CN112373042A - 一种五轴3d打印机位姿的监控方法及系统 - Google Patents

一种五轴3d打印机位姿的监控方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112373042A
CN112373042A CN202011115066.7A CN202011115066A CN112373042A CN 112373042 A CN112373042 A CN 112373042A CN 202011115066 A CN202011115066 A CN 202011115066A CN 112373042 A CN112373042 A CN 112373042A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
pose
printer
acquiring
error
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011115066.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张海光
王玉萍
胡庆夕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN202011115066.7A priority Critical patent/CN112373042A/zh
Publication of CN112373042A publication Critical patent/CN112373042A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

本发明涉及一种五轴3D打印机位姿的监控方法及系统。该方法包括获取五轴3D打印机的移动指令；根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据；获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据；根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差；根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤。本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控方法及系统，实现了沿规划的打印路径高精度打印，从而保证打印质量。

Description

一种五轴3D打印机位姿的监控方法及系统
技术领域
本发明涉及打印机位姿监测领域，特别是涉及一种五轴3D打印机位姿的监控方法及系统。
背景技术
随着3D打印技术的迅速发展，各种3D打印工艺都获得了关注并被应用到诸多领域，其中熔融沉积制造(FDM)工艺由于其打印简便、材料成本低、打印质量较好等，成为了应用最广泛的工艺。目前，FDM工艺的本质为层层堆叠成形，其相应的打印装备也多为三轴打印机，因此造成打印件的层间结合强度弱从而限制了其应用范围，而支撑材料的必不可少造成了材料的浪费以及剥离支撑时对打印件表面质量的损坏。为了解决上述问题，国内外已经开始进行多轴打印技术的研究，对应的多轴打印机也应运而生。然而，随着自由度的增加，打印过程中打印喷头极易与接收平台以及已成型部分产生碰撞，造成硬件或者打印件损坏；同时也存在机械结构以及运动机构本身的精度问题，造成打印过程未按照规划路径进行，导致打印件成形精度难以保证。因此，若能对多轴打印机打印过程进行实时监控和位置精度校正对于提高打印精度非常有必要。
目前，已有的监控方法主要是通过位姿传感器监测台达3D打印机悬臂与打印台连接的各关节的角速度、加速度、磁场强度，该位姿传感器由三轴陀螺仪(角速度信号)、三轴加速度计(振动加速度信号)和三轴磁强计组成，测得以上三者的原始数据，然后通过卡尔曼滤波进一步获得位姿传感器参考框架的姿态角包括俯仰、滚动和偏航，从而推断设备运行状态，但大多只进行监测而不进行调控修正。即便已有通过闭环控制打印机步进电机的转动速度来实现打印轨迹控制的方法，但只监控了X/Y两个轴，控制范围不全面，且大多针对三轴打印机，目前还没有针对五轴打印平台实现位姿在线监控。因此，亟需提出一种五轴3D打印机位姿监控方法，精确控制打印轨迹，从而保证打印质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种五轴3D打印机位姿的监控方法及系统，实现沿规划的打印路径高精度打印，从而保证打印质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种五轴3D打印机位姿的监控方法，包括：
获取五轴3D打印机的移动指令；
根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据；
获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据；
根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差；
根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；所述位姿参数包括：所述五轴3D打印机的三个移动轴的移动量和两个旋转轴的旋转量。
