个性化人工金属美甲的制造系统和加工方法.pdf

本发明公开了一种个性化人工金属美甲制造系统，包括：测量模块、生成模块和加工模块。本发明还公开了一种个性化人工金属美甲加工制造方法，包括如下步骤：(a)将自然指甲放入测量装置，通过该测量装置获取自然指甲上表面的三维形状信息；(b)顾客在生成模块中输入或选择所希望的人工美甲的长度，宽度，厚度和修饰图案等各种参数，生成模块生成人工美甲的三维数字模型，并将三维数字模型转换成加工参数；(c)加工模块根据生成模块生成的加工参数将待加工材料制成具有个性化的人工金属美甲。本发明使用更简单、操作更方面，与现有的制备美甲的装置相比能够更节约顾客的时间，并减少顾客的费用。

权利要求书
1、  一种个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，包括：测量模块(22)、生成模块(24)和加工模块(26)；
所述测量模块(22)用于测量人体自然指甲的三维形状，并将测量结果传输给所述生成模块(24)；
所述生成模块(24)用于将所述测量模块(22)测量所得到的自然指甲三维形状数据和顾客所选择的人工美甲参数结合起来计算生成人工美甲三维数字模型，并将所生成的三维数字模型转换成加工参数后，将加工参数传输给所述加工模块(26)；
所述加工模块(26)用于根据所述生成模块(24)的加工参数将待加工材料加工成为人工美甲。

2、  根据权利要求1所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述测量模块(22)包括：图案投影装置(32)，图像采集装置(30)和计算装置(34)；
所述投影装置(32)用于将预设的图案投射到自然指甲的表面上，并形成与自然指甲表面三维形状相应的图像；
所述图像采集装置(30)用于采集在自然指甲表面形成的图像，并传输给所述计算装置(34)；
所述计算装置(34)用于将所述图像采集装置(30)采集的图像信息转换成为自然指甲的三维形状信息。

3、  根据权利要求2所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述投影装置(32)使用的光源由一种或一种以上波长在360nm到740nm之间的光组成。

4、  根据权利要求2所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述投影装置(32)所投射出去的图案为单色或彩色条纹光栅图案，和/或一条以上的激光直线所组成的图案。

5、  根据权利要求2所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述投影装置(32)投射出去的图案为用光学镜头产生的图案，或使用预先在玻璃或感光胶片上成形的图案，或由计算机生成并通过微型显示装置等数字投影技术生成的数码图案。

6、  根据权利要求2所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述投影装置(32)在三维测量时使用一幅或一幅以上图案来投影到人体自然指甲之上。

7、  根据权利要求2所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述图像采集装置(30)由一台或一台以上摄像机组成。

8、  根据权利要求1所述的个性化人工美甲金属制造系统，其特征在于，所述测量模块(22)在测量时直接对人体自然指甲表面进行三维测量，或先用石膏等材料对人体自然手指进行压印造模，然后再对所得到的手指模型进行三维测量。

9、  根据权利要求1所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述生成模块(24)包括：输入单元(241)、设计单元(242)、转换单元(243)和输出单元(244)，
所述输入单元(241)用于输入所述测量模块(22)测量所得到的自然指甲三维形状和顾客所选择的人工美甲参数；
所述设计单元(242)用于把从输入单元输入的三维形状数据和顾客选择的人工美甲参数结合起来计算生成人工美甲上、下表面和指尖部的三维数字模型；
所述转换单元(243)用于将三维数字模型转换成为加工参数；
所述输出单元(244)用于将数控加工参数传输给加工模块(26)。

10、  根据权利要求9所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述设计单元(242)所使用的自然指甲三维形状数据是已知X，Y和Z三坐标的点云数据。

11、  根据权利要求1所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述加工模块(26)为铸造加工系统或数控切削加工系统。

12、  根据权利要求11所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述铸造加工系统包括：熔模加工系统(36)和熔模精密铸造系统；所述熔模加工系统(36)用于根据加工参数将熔模材料加工成为与所述人工美甲具有相同三维形状的熔模(52)，所述熔模精密铸造系统用于将所述熔模(52)加工成为铸模(66)，并利用该铸模(66)浇铸成形人工金属美甲。

