CN108262954A - Sla设备的校准方法和sla设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种SLA设备的校准方法，包括以下步骤：根据预先存储的标准模型数据打印第一校准模型；比较所述第一校准模型和标准模型，得出缩放比例；根据所述缩放比例对所述SLA设备进行第一次精度调整，并打印第一次精度调整后的第二校准模型；比较所述第二校准模型与标准模型，得出光斑半径；根据所述光斑半径对所述SLA设备进行第二次精度调整，以完成误差校准。本发明提供的SLA设备精度校准方法将机器本身或使用过程中造成的缩放误差与由于光斑半径造成的误差分开校准，校准后的SLA设备无论打印大尺寸的实体还是打印小尺寸的实体，不仅可以保证精度准确，还可以保证精度一致。
Description
技术领域
本发明涉及三维打印技术领域，特别是涉及一种SLA设备的校准方法和SLA设备。
背景技术
SLA(Stereo Lithography Appearance，立体光固化成型法)是最早被提出并商业化应用的快速成型技术，经过了近20年的发展，该技术已成为应用最为广泛的3D打印技术。为了使三维打印设备构造出的三维实体更加精确，在打印三维实体之前，往往会对三维打印设备的精度进行校准。
目前通用的三维打印设备的精度校准方法是在打印实体模型之前打印一个三维十字形模型，比较打印出的三维十字形模型与标准的三维十字形模型的尺寸，以校准三维打印设备的精度。
但是，传统技术中的三维打印设备的校准方法没有考虑到光斑半径的影响，校准后的三维打印设备在打印不同尺寸的实体时，精度不一致。
发明内容
有鉴如此，有必要提供一种SLA设备的校准方法和SLA设备，其即可使校准后的SLA设备在打印不同尺寸的实体时，精度都统一。
根据本发明的实施例的第一方面，提供一种SLA设备的校准方法，包括以下步骤：
根据预先存储的标准模型数据打印第一校准模型；
比较所述第一校准模型和标准模型，得出缩放比例；
根据所述缩放比例对所述SLA设备进行第一次精度调整，并打印第一次精度调整后的第二校准模型；
比较所述第二校准模型与标准模型，得出光斑半径；
根据所述光斑半径对所述SLA设备进行第二次精度调整，以完成误差校准。
在其中一个实施例中，所述标准模型包括底座和设置在所述底座上的至少三个标识符，所述至少三个标识符在所述底座上的投影构成平面。
在其中一个实施例中，所述标识符包括圆柱。
在其中一个实施例中，所述比较所述第一校准模型和标准模型，得出缩放比例，包括：
测量所述第一校准模型中圆柱投影在所述底座上圆的圆心距，并将该圆心距与所述标准模型数据中相应的圆心距进行比较，得出缩放比例。
在其中一个实施例中，所述比较所述第二校准模型与标准模型，得出光斑半径，包括：
测量所述第二校准模型中圆柱投影在所述底座上圆的直径，并将该直径与所述标准模型数据中相应的圆的直径进行比较，得出光斑直径和半径。
在其中一个实施例中，所述校准方法还包括：
验证校准后的SLA设备的精度。
在其中一个实施例中，所述验证校准后的SLA设备的精度，包括：
在完成误差校准后，打印验证SLA设备精度的第三校准模型；
将所述第三校准模型与所述标准模型对比，以完成SLA设备精度验证。
在其中一个实施例中，所述将所述第三校准模型与所述标准模型对比，以完成SLA设备精度验证，包括：
测量所述第三校准模型中底座长边长度；
将所述底座长边长度与标准模型数据中相应的底座长边长度对比，以完成SLA设备精度验证。
在其中一个实施例中，所述标识符包括中空圆柱。
根据本发明的实施例的第二方面，提供一种SLA设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有标准模型数据，所述处理器执行如上述实施例中任一项所述的校准方法。
相较于现有技术，本发明提供的SLA设备的校准方法，在比较完SLA设备打印出的第一校准模型和标准模型，得出缩放比例，并根据该缩放比例对SLA设备进行第一次精度调整之后，还可打印出第二校准模型，将第二校准模型与标准模型比较，得出光斑半径，根据光斑半径对SLA设备进行第二次精度调整，以完成误差校准，校准后的SLA设备不仅可以消除机器本身的缩放比例误差，还可以消除因为光斑半径的影响而产生的误差，在打印不同尺寸的实体时，精度都保持一致。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明一示例性实施例示出的一种SLA设备的校准方法流程图；
