CN107202551A - 一种3d打印机打印模型精度检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印机打印模型精度检测系统，包括图像采集单元、图像分析单元、预警显示单元、控制单元；控制单元通过图像采集单元获取打印中的模型图像信息，根据上述图像信息分析出打印中模型的不同视图曲线，并与实际模型的视图曲线进行比较，在根据对比结果指令控制预警显示单元发出警示信息，且将对比结果发送至预警显示单元进行显示。本发明首先从不同视角分析出待打印模型的三维曲线，且将标定出待打印模型的六个视角的曲线图作为参照标准，通过对比不同视角的曲线图来检查打印中模型的精度，当精度发生偏差时及时发出预警信息，不仅有利于提高打印成品的效果和品质，而且降低了能源的浪费，进一步提高了3D打印机精度自检功能。

Description

一种3D打印机打印模型精度检测系统

技术领域

本发明涉及精度检测系统技术领域，尤其涉及一种3D打印机打印模型精度检测系统。

背景技术

3D打印技术即：三维打印(英语:3Dprinting)，即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髓关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。

随着3D打印行业的飞速发展，人们对3D打印机的需求也越来越大。当将3D打印机利用到特定的场合时，对3D打印机打印出的模型的精度要求更加严格，若没有在打印过程中及时发现打印模型的偏差，不仅打印成品无法使用，而且也浪费了打印材料和时间。因此，实时监测打印过程中模型的精度，当打印模型的精度存在偏差时立即提醒打印人员检查和调整喷头的三维位置，不仅有益于保证打印成品的效果和品质，而且有效地减少了资源的浪费。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种3D打印机打印模型精度检测系统。

本发明提出的3D打印机打印模型精度检测系统，包括：

图像采集单元，用于在打印过程中采集打印中的模型图像信息；

图像分析单元，用于分析目标打印模型的三维曲线，并标定出目标打印模型的目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线；

预警显示单元，与控制单元通信连接，用于根据控制单元的指令发出警示信息，以及显示控制单元发送的信息；

控制单元，与图像采集单元、图像分析单元通信连接；

控制单元通过图像采集单元获取打印中的模型图像信息，根据上述图像信息分析出打印中的模型的实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线，控制单元通过图像分析单元获取目标打印模型的目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线，并将实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线分别与目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线进行对比，根据对比结果指令控制预警显示单元发出警示信息，且将对比结果发送至预警显示单元进行显示。

优选地，控制单元内存储有预设重合度；

控制单元将实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线分别与目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线进行对比时，分别计算出实际主视图曲线与目标主视图曲线的第一重合度、实际后视图曲线与目标后视图曲线的第二重合度、实际左视图曲线与目标左视图曲线的第三重合度、实际右视图曲线与目标右视图曲线的第四重合度、实际俯视图曲线与目标俯视图曲线的第五重合度、实际仰视图曲线与目标仰视图曲线的第六重合度，控制单元分别将第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度与预设重合度进行对比，当第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度中至少有一个低于预设重合度时，控制单元指令控制警示显示单元发出警示信息，并将第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度与预设重合度的对比结果发送至预警显示单元进行显示。

