CN106183511B - 用于在表面上印制图像的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在表面(102)上印制图像(400)的系统(200)可以包括具有至少一个臂(210)的机器人(202)。打印头(300)可以被安装至臂(210)，而且当在表面(102)上印制图像切片(404)时，打印头(300)可以通过臂(210)沿着栅格路径(350)在表面(102)上方可移动。图像切片(404)可以具有相反侧边缘(416)。打印头(300)可以被构造成印制沿着相反侧边缘(416)中的至少一个具有图像梯度带(418)的图像切片(404)，其中，在图像梯度带(418)内的图像强度从图像梯度带(418)的内部部分(414)朝向侧边缘(416)减小。

Description

用于在表面上印制图像的系统和方法
技术领域
本公开大体涉及涂层施加系统，而且更具体地，涉及使用机器人机构在表面上印制图像的自动化系统和方法。
背景技术
由于飞行器上大范围的尺寸、独特的几何结构和大量的表面面积，飞行器的喷漆是相对地有挑战性和耗时的过程。例如，从机身突出的机翼能够妨碍喷漆过程。竖直尾翼在水平尾翼之上的高度能够对于到达竖直尾翼的外部表面提出挑战。可以与飞行器显著标记(livery)有关的复杂的喷漆方案增加喷漆飞行器所需的时间。在这方面，标准的航空公司显著标记可以包括具有复杂几何结构形状和颜色组合的图像或设计，而且可以包括该航空公司的名称和标识，这些可以被施加在飞行器的不同位置，诸如机身、竖直尾翼和发动机机舱。
喷漆飞行器的常规方法需要遮蔽、喷漆和解蔽多个步骤。对于使用多种颜色施加飞行器显著标记，可能必须针对显著标记中的每种颜色执行遮蔽、喷漆和解蔽步骤，并且这会增加喷漆飞行器所需的总时间量。此外，飞行器显著标记必须以精确的方式被施加以避免缝隙，否则缝隙可能露出通常白色的底漆，这会减损飞行器的整体外观。而且，施加涂料到飞行器表面的过程必须被高水平控制进行以保证可接受水平的涂层厚度来满足性能(例如，重量)要求。
能够看出，在本领域存在对以精确、经济且及时的方式用于包括施加复杂和/或多色图像的喷漆飞行器的系统和方法的需求。
发明内容
以上指出的与飞行器喷漆相关的需求通过本公开被特别地解决和减轻了，本公开提供了一种使用具有至少一个臂的机器人在表面上印制图像的系统。打印头可以被安装至臂而且在表面上印制图像切片的同时打印头可以通过臂沿着栅格路径在表面上方移动。图像切片可以具有相反的侧边缘。打印头可以被构造成印制沿着相反侧边缘中的至少一个具有图像梯度带的图像切片，其中图像梯度带内的图像强度从图像梯度带的内部部分朝向侧边缘减小。
同样公开了一种用于印制图像的系统，该系统包含机器人，该机器人具有至少一个臂和被安装至臂的打印头。在表面上印制新图像切片的同时打印头可以通过臂沿着栅格路径在表面上方移动。该系统可以包括被构造成当印制新图像切片时在表面上印制参考线的参考线印制机构。该系统可以包括参考线传感器，该传感器被构造成感测现有图像切片的参考线并且传递信号到机器人，从而导致臂调整打印头使得新图像切片的侧边缘对齐现有图像切片的侧边缘。
此外，公开了一种在表面上印制图像的方法。该方法可以包括邻近表面定位机器人的臂。该臂可以具有被安装至臂的打印头。该方法也可以包括在表面上印制图像切片的同时使用臂使得打印头沿着栅格路径在表面上方移动。此外，该方法可以包括当印制图像切片时沿着图像切片的至少一个侧边缘印制图像梯度带。图像梯度带可以具有沿着朝向侧边缘的方向减小的图像强度。
在表面上印制图像的又一种方法可以包括在沿着栅格路径在表面上方移动打印头的同时，使用被安装至机器人的臂的打印头在表面上印制新图像切片。该方法可以额外地包括当印制新图像切片时，在表面上印制参考线。该方法也可以包括在印制新图像切片的同时，使用参考线传感器感测现有图像切片的参考线。而且，该方法可以包括以新图像切片的侧边缘与现有图像切片的侧边缘对齐的方式基于参考线的感测位置调整新图像切片的侧向位置。
已经讨论的特征、功能和优势在本公开的各种实施例中能够独立地实现或者可以在另一些实施例中组合在一起，其中参考下列说明和附图能够了解其进一步的细节。
附图说明
通过参考附图，本公开的这些特征或者其他特征将变得更明显，其中在整个说明书中相同附图标记指的是相同的零件，并且其中：
图1是图像形成系统的示例的方框图；
图2是被多个龙门架围绕的飞行器的透视图，龙门架支撑用于在飞行器上印制一个或更多个图像的一个或更多个图像形成系统；
图3是飞行器的透视图，示出邻近竖直尾翼被定位且支撑用于在竖直尾翼上印制图像的图像形成系统的龙门架中的一个；
图4是飞行器的端视图，示出被定位在飞行器相反侧面的图像形成系统；
图5是沿着图4的线5截取的机器人的透视图，并且其图示说明了被安装至龙门架的横梁的机器人而且具有被安装至机器人的臂的打印头；
图6是沿着图4的线6截取的图像形成系统的侧视图，并且其图示说明了在竖直尾翼上印制图像的打印头；
图7是打印头的示例的平面图，该打印头沿着栅格路径被移动以便形成图像切片，所形成的图像切片所具有的图像梯度带重叠邻近图像切片的图像梯度带；
图8是沿着图7的线8截取的打印头的剖视图，并且其图示说明了重叠通过打印头印制的图像切片的图像梯度带；
图9是沿着图8的线9截取的打印头的部分放大视图，并且其示出可以由有效(active)喷嘴喷射出来形成图像梯度带的逐渐增加的液滴间距；
图10是打印头的部分放大视图，其示出可以由喷嘴喷射出来形成图像梯度带的逐渐减小的液滴尺寸；
图11是具有重叠图像梯度带的邻近图像切片的图解剖视图；
图12是图11的邻近图像切片的平面图，其示出重叠图像梯度带；
图13是在印制新图像切片的同时印制参考线的打印头的示例；
图14是沿着图13的线14截取的剖视图，并且其图示说明了包括参考线印制机构和用于感测现有图像切片的参考线的一个或更多个参考线传感器的打印头；
图15是沿着图14的线15截取的放大视图，并且其示出了打印头中的印制参考线的一个喷嘴，而打印头的剩余喷嘴印制图像切片；
图16是具有用于感测现有图像切片的参考线的参考线传感器的打印头的示例的放大视图；
图17是机器人的示例的侧视图，该机器人具有将打印头连接至机器人的臂的一个或更多个高带宽致动器；
图18是将打印头连接至机器人的臂的多个高带宽致动器的示例的侧视图；
图19是打印头被高带宽致动器重新定位后以便与参考线对齐而且重新定向打印头前面平行于表面的侧视图。
图20是具有将打印头连接至机器人的臂的多个高带宽致动器的delta机器人的示例的透视图；
图21是具有可以被包括在表面上印制图像的方法中的一个或更多个操作的流程图，其中平行图像切片均具有沿着图像切片的侧边缘的一个或更多个图像梯度带；
图22是具有可以被包括在表面上印制图像的方法中的一个或更多个操作的流程图，其中图像切片具有用于对齐新图像切片和现有图像切片的参考线。
具体实施方式
