CN111688201A - 一种3d打印机喷嘴位置自动校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于打印机技术领域，提供了一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法和装置，其方法包括：至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像；通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标；基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。本发明实现了全自动化、成本低、精度高的自动校准3D打印机喷嘴位置。

Description

一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法和装置

技术领域

本发明涉及打印机技术领域，尤指一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法和装置。

背景技术

三维打印技术(3D打印技术)是一种基于液滴喷射成形的快速成形技术，单层打印成形类似于喷墨打印过程，即在数字信号的激励下，使打印头工作腔内的液态材料在瞬间或由射流形成液滴，以一定的频率速度从喷嘴喷出并喷射到指定位置逐层堆积形成三维实体零件。由于3D打印机机械机构的物理偏差，切换不同的喷嘴为当前的活动喷嘴后，不同喷嘴打印出来的线条往往存在一定的位置偏差。这个偏差包括XY水平方向的坐标偏差以及Z方向喷嘴和平台之间的距离偏差。针对这种情况，出现了3D打印机喷嘴位置校准方法，现有的3D打印机喷嘴位置校准方法一般包括三种：分别画不同喷嘴的线条或者图形，然后通过对比打印出来的线条或图形来进行喷嘴位置的校准。或者通过不同喷嘴触碰位置传感器，根据碰撞传感器时产生的电信号判断喷嘴的位置，通过对比其位置进行校准。

第一种方法需要人为的参与，不能完全自动化。第二种可以完全自动进行，但是对传感器要求较高，而且碰触的是喷嘴边缘，由于喷嘴边缘到喷嘴有一段距离，会产生一定的误差。因此现有技术还存在操作复杂、成本高和精度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法和装置，实现了全自动化、成本低、精度高的打印机喷嘴位置的自动校准。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法，包括步骤：

至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像。

通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

进一步优选地，所述至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像，包括步骤：

从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像；所述校准位置为可获取喷嘴的校准点坐标的位置；或；从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像。

进一步优选地，所述从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴为集成双喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述基准喷嘴图像。

将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述待校准喷嘴图像。

进一步优选地，所述从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和至少一个所述待校准喷嘴为独立喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述基准喷嘴图像。

将至少一个所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取至少一个所述待校准喷嘴图像。

进一步优选地，所述从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴为集成双喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述基准喷嘴图像。

将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述待校准喷嘴图像。

进一步优选地，所述从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和至少一个所述待校准喷嘴为独立喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述基准喷嘴图像。

将至少一个所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取至少一个所述待校准喷嘴图像。

进一步优选地，在所述至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像之前还包括步骤：

选择所述基准喷嘴，所述基准喷嘴包括在打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴或固定选择的喷嘴。

进一步优选地，所述通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标,包括步骤：

通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓。

通过图像识别所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓，获取所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

进一步优选地，所述基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置,包括步骤：

基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，计算所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值。

根据所述位置偏差值，自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

本发明还提供一种3D打印机喷嘴位置自动校准装置，包括：

拍照模块，用于至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像。

坐标获取模块：用于通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

自动校准模块：用于基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

本发明提供的一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法和装置，至少具有以下有益效果：

1)本发明中从多个校准方向获取基准喷嘴和待校准喷嘴的图像，通过图像识别与处理以及一系列的算法自动对待校准喷嘴进行校准。实现了全自动化、成本低、精度高的打印机喷嘴位置的自动校准。

2)本发明是通过对基准喷嘴和待校准喷嘴进行拍照，进行后续的校准。传统的方法中需要通过不同喷嘴触碰位置传感器进行校准，降低了校准装置的成本。

3)本发明是通过图像识别与处理获取基准喷嘴与待校准喷嘴在校准位置的校准点坐标，进而计算待校准喷嘴的位置偏差并校准。传统的通过触碰传感器进行校准的方法对位置传感器的要求高，且触碰的是喷嘴边缘，由于喷嘴边缘到喷嘴有一段距离，会产生一定的误差。而本发明不会产生误差，可以实现精度极高的自动校准。

4)本发明提供的3D打印机喷嘴位置自动校准方法和装置，可以通过一系列自动化的算法和装置对待校准喷嘴进行校准，不需要人为的参与。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法和装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明中一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明中一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法的另一个实施例的流程图；

