[發(fā)明專利]一種基于三視圖的3D打印監(jiān)視糾錯(cuò)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410237608.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN104407823B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭太良;葉蕓;林志賢;胡海龍;姚劍敏;黃敦博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/12
• 分類號(hào): G06F3/12;G06F11/30;G06K9/20
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于三視圖的3D打印監(jiān)視糾錯(cuò)方法，應(yīng)用于3D領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D打印（3D Printing）最早由美國(guó)麻省理工學(xué)院的Jim Bred和Tim Anderson提出，他們基于一臺(tái)普通的噴墨打印機(jī)設(shè)計(jì)出一臺(tái)可粘接粉末的設(shè)備，該設(shè)備也成為最早的3D打印機(jī)。2009年3月在美國(guó)華盛頓舉行的疊層制造發(fā)展研討會(huì)（Roadmap for Additive Manufacturing (RAM) Workshop）上，正式確定使用層疊制造（Additive Manufacturing,縮略詞為AM）一詞來稱呼3D打印技術(shù)，并就未來10年快速成型技術(shù)的發(fā)展做出了規(guī)劃。目前主要的層疊制造技術(shù)包括選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（Selective laser sintering,縮略詞為SLS）,立體光刻成型技術(shù)（Stereolithography, SLA）,熔融沉積成型技術(shù)（Fused Deposition Modeling, FDM）等。其基本原理都是疊層制造，由快速原型機(jī)在X-Y平面內(nèi)通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z坐標(biāo)間斷地作層面厚度的位移，最終形成三維制件。

3D打印機(jī)是一種利用快速成形技術(shù)的機(jī)器，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，采用成型材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造三維的實(shí)體。在打印前，需要利用計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)3D打印機(jī)逐層打印。3D打印機(jī)在產(chǎn)品制造業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用，3D打印機(jī)的工作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)基本相同，由控制組件、機(jī)械組件、打印頭、耗材（即成型材料）和介質(zhì)等組成，打印原理也基本類似。

現(xiàn)階段，3D打印技術(shù)快速發(fā)展并已逐漸進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，但是由于固有的誤差率，在某個(gè)步驟可能出現(xiàn)無法預(yù)料的錯(cuò)誤，可能對(duì)成型的三維實(shí)體的質(zhì)量造成影響。在中國(guó)專利中，尚無對(duì)3d打印的監(jiān)控以及糾錯(cuò)技術(shù)。

通過本專利對(duì)3d打印的監(jiān)控以及糾錯(cuò)，并對(duì)打印錯(cuò)誤層進(jìn)行切割，可修復(fù)由于疊層制造而造成的累積誤差，以及預(yù)防某個(gè)步驟可能出現(xiàn)無法預(yù)料的錯(cuò)誤，從而提高3d打印出三維實(shí)體的質(zhì)量以及打印成功率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于三視圖的3D打印監(jiān)視糾錯(cuò)方法，有助于3D打印過程的自我糾錯(cuò)，保障打印效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：

一種基于三視圖的3D打印監(jiān)視糾錯(cuò)方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行：

1）提供一系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括三個(gè)分別監(jiān)視三個(gè)視角的攝像頭、計(jì)算機(jī)、水平和垂直切割刀，所述計(jì)算機(jī)具有用以處理攝像頭圖片信息的圖像識(shí)別模塊，所述攝像頭兩兩相互垂直以監(jiān)視樣品主視圖，俯視圖，左視圖，所述水平或垂直切割刀用以切除需處理的打印層；

2）處理加工模型，獲取模型預(yù)期的三視圖；

3）通過攝像頭采集打印部件的三視圖；

4）將攝像頭采集圖片送于圖像識(shí)別模塊，通過圖像識(shí)別模塊進(jìn)行圖像的輪廓提取以及圖像縮放；

5）將處理后的圖像與預(yù)期的圖像進(jìn)行對(duì)比，并判斷是否異常；

6）異常情況下進(jìn)行修復(fù)模式，無異常情況下返回步驟3）執(zhí)行。

其中，所述修復(fù)模式按如下過程執(zhí)行：

1）首先暫停當(dāng)前打印，并判斷錯(cuò)誤類型和區(qū)域，即判斷類型為水平打印錯(cuò)誤還是垂直打印錯(cuò)誤；

2）當(dāng)水平打印錯(cuò)誤時(shí)，判斷打印錯(cuò)誤區(qū)域?yàn)榘既雲(yún)^(qū)域或?yàn)橥钩鰠^(qū)域；

3）如打印錯(cuò)誤區(qū)域?yàn)橥钩鰠^(qū)域，并超過1mm時(shí)，采用垂直切割刀切除出錯(cuò)的打印層，再重新打印切除層；

4）如打印錯(cuò)誤區(qū)域?yàn)榘既雲(yún)^(qū)域時(shí)，則進(jìn)行定位修補(bǔ)；如無法修補(bǔ)，放棄本次打印；

5）當(dāng)垂直打印錯(cuò)誤時(shí)，判斷成品打印錯(cuò)誤區(qū)域的高度是否大于5層打印高度；

6）當(dāng)打印錯(cuò)誤區(qū)域的高度大于5層打印高度時(shí)，判斷打印錯(cuò)誤區(qū)域?yàn)榘既雲(yún)^(qū)域或?yàn)橥钩鰠^(qū)域；

7）當(dāng)打印錯(cuò)誤區(qū)域?yàn)橥钩鰠^(qū)域且高于5層打印高度，則采用水平切割刀切除出錯(cuò)的打印層，再重新打印切除層；

8）判斷樣品打印錯(cuò)誤的凹入?yún)^(qū)域尺寸是否小于預(yù)期設(shè)定的尺寸；如果凹入?yún)^(qū)域小于預(yù)期尺寸時(shí)，減少3D打印層打印次數(shù)；

9）如果凹入?yún)^(qū)域大于預(yù)期尺寸，增加3D打印層打印次數(shù)。

10）當(dāng)打印錯(cuò)誤區(qū)域不大于5層打印高度時(shí)，放棄本次打印。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明在現(xiàn)有3D打印 系統(tǒng)中加入3D打印檢測(cè)和糾錯(cuò)系統(tǒng)，可以對(duì)3D打印過程時(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)某些錯(cuò)誤區(qū)域進(jìn)行判斷與修改，可以減少由于打印過程中小的失誤而導(dǎo)致打印出來的產(chǎn)品的不合格，而且本檢測(cè)和糾錯(cuò)系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，成本低，大大提高產(chǎn)品的合格率。

附圖說明