13、  根据权利要求12所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述熔模加工系统(36)为数控加工机。

14、  根据权利要求1所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述待加工材料为贵金属材料或热塑性工程材料，所述贵金属材料为金、银或白金，所述热塑性工程材料为聚甲醛塑料。

15、  一种采用权利要求1所述的个性化人工金属美甲制造系统所加工得到的个性化人工美甲，其特征在于，包括：可重复使用、具有一定刚性、不易弯曲变形的三维形状本体，该本体的下表面的至少一部分与顾客的自然指甲的上表面在三维形状大小上相吻合。

16、  一种采用权利要求1所述的个性化人工金属美甲制造系统的个性化人工金属美甲加工制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将自然指甲放入测量装置(22)，通过该测量装置(22)获取自然指甲上表面的三维形状信息；
(b)顾客在生成模块(24)中输入或选择所希望的人工美甲的长度，宽度，厚度和修饰图案等各种参数，结合步骤(a)中测量所得到的自然指甲三维形状信息，由生成模块(24)生成人工美甲的三维数字模型，并将三维数字模型转换成加工参数；
(c)加工模块(26)根据生成模块(24)生成的加工参数将待加工材料制成具有个性化的人工美甲。

17、  根据权利要求16所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述测量模块(22)包括：图案投影装置(32)，图像采集装置(30)和计算装置(34)；
所述投影装置(32)用于将预设的图案投射到自然指甲的表面上，并形成与自然指甲表面三维形状相应的图像；
所述图像采集装置(30)用于采集在自然指甲表面形成的图像，并传输给所述计算装置(34)；
所述计算装置(34)用于将所述图像采集装置(30)采集的图像信息转换成为自然指甲的三维形状信息。

18、  根据权利要求17所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述投影装置(32)使用的光源由一种或一种以上的波长在360nm到740nm之间的光组成。

19、  根据权利要求17所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述投影装置(32)所投射出去的图案为单色或彩色条纹光栅图案，和/或一条以上的激光直线所组成的图案。

20、  根据权利要求17所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述投影装置(32)投射出去的图案为光学镜头产生的图案，或使用预先在玻璃或感光胶片上成形的图案，或由计算机生成并通过微型显示装置等数字投影技术生成的数码图案。

21、  根据权利要求17所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述投影装置(32)在三维测量时使用一幅或一幅以上图案来投影到人体自然指甲之上。

22、  根据权利要求17所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述图像采集装置(30)由一台或一台以上摄像机组成。

23、  根据权利要求16所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述测量模块(22)在测量时直接对人体自然指甲表面进行三维测量，或先用石膏等材料对人体自然手指进行压印造模，然后再对所得到的手指模型进行三维测量。

24、  根据权利要求16所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述生成模块(24)包括：输入单元(241)、设计单元(242)、转换单元(243)和输出单元(244)，
所述输入单元(241)用于输入所述测量模块(22)测量所得到的自然指甲三维形状和顾客所选择的人工美甲参数；
所述设计单元(242)用于把从输入单元输入的三维形状数据和顾客选择的人工美甲参数结合起来计算生成人工美甲上、下表面和指尖部的三维数字模型；
所述转换单元(243)用于将三维数字模型转换成为加工参数；
所述输出单元(244)用于将数控加工参数传输给铸造模块(26)。

25、  根据权利要求24所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述设计单元(242)所使用的自然指甲三维形状数据是已知X，Y和Z三坐标的点云数据。

26、  根据权利要求16所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述加工模块(26)为铸造加工系统或数控切削加工系统。

27、  根据权利要求26所述的个性化人工美甲加工方法，其特征在于，
所述铸造加工系统包括：熔模加工系统(36)和熔模精密铸造系统；所述熔模加工系统(36)用于根据加工参数将熔模材料加工成为与所述人工金属美甲具有相同三维形状的熔模(52)，所述熔模精密铸造系统用于将所述熔模(52)加工成为铸模(66)，并利该铸模(66)浇铸成形人工美甲。