图2为本发明一示例性实施例示出的另一种SLA设备的校准方法流程图；
图3为本发明一示例性实施例示出的一种标准模型示意图；
图4为本发明一示例性实施例示出的另一种标准模型示意图；
图5为本发明一示例性实施例示出的另一种标准模型示意图；
图6为本发明一示例性实施例示出的另一种标准模型示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是本发明一示例性实施例示出的一种SLA(Stereo Lithography Appearance，立体化光固化成型)设备的校准方法流程图，如图1所示，所述SLA设备的校准方法包括以下步骤：
在步骤101中，根据预先存储的标准模型数据打印第一校准模型。
在本实施例中，所述标准模型包括底座和设置在底座上的多个标识符，多个标识符在底座上的投影构成一个平面，在本实施例中，多个标识符至少包括不在同一直线上的三个标识符，这三个标识符可以投影在底座上，保证这三个标识符在底座上的投影构成一个平面，这样，底座上表面即为构成的平面。
在另一实施例中，所述标准模型中的标识符包括柱体，可以是圆柱或者是棱柱等，只要所述柱体投影在底座上表面的形状是容易找到中心的正多边形或圆形都在本发明的保护范围内。优选的，所述圆柱可以包括中空圆柱。
在步骤102中，比较所述第一校准模型和标准模型，得出缩放比例。
在本实施例中，测量第一校准模型中圆柱投影在底座上圆的圆心距，并将该圆心距与标准模型数据中相应的圆心距进行比较，得出缩放比例。
在步骤103中，根据所述缩放比例对所述SLA设备进行第一次精度调整，并打印第一次精度调整后的第二校准模型。
在本实施例中，当进行过第一次精度调整后打印出的第二校准模型中圆柱投影在底座上圆的圆心距与标准模型数据中相应的圆心距进行比较，仍然存在误差，则可以继续校准缩放比例，直至打印出的第二校准模型中圆柱投影在底座上圆的圆心距与标准模型数据中相应的圆心距尺寸相吻合，此时表明彻底消除缩放比例误差。
在步骤104中，比较所述第二校准模型与标准模型，得出光斑半径。
在本实施例中，可以测量第二校准模型中圆柱投影在底座上圆的直径，并将该直径与标准模型数据中相应的圆的直径进行比较，得出光斑直径，进而得出光斑半径。
在步骤105中，根据光斑半径对SLA设备进行第二次精度调整，以完成误差校准。
在另一实施例中，可以验证校准后的SLA设备的精度。
在另一实施例中，可以在完成误差校准后，打印验证SLA设备精度的第三校准模型；将所述第三校准模型与所述标准模型对比，以完成SLA设备精度验证。
在另一实施例中，可以测量第三校准模型中底座长边长度；将底座长边长度与标准模型数据中相应的底座长边长度对比，以完成SLA设备精度验证。
相较于现有技术，本发明提供的SLA设备的校准方法，在比较完SLA设备打印出的第一校准模型和标准模型，得出缩放比例，并根据该缩放比例对SLA设备进行第一次精度调整之后，还可打印出第二校准模型，将第二校准模型与标准模型比较，得出光斑半径，根据光斑半径对SLA设备进行第二次精度调整，以完成误差校准，校准后的SLA设备不仅可以消除机器本身的缩放比例误差，还可以消除因为光斑半径的影响而产生的误差，在打印不同尺寸的实体时，精度都保持一致。
为了便于理解本发明的技术方案，下面结合校准SLA设备的实际场景对本发明的技术方案进行进一步的描述。
图2是本发明一示例性实施例示出的另一种SLA设备的校准方法流程图，如图2所示，所述SLA设备的校准方法包括以下步骤：
在步骤201中，根据预先存储的标准模型数据打印第一校准模型。
在本实施例中，可以预先向SLA设备输入精度校准过程中需要用到的标准模型的数据，将标准模型数据存储于SLA设备的存储器中，SLA设备可以根据标准模型数据按照1:1的比例尺寸打印出第一校准模型。
所述标准模型包括底座和设置在底座上的多个标识符，多个标识符在底座上的投影构成一个平面，在本实施例中，多个标识符至少包括不在同一直线上的三个标识符，这三个标识符可以投影在底座上，保证这三个标识符在底座上的投影构成一个平面，底座上表面即为构成的基准平面。
