Laserskanner

Kontrollsüsteem

Laserskanneri lihtsamaid tööülesandeid täidab spetsiaalne kontroller, mis võtab vastu käske ja viib need täide. Näiteks kui tuleb mõõta kaugust kindlas suunas, siis liigutab kontroller peeglite mootoreid ja loeb seejärel kaugusandurilt mõõtetulemuse. Kontrolleriga ühendatakse tavaline arvuti, milles on vastav tarkvara, või skanneri sisse ehitatud arvuti, mis täidab keerukamaid ülesandeid. Näiteks 3D-printimisel teisendatakse prinditava eseme mudel printerile sobivasse lihtsustatud failivormingusse. Selles failis võib objekt olla kirjeldatud kihtide või käskude kaupa.

Peeglid

Enamik laserskannereid kasutab laserkiire suunamiseks peegleid. Peeglite abil saab laserkiirt suunata ühe või kahe telje suhtes. Kahe telje puhul kasutatakse ühte peeglit, mida saab pöörata mõlemas suunas, või kahte peeglit, millest kumbki liigub ühe telje suhtes.

Laseri fookuspunkti kaugust saab muuta ka servomootoritega liigutatavate läätsede abil. Nii on võimalik mõjutada laserkiirt kõigi kolme ruumi telje suhtes.

Pöörleva peegliga saab tekitada perioodilist liikumist. Näiteks mõni vöötkoodiluger kasutab pöörlevaid hulknurkpeegleid.

Lisaks elektri- ja servomootoritele saab kasutada ka piesoelektrilisi või magnetvälja mõjul kuju muutvaid täitureid, et peegleid liigutada. Nende eelis on väga suur liikumiskiirus, kuid nende suunatavus on rohkem piiratud.

Prismad

Kui kahte prismat omavahel pöörata, saab laserkiire suunda täpselt muuta. Sellist lahendust kasutatakse näiteks rakettide jälitamiseks. Kui kahte läätse või prismat liigutatakse või pööratakse, liigub laserikiir sarnaselt peeglitega suunamisele.

Eriomadustega materjalid

Mõni laserskanner kasutab laserkiire suunamiseks materjale, mille optilisi omadusi saab muuta näiteks helilainete või elektrivälja abil. Sellised seadmed suudavad skaneerida palju kiiremini kui peeglite või muude liikuvate osadega skannerid. Nende puudus on suurem hind.

3D-skaneerimine

 Pikemalt artiklis 3D-skanner

Laserskannereid kasutatakse ruumide ja esemete kolmemõõtmeliste mudelite loomiseks.

Laserikiirt suunatakse pidevalt või valitud punktides eri suundadesse. Igas mõõtepunktis registreeritakse laserkiire omadusi, näiteks kaugus objektini. Tulemusena saadakse punktide ruumilised koordinaadid (X, Y ja Z), mis salvestatakse või edastatakse ühendatud arvutitesse.

Objekti võidakse mitu korda ja erinevatest vaatenurkadest skaneerida. Nii saadakse mitu punktipilve, mis ühendatakse üheks terviklikuks punktipilveks. Selle põhjal loob tarkvara skaneeritud objektist või ruumist kolmemõõtmelise mudeli.

3D-skaneerimine muudab andmete kogumise kiiremaks ja täpsemaks ning lihtsustab disaini- ja projekteerimisprotsesse. Seda kasutatakse näiteks kaardistamises, arheoloogias, ehituses, tööstuses ja teistes valdkondades, kus on vaja midagi mõõdistada.

Kolmemõõtmeline printimine

 Pikemalt artiklis Kolmemõõtmeline printer

Laserskannereid kasutatakse sageli kolmemõõtmelises printimises.

Laserpaagutamise korral kasutatakse võimsat laserit, mis sulatab pulbrilise algmaterjali tahkeks. Materjali lisatakse kihtide kaupa ning iga kiht sulatatakse detaili ristlõike järgi. Nii kujuneb järk-järgult terviklik kolmemõõtmeline ese. Tänapäeval saab laserpaagutamise abil valmistada detaile plastist, keraamikast ja metallist.

Stereolitograafia on 3D-printimise meetod, mille puhul kasutatakse vedelat polümeeri, mis tahkub kindla lainepikkusega valguse käes. Selle protsessi juures on tähtis, et laserskanner suudaks mõjutada laserkiire fookuspunkti, sest polümeer tahkub ainult kohas, kuhu laser on fokuseeritud.

Materjalitöötlus

Lasereid kasutatakse tootmise paljudes protsessides, mille automatiseerimiseks on vaja laserkiirt täpselt suunata. Laserskannereid saab kasutada graveerimisel, lõikamisel, keevitamisel ja mitmesugustes teistes tootmisprotsessides.

Laseri mõju töödeldavale materjalile sõltub selle võimsusest. Väikese võimsusega laser eemaldab materjali ainult osaliselt ning seda kasutatakse näiteks pindade puhastamiseks ja graveerimiseks. Keskmise võimsusega laser suudab materjale sulatada ja keevitada. Suure võimsusega laser saab materjali läbi lõigata.

Meditsiin

Lasereid kasutatakse sageli ka meditsiinis, näiteks vähi diagnoosimisel ja ravis, kirurgias, silmaoperatsioonidel ning karvade ja tätoveeringute eemaldamisel.

Täpset kontrolli vajavate protseduuride puhul on laserskanneri kasutamine hädavajalik. Näiteks nägemist korrigeerivates laseroperatsioonides suunatakse laserkiirt väga täpselt silma pinnale, süsteem arvestab samal ajal silma loomuliku liikumisega. Protsess kestab tavaliselt vaid mõne sekundi, kogu protseduur koos ettevalmistusega umbes viis kuni kümme minutit.

Vöötkoodiluger

 Pikemalt artiklis Vöötkoodiluger

Paljud vöötkoodilugerid kasutavad laserskannereid, et koode lugeda. Laserkiirt liigutatakse kiiresti üle loetava ala pöörleva prisma või mitmetahulise peegli abil. Kiir võib liikuda erinevates suundades, et vöötkoodi oleks võimalik tuvastada mitme nurga alt.

Luger jälgib pidevalt tagasi peegelduvas valguses mustreid, et selles sisalduv info välja lugeda. Laserit vilgutatakse, et keskkonnast tulenevaid häireid vähendada. Nii on võimalik kõrvaline valgus signaalist välja filtreerida.