28、  根据权利要求27所述的个性化人工金属美甲加工方法，其特征在于，所述熔模加工系统(36)为数控加工机。

29、  根据权利要求16所述的个性化人工金属美甲制造系统，其特征在于，所述待加工材料为贵金属材料或热塑性工程材料，所述贵金属材料为金、银或白金，所述热塑性工程材料为聚甲醛塑料。

30、  一种采用权利要求16所述的个性化人工金属美甲加工方法所加工得到的个性化人工美甲，其特征在于，包括：可重复使用、具有一定刚性、不易弯曲变形的三维形状本体，该本体的下表面的至少一部分与顾客的自然指甲的上表面在三维形状大小上相吻合。

说明书个性化人工金属美甲的制造系统和加工方法
技术领域
本发明涉及一种佩戴于人体自然指甲之上的人工美甲的制造系统和加工方法，特别是涉及一种制造可拆装和重复使用的个性化人工金属美甲的制造系统和加工方法。
背景技术
人们在自然指甲之上佩戴设计有各种色彩和图案的人工美甲是一种时尚。例如，在美国专利US4361160、US3037514、US4718957和US6190593中，人们分别提出了制造人工美甲的不同方法。但是这些方法都是用于制造非金属的人工美甲。只有美国专利US6382217提出了一种用金银等贵金属材料制造人工金属美甲的方法，由该方法制造的人工金属美甲也是可拆装和重复使用的，并且制造出来的人工金属美甲的下底面和自然指甲上表面重合部分的三维形状和所佩戴人自然指甲的三维形状完全吻合，非常具有个性化。
但是，美国专利US6382217所提出的方法需要对每一个自然指甲进行多次人工压印成模。其操作过程非常繁琐，并非一般美甲师所能掌握。操作中稍有不妥就可使人工金属美甲和自然指甲的三维形状和大小无法吻合。而且该方法非常费时，不易在一般美甲店中实施，所以明确在市场上找不到任何作为商品的个性化人工金属美甲。即使有也只是非个性化的人工金属美甲在销售，它们的大小和宽窄只有二、三种可选择；并且它们的三维形状也只有一、二种。这是因为这些非个性化人工金属美甲都是由三、四种模具进行大规模生产而得到的产品，并不是量身定做，其大小、宽窄和三维形状不可能和每一个人的自然指甲吻合。由于三维形状不吻合，这样的人工金属美甲在佩带中不宜贴合而容易脱落；而且由于大小和宽窄的不一样，在人工金属美甲和自然指甲之间一般都会留有明显的缝隙，非常影响美观。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种个性化人工金属美甲的制造系统和加工方法，可以为顾客方便快捷地量身定做符合自己自然指甲形状大小且可重复使用的个性化人工金属美甲。
本发明的一种个性化人工金属美甲制造系统，包括：测量模块(22)、生成模块(24)和加工模块(26)；
所述测量模块(22)用于测量人体自然指甲的三维形状，并将测量结果传输给所述生成模块(24)；
所述生成模块(24)用于将所述测量模块(22)测量所得到的自然指甲三维形状数据和顾客所选择的人工美甲参数结合起来计算生成人工美甲三维数字模型，并将所生成的三维数字模型转换成加工参数后，将加工参数传输给所述加工模块(26)；
所述加工模块(26)用于根据所述生成模块(24)的加工参数将待加工材料加工成为人工美甲。
进一步地，所述测量模块(22)包括：图案投影装置(32)，图像采集装置(30)和计算装置(34)；
所述投影装置(32)用于将预设的图案投射到自然指甲的表面上，并形成与自然指甲表面三维形状相应的图像；
所述图像采集装置(30)用于采集在自然指甲表面形成的图像，并传输给所述计算装置(34)；
所述计算装置(34)用于将所述图像采集装置(30)采集的图像信息转换成为自然指甲的三维形状信息。