优选地，图像采集单元采用高清摄像仪。

优选地，所述预警显示单元包括预警模块和显示模块，预警模块用于根据控制单元的指令发出警示信息，显示模块用于显示控制单元发送的信息。

优选地，所述预警模块包括声预警子模块和光预警子模块。

优选地，所述显示模块采用液晶显示屏。

本发明首先从不同视角分析出待打印模型的三维曲线，且将标定出待打印模型的六个视角的曲线图作为参照标准；在打印过程中，采集打印中的模型图像信息，并根据上述图像信息分析出打印中模型的六个视角的实际曲线图；然后将六个视角的实际曲线图分别与作为参照标准的六个视角的曲线图进行比较，计算出六个视角曲线图比较的六个重合度，进而将六个重合度与预设重合度进行比对，当六个重合度中至少有一个重合度与预设重合度偏差过多时，表明打印中的模型的实际打印效果出现了偏差，为避免上述偏差影响打印模型的成品效果，预警模块发出警示信息，以提醒相关工作人员打印中的模型的精度较低，有利于上述人员根据警示信息对打印中的模型的实际状态进行检查并调整对应喷头的三维位置，同时，显示模块对六个重合度与预设重合度的对比结果进行显示，相关工作人员可根据显示模块显示的信息快速准确的分析出打印中模型发生偏差的具体位置，方便上述人员及时对打印工作和打印状态进行调整；如此，本发明通过对比打印中模型的不同视角的曲线图来检查打印中模型的精度，且当打印中模型精度发生偏差时及时发出预警信息，不仅有利于提高打印成品的效果和品质，而且降低了能源的浪费，进一步提高了3D打印机精度自检功能。

附图说明

图1为一种3D打印机打印模型精度检测系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种3D打印机打印模型精度检测系统。

参照图1，本发明提出的3D打印机打印模型精度检测系统，包括：

图像采集单元，用于在打印过程中采集打印中的模型图像信息；本实施方式中，图像采集单元采用高清摄像仪，利用高清摄像仪可以清晰的采集打印模型的图像信息，提高打印模型图像信息采集的精度和准确性。

图像分析单元，用于分析目标打印模型的三维曲线，并标定出目标打印模型的目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线；

预警显示单元，与控制单元通信连接，用于根据控制单元的指令发出警示信息，以及显示控制单元发送的信息；本实施方式中，所述预警显示单元包括预警模块和显示模块，预警模块用于根据控制单元的指令发出警示信息，显示模块用于显示控制单元发送的信息；进一步地，所述预警模块包括声预警子模块和光预警子模块，可从听觉和视觉两个方便给工作人员以刺激，使工作人员及时了解到警示信息，方便其采取针对性的措施；所述显示模块采用液晶显示屏，可以有效的提高信息显示的清晰度。

控制单元，与图像采集单元、图像分析单元通信连接；

控制单元通过图像采集单元获取打印中的模型图像信息，根据上述图像信息分析出打印中的模型的实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线，控制单元通过图像分析单元获取目标打印模型的目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线，并将实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线分别与目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线进行对比，根据对比结果指令控制预警显示单元发出警示信息，且将对比结果发送至预警显示单元进行显示。

在本实施方式中，控制单元的工作过程具体包括：控制单元内存储有预设重合度；

控制单元通过图像采集单元获取打印中的模型的图像信息后，将打印中模型的实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线分别与目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线进行对比时，分别计算出实际主视图曲线与目标主视图曲线的第一重合度、实际后视图曲线与目标后视图曲线的第二重合度、实际左视图曲线与目标左视图曲线的第三重合度、实际右视图曲线与目标右视图曲线的第四重合度、实际俯视图曲线与目标俯视图曲线的第五重合度、实际仰视图曲线与目标仰视图曲线的第六重合度，控制单元分别将第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度与预设重合度进行对比，当第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度中至少有一个低于预设重合度时，表明打印中模型的正面、背面、左侧面、有侧面、顶面、底面六个方位中，至少有一个方位的精度较低，此时为避免该精度较低的模型继续进行打印，控制单元指令控制警示显示单元发出警示信息，提醒工作人员打印中模型存在至少一个方位打印精度较低的情况，有利于工作人员根据上述警示信息及时采取应措施，同时控制单元并将第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度与预设重合度的对比结果发送至预警显示单元进行显示，工作人员可通过上述六个重合度的具体值查看六个方位中某一个或多个方位的打印精度存在问题，方便工作人员根据实际的精度值来判断打印机或打印头的哪个部件出现了问题，从而进行针对性的更换和调整，不仅有利于提高打印机的打印效果和打印模型的打印精度，而且有效地避免了在打印模型精度出现问题时继续打印造成的资源浪费。