图3是本发明中一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法的另一个实施例的流程图；

图4是本发明中一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法的再一个实施例的流程图；

图5是本发明中集成双喷嘴在XY方向的基准喷嘴图像的示意图；

图6是本发明中集成双喷嘴在XY方向的待校准喷嘴图像的示意图；

图7是本发明中集成双喷嘴在XY方向的位置偏差值的示意图；

图8是本发明中集成双喷嘴在Z方向的多图像位置偏差值的示意图；

图9是本发明中集成双喷嘴在Z方向的单图像位置偏差值的示意图；

图10是本发明中XY方向的基准喷嘴图像；

图11是本发明中XY方向的待校准喷嘴图像；

图12是本发明中XY方向的基准喷嘴的轮廓示意图；

图13是本发明中XY方向的待校准喷嘴的轮廓示意图；

图14是本发明中待校准喷嘴的中心孔坐标的示意图；

图15是本发明中一种3D打印机喷嘴位置自动校准装置的一个实施例的结构示意图；

图16是本发明中独立双喷嘴或多喷嘴在XY方向的基准喷嘴的底视方向图像的中心孔坐标的示意图；

图17是本发明中独立双喷嘴或多喷嘴在Z方向的基准喷嘴的前视方向图像示意图；

图18是本发明中独立双喷嘴或多喷嘴在XY方向的待校准喷嘴的底视方向图像的中心孔坐标的示意图；

图19是本发明中独立双喷嘴或多喷嘴在Z方向的待校准喷嘴的前视方向图像示意图；

图20是本发明中独立双喷嘴或多喷嘴在XY方向的位置偏差值的示意图；

图21是本发明中独立双喷嘴或多喷嘴在Z方向的位置偏差值的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

本发明的一个实施例，如图1所示，一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法，包括：

S110至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像。

具体的，所述校准方向可以包括根据校准需求选择的校准方向，所述校准方向还可以包括跟据获取图像的设备选择的校准方向。

示例性的，当从一个校准方向获取基准喷嘴图像时，可以分别获取至少一个待校准喷嘴图像。当从另一个校准方向获取基准喷嘴图像时，也可以分别获取至少一个待校准喷嘴图像。

S120通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

具体的，所述图像处理涉及的方法可以包括处理图像获取图像的轮廓的算法；所述图像处理涉及的方法具体可以包括：灰度化(假如是彩色图片)、二值化、平滑、去噪、边缘检测等。边缘检测的算法具体可以包括Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian、Log/Marr、Canny、Kirsch、Nevitia算子等适用于边缘检测的算法。在实际应用中可以根据需要进行算法组合。

具体的，所述识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标涉及的图像识别算法，可以自动找到校准点的位置，通过像素匹配由软件自动计算出校准点坐标。

S130基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

具体的，通过获得的所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，可以通过软件自动计算出所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值，从而进行位置校准。

示例性的，得到了所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴之间的位置偏差值后，在实际操作过程中，打印机软件在打印时会把这个位置偏差值补偿到所述待校准喷嘴的运动坐标以实现位置校准。

本发明的另一个实施例，如图2所示，一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法，包括：

S210选择所述基准喷嘴，所述基准喷嘴包括在打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴或固定选择的喷嘴。

具体的，在集成或独立双/多喷嘴中，对于集成喷嘴，基准喷嘴一般是最左边的喷嘴，因为其它的喷嘴可能要上下切换，位置不稳定，所以选左喷嘴为基准喷嘴。或者选择打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴作为基准喷嘴。对于独立喷嘴，基准喷嘴可以是其中任意一个喷嘴，一般选取左喷嘴或者位置最稳定的喷嘴作为基准喷嘴。简而言之，双/多喷嘴的校准方法具体包括步骤：先拍基准喷嘴(一般为左喷嘴)的照片，然后把其它喷嘴即待校准喷嘴切换到工作位置进行拍照，最后将待校准喷嘴相对于基准喷嘴做位置校准即可。有多个待校准喷嘴只需分别逐一切换到工作位置并拍照，然后图像分析识别位置，自动校准偏差即可。

S220至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像。

具体的，所述校准方向可以包括根据校准需求选择的校准方向，所述校准方向还可以包括跟据获取图像的设备选择的校准方向。

示例性的，当从一个校准方向获取基准喷嘴图像时，可以分别获取至少一个待校准喷嘴图像。当从另一个校准方向获取基准喷嘴图像时，也可以分别获取至少一个待校准喷嘴图像。

S230通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓。

具体的，通过图像处理算法所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓时，所述图像处理算法会根据程序中设定的阈值来判断，通过软件执行算法判断得到的轮廓是否为清晰轮廓，当所述轮廓为清晰轮廓时，实现了获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓这一过程。