现在参考附图，其中视图是为了图示说明本公开的各种实施例的目的，图1中所示的是图像形成系统200的示例的方框图，该图像形成系统200可以被实施成用于机器人化地(robotically)(例如，自动地或半自动地)在表面102上印制图像400(图2)。系统200可以包括机器人202(机器人机构)和/或至少一个臂(例如，第一个臂210和第二个臂212)。打印头300可以安装在臂(例如，第二个臂212)上。在一些示例中，系统200可以包括将打印头300连接至臂的末端214(图5)的一个或更多个高宽带致动器250。如下所述，这样的高宽带致动器250可以在印制图像切片404期间提供对打印头300的位置与取向的精确且快速的控制。
打印头300可以被构造为喷墨打印头，该喷墨打印头具有用于喷射油墨、油漆或者其他流体或者染色剂的液滴300(图10)到表面102上以形成图像400的多个喷嘴308或孔。喷墨打印头300可以被构造为热喷墨打印机、压电打印机或者连续打印机。不过，可以提供其他配置的打印头300，诸如，点阵打印机或能够在表面102上印制图像400的其他打印机配置。
图像成形系统200可以沿着一系列平行栅格路径350(图7)在表面102上印制图像切片404。平行的图像切片404可以共同地形成图像400。在一种示例中，打印头300可以印制与邻近图像切片404处于重叠关系的图像切片404。在这方面，打印头300可以被构造为印制沿着图像切片404的至少一个侧边缘416(图6)具有图像梯度带418的图像切片404。一个图像切片404的图像梯度带418可以重叠邻近图像切片404的图像梯度带418。在图像梯度带418内的图像强度可以沿横于栅格路径350方向的方向降低。通过重叠邻近图像切片404的图像梯度带418，可以防止图像400中的缝隙。在本公开中，在重叠图像梯度带418内的图像强度可以导致在图像400宽度上大体上一致的图像梯度，使得重叠部分在视觉上是察觉不到的。在一种示例中，在重叠图像梯度带418内的图像强度可以大体上与每个图像切片404的内部部分414内的图像强度相等。
在图像形成系统200的另一示例中，打印头300可以包括参考线印制机构320，参考线印制机构320可以在图像切片404印制期间印制参考线322。例如，参考线322可以沿着图像切片404的侧边缘416被印制。打印头300可以包括参考线传感器326，参考线传感器326被构造成探测和/或感测现有图像切片408的参考线322并且传输路径追随误差信号到机器人202，使机器人臂(图5)或高带宽致动器250(见图17-20)(例如，实时地)纠正或调整打印头300，使得在新图像切片406的印制期间新图像切片406的侧边缘416保持与现有图像切片408的侧边缘416对齐。在这种方式中，参考线322可以允许打印头300精确地追踪先前印制的图像切片404的栅格路径350，使得新图像切片406和现有图像切片408的侧边缘416(图7)相对彼此以无缝隙和/或无重叠的关系对齐，而且因此避免了在相邻图像切片404之间的可能以其他方式减损图像400的质量的缝隙。
图2是飞行器100和龙门架系统的透视图，龙门架系统可以被实施成用于支撑如在本文公开的一个或更多个图像形成系统200。飞行器100可以具有机身104，机身104具有在前端处的机头106和在机身104的后端处的尾翼108。机身104的顶部可以被描述为冠部，而且机身104的底部可以被描述为龙骨。飞行器100可以包括从机身140向外延伸的一对机翼114。一个或更多个推进单元可以被安装至飞行器100，诸如被安装至机翼114。尾翼108可以包括水平尾翼110和竖直尾翼112。
在图2中，龙门架系统可以被装纳在飞机库120内而且可以包括被定位在飞行器100的一个或更多个侧面上的多个龙门架124。每一个龙门架124均可以包括一对竖直塔126，所述竖直塔126可以经由机动底座128沿着地面轨道系统130移动，所述地面轨道系统130可以被联接至或集成到地面122。每一个龙门架124均可以包括在塔126之间延伸的横梁132。每一个龙门架124的横梁132均可以包括人员平台134。此外，横梁132可以支撑至少一个可以沿着横梁132移动的机器人202。有利地，龙门架系统可以提供用于定位机器人202使得打印头300可以到达冠部、龙骨及飞行器100的其他外部表面102(包括机身104的侧面、竖直尾翼112、推进单元和其他表面102)的装置。
虽然是在飞行器100表面上印制图像的背景下描述本公开的系统200和方法，但是系统200和方法可以没有限制地被实施成在任何类型的表面上印制图像。在这方面，表面102可以是包括牵引式挂车的机动车辆的表面、建筑物的表面、横幅的表面或者具有可被印制的表面的任何类型的可移动或不可移动结构、物体、物品或材料的表面。表面可以是平面的、简单弯曲的和/或复杂弯曲的。
图3示出了邻近竖直尾翼112被定位的龙门架124。安装至横梁的机器人202可以支撑用于在竖直尾翼112上印制图像400的图像形成系统200。在图3中，图像400被显示为旗子，该旗子可以被印制在竖直尾翼112上，诸如通过使用来自喷墨打印头300的油墨。不过，打印头300可以被构造成使用其他流体施加图像，其他流体包括但不限于油漆、颜料和/或其他染色剂和/或流体。此外，本文公开的图像形成系统200不限于形成图形图像。
在本公开中，术语“图像”包括可以施加到表面102(图2)上的任何类型涂层。图像可以具有几何设计、包括单一颜色的任何数量的颜色和/或可以以任何类型的涂层成分施加。在一种示例中，图像400可以包括图形设计、标识、刻字、符号和/或任何其他类型的标记。在这方面，图像400可以包括飞行器显著标记402，如上所述，显著标记402可以包括被施加在飞行器100的外部表面102的几何设计或图案。图像400可以包括照片的复制。甚至进一步地，图像400可以是油漆、油墨或者其他染色剂或流体的单调的涂层，而且不限于图形设计、标识或刻字或其他标记。
图4是飞行器100的端视图，其示出被定位在飞行器100的相反侧面上的图像形成系统200。每个图像形成系统200均可以包括机器人202，机器人202具有一个或更多个臂和被联接至机器人202的臂的末端214(图4)的打印头300。其中一个图像形成系统200被示为在竖直尾翼112上印制图像400(例如，旗子)。另一个图像形成系统200被示为在机身104的侧面上印制诸如飞行器显著标记402(例如，见图2)的几何设计的图像400。
虽然图像形成系统200的机器人202被描述为被安装在被支撑在悬挂于一对塔126(图1-5)之间的横梁132上的龙门架124上，不过机器人202可以不受限地以任何方式被支撑。例如，机器人202可以从置顶龙门架124(未示出)悬挂。可替代地，机器人202可以被安装在另一种类型的可移动平台上。甚至进一步地，机器人202可以是不可移动的或者被固定地支撑在车间地板(未示出)或者其他永久部件上。
图5是机器人202的透视图，机器人202被安装至龙门架124的横梁132而且有安装在机器人202的臂上的打印头300。机器人202可以沿着导轨206可移动，导轨206沿着横梁132的长度方向延伸。在示出的示例中，机器人202可以包括机器人底座204、第一个臂210和第二个臂212且打印头300被安装在第二个臂212的末端214上。机器人底座204可以允许机器人底座204相对于横梁132绕着第一个轴线216旋转。第一个臂210可以绕着第二个轴线218可旋转，该第二个轴线218通过将第一个臂210连接至机器人底座204的接头限定。第二个臂212可以绕着第三个轴线220可旋转，该第三个轴线220通过将第二个臂212连接至第一个臂210的接头来限定。此外，第二个臂212可以绕着第四个轴线222可转动，该第四个轴线222沿着第二个臂212的长度延伸。第二个臂212的长度可以是可延长的和可缩回的以便限定运动的第五个轴线224。
