三维扫描仪在红木古典家具雕刻中的应用

在木工行业，雕刻机的应用越来越广泛，自动化程度越来越高。但在应用过程中经常遇到的困难是如何建立三维立体模型。特别是一些复杂的雕刻产品，数字建模难以体现手工雕刻的艺术性，再加上木工行业缺乏专业的计算机辅助设计人才，产品模型的建立成为雕刻机使用的一大障碍。随着三维扫描仪的出现，这个问题可以得到有效解决。

美国某品牌的五轴雕刻机在工作

三维扫描仪是一种新型扫描设备，它可以对各种不同形状的物体进行扫描，自动生成不同格式的三维模型文件。雕刻机在使用中也需要输入三维模型文件，部分雕刻机使用的三维模型文件与三维扫描仪形成的文件可以通用。比如雕刻机经常使用的文件格式有mmg、pIt、eng、dxf、stl、ply，三维扫描仪可以生成文件有dae、fbx、ma、obj、stl、ply。这样，在三维扫描仪中生成的stl、ply文件可以直接应用到雕刻机中。

雕刻机与三维扫描仪的连接很简单，只需要把三维扫描仪中的文件通过通用串行总线(USB)接口输入到电脑中，直接给雕刻机使用即可。如果与雕刻机应用格式不相同，可以在扫描仪或雕刻机软件中进行转换。雕刻机与三维扫描仪的结合可以大大提高工作精度和效率。三维扫描仪作为一种可以轻松获得物体表面空间坐标的设备，为实物的数字化建模提供了方便快捷的手段，减少了人工建模的时间，更加真实地体现了雕刻的艺术性。

现在市场上常见的三维扫描仪有多种，一般用手持式。这种扫描仪操作简单，界面简洁，价格适中，与雕刻机结合使用更加实用。在使用过程中，经常遇到的问题是采集效果和后期修正。由于扫描仪操作中对稳定性、匀速性、平衡性要求很高，而一般的扫描仪不具备防抖、自动校准功能，因而数据采集中会产生模型与实物的坐标偏差、错位。这就需要扫描仪操作人员有一定的经验。另外，数据采集后，需要对数字模型进行修正，这需要操作者能够熟练应用三维扫描软件。

当今雕刻机技术发展迅速，雕刻精度、深度越来越高。特别是决定刻刀运动方向灵敏度的雕刻机轴，由原来的横、纵、深三个进刀方向轴，增加了其他进刀轴，形成了多维立体雕刻。如美国某公司生产的五轴雕刻机，步距精度达到了0.01mm，并实现了深浮雕、镂空雕等传统手工雕刻工艺，这进一步提高了家具数字化建模的要求。

目前，很多工艺性的雕刻技艺很难通过人工建模的方式实现，而雕刻机与扫描仪的完美结合，可以轻松实现任意手工雕刻作品的数字建模，为自动化大规模生产提供了技术保障。相信在不久的将来，这种结合会得到更广泛的应用。