S240通过图像识别所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓，获取所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

此外，通过图像识别算法，自动找到校准点的位置，通过像素匹配由软件自动计算出校准点的坐标，所述校准点可以包括喷准中心。示例性的，如图14所示的右喷嘴的喷嘴中心孔坐标图，图14显示了喷嘴中心孔坐标：X＝1255.44,Y＝1118.79,半径R＝19.1025。

S250基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，计算所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值。

S260根据所述位置偏差值，自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

具体的，通过获得的所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，可以通过软件自动计算出所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值，从而进行位置校准。

示例性的，得到了所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴之间的位置偏差值后，在实际操作过程中，打印机软件在打印时会把这个位置偏差值补偿到所述待校准喷嘴的运动坐标以实现位置校准。

本发明的另一个实施例，如图3所示，一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法，包括：

S310选择所述基准喷嘴，所述基准喷嘴包括在打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴或固定选择的喷嘴。

具体的，在集成或独立双/多喷嘴中，所述基准喷嘴一般是最左边的喷嘴，因为右喷嘴要上下动，位置不稳定，所以选左喷嘴为基准喷嘴。或者选择打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴作为基准喷嘴。

S320从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像；所述校准位置为可获取喷嘴的校准点坐标的位置。

示例性的，如图10～11所示，图10为从XY方向获取的所述基准喷嘴图像，图11为从XY方向获取的所述待校准喷嘴图像。

具体的，所述校准位置可以包括能获取喷嘴全部像素的位置，所述校准位置也可以包括能获取喷嘴中心的位置。

所述从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像，具体包括步骤：

当所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴为集成双喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述基准喷嘴图像。

将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述待校准喷嘴图像。

示例性的，如图5～7所示，所述集成双喷嘴的两个喷嘴是加工在一起的，所以拍照的时候，两个喷嘴都会拍到。当左喷嘴即图5中的基准喷嘴移动到X100，Y100，再移动到X200，Y200时，右喷嘴也执行同样的动作，两个喷嘴移动的路径要完全一致，当两个喷嘴打印的像一个喷嘴一样时，说明两个喷嘴的位置没有错位。理论上两个喷嘴是没有偏差的，但是由于机械结构有差别，实际是两个喷嘴有偏差的。比如两个喷嘴已经进行了校准重合，当用一个新喷嘴更换了其中一个喷嘴时，由于机械偏差，新喷嘴的基座外径大了0.01mm。然后新喷嘴走的路径就和原来的喷嘴有偏差。即两个喷嘴工作时走到同一坐标的实际位置是不重合的。因此需要对更换后的两个喷嘴重新校准，补偿两个喷嘴的偏差。校准就是为了让两个喷嘴走的坐标的实际位置完全重合。

在实际应用场景中，利用专门机构对喷嘴进行控制，同时整个集成双喷嘴左移，右喷嘴移动到原来左喷嘴的位置。如图5所示，所述集成双喷嘴的两个喷嘴是加工在一起的，所以拍照的时候，两个喷嘴都会拍到。图5中的基准喷嘴移动到校准位置时，对所述基准喷嘴拍照，获取所述基准喷嘴图像；如图6所示，当待校准喷嘴移动到校准位置时，对所述待校准喷嘴拍照，获取所述待校准喷嘴图像；如图7所示，所述基准喷嘴图像和所述待校准喷嘴图像进行图像处理时，图7中是所述待校准喷嘴相比于所述基准喷嘴的位置偏差值。

或者，也可以进行旋转移动，比如原来是左喷嘴对着打印区域，将集成双喷嘴进行旋转移动，变成右喷嘴对着打印区域。

可选的，所述从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和至少一个所述待校准喷嘴为独立喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述基准喷嘴图像。

将至少一个所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取至少一个所述待校准喷嘴图像。

具体的，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，获取所述基准喷嘴图像，例如X100,Y100。然后将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，获取所述待校准喷嘴图像。即分别让不同喷嘴到工作位置(校准位置)拍一下照，然后对这两个位置进行比较。

S330通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

具体的，所述图像处理涉及的方法可以包括处理图像获取图像的轮廓的算法；所述图像处理涉及的方法具体可以包括：灰度化(假如是彩色图片)、二值化、平滑、去噪、边缘检测等。边缘检测的算法具体可以包括Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian、Log/Marr、Canny、Kirsch、Nevitia算子等适用于边缘检测的算法。在实际应用中可以根据需要进行算法组合。