在图4、图5中，示出绕着第六个轴线226可旋转的打印头300，该第六个轴线226通过将打印头300连接至第二个臂212的接头限定。机器人底座204可以包括机器人驱动系统(未示出)，该机器人驱动系统用于沿着横梁132的长度推进机器人底座204而且限定机器人202的运动的第七个轴线228。机器人202可以包括用于控制底座204、臂和/或打印头300的操作的控制器208。虽然被示为具有第一个臂210和第二个臂212，不过机器人202可以包括任何数量的臂和接头以用于绕着或沿着任何数量的轴线运动，从而允许打印头300到达相对于表面102的多个不同的位置和取向中的任何一个。在一些示例中，机器人202可以没有底座204，而且/或者机器人可包括可联接有打印头300的单个臂。
图6是在竖直尾翼112上印制图像400的图像形成系统200的侧视图。第一个臂210和第二个臂212可以相对于机器人202的底座204可移动以定位打印头300。打印头300通过臂沿着一个或更多个栅格路径350在表面102上方可移动以在表面102上印制图像切片404。打印头300可以沿着平行的栅格路径350被移动以形成平行的图像切片404，这些平行的图像切片404共同地限定了图像400。机器人202可以被构造成随着打印头300在表面102上方运动保持打印头的面304的取向平行于表面102上的局部位置。
图7示出打印头300正沿着栅格路径350被移动以形成图像切片404的示例。当沿着与平面102正交的方向从上面观看时，栅格路径350中的每一个被示出为是笔直的。然而，打印头300可以沿着弯曲的或弯曲和笔直相组合的栅格路径350被移动。打印头300可以连续地印制并排的多个平行图像切片404以在表面102上共同地在形成图像400。
图8是打印头300在表面102上印制图像切片404的剖视图。打印头宽度302可以被定向成平行于横于栅格路径350的横向方向354(图13)。打印头300可以包括多个喷嘴308或孔，所述多个喷嘴308或孔分布在打印头300的相反的宽度方向末端306之间。例如，喷墨打印头可以包括成千个孔。打印头300可以从孔喷射油墨、油漆或者其他流体的液滴330(图10)以在表面102上形成具有涂层厚度336的涂层。
每一个图像切片404(图8)可以具有限定图像切片404的带宽410的相反侧边缘416。打印头300可以被构造成印制沿着侧边缘416中的至少一个具有图像梯度带418的图像切片404。在示出的示例中，图像切片404可以包括内部部分414，该内部部分414在相反侧被图像梯度带418界定。图像梯度带418可以被描述为一个带，在这个带内图像切片404的颜色强度沿着相对于栅格路径350方向的横向方向354从图像梯度带418的内部边界420到侧边缘416变化(例如，减小)。例如，图像切片404的内部部分414可以是黑色的。在图像梯度带内，颜色可以从内部边界420处的黑色(例如，相对大的强度)逐渐变化为图像切片404的侧边缘416处的白色(例如，相对小的强度)。图像切片404的图像梯度带418可以比图像切片404的内部部分414宽。例如，图像梯度带418可以不超过图像切片404的带宽410的30％。
打印头300可以沿着栅格路径350被移动使得图像切片404的图像梯度带418重叠。有利地，重叠的栅格路径350允许缝隙和重叠部分，其中缝隙和重叠部分代表距相邻图像切片404之间的标称间距的偏差，从而导致减少这类距标称图像切片间距的偏差在视觉上被察觉的可能性。在这方面，当叠合时，即使通过机器人202沿着栅格路径350进行不完美跟踪，在邻近图像切片404的侧边缘416上的图像梯度带418仍产生不可察觉到的图像边缘。在这种方式中，图像梯度带418允许使用大规模栅格装置(诸如在图1-5中所示的机器人202)以多个单道图像切片404在大规模表面102上印制复杂、错综且多色的图像。
图9是示出用于形成图像梯度带418的一个示例的打印头300的放大视图。如上所述，图像梯度带418的强度的减小可以通过从图像梯度带418的内部边界420到图像切片404的侧边缘416沿着横向方向354(图13)减少或逐渐减少涂层厚度336来获得。在图像切片404的内部部分414内的液滴间距332可以是一致的。在图9中，在图像梯度带418内的涂层厚度336可以通过逐渐地增加喷嘴308喷射的液滴330之间的液滴间距332来逐渐变小。在这方面，在要被印制的图像梯度带418的区域内的打印头300的一些喷嘴308(例如，孔)可以被电子停用而且可以被称为闲置喷嘴312，并且仅在图像梯度带418内的有效喷嘴310可以喷射液滴330以形成图像梯度带418。在另一些示例中，打印头300可以被提供成在喷嘴308之间具有逐渐增大的间隙以用于要被印制的图像梯度带418的区域。
图10是放大视图，示出在要形成图像梯度带418的区域内通过保持喷嘴308作为有效喷嘴310来产生一致的液滴间距且逐渐减少液滴尺寸334来形成图像梯度带418的打印头300的另一个示例。在更进一步的示例中，图像梯度带418可以通过控制液滴间距332和控制液滴尺寸334的组合来形成。然而，其他技术可以被实施用于形成图像梯度带418而且不限于附图中所示和在上文所述的示例。打印头300可以被构造成形成具有线性减小的图像梯度的图像梯度带418。可替代地，图像梯度带418内的图像梯度可以是非线性的。
图11是具有重叠图像梯度带418的邻近图像切片404的图解剖视图。示出的是在每一个图像切片404的在图像梯度带418内和内部部分414内的涂层厚度336(图10)。图12是图11中的图像切片404的平面视图，示出图像切片404的重叠的图像梯度带418和平行的栅格路径350。在示出的系统200中，臂(图7)可以移动打印头300来以使得新图像切片406(图8)的图像梯度带418重叠于现有图像切片408的图像梯度带418的方式印制平行于现有图像切片408(例如，先前印制的图像切片404)的新图像切片406。在这方面，每一个图像切片404的侧边缘416可以与重叠的或被重叠的图像梯度带418的内部边界420对齐。然而，在一种未示出的示例中，打印头300可以以使得在新图像切片406的图像梯度带418的侧边缘416和现有图像切片408之间形成间隙的方式印制图像切片404。如上所述，打印头300可以印制新图像切片406的图像梯度带418和现有图像切片408的图像梯度带418，使得重叠部分具有与新图像切片406和/或现有图像切片408的内部部分414的图像强度等值的图像强度。
