立體打印裝置及其噴頭的坐標(biāo)偏差補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種打印裝置，且特別是有關(guān)于一種立體打印裝置及其噴頭的坐標(biāo)偏差補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)輔助制造(Computer-Aided Manufacturing,簡(jiǎn)稱CAM)的進(jìn)步,制造業(yè)發(fā)展了立體打印技術(shù)，能很迅速的將設(shè)計(jì)原始構(gòu)想制造出來。立體打印技術(shù)實(shí)際上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping,簡(jiǎn)稱RP)技術(shù)的統(tǒng)稱，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，最終形成立體物體。立體打印技術(shù)能無限制幾何形狀，而且越復(fù)雜的零件越顯示RP技術(shù)的卓越性，還可大大地節(jié)省人力與加工時(shí)間，在時(shí)間最短的要求下，將3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer-Aided Design,簡(jiǎn)稱CAD)軟件所設(shè)計(jì)的數(shù)字立體模型真實(shí)地呈現(xiàn)出來，不但摸得到，也可真實(shí)地感受得到它的幾何曲線，還可以試驗(yàn)零件的裝配性、甚至進(jìn)行可能的功能試驗(yàn)。
[0003]目前利用上述快速成型法形成立體物品的立體打印裝置，多是利用饋料機(jī)構(gòu)將熱熔性成型材傳送至噴頭，再經(jīng)由饋料加熱構(gòu)造與噴頭將其加熱熔融并逐層涂布在平臺(tái)上而形成立體物體。為了增加立體打印裝置的實(shí)用度與立體打印物體的多樣性，業(yè)界逐漸開始研發(fā)具有多個(gè)噴頭的打印頭模塊，這些噴頭可將不同顏色或不同材質(zhì)的成型材交替地涂布在平臺(tái)上。然而，對(duì)于具有多噴頭的打印頭模塊而言，可能因?yàn)楣S的組裝誤差或使用上的種種因素而導(dǎo)致這些噴頭從預(yù)定位置偏移，并因此造成這些噴頭之間的相對(duì)位置產(chǎn)生偏移誤差。此多噴頭間的偏移誤差會(huì)造成相異成型材之間的接合處發(fā)生錯(cuò)位、重疊等接合不順的現(xiàn)象發(fā)生。如此，將導(dǎo)致打印出來的立體物體與實(shí)際預(yù)期產(chǎn)生落差，因而降低立體打印裝置的打印品質(zhì)及打印良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種立體打印裝置及其噴頭的坐標(biāo)偏差補(bǔ)償方法，可針對(duì)噴頭間的偏移誤差進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償與校正，藉此提升立體打印裝置的打印品質(zhì)。
[0005]本發(fā)明提出一種噴頭的坐標(biāo)偏差補(bǔ)償方法，此方法適用包括平臺(tái)、第一噴頭與第二噴頭的立體打印裝置。此第一噴頭用以饋送第一成型材而此第二噴頭經(jīng)用以饋送第二成型材，所述噴頭的坐標(biāo)偏差補(bǔ)償方法包括下列步驟。選取一校正模型，此校正模型關(guān)聯(lián)于多個(gè)補(bǔ)償參數(shù)，各補(bǔ)償參數(shù)對(duì)應(yīng)于一基準(zhǔn)打印坐標(biāo)下的第一噴頭及第二噴頭之間的偏移值。依據(jù)一校正模型，控制第一噴頭與第二噴頭在平臺(tái)上打印出測(cè)試立體物件。此測(cè)試立體物件包括分別對(duì)應(yīng)至多個(gè)補(bǔ)償參數(shù)的多個(gè)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)包括第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)，且第一子結(jié)構(gòu)是由第一成型材所建構(gòu)而第二子結(jié)構(gòu)由第二成型材所建構(gòu)。依據(jù)每一關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)程度，選取這些關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)其中之一所對(duì)應(yīng)的多個(gè)補(bǔ)償參數(shù)其中之一。利用依據(jù)測(cè)試立體物件所選取出來的這些補(bǔ)償參數(shù)其中之一對(duì)第一噴頭或第二噴頭的基準(zhǔn)打印坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償。
[0006]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在上述的依據(jù)校正模型，控制第一噴頭與第二噴頭在平臺(tái)上打印出測(cè)試立體物件的步驟之前，所述方法還包括:依據(jù)校正模型，控制第一噴頭在平臺(tái)上打印測(cè)試立體物件的平面底板。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的依據(jù)校正模型，控制第一噴頭與第二噴頭在平臺(tái)上打印出測(cè)試立體物件的步驟包括:控制第一噴頭將第一成型材逐層堆疊在平臺(tái)上方，以形成各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一子結(jié)構(gòu)?？刂频诙婎^將第二成型材逐層堆疊在平臺(tái)上方，以形成各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的第二子結(jié)構(gòu)。此第一子結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一切層物件，且此第二子結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第二切層物件。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一切層物件的數(shù)量與第二切層物件的數(shù)量大于等于10層。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的各補(bǔ)償參數(shù)包括對(duì)應(yīng)至第一方向的第一向量補(bǔ)償參數(shù)以及對(duì)應(yīng)至第二方向的第二向量補(bǔ)償參數(shù)，且第一方向與第二方向分別與平臺(tái)的法線方向垂直。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一子結(jié)構(gòu)投影在平臺(tái)上的第一截面圖案與第二子結(jié)構(gòu)投影在平臺(tái)上的第二截面圖案相同，且第二子結(jié)構(gòu)沿平臺(tái)的法線方向而堆疊在第一子結(jié)構(gòu)的上方。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的依據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)程度，選取關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)其中之一所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償參數(shù)其中之一的步驟包括:基于各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中第二子結(jié)構(gòu)堆疊在第一子結(jié)構(gòu)上方的覆蓋率，決定各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)程度，其中覆蓋率越大則關(guān)聯(lián)程度越高。