可选的，所述获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据，具体包括：
利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量；所述移动轴为X轴、Y轴和Z轴；所述X轴和所述Y轴位于所述五轴3D打印机的机体上方，所述Z轴以所述X轴和所述Y轴交点向下并垂直于所述X轴和所述Y轴组成的平面；所述X轴、Y轴和Z轴的起始位置分别固定所述激光传感器；
利用3D位姿传感器获取旋转轴的旋转量；所述旋转轴为A轴和C轴；所述A轴和所述C轴安装在所述五轴3D打印机的承载平台上，所述A轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘的右侧，所述C轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘下方的圆柱形中；所述3D位姿传感器安装在所述接收转盘的下方。
可选的，所述利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量，之前还包括：
分别校正每个所述移动轴上的激光传感器的安装位置。
可选的，所述根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤，之前还包括：
判断所述位姿误差是否大于误差阈值；
若所述位姿误差大于所述误差阈值，则根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；
若所述位姿误差不大于所述误差阈值，则返回所述获取五轴3D打印机的移动指令的步骤，进行下一移动指令的执行。
一种五轴3D打印机位姿的监控系统，包括：
移动指令获取模块，用于获取五轴3D打印机的移动指令；
理论位姿数据确定模块，用于根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据；
实际位姿数据获取模块，用于获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据；
位姿误差确定模块，用于根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差；
调整模块，用于根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；所述位姿参数包括：所述五轴3D打印机的三个移动轴的移动量和两个旋转轴的旋转量。
可选的，所述实际位姿数据获取模块具体包括：
移动轴的移动量获取单元，用于利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量；所述移动轴为X轴、Y轴和Z轴；所述X轴和所述Y轴位于所述五轴3D打印机的机体上方，所述Z轴以所述X轴和所述Y轴交点向下并垂直于所述X轴和所述Y轴组成的平面；所述X轴、Y轴和Z轴的起始位置分别固定所述激光传感器；
旋转轴的旋转量获取单元，用于利用3D位姿传感器获取旋转轴的旋转量；所述旋转轴为A轴和C轴；所述A轴和所述C轴安装在所述五轴3D打印机的承载平台上，所述A轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘的右侧，所述C轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘下方的圆柱形中；所述3D位姿传感器安装在所述接收转盘的下方。
可选的，所述实际位姿数据获取模块还包括：
激光传感器的安装位置校正单元，用于分别校正每个所述移动轴上的激光传感器的安装位置。
可选的，还包括：
判断模块，用于判断所述位姿误差是否大于误差阈值；
判断结果第一确定模块，用于若所述位姿误差大于所述误差阈值，则根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；
判断结果第二确定模块，用于若所述位姿误差不大于所述误差阈值，则返回所述获取五轴3D打印机的移动指令的步骤，进行下一移动指令的执行。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控方法及系统，根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据；获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据；根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差；根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数。即在打印过程中，能够对五轴打印机各轴状态进行及时监测和误差校正，从而提高了打印精度，保证了打印件的质量。通过该监控方法可调控五轴打印过程中打印喷头的实际位移量与期望位移量会间的偏差，从而避免因各轴运动误差导致打印精度低及打印件质量差的问题。
附图说明
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控方法流程示意图；
图2(a)为本发明五轴3D打印机平台位姿监控的方法的打印机结构示意图；图2(b)为本发明五轴3D打印机平台位姿监控的方法的打印机位置监测图；图2(c)为本发明五轴3D打印机平台位姿监控的方法的打印机姿态监测图；