在未示出的更进一步示例中，打印头300(图10)可以在图像切片404的相反末端中的至少一个上形成图像梯度末端。图像梯度末端可以具有可朝向图像切片404的末端边缘(未示出)减小的图像强度。这样的图像梯度末端可以提供用于使图像切片404与在新施加的图像400周围的表面102区域的现有颜色和设计的颜色和设计混合(例如，羽化)的装置。例如，系统可以将新施加的图像400施加到可已经经历过返工(诸如复合蒙皮壁板(未示出)和/或底层结构的一部分的去除和/或替代)的一部分表面。新施加的图像切片404的图像梯度末端可以提供用于混合进入周围表面102的装置。图像梯度末端也可以有助于新图像切片406与位于在新图像切片406的栅格路径350的末端处的另一图像400的图像梯度末端相混合。
参考图13，示出的是当邻近现有图像切片408印制新图像切片406时，被安装在机器人臂的末端214上且通过臂沿着栅格路径350在表面102上方可移动的打印头300的示例。打印头300可以包括被构造成在印制新图像切片406时印制参考线322的参考线印制机构320。参考线322可以提供用于打印头300精确地追踪现有图像切片408的栅格路径350的装置。打印头300可以包括参考线传感器326，诸如图像探测系统，以用于感测参考线322并且提供路径误差反馈到控制器208(图14)以允许机器人202生成路径纠正输入到打印头300，使得新图像切片406的侧边缘416保持与现有图像切片408的侧边缘416对齐。
图14示出了邻近现有图像切片408印制图像切片404的打印头300的示例。现有图像切片408可以包括沿着侧边缘416中的一个的参考线322。打印头300可以具有被安装在打印头300的每一个宽度方向末端306上的一个或更多个参考线传感器326。参考线传感器326中的一个可以被构造成感测现有图像切片408的参考线322。此外，打印头300可以包括用于监测打印头300相对于表面102的位置和/取向的一个或更多个位置传感器314。在一些示例中，除感测参考线322之外，参考线传感器322还可以被构造成位置传感器314来感测打印头300的位置和/或取向。
在打印头300的一个或者两个宽度方向末端306处的位置传感器314可以测量沿着局部正交于表面102的方向的打印头300距离表面102的法向间距338。通过位置传感器314提供到控制器208的反馈可以允许控制器208来调整臂位置，使得打印头300的面被保持在距表面102处于期望的法向间距338处，使得液滴可以被准确地放置在表面102上。在进一步的示例中，控制器208可以使用来自位置传感器314的连续或半连续反馈以便根据需要沿着滚动方向358旋转打印头300，使得当打印头300在可具有变化和/或弯曲的轮廓的表面102上方运动时，打印头300的面保持平行于表面102。
图15示出了打印头300的示例，其中参考线印制机构320包含被构造成在新图像切片406的相反侧边缘416中的至少一个上印制参考线322的一个或更多个专用喷嘴308。打印头300的剩余喷嘴308可以被构造成印制图像切片404。在另一些未示出的示例中，参考线印制机构320可以包括专用的线印制装置，专用的线印制装置可以被安装到打印头300上而且被构造成在打印头300的喷嘴308印制图像切片404的同时印制参考线322。
打印头300可以印制在特定光谱内可见的参考线322，诸如可见光谱和/或红外光谱。在一些示例中，参考线322可以具有可以防止在距离表面102超过特定距离(例如多于10英尺)时被人眼探测到的厚度。在另一些示例中，参考线322可以被印制为一系列间隔的点(例如每0.01英寸)，超过特定距离则该系列间隔的点在视觉上是不可察觉的，以便避免减损图像的品质。在又一些示例中，参考线322的颜色可以相对于图像400的局部颜色是不可察觉的，或者参考线322可以在正常的环境照明条件(例如，车间照明或日光)下是不可见的且在荧光下是发亮的，该荧光可以是由参考线传感器326发出的。更进一步地，参考线322在可见光谱内是不可见的，或者参考线322在环境照明条件下可以最初是可见的，且在诸如由于暴露在紫外线辐射下的环境条件下可随着时间的逝去而逐渐退去。
在更进一步的示例中，参考线322可以被印制成沿着至少一部分参考线322具有至少一个编码图案324(如，见图13)。编码图案324可以包括被间隙隔开的线段或短划线的系统。编码图案324可以代表关于图像切片404的信息。例如，编码图案324可以代表关于打印头300的当前位置(例如，当前探测到编码图案324的位置)相对于图像切片404的末端412的距离的信息。此类信息可以被包括进传输到控制器208的信号内以便允许控制器208控制打印头300的操作。例如，编码图案324可以用信号通知控制器208来使正被印制的新图像切片406同步或对齐现有图像切片408，或者用信号通知控制器208来停止与现有图像切片408的末端一致的液滴330喷射。
图16是具有用于感测图像切片404的参考线322的参考线传感器326的打印头300的示例的放大视图。参考线传感器326可以传输给控制器208(图14)路径追随误差信号，该路径追随误差信号代表参考线322和标引特征之间的侧向间距340。标引特征可以是参考线传感器326的中心线、在打印头300上的一个硬点(诸如在打印头300的最末端处的喷嘴308)或者一些其他标引特征。当打印头300沿着栅格路径350被移动时，参考线传感器326可以感测并且传输(例如，连续地、实时地)路径追随误差信号到控制器208从而呈现出侧向间距340。基于204信号，控制器208可以使打印头300的侧向位置(例如，通过臂)被调整，使得新图像切片406的侧边缘416保持与现有图像切片408的侧边缘416对齐。
参考线传感器326可以被构造成视觉系统的光学传感器。在图16中，光学传感器可以发出用于探测参考线322的光束328。光学传感器可以产生代表光束328撞击参考线322处的侧向位置的信号。信号可以根据需要、按照预编程的时间间隔、连续地或者以其他模式被传输到机器人202控制器208。在一种示例中，参考线传感器326可以提供实时的对齐反馈到机器人202控制器208以用于操纵或调整打印头300，使得新图像切片406的侧边缘416与现有图像切片408的侧边缘416对齐。例如，机器人202可以调整打印头300的侧向位置，使得当新图像切片406正被印制时新图像切片406的侧边缘416与现有图像切片408的侧边缘416是无间隙且/或无重叠关系对齐的。
在另一些示例中，替代调整打印头300的侧向位置，机器人控制器208可以保持打印头300在沿着栅格路径350的运动期间的侧向位置，而且控制器208可以电子地控制或变换在打印头300上的有效地喷射液滴330的喷嘴308。在这方面，打印头300可以具有位于打印头300的一个或两个宽度方向末端306处的额外(例如，未使用的)喷嘴308。一旦控制器208确定新图像切片406未对齐现有图像切片408，则控制器208可以激活在宽度方向末端306中的一个处的一个或更多个未使用的喷嘴308，且停用在打印头300的相反宽度方向末端306处的相等数量的喷嘴308，从而保持新图像切片406的相同的图像切片宽度且同时有效地变换新图像切片406的侧向位置而不需侧向地移动打印头300。在这方面，图像切片404可以被实时或接近实时地电子偏移，使得新图像切片406的侧边缘416保持与现有图像切片408的侧边缘416处于无间隙和/或无重叠的关系。在这种方式中，参考线322有利地提供了用于打印头300精确地保持新图像切片406相对于现有的或先前施加的图像切片404的栅格路径350具有标称距离的装置，且因此避免了图像切片404之间的间隙。