进一步地，所述投影装置(32)使用的光源由一种或一种以上波长在360nm到740nm之间的光组成。
进一步地，所述投影装置(32)所投射出去的图案为单色或彩色条纹光栅图案，和/或一条以上的激光直线所组成的图案。
进一步地，所述投影装置(32)投射出去的图案为用光学镜头产生的图案，或使用预先在玻璃或感光胶片上成形的图案，或由计算机生成并通过微型显示装置等数字投影技术生成的数码图案。
进一步地，所述投影装置(32)在三维测量时使用一幅或一幅以上图案来投影到人体自然指甲之上。
进一步地，所述图像采集装置(30)由一台或一台以上摄像机组成。
进一步地，所述测量模块(22)在测量时直接对人体自然指甲表面进行三维测量，或先用石膏等材料对人体自然手指进行压印造模，然后再对所得到的手指模型进行三维测量。
进一步地，所述生成模块(24)包括：输入单元(241)、设计单元(242)、转换单元(243)和输出单元(244)，
所述输入单元(241)用于输入所述测量模块(22)测量所得到的自然指甲三维形状和顾客所选择的人工美甲参数；
所述设计单元(242)用于把从输入单元输入的三维形状数据和顾客选择的人工美甲参数结合起来计算生成人工美甲上、下表面和指尖部的三维数字模型；
所述转换单元(243)用于将三维数字模型转换成为加工参数；
所述输出单元(244)用于将数控加工参数传输给加工模块(26)。
进一步地，所述设计单元(242)所使用的自然指甲三维形状数据是已知X，Y和Z三坐标的点云数据。
进一步地，所述加工模块(26)为铸造加工系统或数控切削加工系统。
进一步地，所述铸造加工系统包括：熔模加工系统(36)和熔模精密铸造系统；所述熔模加工系统(36)用于根据加工参数将熔模材料加工成为与所述人工美甲具有相同三维形状的熔模(52)，所述熔模精密铸造系统用于将所述熔模(52)加工成为铸模(66)，并利用该铸模(66)浇铸成形人工金属美甲。
进一步地，所述熔模加工系统(36)为数控加工机。
进一步地，所述待加工材料为贵金属材料或热塑性工程材料，所述贵金属材料为金、银或白金，所述热塑性工程材料为聚甲醛塑料。
本发明的一种采用个性化人工金属美甲制造系统所加工的人工美甲，包括：可重复使用、具有一定刚性、不易弯曲变形的三维形状本体，该本体的下表面的至少一部分与顾客的自然指甲的上表面在三维形状大小上相吻合。
本发明的一种采用个性化人工金属美甲制造系统的个性化人工金属美甲加工制造方法，包括如下步骤：
(a)将自然指甲放入测量装置(22)，通过该测量装置(22)获取自然指甲上表面的三维形状信息；
(b)顾客在生成模块(24)中输入或选择所希望的人工美甲的长度，宽度，厚度和修饰图案等各种参数，结合步骤(a)中测量所得到的自然指甲三维形状信息，由生成模块(24)生成人工美甲的三维数字模型，并将三维数字模型转换成加工参数；
(c)加工模块(26)根据生成模块(24)生成的加工参数将待加工材料制成具有个性化的人工美甲。
进一步地，所述测量模块(22)包括：图案投影装置(32)，图像采集装置(30)和计算装置(34)；
所述投影装置(32)用于将预设的图案投射到自然指甲的表面上，并形成与自然指甲表面三维形状相应的图像；
所述图像采集装置(30)用于采集在自然指甲表面形成的图像，并传输给所述计算装置(34)；
所述计算装置(34)用于将所述图像采集装置(30)采集的图像信息转换成为自然指甲的三维形状信息。
进一步地，所述投影装置(32)使用的光源由一种或一种以上的波长在360nm到740nm之间的光组成。
进一步地，所述投影装置(32)所投射出去的图案为单色或彩色条纹光栅图案，和/或一条以上的激光直线所组成的图案。