图3为本发明五轴3D打印机平台位姿监控的方法的打印机平移误差图；
图4为本发明五轴3D打印机平台位姿监控的方法的打印机转动误差左视图；
图5为本发明五轴3D打印机平台位姿监控的方法的打印机位姿校正流程图；
图6为本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种五轴3D打印机位姿的监控方法及系统，实现沿规划的打印路径高精度打印，从而保证打印质量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明所针对的五轴3D打印机是在传统X、Y、Z三轴打印机的基础上，增加了绕X轴旋转的A轴和绕Z轴旋转的C轴。通过构建监控系统实现对五轴实际位移的实时监测和调控，该系统主要包括硬件监测和软件控制两部分。其中，硬件监测是在该五轴3D打印机的X/Y/Z轴起始位置分别设置一个激光位移传感器，这里将传感器安装在起始位置是出于监测数据的计算方便的考虑，并非一定要在起始位置；在旋转的接收平台底部安装一个位姿传感器用于监测A/C轴角度，从而实现对打印机五轴实时位姿的数据监测；软件控制部分主要通过对各轴传感器的监测数据建立各轴误差与打印喷头实际位置误差之间的关系模型，再利用误差与控制参数之间的函数关系，获得所需要调整的参数，从而实现打印过程中位姿的实时误差校正，保证打印精度及打印件质量。
五轴3D打印机的监测装置分为直线移动监测和旋转监测，其中，直线移动监测即在三轴(X/Y/Z)的起始位置分别安装一个激光位移传感器，本发明需采用微型或小型的传感器，以免影响带动喷嘴移动的皮带传送装置，从而实现对打印头沿X、Y、Z三轴移动的实际位移监测；旋转监测即在打印接收平台底部安装一个位姿传感器，同时测量A/C轴的实际旋转角度，即接收平台的偏摆及旋转角度。将上述实际监测到的位移及位姿数据传送给上位机，通过开发误差数据处理及代码调控软件实现实时位姿校正。
监测传送的位姿数据通过计算映射在空间坐标中点的位置与规划路径的点之间产生的误差值，根据该误差产生相应的参数调整函数，通过控制指令实现对该误差实现在线校正，提高打印轨迹的准确性。
图1为本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控方法流程示意图，如图1所示，本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控方法，包括：
S101，获取五轴3D打印机的移动指令。
如图2(a)所示，所述五轴3D打印机的机械本体1包括机架11、承载平台12、接收转盘13、打印喷头14。机械本体1整体呈长方体，承载平台12位于机体中间通过传送电机转动实现上下移动，接收转盘13安装在承载平台12上，打印喷头14通过横梁安装在打印机上平面，五轴中X/Y轴位于机体最上方，Z轴以X/Y交点向下垂直于X/Y平面，A/C轴安装在承载平台12上，A轴位于接收转盘13的右侧，C轴位于转盘下方的圆柱形中，五轴的移动都以电机和皮带组成的传动装置实现，传送皮带一端与电机相连，一端与X/Y/Z的横梁相连，电机转动将间接带动皮带转动，然后带动三轴移动，另外A/C轴则是通过电机转动带动皮带，皮带另一端与转盘卡槽相连，转盘转动带动两个轴移动。X/Y轴组成的平面与承载平台12平行，Z轴移动以承载平台12的上下移动实现，A/C轴在传动装置下实现偏摆和旋转。
S102，根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据。
S103，获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据。
S103具体包括：
利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量；所述移动轴为X轴、Y轴和Z轴；所述X轴和所述Y轴位于所述五轴3D打印机的机体1上方，所述Z轴以所述X轴和所述Y轴交点向下并垂直于所述X轴和所述Y轴组成的平面；所述X轴、Y轴和Z轴的起始位置分别固定所述激光传感器。
利用3D位姿传感器获取旋转轴的旋转量；所述旋转轴为A轴和C轴；所述A轴和所述C轴安装在所述五轴3D打印机的承载平台12上，所述A轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘13的右侧，所述C轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘13下方的圆柱形中；所述3D位姿传感器安装在所述接收转盘13的下方。
如图2(c)所示，本发明针对的五轴3D打印机两个旋转轴位于接收转盘13，其绕X轴偏摆即为A轴，绕Z轴旋转即为C轴，其中A轴旋转角度范围为-90°至+90°，C轴可实现360°旋转，二者配合可实现接收转盘13的摆动和旋转，在该接收转盘13的下方安装一个微型的3D位姿传感器3，用于同时监测A/C轴的偏转角度并反馈给上位机，该传感器可以同时测量三维(X/Y/Z)角度，精度较高，支持有限和无线数据传送，回传时间小于指令执行时间。
所述利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量，之前还包括：