图17是具有将打印头300联接至机器人202的臂的高带宽致动器250的机器人202而且示出在机身104的表面102上印制图像400(例如，飞行器显著标记402)的打印头300的示例的侧视图。如上所示，会需要相对大的机器人202来印制大的表面102。这样的大规模机器人202可以具有相对大的质量和相对低的刚度，这会导致在可以安装打印头300的臂的末端214(例如，机器人的最后轴线(last axis))处的运动的固有的大的公差带。在尝试补偿这样固有的大的公差中，大规模机器人202可以需要大量的计算机编程(例如，CNC或计算机数字控制编程)，这会增加生产成本和时程。有利地，通过印制具有上述图像梯度带418(图7-12)和/或参考线322(图13-16)的图像切片404，本公开的安装在机器人上的打印头300可以在表面102上印制高质量图像400而在邻近的图像切片404之间没有产生会以其他方式减损图像的整体品质的间隙。
在图17中，可以将一个或更多个高带宽致动器250与机器人202的一个或更多个臂串联安装。这样的高带宽致动器250可以将打印头300联接至机器人202的最后轴线或臂，且提供在打印头300沿着栅格路径350运动期间调整打印头300相对于表面102的取向和/位置的相对小的公差带，使得新图像切片406可以准确地对齐现有图像切片408。就高带宽致动器250可以具有小的质量和固有的大的刚度而言，高带宽致动器250可以被描述为高带宽，小的质量和固有的大的刚度可以导致相对于大规模机器人202的大质量、小刚度和对应的慢的响应时间而言在打印头300的定位和定向时的增大的精度和快速的响应时间。进一步地，在这方面，高带宽致动器250可以快速地响应基于参考线传感器326实时地提供的路径追随误差信号的来自机器人控制器208的命令。
继续参考图17，系统200可以包括一个或更多个高带宽致动器250，高带宽致动器250可以被构造成沿着以下方向中的至少一个来调整打印头300的位置：(1)平行于平面102且垂直于栅格路径350的打印头300的平移的横向方向354；(2)局部正交于表面102的打印头300的平移的法向方向356，和(3)打印头300绕着平行于栅格路径350的轴线旋转的滚动方向358。此外，一个或更多个高带宽致动器250可以被构造成沿着其他方向调整打印头300的位置，所述其他方向包括但不限于平移的平行方向352，其可以被描述为平行于在图像切片404印制期间打印头300沿着栅格路径350运动的主要方向。
图18示出将打印头300联接至机器人202臂(图17)的三(3)个高带宽致动器250的示例。在实施例中，高带宽致动器250包括第一个致动器250a、第二个致动器250b和第三个致动器250c，第一个致动器250a、第二个致动器250b和第三个致动器250c可以大体上排列成平面内三角架构型，从而能够沿着如上所述的横向方向354、法向方向356和滚动方向358调整打印头300。第一个致动器250a、第二个致动器250b和第三个致动器250c可以均具有上端268和下端270。第一个致动器250a、第二个致动器250b和第三个致动器250c的上端268可以枢转地联接至机器人的臂的末端而且可以具有平行的枢轴线。第一个致动器250a、第二个致动器250b和第三个致动器250c的下端270可以枢转地联接至打印头300而且也可以具有平行的枢轴线。如图18所示，第一个致动器250a和第三个致动器250c的上端268在至臂214的末端的枢转附接处是彼此间隔开的，而且第一个致动器250a和第三个致动器250c的下端270在至打印头300的枢转附接处是彼此间隔开的。在这方面，第一个致动器250a和第三个致动器250c可以被定向成大体上彼此平行。然而，在不减损打印头300沿着横向方向354、法向方向356和滚动方向358的运动能力的情况下，第一个致动器250a和第三个致动器250c可以被定向为彼此不平行关系。
在图18中，第二个致动器250b的上端268可以处于邻近第一个致动器250a的上端268。第二个致动器250b的下端270可以处于邻近第三个致动器250c的下端270，使得第二个致动器250b在第一个致动器250a的上端268和第三个致动器250c的下端270之间对角延伸。在操作中，第一个致动器250a、第二个致动器250b和第三个致动器250c可以是可延伸和可收缩不同的量来沿着横向方向354、法向方向356和滚动方向358调整打印头300。在本文公开的任何一种示例中，高带宽致动器250中的一个或更多个可以被构造为气动汽缸或其他高带宽致动器构型，包括但不限于液压缸、机电致动器或者其他致动器构型。在图18中，打印头的面304被定位成不平行于表面102而且相对于参考线322侧向偏移。
图19是通过高带宽致动器250(例如第一个致动器250a、第二个致动器250b和第三个致动器250c)被重新定位成与参考线322对齐且打印头的面304被重新定向成与表面102成平行关系之后的打印头300的侧视图。在这方面，在新图像切片406印制期间，控制器208(图14)可以基于连续的输入信号来命令打印头300的平移和重新定向，所述连续的输入信号可以是实时接收自追踪参考线322的位置传感器314和/或参考线传感器326。例如，在对齐新图像切片406的侧边缘416和现有图像切片408的侧边缘416的同时，高带宽致动器250可以沿着横向方向354和法向方向356平移打印头300而且可以沿着滚动方向358旋转打印头300来将打印头的面304定向成平行于局部表面102。
图20是高带宽致动器250的进一步示例，其中高带宽致动器250被构造为delta机器人252，而且与机器人臂串联安装，而且将打印头300联接至机器人臂(图17)的末端214(图19)。在图20中，delta机器人252可以包括可以被附接至机器人臂(例如，第二个臂212)的末端214的致动器底座254。三(3)个致动器上臂256可以枢转地联接至致动器底座254，而且可以具有相对彼此成60度定向的共面枢轴线。每个致动器上臂256可以通过铰链接头260联接至一对致动器下臂258。每对致动器下臂258可以被构造成平行四边形四连杆机构。三(3)对下臂258中的每一对均可以通过六(6)个铰链接头被枢转地联接至致动器平台262，其中每一个铰链接头均能够绕着单个轴线旋转。三(3)个致动器下臂258的三(3)个平行四边形四连杆机构将致动器平台262的运动限制为平移(例如，在x-y方向上的移动)和延伸(例如，在z方向上的移动)，而且防止致动器平台262旋转。在这方面，不管致动器平台262的平移方向和/或延伸方向如何，致动器平台262均保持与致动器底座254的平行关系。在未示出的一种示例中，delta机器人252可以被提供成具有球形接头(未示出)以及上臂和下臂(未示出)，该上臂和下臂以使得在致动器平台262的平移和/或延伸期间保持致动器平台262与致动器底座254的平行关系的方式被设置。