进一步地，所述投影装置(32)投射出去的图案为光学镜头产生的图案，或使用预先在玻璃或感光胶片上成形的图案，或由计算机生成并通过微型显示装置等数字投影技术生成的数码图案。
进一步地，所述投影装置(32)在三维测量时使用一幅或一幅以上图案来投影到人体自然指甲之上。
进一步地，所述图像采集装置(30)由一台或一台以上摄像机组成。
进一步地，所述测量模块(22)在测量时直接对人体自然指甲表面进行三维测量，或先用石膏等材料对人体自然手指进行压印造模，然后再对所得到的手指模型进行三维测量。
进一步地，所述生成模块(24)包括：输入单元(241)、设计单元(242)、转换单元(243)和输出单元(244)，
所述输入单元(241)用于输入所述测量模块(22)测量所得到的自然指甲三维形状和顾客所选择的人工美甲参数；
所述设计单元(242)用于把从输入单元输入的三维形状数据和顾客选择的人工美甲参数结合起来计算生成人工美甲上、下表面和指尖部的三维数字模型；
所述转换单元(243)用于将三维数字模型转换成为加工参数；
所述输出单元(244)用于将数控加工参数传输给铸造模块(26)。
进一步地，所述设计单元(242)所使用的自然指甲三维形状数据是已知X，Y和Z三坐标的点云数据。
进一步地，所述加工模块(26)为铸造加工系统或数控切削加工系统。
进一步地，所述铸造加工系统包括：熔模加工系统(36)和熔模精密铸造系统；所述熔模加工系统(36)用于根据加工参数将熔模材料加工成为与所述人工金属美甲具有相同三维形状的熔模(52)，所述熔模精密铸造系统用于将所述熔模(52)加工成为铸模(66)，并利该铸模(66)浇铸成形人工美甲。
进一步地，所述熔模加工系统(36)为数控加工机。
进一步地，所述待加工材料为贵金属材料或热塑性工程材料，所述贵金属材料为金、银或白金，所述热塑性工程材料为聚甲醛塑料。
本发明的一种采用个性化人工美甲加工方法所加工的人工美甲，包括：可重复使用、具有一定刚性、不易弯曲变形的三维形状本体，该本体的下表面的至少一部分与顾客的自然指甲的上表面在三维形状大小上相吻合。
本发明有如下特点：(a)使用更简单、操作更方面，与现有的制备美甲的装置相比能够更节约顾客的时间，并减少顾客的费用；(b)每一个金属美甲都是量身订做；(c)个性化的金属美甲可拆装，并可重复多次使用；(d)个性化金属美甲可以终身使用；(e)个性化的金属美甲不易开裂和破损；(f)测量结果可永久保存。
附图说明
图1为本发明关于个性化人工美甲制造系统的整体系统结构图。
图2描述的是正在把个性化人工美甲佩戴到与之对应的人体自然指甲上的场景。
图3为个性化人工美甲佩戴到人体自然指甲上之后，沿指甲长度方向的侧视图。
图4为个性化人工美甲佩戴到人体自然指甲上之后，沿指甲宽度方向的侧视图。在该图中人的手指部分没有显示，只画出了自然指甲和人工金属美甲。
图5为个性化人工美甲制造系统的光学非接触三维测量模块。
图6为生成模块的结构示意框图。
图7是人工美甲三维数字模型生成模块的数据流程图。
图8是熔模精密铸造模块中，熔模数控加工部分的结构示意图。
图9是熔模精密铸造模块中，用铸造造型粉浆来填充制模的示意图。
图10是熔模精密铸造模块中，把干燥固化后的实心壳型进行焙烧脱蜡来制成空心铸模的示意图。
图11是把熔化的金属通过浇铸口倒入空心铸造铸模中，来形成人个性化人工金属美甲的示意图。
图12是用光学非接触三维测量模块对人体自然指甲进行三维测量的步骤。
图13是人工美甲三维数字模型生成模块的操作步骤。
图14是熔模精密铸造模块的操作步骤。
具体实施方式