分别校正每个所述移动轴上的激光传感器的安装位置。如图2(b)所示，本发明考虑到安装空间及避免干涉等方面，选用体积较小、精度高、量程满足打印范围和反馈速度快的激光传感器2，置于三个移动轴的起始位置，当打印喷头沿X轴移动一段距离后，传感器监测X轴方向移动量，并与实际位移量比较，通过激光传感器21定位安装，同样的方式依次校准Y轴方向和Z轴方向传感器的安装位置，当三轴相应的传感器都定位安装完毕后，移动打印喷头所监测到的数据即为喷头当前位置。
S104，根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差。即上位机在接收了监测的实际位姿数据后，通过运动学中刚体位姿转换原理，映射到实际坐标轴上，与理论位姿数据比较得到误差，然后建立误差与参数调整之间的函数关系，输出调整指令，最终保证位姿精度。位姿误差包括平移误差、偏转误差以及旋转误差。
如图3所示，平移误差产生的具体过程是：
以打印机x,y轴所在平面交点作为原点，垂直于xy平面为z轴建立坐标系A，根据指令代码控制打印喷头移动到空间中一点B，而实际理论上的点的位置应该在C点，如此产生的实际平移误差为向量
Figure BDA0002729781550000083
向量的模值大小作为校正指令发出的依据。模值表达式为：
Figure BDA0002729781550000081
如图4所示，偏转误差和旋转误差的产生过程相同，具体产生的过程为：
空间中喷嘴与任一打印件的表面都是垂直打印于一个平面上，对于弯曲结构五轴3D打印的优势就是将打印物体旋转至表面与喷嘴垂直，所以当A轴旋转角度出现偏差时，则会导致空间坐标点的变化，造成的误差影响计算的过程为：以最近一次打印好的点的空间坐标点在发生偏转后理论坐标点A0(x0,y0,z0)和实际偏转后的坐标点的位置A1(x1,y1,z1)进行误差计算，计算的误差以绝对值表示：
Figure BDA0002729781550000082
S105，根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；所述位姿参数包括：所述五轴3D打印机的三个移动轴的移动量和两个旋转轴的旋转量。
S105之前还包括：
判断所述位姿误差是否大于误差阈值。
若所述位姿误差大于所述误差阈值，则根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤。
若所述位姿误差不大于所述误差阈值，则返回所述获取五轴3D打印机的移动指令的步骤，进行下一移动指令的执行。
图5为本发明五轴3D打印机平台位姿监控的方法的打印机位姿校正流程图，如图5所示，五轴3D打印机平台位姿校正流程图的具体的思路如下：
第一步：打印代码逐行发送命令代码执行。
第二步：读取当前位姿数据与当前行代码中的字符数值XYZ和R的设定值。
第三步：将设定值与当前值做差产生差值，产生的实际误差分类为平移误差和旋转误差，进而计算平移误差和旋转误差的绝对值大小与相应的精度相比。
第四步：实际误差若小于等于精度要求则跳转第八步。
第五步：若大于精度值则按照函数关系执行相应的参数调整，其中G代码的调节规则是：对于平移误差校正指令是将当前的坐标点分别加上平移误差，旋转误差是将当前的角度加上误差角，具体表示如下：
Figure BDA0002729781550000091
Figure BDA0002729781550000092
第六步：发送校正指令。
第七步：再次读取当前位姿数据，比较实际误差大小，若大于精度则返回第五步，若小于精度值则执行下一步。
第八步：判断当前代码是否为最后一行，若是则结束运行，若不是则返回第一步。
图6为本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控系统结构示意图，如图6所示，本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控系统，包括：移动指令获取模块601、理论位姿数据确定模块602、实际位姿数据获取模块603、位姿误差确定模块604和调整模块605。
移动指令获取模块601用于获取五轴3D打印机的移动指令。
理论位姿数据确定模块602用于根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据。
实际位姿数据获取模块603用于获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据。
位姿误差确定模块604用于根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差。
调整模块605用于根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；所述位姿参数包括：所述五轴3D打印机的三个移动轴的移动量和两个旋转轴的旋转量。
所述实际位姿数据获取模块603具体包括：移动轴的移动量获取单元和旋转轴的旋转量获取单元。
移动轴的移动量获取单元用于利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量；所述移动轴为X轴、Y轴和Z轴；所述X轴和所述Y轴位于所述五轴3D打印机的机体上方，所述Z轴以所述X轴和所述Y轴交点向下并垂直于所述X轴和所述Y轴组成的平面；所述X轴、Y轴和Z轴的起始位置分别固定所述激光传感器。