在图20中，致动器平台262的平移能力提供打印头300沿着上述横向方向354(例如，y方向)和法向方向356(例如，z方向)相对于被印制表面102进行平移。图20中的高带宽致动器250的设置可以借助于一个或更多个滚动致动器264提供打印头300沿着滚动方向358的旋转能力，该一个或更多个滚动致动器264用于使打印头300绕着一个或更多个附接链接件266枢轴转动。附接链接件266的上端可以固定地联接至致动器平台262。附接链接件266的下端可以枢转地联接至打印头300。图20中的高带宽致动器250的设置可以呈现低质量、大刚度的致动器系统，从而提供用于根据路径追随误差调整打印头300的位置的增加的精度和改进的响应时间，所述路径追随误差可以使用追踪现有图像切片408的参考线322的参考线传感器326来解决。如上所述，高带宽致动器250可以以仅使用机器人202不能得到的精度来调整打印头300的位置和/或取向。
图21是一个或更多个操作的流程图，所述一个或更多个多个操作可以被包括进在表面102上印制图像400的方法500中。方法可以使用上述的系统200实施。方法500的步骤502可以包括邻近表面102定位机器人202的臂。如上所述，打印头300可以被安装在臂的末端214上。在一些示例中，打印头300可以是喷墨打印头300，该喷墨打印头300具有用于喷射油墨、油漆或其他流体或染色剂的液滴330的喷嘴308或孔的阵列。
方法500的步骤504可以包括在打印头300在表面102上印制图像切片404的同时使用臂沿着栅格路径350在表面102上方移动打印头300，如图7中所示。打印头300可以通过臂沿着栅格路径350被移动来印制与现有图像切片408呈平行关系的新图像切片406。
方法500的步骤506可以包括当在表面102上印制新图像切片404时沿着图像切片404的至少一个侧边缘416印制图像梯度带418，如图8所示。如上所述，图像梯度带418可以具有沿着横向方向354(例如，相对于栅格路径350)朝向图像切片404的侧边缘416减小的图像强度。在一些示例中，图像梯度带418的图像梯度可以沿着横向方向354是线性的(例如，图像强度线性减小)。在另一些示例中，图像梯度带418的图像梯度可以是非线性的。
如图8所示，打印头300可以印制新图像切片406，使得新图像切片406的图像梯度带418重叠现有图像切片408的图像梯度带418。例如，新图像切片406的侧边缘416可以与重叠或被重叠图像梯度带的内部边界420对齐，如以上所提到的。方法可以包括使用打印头300印制新图像切片406的图像梯度带418和现有图像切片408的图像梯度带418，使得重叠图像梯度带418具有与新图像切片406的内部部分414的图像强度和/或现有图像切片408的内部部分414的图像强度相等的总体图像强度。
如图9所示和以上提到的，图像梯度带418可以通过从打印头300喷嘴308喷射液滴330来生成，其中所述喷嘴308相对于印制图像切片404内部部分414的喷嘴308的一致的液滴间距332具有沿着朝向图像切片404侧边缘416的方向逐渐增大的液滴间距332。如图10所示，图像梯度带418也可以是通过沿朝向侧边缘416的方向喷射逐渐变小的液滴尺寸334来形成。方法可以可选地包括形成在新图像切片406的相反末端中的至少一个上具有图像梯度末端(未示出)的新图像切片406，其中图像梯度末端可以作为用于混合或羽化图像切片404到接壤新图像切片406的区域内的装置。
图22是一个或更多个操作的流程图，其中所述一个或更多个操作可以被包含到在表面102上印制图像400的进一步的方法600中。方法600的步骤602可以包括在使打印头300沿着栅格路径350在表面102上方移动的同时使用被安装在机器人202的臂上的打印头300在表面102上印制新图像切片406。方法600的步骤604可以包括当印制新图像切片406时在表面102上印制参考线322，如图13所示和以上描述的。打印头300可以包括参考线印制机构320，其被构造成当印制新图像切片406时在表面102上印制参考线322。在一些示例中，参考线印制机构320可以包括可以打印头300的可喷射与邻近喷嘴308喷射的油墨或油漆不同颜色的油墨或油漆的至少一个喷嘴308。在其他示例中，参考线印制机构320可以包含专用的参考线打印机(未示出)。
当印制新图像切片406时，打印头300可以在新图像切片406的相反侧边缘416中的至少一个上印制参考线322。印制参考线322的步骤可以包括印制沿着至少一部分参考线322具有编码图案324的参考线322。编码图案324可以包括一系列由间隙隔开的线段。编码图案324可以可替代地或额外地包含用于编码信息的在参考线322的颜色方面的局部变化或者在参考线中的线段、间隙、颜色变化和其他变化的组合。编码图案324可以表示关于图像切片404的信息，诸如至图像切片404的末端412的距离或者关于图像400的其他信息。信息可以被传输到控制器208，控制器208可以基于被包含在编码图案324内的信息调整一个或更多个印制操作。
方法600的步骤606可以包括在印制新图像切片406的同时使用打印头300包括的参考线传感器326来感测现有图像切片408的参考线322。如上所述，参考线传感器326可以感测现有图像切片408的参考线322并且传输信号到机器人202和/或控制器208，从而导致臂调整打印头300使得新图像切片406的侧边缘416对齐现有图像切片408的侧边缘416和/或被保持与齐现有图像切片408的侧边缘416无间隙且无重合关系。
方法600的步骤608可以包括基于参考线322的感测位置来调整新图像切片406的侧向位置以便使得新图像切片406的侧边缘416对齐现有图像切片408的侧边缘416。在一种示例中，方法可以包括探测新图像切片406侧边缘416与现有图像切片408侧边缘416的未对齐并且提供实时对齐反馈到机器人202和/或控制器208以用于操纵或调整打印头300的侧向位置，使得新图像切片406的侧边缘416与现有图像切片408的侧边缘416对齐。在这方面，调整新图像切片406的侧向位置的步骤可以包括将来自参考线传感器326(例如，光学传感器)的信号传输到机器人202和/或控制器208。机器人202和/或控制器208可以基于打印头300的未对齐确定机器人的校正输入。
方法可以包括调整打印头300的位置，使得新图像切片406的侧边缘416与现有图像切片408的侧边缘416保持无间隙且无重叠关系。在这方面，打印头300的侧向位置可以被物理地调整以使得新图像切片406的侧边缘416对齐现有图像切片408的侧边缘416。可替代地，方法可以包括电子地变换有效地喷射液滴330的喷嘴308来使得新图像切片406的侧边缘416对齐现有图像切片408的侧边缘416，如上述所提到的。
