[發明專利]基于圖像識別技術的3D打印機及其打印方法

有效

• 申請號: 201710469788.4
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107225754B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 李宏濱
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/393;B33Y50/02
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

1.一種基于圖像識別技術的3D打印機，其特征在于，包括打印機主體、圖像采集模塊和上位機，所述打印機主體內部安裝有x、y和z向的滑軌，兩個x向滑軌兩端均垂直且滑動安裝在兩個y向滑軌之間，每個y向滑軌的兩端分別垂直且滑動安裝在兩個z向滑軌之間，兩個x向滑軌之間滑動安裝有一個噴頭，所述噴頭的底部具有噴嘴；

所述圖像采集模塊包括頂部紅外攝像頭和側面紅外攝像頭，所述噴頭側面固定安裝一個所述頂部紅外攝像頭，且鏡頭沿z軸方向向下，兩個x向滑軌之間固定安裝一個所述側面紅外攝像頭，且鏡頭沿x軸方向朝向噴嘴，該側面紅外攝像頭與噴嘴處于同一水平面上；

所述上位機中具有

處理器，用于實現各指令；以及

存儲設備，用于存儲多條指令，所述指令適于由處理器加載并執行：

讀取3D打印機本體中存儲的打印機型號，在模型數據庫中搜索與該打印機型號匹配的3D打印機誤差校正文件，如果模型數據庫中不存在與當前打印機型號匹配的3D打印機誤差校正文件，則按照3D模型文件控制噴頭的移動軌跡；

打印過程中，控制側面紅外攝像頭拍攝多張紅外圖像，根據紅外圖像識別正在打印的一層，進而計算該層的厚度，輸出當前層厚度；

一層打印完畢后，控制頂部紅外攝像頭拍攝多張紅外圖像，根據紅外圖像識別打印完畢的一層，進而計算該層所在區域的長和寬，輸出當前層長和寬；

讀取3D模型文件中記錄的打印完畢層的標準厚度和標準外接矩形的長和寬，分別與所述當前層厚度和當前層長和寬比較，計算并輸出厚度誤差和形狀誤差；

根據厚度誤差和形狀誤差分別對3D模型文件中記錄的下一層的標準厚度和標準外接矩形的長和寬進行校正，輸出校正后的數據；

下一層打印開始后，根據校正后的數據控制噴頭的移動軌跡；

重復以上指令，直到打印完畢。

2.如權利要求1所述的3D打印機，其特征在于，所述處理器在模型數據庫中搜索與該打印機型號匹配的3D打印機誤差校正文件時，如果確定存在匹配的3D打印機誤差校正文件，加載并執行以下指令：

下載并存儲該3D打印機誤差校正文件；

讀取3D打印機本體中存儲的通電工作時間，在3D打印機誤差校正文件中查詢與該通電工作時間匹配的通電工作時間段；

在3D打印機開機工作后，根據與查詢到的通電工作時間段對應的誤差校正數據對3D模型文件中噴頭的移動數據進行校正，以校正后的數據控制噴頭的移動軌跡。

3.如權利要求1所述的3D打印機，其特征在于，所述處理器在執行外上述指令后，還加載并執行：

讀取3D打印機本體中存儲的通電工作時間，確定該通電工作時間所在的通電工作時間段，計算每一層打印時厚度誤差平均值和形狀誤差平均值，將包括厚度誤差平均值、形狀誤差平均值、通電工作時間段和打印機型號在內的數據制作成為3D打印機誤差校正文件，上傳至模型數據庫中。

4.如權利要求1所述的3D打印機，其特征在于，所述處理器在計算打印完畢層所在區域的長和寬時，識別打印完畢的一層的外部輪廓，使用外接矩形包圍該外部輪廓，該外接矩形的長和寬即為打印完畢一層的長和寬。

5.如權利要求1所述的3D打印機，其特征在于，所述處理器在計算厚度誤差和形狀誤差時，厚度誤差為標準厚度與當前層厚度的差值，標準外接矩形的長和當前層的長的差值為長度誤差，標準外接矩形的寬和當前層的寬的差值為寬度誤差，形狀誤差為長度誤差和寬度誤差的平均值。