具体地，请参照图3，图3是本发明一示例性实施例示出的一种标准模型示意图，所述标准模型300包括底座301和设置在底座上的三个相同的标识符302，在图3中，所述三个标识符均为圆柱，所述三个圆柱的端面距离底座上表面的高度可以是相同的，也可以是不同的，所述标识符的数量可以包括三个或者三个以上，本发明对此并不进行限制。优选地，所述标准模型300中的标识符为柱体，可以包括圆柱和棱柱等其它投影在底座上表面的形状为容易找到中心的正多边形或圆形。例如，图3中标准模型中的标识符为圆柱，其投影到底座上表面为圆形，中心为圆心，图4中标准模型中的标识符为正四棱柱，其投影到底座上表面为正方形，中心为对角线的交点。
在另一实施例中，所述标准模型中的标识符可以为中空圆柱，可以为中空圆柱与圆柱的组合，如图5所示，也可以为中空圆柱与棱柱的组合，如图6所示，本发明对此并不进行限制。
在步骤202中，测量第一校准模型中圆柱投影在底座上圆的圆心距，并将该圆心距与标准模型数据中相应的圆心距进行比较，得出缩放比例。
举例而言，如图3所示，假设第一校准模型中的三个标识符都为圆柱，且圆柱端面距离底座上表面的高度相同，将所述三个圆柱投影到底座上表面，将测量出的水平方向上两个圆柱投影在底座上表面圆的圆心之间的第一距离记作L1，将测量出的竖直方向上两个圆柱投影在底座上表面圆的圆心之间的第二距离记作L2，分别将第一距离L1和与L1对应的标准模型中的距离作比较，将第二距离L2和与L2对应的标准模型中的距离作比较，得出缩放比例。
在本实施例中，圆柱端面距离底座上表面的高度也可以为不同，此时，同样可以将圆柱投影至底座上表面，测量圆柱投影后形成的圆的圆心距。
在另一实施例中，设置于底座上的标识符还可以是棱柱，例如，如图4所示的正四棱柱，可以将正四棱柱投影至底座上表面形成正方形，测量正方形中心之间的距离，其中，正方形的中心为对角线的交点。
在另一实施例中，设置于底座上的标识符还可以是圆柱与中空圆柱的组合，例如，如图5所示，圆柱与中空圆柱距离底座上表面的高度可以相同，也可以是不同的，将圆柱与中空圆柱投影到底座上表面，可以测量圆柱之间、中空圆柱之间或者是圆柱与中空圆柱之间的圆心距。
在本实施例中，测量距离可以采用具有一定精度的精密仪器测量，也可以通过常用的直尺等测量，本发明对此并不进行限制。
在步骤203中，根据上述得出的缩放比例，对SLA设备进行第一次精度调整。
在本实施例中，根据上述步骤202中得出的缩放比例校准SLA设备的精度，以消除SLA设备本身存在的或者在使用过程中形成的缩放误差。
在本实施例中，在校准SLA设备精度的缩放误差时，如果校准后的SLA设备打印出的校准模型与标准模型仍然存在缩放误差，可以重复前边的缩放误差校准步骤，直至打印出的校准模型与标准模型不存在任何缩放误差。
在步骤204中，通过进行完第一次精度调整的SLA设备打印第二校准模型。
在本实施例中，通过上述步骤203的缩放误差校准后，此时的SLA设备不存在缩放误差，但是，在使用SLA设备打印实体过程中，往往无法忽略光斑对实体尺寸的影响，如果所打印的实体尺寸较大，光斑的尺寸与实体尺寸相差很大，例如相差几个数量级，那么，光斑半径对打印出的实体尺寸影响很小，几乎可以忽略不计，然而，我们常常会打印一些尺寸较小的零件，所以，还需要消除光斑半径对SLA设备精度的影响。
在步骤205中，测量第二校准模型中圆柱投影在底座上圆的直径，并将该直径与标准模型数据中相应的圆的直径进行比较，得出光斑直径和半径。
在本实施例中，假设测量的第二校准模型的圆柱投影到底座上圆的直径为D1，存储在SLA设备中标准模型中相应的圆的直径为D2，通过比较D1和D2即可得出光斑直径，进而可以得出半径r1。
在步骤206中，根据上述得出的光斑半径对SLA设备进行第二次精度调整，以完成对SLA精度的校准。
在本实施例中，根据步骤205得出的光斑半径r1对SLA设备进行第二次精度调整，以消除在SLA设备打印实体过程中，光斑半径对SLA设备精度的影响，进行完第二次精度调整的SLA设备既消除了机器本身或在使用过程中产生的缩放误差，又克服了在SLA设备打印实体过程中由于光斑半径产生的误差。
在步骤207中，通过进行完第二次精度调整的SLA设备打印第三校准模型。
