數(shù)控雕刻作業(yè)的關(guān)鍵步驟是雕刻圖案繪制和cnc編程，簡(jiǎn)單的圖案可通過(guò)AutoCAD軟件直接繪制，但復(fù)雜的雕刻圖案很難通過(guò)繪圖軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這時(shí)通常要先用手工雕刻的方式制作雕刻樣品，然后用三維掃描儀將樣品數(shù)據(jù)錄人到電腦系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)模型。

　　三維掃描儀可分為接觸式和非接觸式兩類(lèi)，非接觸式又分為激光掃描式和照相式兩類(lèi)，激光掃描式多用于平面數(shù)控雕刻機(jī)，照相式則多用于立體數(shù)控雕刻機(jī)。激光掃描式是由掃描儀發(fā)出一束激光束(或光帶)照射到被測(cè)量物體表面并在被測(cè)量物體上移動(dòng)，利用數(shù)碼相機(jī)接收其反射光束，獲得與拍攝物點(diǎn)之間的距離，從而采集出物體的表面形狀數(shù)據(jù)。激光三維掃描儀大多安裝在平面數(shù)控雕刻機(jī)的動(dòng)力頭上(如圖1所示)，通過(guò)動(dòng)力頭的移動(dòng)來(lái)完成掃描，工作時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)掃描儀的測(cè)量精度和動(dòng)力頭的移動(dòng)速度來(lái)獲得不同的掃描效果，一般來(lái)說(shuō)，工件表面雕刻越精細(xì)，激光掃描儀的精度設(shè)置應(yīng)越高，掃描時(shí)的移動(dòng)速度也應(yīng)越慢，以便獲得更為精細(xì)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。由于掃描時(shí)多為平面移動(dòng)方式，因而該類(lèi)型掃描儀主要適用于平面型工件的掃描。

圖1 激光掃描儀

　　照相式掃描儀則類(lèi)似于照相機(jī)對(duì)視野內(nèi)的物體進(jìn)行照相，不同的是照相機(jī)攝取的是物體的二維圖像，而掃描儀獲得的是物體的三維信息。它通過(guò)光柵發(fā)射器投射一系列光柵條紋到物體表面，經(jīng)過(guò)物體表面發(fā)生變形，然后借助兩個(gè)數(shù)碼相機(jī)對(duì)光柵干涉條紋進(jìn)行拍照，利用光學(xué)拍照定位技術(shù)和光柵測(cè)量原理，獲得工件表面的完整點(diǎn)云，基于標(biāo)記點(diǎn)拼接或者特征拼接，可以得到物體3600各個(gè)方位的數(shù)據(jù)，因而照相式掃描儀更適合立體或放置體工件的掃描。照相式三維掃描儀可做成固定式和手持式(如圖2所示)，整體上價(jià)格較激光掃描儀要高。

圖2 照相式三維掃描儀

　　經(jīng)三維掃描得到的數(shù)據(jù)為點(diǎn)云數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過(guò)噪聲除去、多視對(duì)齊、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)和曲面重構(gòu)等步驟來(lái)獲得樣品的三維模型。模型數(shù)據(jù)經(jīng)專(zhuān)用的軟件處理后可導(dǎo)人到CAD或CAM等軟件進(jìn)行后續(xù)編輯處理，設(shè)定刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而生成數(shù)控雕刻機(jī)可識(shí)別的NC代碼。