本实施方式首先从不同视角分析出待打印模型的三维曲线，且将标定出待打印模型的六个视角的曲线图作为参照标准；在打印过程中，采集打印中的模型图像信息，并根据上述图像信息分析出打印中模型的六个视角的实际曲线图；然后将六个视角的实际曲线图分别与作为参照标准的六个视角的曲线图进行比较，计算出六个视角曲线图比较的六个重合度，进而将六个重合度与预设重合度进行比对，当六个重合度中至少有一个重合度与预设重合度偏差过多时，表明打印中的模型的实际打印效果出现了偏差，为避免上述偏差影响打印模型的成品效果，预警模块发出警示信息，以提醒相关工作人员打印中的模型的精度较低，有利于上述人员根据警示信息对打印中的模型的实际状态进行检查并调整对应喷头的三维位置，同时，显示模块对六个重合度与预设重合度的对比结果进行显示，相关工作人员可根据显示模块显示的信息快速准确的分析出打印中模型发生偏差的具体位置，方便上述人员及时对打印工作和打印状态进行调整；如此，本发明通过对比打印中模型的不同视角的曲线图来检查打印中模型的精度，且当打印中模型精度发生偏差时及时发出预警信息，不仅有利于提高打印成品的效果和品质，而且降低了能源的浪费，进一步提高了3D打印机精度自检功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种3D打印机打印模型精度检测系统，其特征在于，包括：

图像采集单元，用于在打印过程中采集打印中的模型图像信息；

图像分析单元，用于分析目标打印模型的三维曲线，并标定出目标打印模型的目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线；

预警显示单元，与控制单元通信连接，用于根据控制单元的指令发出警示信息，以及显示控制单元发送的信息；

控制单元，与图像采集单元、图像分析单元通信连接；

控制单元通过图像采集单元获取打印中的模型图像信息，根据上述图像信息分析出打印中的模型的实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线，控制单元通过图像分析单元获取目标打印模型的目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线，并将实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线分别与目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线进行对比，根据对比结果指令控制预警显示单元发出警示信息，且将对比结果发送至预警显示单元进行显示。

2.根据权利要求1所述的3D打印机打印模型精度检测系统，其特征在于，控制单元内存储有预设重合度；

控制单元将实际主视图曲线、实际后视图曲线、实际左视图曲线、实际右视图曲线、实际俯视图曲线、实际仰视图曲线分别与目标主视图曲线、目标后视图曲线、目标左视图曲线、目标右视图曲线、目标俯视图曲线、目标仰视图曲线进行对比时，分别计算出实际主视图曲线与目标主视图曲线的第一重合度、实际后视图曲线与目标后视图曲线的第二重合度、实际左视图曲线与目标左视图曲线的第三重合度、实际右视图曲线与目标右视图曲线的第四重合度、实际俯视图曲线与目标俯视图曲线的第五重合度、实际仰视图曲线与目标仰视图曲线的第六重合度，控制单元分别将第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度与预设重合度进行对比，当第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度中至少有一个低于预设重合度时，控制单元指令控制警示显示单元发出警示信息，并将第一重合度、第二重合度、第三重合度、第四重合度、第五重合度、第六重合度与预设重合度的对比结果发送至预警显示单元进行显示。

3.根据权利要求1所述的3D打印机打印模型精度检测系统，其特征在于，图像采集单元采用高清摄像仪。

4.根据权利要求1所述的3D打印机打印模型精度检测系统，其特征在于，所述预警显示单元包括预警模块和显示模块，预警模块用于根据控制单元的指令发出警示信息，显示模块用于显示控制单元发送的信息。

5.根据权利要求4所述的3D打印机打印模型精度检测系统，其特征在于，所述预警模块包括声预警子模块和光预警子模块。

6.根据权利要求4所述的3D打印机打印模型精度检测系统，其特征在于，所述显示模块采用液晶显示屏。