可以通过使用将打印头300联接至机器人202臂的末端214的一个或更多个高带宽致动器250来辅助打印头300的位置和/或取向的调整，如上所述而且在图17-20中图示说明。高带宽致动器250可以在打印头300沿着栅格路径350移动期间调整打印头300相对于表面102的取向和/或位置。参考线传感器326可以感测参考线322并且传输信号到机器人202用于确定对打印头300的侧向位置的调整。机器人202和/或控制器208可以命令高带宽致动器250调整打印头300的位置，使得新图像切片406的侧边缘416与现有图像切片408的侧边缘416保持无间隙关系。
方法可以包括，通过沿着平行于表面102而且垂直于栅格路径350的横向方向354平移打印头300、沿着正交于表面102的法向方向356平移打印头300和/或沿着滚动方向358绕着平行于栅格路径350的轴线旋转打印头300，来调整打印头300。有利地，高带宽致动器250可以在调整打印头300的位置和/或取向时提供增加的精度和快速的响应时间。
进一步地，本公开包含根据以下条款的实施例：
条款1.一种用于在表面上印制图像的系统，包含：
具有至少一个臂的机器人；
打印头，该打印头被安装至臂而且当在表面上印制图像切片时可以通过臂沿着栅格路径在表面上方可移动；以及
所述打印头被构造成印制沿着图像梯度带的相反侧边缘中的至少一个具有图像梯度带的图像切片，其中在图像梯度带内的图像强度从图像梯度带的内部部分朝向侧边缘减小。
条款2.根据条款1所述的系统，其中：
臂被构造成以使得新图像切片的图像梯度带重叠现有图像切片的图像梯度带的方式平行于现有图像切片来移动打印头。
条款3.根据条款2所述的系统，其中：
打印头被构造成印制新图像切片和现有图像切片的图像梯度带，使得图像梯度带的重叠部分具有与新图像切片和现有图像切片中的至少一个的内部部分的图像强度相等的图像强度。
条款4.根据条款1所述的系统，其中：
打印头包括沿着打印头宽度分布的喷嘴阵列；
打印头被构造成通过以以下方式中的至少一个喷射液滴来生成图像梯度带：
沿着朝向侧边缘的方向逐渐增加的液滴间距；以及
沿着朝向侧边缘的方向逐渐变小的液滴尺寸。
条款5.根据条款1所述的系统，其中：
打印头是喷墨打印头。
条款6.一种用于在表面上印制图像的系统，包含：
具有至少一个臂的机器人；
打印头，该打印头被安装至臂而且当在表面上印制图像切片时可以通过臂沿着栅格路径在表面上方可移动；
参考线印制机构，该参考线印制机构被构造成当印制新图像切片时在表面上印制参考线；以及
参考线传感器，该参考线传感器被构造成感测现有图像切片的参考线并且传输信号到机器人，从而导致臂调整打印头，使得新图像切片的侧边缘对齐现有图像切片的侧边缘。
条款7.根据条款6所述的系统，其中：
参考线印制机构包含打印头的至少一个喷嘴。
条款8.根据条款6所述的系统，其中：
机器人被构造成以使得新图像切片的侧边缘对齐现有图像切片侧边缘的方式调整打印头的侧向位置。
条款9.根据条款6所述的系统，其中：
机器人被构造成以使得新图像切片的侧边缘对齐现有图像切片侧边缘的方式电子地偏移有效地喷射液滴的成组喷嘴。
条款10.根据条款6所述的系统，还包括：
至少一个高带宽致动器，该高带宽致动器将打印头联接至臂的末端；以及
所述高带宽致动器被构造成在打印头沿着栅格路径运动期间调整打印头相对于表面的取向和/或位置。
条款11.根据条款10所述的系统，其中：
高带宽致动器被构造成沿着以下方向中的至少一种调整打印头：
平行于表面而且垂直于栅格路径的平移的横向方向；
正交于表面的平移的法向方向；以及
绕着平行于栅格路径的轴线旋转的滚动方向。
条款12.根据条款11所述的系统，其中：
高带宽致动器包括设置成平面内三角架构型且每一个具有上端和下端的第一个致动器、第二个致动器和第三个致动器，其中上端枢转地联接至机器人臂的末端，下端枢转地联接至打印头；
第一个致动器的上端和第三个致动器的上端是彼此隔开的；
第一个致动器的下端和第三个致动器的下端是彼此隔开的；
第二个致动器的上端处于邻近第一个致动器的上端；
第二个致动器的下端处于邻近第三个致动器的下端，使得第二个致动器在第一个致动器的上端和第三个致动器的下端之间对角延伸；以及
第一个、第二个和第三个致动器能够实现打印头沿着横向方向、法向方向和滚动方向的调整。
条款13.一种用于在表面上印制图像的方法，包含：
邻近表面定位机器人的臂，该臂具有被安装至臂的打印头；
当在表面上印制图像切片时，使用臂沿着栅格路径在表面上方移动打印头；以及
当印制图像切片时沿着图像切片的至少一个侧边缘印制图像梯度带，图像梯度带具有沿着朝向侧边缘的方向减小的图像强度。
条款14.根据条款13所述的方法，其中移动打印头和印制图像梯度带的步骤包括：
以使得新图像切片的图像梯度带重叠现有图像切片的图像梯度带的方式沿着栅格路径移动打印头来平行于现有图像切片印制新图像切片。
条款15.根据条款14所述的方法，其中印制图像梯度带的步骤包括：
以使得图像梯度带的重叠部分具有与新图像切片和现有图像切片中的至少一个的内部部分的图像强度相等的图像强度的方式印制新图像切片和现有图像切片的图像梯度带。
条款16.根据条款13所述的方法，其中打印头包括用于喷射液滴的喷嘴阵列，形成图像梯度带的步骤包括：
沿着朝向侧边缘的方向喷射逐渐增加的液滴间距；以及
沿着朝向侧边缘的方向喷射逐渐变小的液滴尺寸。
条款17.一种用于在表面上印制图像的方法，包含：
当沿着栅格路径在表面上方移动打印头时，使用安装在机器人的臂的打印头在表面上印制新图像切片；
当印制新图像切片时，在表面上印制参考线；
在印制新图像切片的同时，使用参考线传感器感测现有图像切片的参考线；以及
以使得新图像切片的侧边缘对齐现有图像切片的侧边缘的方式，基于传感的参考线位置调整新图像切片的侧向位置。
条款18.根据条款17所述的方法，其中印制参考线的步骤包含：
使用打印头的至少一个喷嘴印制参考线。
条款19.根据条款17所述的方法，其中调整新图像切片的侧向位置的步骤包括：
从参考线传感器向机器人传输表示打印头相对于参考线的感测位置的信号；
基于打印头的感测位置确定校正输入；以及
基于校正输入，调整打印头的侧向位置。
条款20.根据条款17所述的方法，其中调整新图像切片的侧向位置的步骤包括：
电子地变换有效地喷射液滴的喷嘴。
条款21.根据条款17所述的方法，其中调整新图像切片的侧向位置的步骤包括：
调整打印头的侧向位置，使得新图像切片的侧边缘保持与现有图像切片的侧边缘处于无间隙且无重叠的关系。
条款22.根据条款17所述的方法，其中调整新图像切片的侧向位置的步骤包括：
使用将打印头联接至臂的末端的至少一个高带宽致动器调整打印头的侧向位置。
条款23.根据条款22所述的方法，其中使用至少一个高带宽致动器调整打印头的侧向位置的步骤包括以下的至少一个：
沿着平行于表面而且垂直于栅格路径的横向方向平移打印头；
沿着正交于表面的法向方向平移打印头；以及
沿着绕着平行于栅格路径的轴线的滚动方向旋转打印头。
本公开的额外的修改和改进可以是对于本领域的普通技术人员是明显的。因此，本文描述和图示的零件的特定结合意在呈现本公开的仅一些实施例，而且不意作为在本公开的精神和范围内的替代实施例或装置的限制。

Claims (14)

1.一种用于在表面(102)上印制图像(400)的系统(200)，包含：
具有至少一个臂(210)的机器人(202)；