从图1可知，本发明的系统结构由自然指甲三维形状测量模块22，人工美甲三维数字模型生成模块24和人工美甲加工模块26共三个部分组成。在图1中，由三维形状测量模块22首先对自然手指16上面的人体自然指甲18进行三维形状测量。把所测量得到的自然指甲三维形状信息输入到人工美甲三维数字模型生成模块24中并由顾客输入人工美甲的一些参数，诸如长度，厚度和指尖部的样式等等。综合自然指甲三维形状信息和顾客输入的人工美甲参数，该人工美甲三维数字模型生成模块就会在人工美甲三维数字模型生成模块24中自动生成人工美甲的三维数字模型。所生成的人工美甲三维数字模型转换成加工信息后，就可传输到人工美甲加工模块26，将待加工的材料加工成人工美甲。该人工美甲20的至少一部分下表面将会和该顾客的自然指甲18上表面，在三维形状大小上完全吻合。所以该人工美甲20可以不留任何缝隙地覆盖在该顾客整个自然指甲18之上。该人工美甲20还具有一定刚性，不会轻易弯曲变形。
从图2可以看出，如果把所制成的人工美甲20用粘合剂粘贴到与之对应的自然指甲18上，就可得到如图3和图4两个沿指甲长度和宽度的侧视图所描述的结果：两者之间能充分贴合，四周也无缝隙，非常美观。通过该系统可以给每一个自然指甲18制成一个与之对应的个性化人工金属美甲20。
下面结合本发明的一个实施例对本发明的各个部分作进一步详细说明。请注意下面的内容仅只是为描述本发明的各项环节而使用的一个实施例。本发明并不只限于该实施例的内容，可以有多种不同的实施方案。
图5是本发明中自然指甲三维形状测量模块22的一个实施例。该模块由光栅图案投影装置32，图像采集装置30和计算装置34所组成。其中光栅图案投影装置又包括光源27，光栅图案28和投影镜头29。光源27把光栅图案照亮之后通过投影镜头29把光栅图案投射到人体自然指甲18的表面上。人体自然指甲18的三维形状会让投射在其上面的光栅图案产生变形，例如条纹间距和条纹方向会发生变化。这些变形是直接和自然指甲18的三维形状有关。通过图像采集装置30把一幅或多幅变形了的光栅图案输入到计算装置34中，经过处理就可计算出自然指甲18的三维形状信息，例如自然指甲18的三维点云数据—由三维空间中已知其X，Y和Z三坐标的大量的点所组成的数据。若用本发明的三维形状测量模块22对一个自然指甲18进行测量，其结果可以是一个几千点以上的点云数据。这些大量的点云数据不仅精密地表述了自然指甲18的三维空间形状，而且确定了自然指甲18和手指16间的三维边界形状。例如指甲根部的轮廓形状，指甲两侧的轮廓形状和指尖部的轮廓形状。测量结果33可以在计算装置34的显示屏上表示出来。
在这里光源27可以是白色光，也可以是激光。光栅图案可以是直线条纹，也可以是其他图案。可以用黑白图案，也可以用彩色图案或两者的混合图案。光栅图案可以是事先印在透明感光玻璃或感光胶片上的图案，也可以由计算机通过微型显示装置(Micro-Display Device)，如液晶(Liquid CrystalDisplay)和数字微镜装置(Digital Micro-mirror Device)等数字投影技术生成的数码图案。该模块中的图像采集装置30可以由一台或多台CCD或CMOS摄像机构成。变形光栅图案处理用的计算装置34可以是任何一种能存储和按程序指令处理图像信息的计算装置，例如个人计算机和工业用单板计算机等。
参照图12，本发明采用光学非接触式三维测量在对人体自然指甲进行测量时，首先应对自然指甲进行预处理(步骤90)。其内容包括对自然指甲进行修剪使之具有合适的长度，并对自然指甲和手指间的边界进行清理，除去多余的干皮。需要时也可在自然指甲上喷涂上一层白色涂层便于增加光栅图案的反差和质量，并有利于确定自然指甲的边界。经预处理后的自然指甲就可放入测量模块22中，在显示屏上看到自然手指进入到适当位置时，就可按下开始按钮(步骤94)。在短短的几秒钟内光栅图案投影装置就会把一幅或多幅光栅图案投射到自然指甲上面，并同时通过图像采集装置把变形了的光栅图案输入到计算装置34中(步骤96)。然后由专用计算机程序来对变形光栅图案进行处理(步骤98)，之后就可获得到自然指甲的三维点云数据并将其存储到计算装置34中(步骤100)。当然，在测量步骤中也可以采用接触式的测量。