在本实施例中，可以使用校准过的SLA设备打印第三校准模型，在理论上，该第三校准模型的数据与存储在SLA设备中的标准模型的数据一模一样。
在步骤208中，测量第三校准模型中底座长边长度，并与标准模型中对应的底座长边长度作比较，以完成校验。
在本实施例中，为了验证通过缩放校准和光斑补偿校准后的SLA设备精度打印出的校准模型是否与标准模型相同，可以测量第三校准模型中底座长边长度，并将该底座长边长度与标准模型中相应的底座长边长度作比较，如果完全吻合，则SLA设备精度校准成功，如果二者仍有误差，可以重复光斑半径补偿步骤校准。
相较于现有技术，本发明提供的SLA设备精度校准方法将机器本身或使用过程中造成的缩放误差与由于光斑半径造成的误差分开校准，校准后的SLA设备无论打印大尺寸的实体还是打印小尺寸的实体，不仅可以保证精度准确，还可以保证精度一致。
与上述SLA设备的校准方法相对应，本发明还提供了一种SLA设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有标准模型数据，所述处理器执行如上述实施例中任一项所述的校准方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种SLA设备的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据预先存储的标准模型数据打印第一校准模型；
比较所述第一校准模型和标准模型，得出缩放比例；
根据所述缩放比例对所述SLA设备进行第一次精度调整，并打印第一次精度调整后的第二校准模型；
比较所述第二校准模型与标准模型，得出光斑半径；
根据所述光斑半径对所述SLA设备进行第二次精度调整，以完成误差校准。
2.根据权利要求1所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述标准模型包括底座和设置在所述底座上的至少三个标识符，所述至少三个标识符在所述底座上的投影构成平面。
3.根据权利要求2所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述标识符包括圆柱。
4.根据权利要求3所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述比较所述第一校准模型和标准模型，得出缩放比例，包括：
测量所述第一校准模型中圆柱投影在所述底座上圆的圆心距，并将该圆心距与所述标准模型数据中相应的圆心距进行比较，得出缩放比例。
5.根据权利要求3所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述比较所述第二校准模型与标准模型，得出光斑半径，包括：
测量所述第二校准模型中圆柱投影在所述底座上圆的直径，并将该直径与所述标准模型数据中相应的圆的直径进行比较，得出光斑直径和半径。
6.根据权利要求3所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括：
验证校准后的SLA设备的精度。
7.根据权利要求6所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述验证校准后的SLA设备的精度，包括：
在完成误差校准后，打印验证SLA设备精度的第三校准模型；
将所述第三校准模型与所述标准模型对比，以完成SLA设备精度验证。
8.根据权利要求7所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述将所述第三校准模型与所述标准模型对比，以完成SLA设备精度验证，包括：
测量所述第三校准模型中底座长边长度；
将所述底座长边长度与标准模型数据中相应的底座长边长度对比，以完成SLA设备精度验证。
9.根据权利要求2所述的SLA设备的校准方法，其特征在于，所述标识符包括中空圆柱。
10.一种SLA设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有标准模型数据，所述处理器执行如权利要求1-9中任一项所述的校准方法。
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