打印头(300)，该打印头(300)被安装至所述臂(210)而且当在所述表面(102)上印制图像切片(404)时能够通过所述臂(210)沿着栅格路径(350)在所述表面(102)上方移动；以及
所述打印头(300)被构造成印制沿着图像梯度带(418)的相反侧边缘(416)中的至少一个具有图像(400)梯度带(418)的所述图像切片(404)，其中在所述图像梯度带(418)内的图像强度从所述图像梯度带(418)的内部部分(414)朝向所述侧边缘(416)减小，
特征在于所述机器人(202)被构造成以使得新图像切片(406)的侧边缘(416)对齐现有图像切片(408)的侧边缘(416)的方式电子地偏移有效地喷射液滴(330)的成组的喷嘴(308)。
2.根据权利要求1所述的系统(200)，其中：
所述臂(210)被构造成以使得新图像切片(406)的图像梯度带(418)重叠现有图像切片(408)的图像梯度带(418)的方式以与所述现有图像切片(408)成平行关系地移动所述打印头(300)。
3.根据权利要求2所述的系统(200)，其中：
所述打印头(300)被构造成印制所述新图像切片(406)和所述现有图像切片(408)的所述图像梯度带(418)，使得图像梯度带(418)的重叠部分具有与所述新图像切片(406)和所述现有图像切片(408)中的至少一个的内部部分(414)的图像强度相等的图像强度。
4.根据权利要求1所述的系统(200)，其中：
所述打印头(300)包括沿着打印头宽度(302)分布的喷嘴(308)阵列；
所述打印头(300)被构造成以通过以下方式中的至少一个喷射液滴(330)来生成所述图像梯度带(418)：
沿着朝向所述侧边缘(416)的方向逐渐增大的液滴间距(332)；以及
沿着朝向所述侧边缘(416)的方向逐渐变小的液滴尺寸(334)。
5.根据权利要求1所述的系统(200)还包含：
参考线印制机构(320)，该参考线印制机构(320)被构造成当印制所述新图像切片(406)时在所述表面(102)上印制参考线(322)；以及
参考线传感器(326)，该参考线传感器(326)被构造成用于感测现有图像切片(408)的所述参考线(322)并且传输信号到所述机器人(202)从而导致所述臂(210)调整所述打印头(300)以致所述新图像切片(406)的侧边缘(416)对齐所述现有图像切片(408)的侧边缘(416)。
6.根据权利要求5所述的系统(200)，其中：
所述参考线印制机构(320)包含所述打印头(300)的至少一个喷嘴。
7.根据权利要求5所述的系统(200)，其中：
所述机器人(202)被构造成以使得所述新图像切片(406)的侧边缘(416)对齐所述现有图像切片(408)的侧边缘(416)的方式调整所述打印头(300)的侧向位置。
8.根据权利要求5所述的系统(200)，还包括：
至少一个高带宽致动器(250)，所述高带宽致动器(250)将所述打印头(300)联接至所述臂(210)的末端；以及
所述高带宽致动器(250)被构造成在所述打印头(300)沿着所述栅格路径(350)运动期间调整所述打印头(300)相对于所述表面(102)的取向和/或位置。
9.根据权利要求8所述的系统(200)，其中：
所述高带宽致动器(250)被构造成沿着以下方向中的至少一种调整所述打印头(300)：
平行于所述表面(102)而且垂直于所述栅格路径(350)的平移的横向方向(354)；
正交于所述表面(102)的平移的法向方向(356)；以及
绕着平行于所述栅格路径(350)的轴线旋转的滚动方向(358)。
10.根据权利要求9所述的系统(200)，其中：
所述高带宽致动器(250)包括设置成平面内三角架构型且每一个均具有上端(268)和下端(270)的第一个致动器(250a)、第二个致动器(250b)和第三个致动器(250c)，所述上端(268)被枢转地联接至所述机器人(202)的所述臂(210)的末端(214)，所述下端(270)被枢转地联接至所述打印头(300)；
所述第一个致动器(250a)的所述上端(268)和所述第三个致动器(250c)的所述上端(268)是彼此隔开的；
所述第一个致动器(250a)的所述下端(270)和所述第三个致动器(250c)的所述下端(270)是彼此隔开的；
所述第二个致动器(250b)的所述上端(268)处于邻近所述第一个致动器(250a)的所述上端(268)；
所述第二个致动器(250b)的所述下端(270)处于邻近所述第三个致动器(250c)的所述下端(270)，使得所述第二个致动器(250b)在所述第一个致动器(250a)的所述上端(268)和所述第三个致动器(250c)的所述下端(270)之间对角延伸；以及
所述第一个致动器(250a)、所述第二个致动器(250b)和所述第三个致动器(250c)使得能够沿着所述横向方向(354)、所述法向方向(356)和所述滚动方向(358)调整所述打印头(300)。
11.一种用于在表面(102)上印制图像(400)的方法，包含：
邻近表面(102)定位机器人(202)的臂(210)，该臂(210)具有被安装至所述臂(210)的打印头(300)；
当在所述表面(102)上印制图像切片(404)时，使用所述臂(210)沿着栅格路径(350)在所述表面(102)上方移动所述打印头(300)；以及
当印制所述图像切片(404)时沿着所述图像切片(404)的至少一个侧边缘(416)印制图像梯度带(418)，所述图像梯度带(418)具有沿着朝向所述侧边缘(416)的方向减小的图像强度，
特征在于所述机器人(202)被构造成以使得新图像切片(406)的侧边缘(416)对齐现有图像切片(408)的侧边缘(416)的方式电子地偏移有效地喷射液滴(330)的成组的喷嘴(308)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中移动所述打印头(300)和印制所述图像梯度带(418)的步骤包括：
以使得新图像切片(406)的图像梯度带(418)重叠现有图像切片(408)的图像梯度带(418)的方式沿着所述栅格路径(350)移动所述打印头(300)来印制平行于所述现有图像切片(408)的所述新图像切片(406)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中印制所述图像梯度带(418)的步骤包括：
以使得所述图像梯度带(418)的重叠部分具有与所述新图像切片(406)和所述现有图像切片(408)中的至少一个的内部部分(414)的图像强度相等的图像强度的方式印制所述新图像切片(406)和所述现有图像切片(408)的图像梯度带(418)。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述打印头(300)包括用于喷射液滴(330)的喷嘴(308)阵列，形成所述图像梯度带(418)的步骤包括：
沿着朝向所述侧边缘(416)的方向喷射逐渐增大的液滴间距(332)；以及
沿着朝向所述侧边缘(416)的方向喷射逐渐变小的液滴尺寸(334)。
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