依據(jù)各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)程度，從這些關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中挑選具有最高的關(guān)聯(lián)程度的最佳關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一子結(jié)構(gòu)投影在平臺(tái)上的第一截面圖案與第二子結(jié)構(gòu)投影在平臺(tái)上的第二截面圖案不相同，且第一子結(jié)構(gòu)相鄰于第二子結(jié)構(gòu)且各自堆疊在平臺(tái)的承載面上。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的依據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)程度，選取關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)其中之一所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償參數(shù)其中之一的步驟包括:基于第一子結(jié)構(gòu)的第一基準(zhǔn)點(diǎn)與第二子結(jié)構(gòu)的第二基準(zhǔn)點(diǎn)之間的測(cè)試距離，決定各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)程度，其中測(cè)試距離越短則關(guān)聯(lián)程度越高。依據(jù)各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)程度，從這些關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中挑選具有最高的關(guān)聯(lián)程度的最佳關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0014]從另一觀點(diǎn)來看，本發(fā)明提出一種立體打印裝置，其包括平臺(tái)、打印模塊以及耦接打印模塊的控制器。平臺(tái)包括一承載面，打印模塊設(shè)置在此平臺(tái)上并包括第一噴頭、第二噴頭以及基座。第一噴頭經(jīng)配置以饋送第一成型材，第二噴頭經(jīng)配置以饋送第二成型材。此基座承載第一噴頭與第二噴頭，并經(jīng)配置以沿著基準(zhǔn)面移動(dòng)以及沿著基準(zhǔn)面的法線方向移動(dòng)?？刂破鹘邮招ＵＰ停诵ＵＰ完P(guān)聯(lián)于多個(gè)補(bǔ)償參數(shù)，各補(bǔ)償參數(shù)對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)打印坐標(biāo)下的第一噴頭及第二噴頭之間的偏移值?？刂破饕罁?jù)校正模型控制打印模塊在平臺(tái)上打印測(cè)試立體物件。此測(cè)試立體物件包括分別對(duì)應(yīng)至多個(gè)補(bǔ)償參數(shù)的多個(gè)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，且各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)包括第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)。并且，控制器控制第一噴頭將第一成型材逐層堆疊在平臺(tái)上方以形成各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一子結(jié)構(gòu)，并控制第二噴頭將第二成型材逐層堆疊在平臺(tái)上方以形成各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的第二子結(jié)構(gòu)。再者，這些補(bǔ)償參數(shù)中的一最佳補(bǔ)償參數(shù)是基于各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中第一子結(jié)構(gòu)與第二子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)程度而決定。當(dāng)控制器獲取此最佳補(bǔ)償參數(shù)，控制器由依據(jù)該測(cè)試立體物件所選取的最佳補(bǔ)償參數(shù)對(duì)第一噴頭或第二噴頭的打印坐標(biāo)進(jìn)行校正。
[0015]基于上述，在本發(fā)明的實(shí)施范例中，先依據(jù)預(yù)定的校正模型打印出測(cè)試立體物件，此立體物件包括多個(gè)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。這些關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)分別由相異的成型材所構(gòu)成，且不同的成型材分別由不同的噴頭饋出并涂布在平臺(tái)上方。各關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)依據(jù)校正模型具有不同的預(yù)設(shè)關(guān)聯(lián)程度并且各自對(duì)應(yīng)至不同的補(bǔ)償參數(shù)值。藉此，通過觀察多個(gè)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的實(shí)際關(guān)聯(lián)程度，可據(jù)以得知相異噴頭間的偏移狀態(tài)，并獲取符合現(xiàn)狀的補(bǔ)償參數(shù)來對(duì)相異噴頭的打印坐標(biāo)進(jìn)行校正與補(bǔ)償。
[0016]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0017]下面的附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例，附圖與說明書的描述一起說明本發(fā)明的原理。
[0018]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例所示出的立體打印裝置的工作情境的方塊示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例所示出的立體打印裝置的示意圖；
[0020]圖3A是圖2的實(shí)施例所TJK出的未具有偏移誤差的打印I旲塊的上視TJK意圖；
[0021]圖3B是圖2的實(shí)施例所示出的具有偏移誤差的打印模塊的上視示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例所示出的測(cè)試立體物件的范例示意圖；
[0023]圖5A是本發(fā)明一實(shí)施例所示出的測(cè)試立體物件的上視示意圖；
[0024]圖5B為本發(fā)明一實(shí)施例所示出的決定關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)程度的示意圖；
[0025]圖6A是本發(fā)明一實(shí)施例所示出的測(cè)試立體物件的上視示意圖；
[0026]圖6B是本發(fā)明一實(shí)施例所示出的測(cè)試立體物件的側(cè)視示意圖；