激光扫描的工作原理

激光切割机工作原理及说明

1.定义：主要用于将板材切割成所需形状工件的激光加工机床，也是利用激光束的热能实现切割的设备。

2.简介：

激光切割是指将激光束照射在工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，已达到切割和雕刻的目的。它是利用从激光发生器发射出的激光束，经光路系统聚焦成高功率密度的激光束照射条件，激光热量被工件材料吸收，工件温度急剧上升，到达沸点后，材料开始汽化并形成孔洞，伴随高压的气流，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。

具体的激光切割细节：

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下，通过脉冲激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定的频率、一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个细微的，高能量密度的光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或汽化被加工材料。一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工切割头与被加工材料按预先设计好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。

激光切割机组成部分： ⑴机床主机部分:激光切割机机床部分，实现X、Y、Z轴的运动的机械部分，包括切割工作平台。

⑵激光发生器:产生激光光源的装置。

⑶外光路:折射发射镜，用于将激光导向所需要的方向。

⑷数控系统：控制机床实现X、Y、Z 轴的运动，同时也控制激光器的输出功率。

⑸稳压电源：连接在激光器，数控机床与电力供应系统之间。

⑹切割头：主要包括腔体、聚聚焦透镜座、聚焦镜、电容式传感器和辅助气体喷嘴等零件。

⑺操作台：用于控制整个切割装置的工作过程。

⑻冷水机组：用于冷却激光发生器

⑼气瓶：包括激光切割机工作介质气瓶和辅助气瓶，用于补充激光震荡的工业气体和供给切割头用的辅助气体。

⑽空压机、储气罐：提供和存储压缩空气。

⑾空气冷却干燥机、过滤器：用于向激光发生器和光束通路供给洁净的干燥空气，以保持通路和反射镜的正常工作。

浅谈三维激光扫描技术原理及应用

摘要：三维激光扫描技术是—种新型的测绘技术，被称为“实景复制技术”。本文介绍了三维激光扫描仪的系统分类、基本原理、技术特点，探讨了三维激光扫描技术的应用。

关键词：三维激光扫描技术 工作原理 技术特点 应用

1、引言

近年来，随着工程测量服务领域的不断拓宽以及三维设计制造对测量精度的要求，传统的测量仪器如全站仪、断面仪等已不能满足高精度的三维坐标采集和“逆向工程”的需要。相比这些传统的测量技术，三维激光扫描技术具有极大的技术优势，特别是在数据采集方面，具有高效、快捷、精确、简便等特点，被广泛的应用于各个领域。

2、三维激光扫描技术

随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用,这项国际上近期发展的高新技术已经引起了广大科研人员的关注。这种技术采用非接触式高速激光测量方式，来获取地形或复杂物体的几何图形数据和影像数据，最终通过后处理软件对采集的点云数据和影像数据进行处理分析，转换成绝对坐标系中的三维空间位置坐标或者建立结构复杂、不规则场景的三维可视化模型，既省时又省力,同时点云还可输出多种不同的数据格式，做为空间数据库的数据源和满足不同应用的需要。

2.1 三维激光扫描系统组成

整个系统通常由以下四部分组成：1)三维激光扫描仪；2）数码相机；3）后处理软件；4)电源以及附属设备。如图1：

图1 地面激光扫描仪系统组成与坐标系

2.2 三维激光扫描仪的分类

三维激光扫描仪按照扫描平台可以分为：机载(或星载)激光扫描系统、地面型激光扫描系统、便携式激光扫描系统。

三维激光扫描仪作为现今时效性最强的三维数据获取工具，按照其有效扫描距离可进行如下分类：

(1)短距离激光扫描仪：其最长扫描距离不超过3m，一般最佳扫描距离为

0.6～1.2m，通常这类扫描仪适合用于小型模具的量测，扫描速度快且精度较高，可以多达三十万个点，精度至±0.018mm。例如:美能达公司的VIVID 910，手持式三维数据扫描仪FastScan等，属于此类。

２００２年５月机械设计与制造工程第３１卷第３期　

激光线扫描测量原理及数据处理简介　

陶海燕　，刘二莉　，杨钦　，陈其明　

（Ｉ．扬州大学工学院，江苏扬州２２５００９）　

（２．北京航空航天大学，北京１０００８３）　

摘要：概进了逆向工程的内涵，重点介铝了激光线扫描的测量原理和特点，分析了激光线扫描测量数据的处理流　

程，结旮实际阐｛量数据的表面重构结果，计论了敲光线扫描测量的应用　

关键词：逆向工程；激光线扫描；表面重构　

中围分类号：ＴＰ３９１．７２　文献标识码：Ａ　文章编号：…Ｉ７　９４８３【２００２｝０３　００５４　０２　

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｐｒｉｎｃｉｐｉｅ　ａｎｄ　Ｄａｔａ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｎ　Ｌａｓｅｒ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　