具体的，所述识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标涉及的图像识别算法，可以自动找到校准点的位置，通过像素匹配由软件自动计算出校准点坐标。

进一步优选地，所述通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标,包括步骤：

通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓。

通过图像识别所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓，获取所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

具体的，通过图像处理算法所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓时，所述图像处理算法会根据程序中设定的阈值来判断，通过软件执行算法判断得到的轮廓是否为清晰轮廓，当所述轮廓为清晰轮廓时，实现了获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓这一过程。

示例性的，如图10～14所示，图10为从XY方向获取的所述基准喷嘴图像，图11为从XY方向获取的所述待校准喷嘴图像。图12对所述从XY方向获取的所述基准喷嘴图像进行图像处理后获取的所述基准喷嘴的轮廓，图13对所述从XY方向获取的所述待校准喷嘴图像进行图像处理后获取的所述待校准喷嘴的轮廓。

此外，通过图像识别算法，自动找到校准点的位置，通过像素匹配由软件自动计算出校准点的坐标，所述校准点可以包括喷准中心。示例性的，如图14所示的右喷嘴的喷嘴中心孔坐标图，图14显示了喷嘴中心孔坐标：X＝1255.44,Y＝1118.79,半径R＝19.1025。

S340基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述XY方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

进一步优选地，所述基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述XY方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置,包括步骤：

基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，计算所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值。

根据所述位置偏差值，自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

具体的，通过获得的所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，可以通过软件自动计算出所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值，从而进行位置校准。

示例性的，得到了所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴之间的位置偏差值后，在实际操作过程中，打印机软件在打印时会把这个位置偏差值补偿到所述待校准喷嘴的运动坐标以实现位置校准。例如：本来切片切出来的G代码显示右喷嘴即待校准喷嘴要走的是G1：X100，Y100这一路径。但是校准中发现右喷嘴的X方向偏了0.05，Y方向偏了-0.05，实际执行打印的时候X，Y坐标会补偿这个偏差，让右喷嘴实际走G0：X99.95，Y100.05，就可以弥补偏差。

本发明的再一个实施例，如图4所示，一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法，包括：

S410选择所述基准喷嘴，所述基准喷嘴包括在打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴或固定选择的喷嘴。

具体的，在集成或独立双/多喷嘴中，所述基准喷嘴一般是最左边的喷嘴，因为右喷嘴要上下动，位置不稳定，所以选左喷嘴为基准喷嘴。或者选择打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴作为基准喷嘴。

S420从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像。

可选的，所述从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴为集成双喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述基准喷嘴图像。

将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述待校准喷嘴图像。

具体的，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从Z方向获取所述基准喷嘴图像。然后将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从Z方向获取所述待校准喷嘴图像。即分别让不同喷嘴到工作位置(校准位置)拍一下照，然后对这两个位置进行比较。由于集成双喷嘴是两个喷嘴集成在一起的，通过调整其中一个喷嘴的上下位置来达到切换当前工作喷嘴的目的。

或者，也可以进行旋转移动，比如原来是左喷嘴即基准喷嘴对着打印区域，将集成双喷嘴进行旋转移动，变成右喷嘴即待校准喷嘴对着打印区域。

具体的，如图8所示，图8中的ΔZ为所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴在Z方向上的位置偏差。

如图9所示，可选的，所述从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像，还包括步骤：

当所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴为集成双喷嘴时，所述基准喷嘴为固定喷嘴，所述待校准喷嘴作为活动喷嘴上下移动。

当所述待校准喷嘴作为活动喷嘴在下方时，获取所述同时包含所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴的图像。

具体的，所述基准喷嘴的位置是已知的，即已存储了所述基准喷嘴图像，当所述待校准喷嘴作为活动喷嘴处于校准位置时，获取所述同时包含所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴的图像。

具体的，所述集成双喷嘴的左右喷嘴是固定在一起的，部分集成双喷头的打印机的左喷嘴在Z方向是不动的，而右喷嘴上下运动。这样只需要用一张照片识别出右喷嘴在下方时和左喷嘴在Z方向的偏差即可。

根据上述实施例，如图16～21所示，本实施例中所述从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和至少一个所述待校准喷嘴为独立喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述基准喷嘴图像。