参照图2、图3和图4，本发明所要制造的人工美甲20是一个具有一定厚度和刚性的三维物体，它由具有一定三维形状的上表面19、下表面17和边界21所构成。佩带在人体自然指甲18之上的人工金属美甲20一般都比自然指甲18还要长。所以至少人工美甲20的一部分下表面17的大小和三维形状将和自然指甲18完全一致，而这部分的三维形状已经由测量而得到。在人工美甲三维数字模型生成模块24中至少需要设计的是：(a)上表面19的形状，(b)人工美甲指尖部的形状，(c)人工美甲的厚度，(d)长出自然指甲部分的下表面19的形状。有时顾客也需要在人工美甲的某些部位(如上表面)添加上特定的二维或三维修饰图案，例如数字，汉字和各种动植物图案等等。生成模块24也可以具有把这些修饰图案添加在人工美甲20上的功能。
参照图6，生成模块24可以由：输入单元241、设计单元242、转换单元243和输出单元244组成，输入单元241用于输入测量模块22测量所得到的自然指甲三维形状和顾客所选择的人工美甲参数；设计单元242用于把从输入单元输入的三维形状数据和顾客选择的人工美甲参数转换成人工美甲上、下表面和指尖部的三维数字模型；转换单元243用于将三维数字模型转换成为加工参数；输出单元244用于将加工参数传输给生成模块26。
参照图7，人工美甲三维数字模型生成模块24的作用是把测量所得到的自然指甲18的三维形状信息和顾客输入的人工美甲参数合成在一起，生成符合自然指甲大小和三维形状的人工美甲三维数字模型。实现该过程可以用不同的算法。例如在人工美甲三维数字模型的设计过程中，一种算法可以用每一个测量点的数据和顾客输入参数结合起来进行计算；另一种算法可以先从自然指甲的点云数据中提取所需的关键几何形状参数，然后把所提起的关键几何形状参数和顾客所输入的人工美甲参数结合起来进行计算。
参照图13，人工美甲三维数字模型生成模块24首先会提示顾客输入其名称和自然指甲的编号(步骤102)。根据这些信息，生成模块24就会自动读入该自然指甲的三维测量数据(步骤104)。然后顾客需要输入自己想要的人工美甲的厚度和长度等参数(步骤106)。得到这些参数后生成模块24会沿人工美甲长度和宽度两方向显示出所生成的人工美甲上表面的轮廓形状。顾客可以对上表面的轮廓形状进行修改，例如增加轮廓曲线的弯曲等等(步骤108)。下一步模块24会提供出多种人工美甲的指尖部形状风格供顾客挑选，例如圆形、椭圆形、扁平形或方形等等(步骤110)。最后顾客也可以挑选一些特定的二维或三维修饰图案来添加到人工美甲的表面上。把顾客输入或选择的这些参数和测量所得的自然指甲三维形状结合起来，生成模块24就能生成和该自然指甲对应的人工美甲的三维模型(步骤112)。最后生成的人工美甲三维模型可以通过屏幕显示来供顾客确认。若有必要，顾客可以对该模型进行进一步修改(步骤114)。最后的人工美甲三维数字模型还可以存储起来，以方便日后的数据调取。因为每一个自然指甲的大小和三维形状是不一样的，经生成模块24生成的每一个人工美甲三维数字模型都是不一样的。这样就实现了对每一个自然指甲量身定做一个人工美甲。生成模块24的最后一个功能就是能将所生成的人工美甲三维数字模型转换成加工参数，例如数控加工编码或指令(步骤116)。最后由生成模块24生成的人工美甲三维数字模型及其加工参数可以通过电子通讯手段来传输到其他计算机或数控装置中去(步骤117)。对每一个自然指甲重复该过程就可得到与每一个自然指甲相对应的人工美甲三维数字模型。生成模块24可以每次只处理一个自然指甲，也可以一次处理多个自然指甲。生成模块24可适用于佩戴在手指甲上的人工美甲，也可以适用于佩戴在脚趾甲上的人工美甲。生成模块24可以和测量模块22共同使用一台计算机，也可以单独使用一台计算机。