ＴＡＯ　Ｈａｌ　ｙａｎ　，ＬＩＵ　Ｅｒ　Ｉｌ　，ＹＡＮＧ　Ｑｉ　，ｃＨＥ　Ｑｉ—ｔＴｌｉｎ　

（１．Ｙａｎｚｈｏｕ　Ｕｌｌｉｖｔ－ｒｉｓｌｙ，】ｉ￣ｔｌｌｆｇｓｕ　Ｙａｎｇｚｈｏｕ，２２５００９，Ｃｈｉｎａ）　

（２．Ｂｃｉｊｉｎｇ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔＹ　ｏｆ＾‘Ｉ＇ＯｌｌｎＵｔｉＣｓ　ａｎｄ　Ａｓｔｍｎａｕｄｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００８３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓｔｈｅ￣ｒｔｃｅｐｌ　ｏｆ　ｒｔ　ｖ　ｉ　ｔ￣ｔｇｉｎｅｏｒｉｎｇ—ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄｔｈｅｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ】ａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇｍｔ￣ｇｕｒｅ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　

ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｄａｔａ　、ｄ　ｅｘａｎｔｔｌ￣－　Ｌ．ｆ　ｉｒｆ　“、ｓ　ｒ　（ｍｓ盯ａｃｔ　ｎ，ｉｔ　ｐｒｅ￣－，ｎｔｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｌｃａｄ￣ｍ　ｏｆ｜ｕｓｅｒ　ｍ　啦．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒ￣：Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｌｎｇ；Ｉ．ａｓ￣Ｉ　ａｎｉｌｔｇ；Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｒｅｘ：ｏｎｓｔｒｕｅｔｉｏｎ　

逆向工程足基于　ｆ＿产－　世汁新产品的技术手段：与　

共聚焦激光扫描显微镜（皮肤 CD的原理及在儿童

皮肤病的临床应用

首都儿科研究所 张高磊

共聚焦激光扫描显微镜又称皮肤 CT,该技术在皮肤科领域已经得到初步应用。

一、皮肤 CT 概述 基础病理是明确诊断皮肤病的主要技术手段之一，同时也是很多皮肤病诊断的金标准， 也可以指导评估病治疗。

皮肤分为表皮和真皮，表皮是由角质形成细胞所构成，真皮的成分相对较复杂，有组 织、血管、纤维、皮脂腺、皮下脂肪等。根据不同组织的病变，皮肤病的临床表现与病理 的表现也不同。

然而，病理检查手段是有创的，同时费用较高、费时间，同时，给患者也造成心理和 身体上的伤害，在儿童皮肤病患者显得尤为突出。

PPT6中图展示了皮肤病患者进行皮肤病理的大概过程，首先，由 皮肤科 医师检测病

人，标明皮疹的大概位置，然后进行取材，送到病理科，经过相应的组织处理，做成切片， 进行观察。

在临床中，医学影像学的应用也非常广泛，经常运用 CT、磁共振和PET/CT，尤其是

病理学与医学影像学相结合，能够起到相互促进、互为补充的作用。然而 CT磁共振和

PET/CT对于患者是有潜在损伤。皮肤 CT为无创性检查，对患者不构成身体伤害。

皮肤科的发展需要先进的皮肤影像学技术。皮肤 CT作为检查手段，在诊断、观察治

疗后的效果、指导临床医师调整治疗手段以及相关治疗参数，具有重要的指导作用。

PPT9中图简单显示了皮肤 CT的工作原理：首先，将激光放射器放入激光束中，将激 光折射到皮肤真皮浅中层，由于皮肤细胞成分的不同，对于激光的吸收反射折射也不同。 细胞反射折射的光线，为皮肤上面的探测器接受，探测器将光信号转变为电信号，经电脑 将电信号生成不同的图像，构成了皮肤 CT的显微结构。

PP T10中图显示了不同物质对激光吸收的不同，对于激光吸收最强的是黑色素，其次 是血红蛋白，最弱的是水，皮肤 CT工作的原理是根据不同物质对光线的吸收不同而构建成