将至少一个所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取至少一个所述待校准喷嘴图像。

具体的，所述至少一个所述待校准喷嘴为独立喷嘴包括独立双喷嘴和多喷嘴，当待校准喷嘴与基准喷嘴为独立双喷嘴或多喷嘴时，可以从XY方向和/或Z方向对所述待校准喷嘴进行校准。

示例性的，关于从XY方向对至少一个所述待校准喷嘴进行校准可以包括：将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，获取所述基准喷嘴图像，例如X100,Y100，如图16所示。然后将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，获取所述待校准喷嘴图像，如图18所示。即分别让不同喷嘴到工作位置(校准位置)拍一下照，然后对这两个位置进行比较，得到所述基准喷嘴与所述待校准喷嘴在XY方向的位置差，如图20所示。

示例性的，关于从Z方向对至少一个所述待校准喷嘴进行校准可以包括：将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，获取所述基准喷嘴在Z方向的图像，如图17所示。然后将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，获取所述待校准喷嘴图像，如图19所示。即分别让不同喷嘴到工作位置(校准位置)拍一下照，然后对这两个位置进行比较，得到所述基准喷嘴与所述待校准喷嘴在Z方向的位置差，如图21所示。

S430通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

具体的，通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓。

通过图像识别所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓，获取所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

具体的，通过图像处理算法所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓时，所述图像处理算法会根据程序中设定的阈值来判断，通过软件执行算法判断得到的轮廓是否为清晰轮廓，当所述轮廓为清晰轮廓时，实现了获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓这一过程。

S440基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述Z方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

具体的，基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，计算所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值。

根据所述位置偏差值，自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

具体的，通过获得的所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，可以通过软件自动计算出所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值，从而进行位置校准。

如图15所示，本发明还提供一种3D打印机喷嘴位置自动校准装置，包括：

拍照模块201，用于至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像。

坐标获取模块202：用于通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

自动校准模块203：用于基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其他的方式实现。示例性的，以上所描述的装置/方法实施例仅仅是示意性的，示例性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，示例性的，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，包括步骤：

至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像；

通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标；

基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

2.根据权利要求1所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，所述至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像，包括步骤：

从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像；所述校准位置为可获取喷嘴的校准点坐标的位置；

或；

从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像。

3.根据权利要求2所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，所述从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴为集成双喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述基准喷嘴图像；

将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述待校准喷嘴图像。

4.根据权利要求2所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，所述从XY方向分别获取位于校准位置的基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和至少一个所述待校准喷嘴为独立喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取所述基准喷嘴图像；

将至少一个所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述XY方向获取至少一个所述待校准喷嘴图像。

5.根据权利要求2所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，所述从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和所述待校准喷嘴为集成双喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述基准喷嘴图像；

将所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述待校准喷嘴图像。

6.根据权利要求2所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，所述从Z方向分别获取位于所述校准位置的所述基准喷嘴图像和位于所述校准位置的至少一个所述待校准喷嘴图像，包括步骤：

当所述基准喷嘴和至少一个所述待校准喷嘴为独立喷嘴时，将所述基准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取所述基准喷嘴图像；

将至少一个所述待校准喷嘴移动到所述校准位置，从所述Z方向获取至少一个所述待校准喷嘴图像。

7.根据权利要求1所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，在所述至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像之前还包括步骤：

选择所述基准喷嘴，所述基准喷嘴包括在打印机喷嘴中机械位置最稳定的喷嘴或固定选择的喷嘴。

8.根据权利要求1～7中任一项所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，所述通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标,包括步骤：

通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，获取所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓；

通过图像识别所述基准喷嘴的轮廓和所述待校准喷嘴的轮廓，获取所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标。

9.根据权利要求8所述3D打印机喷嘴位置自动校准方法，其特征在于，所述基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置,包括步骤：

基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，计算所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标之间的位置偏差值；

根据所述位置偏差值，自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

10.一种3D打印机喷嘴位置自动校准装置，其特征在于，包括：

拍照模块，用于至少从一个校准方向获取基准喷嘴图像和至少一个待校准喷嘴图像；

坐标获取模块：用于通过图像处理所述基准喷嘴图像和至少一个所述待校准图像，识别所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标；

自动校准模块：用于基于所述基准喷准的校准点坐标和所述待校准喷嘴的校准点坐标，在所述校准方向自动校准至少一个所述待校准喷嘴的位置。

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