参照图1，把由生成模块24生成的人工美甲数字模型转变成实物的过程是由加工模块26来完成的。这里以加工模块26为铸造加工系统为例进行说明。其中铸造加工系统包括熔模数控加工系统36和熔模精密铸造系统。如图8所示，熔模数控加工系统36可以选择数控加工机，该数控加工机包括至少三个相互垂直的直线移动轴44，46和48。另外熔模数控加工系统36还包括至少一个旋转轴50用于驱动加工切削刀具42。例如该切削刀具可以是任何形状和大小的铣头。除了上述的移动和旋转轴外，熔模数控加工系统36还可以有更多的数控轴，例如第四直线移动轴和第二旋转轴等。作为熔模数控加工系统36的核心部件，控制箱38能够储存数控加工指令并实时控制所有移动和旋转轴的动作。参照图8和图14，在数控加工系统36中放入一块熔模材料40(步骤118)，并把数控加工指令输入到控制箱38中，加工开始后切削刀具42能按数控加工指令所规定的轨迹在熔模材料40上加工出人工美甲的熔模52。加工中使用的熔模材料一般是低熔点材料，如蜡料等。在一块熔模材料上一次可加工一个或多个人工美甲的熔模。当然，加工模块26也可以其它的加工手段，例如数控切削加工系统等。
下面以待加工材料为金属材料为例进行说明。人工美甲的熔模52和最终的人工美甲20之间具有完全相同的三维形状。参照图9和图14，熔模52上要添加上一个用蜡料制成的浇铸口模型54(步骤122)。然后熔模52和浇铸口模型54一起放置在一个半球形底座56上。在底座56上加上一个两端开口的圆筒形烧杯58后，就可用容器62把铸造造型粉用水混合形成粘液60，并将该粘液慢慢倒入铸造烧杯中。粘液充满烧杯后，熔模52和浇铸口模型54就会完全浸泡在其中。经过一定时间粘液就会干燥固化(步骤124)。参照图10，这时把半球形底座56取下来，并把整个铸造烧杯放入一个加热炉64中进行加热。让其内部温度超过熔模材料的熔点(一般是在732℃)并保温一段时间后，人工美甲的熔模52和浇铸口模型54就会熔化并流走。最后留下来的是人工美甲的空心铸模66(步骤126)。参照图11，这时把铸造烧杯58翻转过来并在空心铸模66还具有一定温度时，把熔化的金属68倒入到空心铸模66中，形成人工金属美甲(步骤128)。往空心铸模66中倒入熔化金属的过程可以使用小型离心铸造机来完成。经冷却后就可取出带有浇铸口的人工金属美甲，去除浇铸口并打磨抛光后就可得到人工金属美甲的最后完成品(步骤130)。重复该过程就可以给每一个自然指甲制造出一个个性化的人工金属美甲。待加工材料也可以选择其它适宜的材料，例如塑料等非金属材料。
参照上述对本发明的说明，通过使用本发明所提出的人工金属美甲制造系统及其工艺方法，就能方便快捷地制造出一种可拆装和重复多次使用的个性化人工金属美甲。和现有的人工美甲制造方法及其所制造的人工美甲相比，本发明所提出的人工金属美甲制造方法及其所制造出的人工金属美甲有如下特点：(a)更方便，更健康；(b)每一个都是量身订做；(c)可拆装，可重复多次使用；(d)可以终身使用；(e)不易开裂和破损；(f)测量结果可永久保存；(g)节约时间，减少费用。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。