫米波的障碍物检测传感器已经达到了实用水平，不过大都尺寸较大且价格昂贵。如果此次的技术达到实用水平，激光扫描元件便有望实现大幅的小型化和低成本化。配备汽车使用时，可以设置在车体保险杠以外的多个部位。

客户问题

客户是专业制作激光打标机的机箱厂商，现有一个激光打标机的机箱需要制作。样品由于多次修改，与原图纸尺寸差异较大。箱体的结构较为复杂，尺寸较大，使用卷尺测量数据不够准确，并且人工测量有些弧度尺寸无法得出。如果尺寸不精准后面的配套安装会有阻碍，影响机箱的整体结构。

解决方案

我们使用加拿大的CREAFORM HandySCAN BLACK Elite三维激光扫描仪进行扫描，使用三维扫描的方式采集箱体点运数据。这样可以完整的把机箱采集下来，形成三维模型，方便后续尺寸更改和加工制作。

CREAFORM HandySCAN BLACK Elite三维激光扫描仪

具体操作

1.首先用CREAFORM 三维扫描仪采集箱体整体的数据，采集结果如下图

扫描数据

2.将扫描数据导入逆向建模软件Geomagic Design X，进行逆向建模，结果如下图

逆向数模

接下来客户只需要根据三维模型制作箱体即可。

HandySCAN 3D BLACK Elite激光扫描仪的三大特点

1、精确性、可靠性、分辨率

不论测量安装质量以及用户经验如何，HandySCAN 3D 始终可实现精确测量，同时提供高分辨率和可追踪结果。以动态参考为特点，扫描仪和部件都可在测量期间移动，且可以确保扫描精确、高质量。

• 精度0.025 mm

• 体积精度0.020 + 0.040 mm/m (0.0008 in + 0.0005 in/ft)

• 验收测试依据VDI/VDE 2634 第3部分ISO 17025 认证实验室

• 细节高分辨率

2、便携性

本手持式 3D 扫描仪是一款独立操作的设备，无需使用三脚架或外部跟踪设备即可操作可装入小型手提箱、随处携带、在任何环境条件下使用，性能不会受到影响。

• 轻量0.94 kg (2.1 lb)

• 自定位和动态参考

• 可装入手提箱

• 将其带到任何所需的地方

3、更快的3D扫描流程

HandySCAN 3D 扫描仪以多条激光十字线和自动网格生成为特点，可实现从安装、扫描到存档的快速工作流。

• 直接可用的文件

• 高测量速率高达 1,300,000 次测量/秒

•11条激光十字线，扫描区域广

• 快速安装安装运行可在2分钟内完成

一、人 模A —扫描完成后的点云，根据此点云快速进行对正 B —根据作图的方便，全方位的截取物体的剖面线 C —利用 PRO/E 、 UG 等三维 CAD 软件绘制产品图

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二、汽 车

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A —扫描完成后的点云 B —根据作图的方便，全方位的截取物体的剖面线 C —利用 PRO/E 、 UG 等三维 CAD 软件绘制产品图 三、勺 尾

A —扫描完成后的点云

B —利用 Geomagic 进行三角网格计算，形成三角网格片

C —根据所形成的三角网格片，快速形成高阶曲面

四、手 柄

A —扫描完成后的点云

B —利用 Geomagic 进行三角网格计算，形成三角网格片

C —根据所形成的三角网格片，快速形成高阶曲面

五、犁

扫描完成后的点云，根据此点云快速进行对正

通过surface分析结果快速提取物体特征点云

根据作图的方便，全方位截取物体的剖面线

利用Pro/E、UG等三维CAD软件绘制产品图