旋转轴的旋转量获取单元用于利用3D位姿传感器获取旋转轴的旋转量；所述旋转轴为A轴和C轴；所述A轴和所述C轴安装在所述五轴3D打印机的承载平台上，所述A轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘的右侧，所述C轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘下方的圆柱形中；所述3D位姿传感器安装在所述接收转盘的下方。
所述实际位姿数据获取模块603还包括：激光传感器的安装位置校正单元。
激光传感器的安装位置校正单元，用于分别校正每个所述移动轴上的激光传感器的安装位置。
本发明所提供的一种五轴3D打印机位姿的监控系统，还包括：判断模块、判断结果第一确定模块和判断结果第二确定模块。
判断模块用于判断所述位姿误差是否大于误差阈值。
判断结果第一确定模块用于若所述位姿误差大于所述误差阈值，则根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤。
判断结果第二确定模块用于若所述位姿误差不大于所述误差阈值，则返回所述获取五轴3D打印机的移动指令的步骤，进行下一移动指令的执行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种五轴3D打印机位姿的监控方法，其特征在于，包括：
获取五轴3D打印机的移动指令；
根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据；
获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据；
根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差；
根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；所述位姿参数包括：所述五轴3D打印机的三个移动轴的移动量和两个旋转轴的旋转量。
2.根据权利要求1所述的一种五轴3D打印机位姿的监控方法，其特征在于，所述获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据，具体包括：
利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量；所述移动轴为X轴、Y轴和Z轴；所述X轴和所述Y轴位于所述五轴3D打印机的机体上方，所述Z轴以所述X轴和所述Y轴交点向下并垂直于所述X轴和所述Y轴组成的平面；所述X轴、Y轴和Z轴的起始位置分别固定所述激光传感器；
利用3D位姿传感器获取旋转轴的旋转量；所述旋转轴为A轴和C轴；所述A轴和所述C轴安装在所述五轴3D打印机的承载平台上，所述A轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘的右侧，所述C轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘下方的圆柱形中；所述3D位姿传感器安装在所述接收转盘的下方。
3.根据权利要求2所述的一种五轴3D打印机位姿的监控方法，其特征在于，所述利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量，之前还包括：
分别校正每个所述移动轴上的激光传感器的安装位置。
4.根据权利要求1所述的一种五轴3D打印机位姿的监控方法，其特征在于，所述根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤，之前还包括：
判断所述位姿误差是否大于误差阈值；
若所述位姿误差大于所述误差阈值，则根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；
若所述位姿误差不大于所述误差阈值，则返回所述获取五轴3D打印机的移动指令的步骤，进行下一移动指令的执行。
5.一种五轴3D打印机位姿的监控系统，其特征在于，包括：
移动指令获取模块，用于获取五轴3D打印机的移动指令；
理论位姿数据确定模块，用于根据所述移动指令确定所述五轴3D打印机的理论位姿数据；
实际位姿数据获取模块，用于获取移动后的所述五轴3D打印机的实际位姿数据；
位姿误差确定模块，用于根据所述理论位姿数据和所述实际位姿数据确定位姿误差；
调整模块，用于根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；所述位姿参数包括：所述五轴3D打印机的三个移动轴的移动量和两个旋转轴的旋转量。
6.根据权利要求5所述的一种五轴3D打印机位姿的监控系统，其特征在于，所述实际位姿数据获取模块具体包括：
移动轴的移动量获取单元，用于利用激光传感器获取对应的移动轴的移动量；所述移动轴为X轴、Y轴和Z轴；所述X轴和所述Y轴位于所述五轴3D打印机的机体上方，所述Z轴以所述X轴和所述Y轴交点向下并垂直于所述X轴和所述Y轴组成的平面；所述X轴、Y轴和Z轴的起始位置分别固定所述激光传感器；
旋转轴的旋转量获取单元，用于利用3D位姿传感器获取旋转轴的旋转量；所述旋转轴为A轴和C轴；所述A轴和所述C轴安装在所述五轴3D打印机的承载平台上，所述A轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘的右侧，所述C轴位于所述五轴3D打印机的接收转盘下方的圆柱形中；所述3D位姿传感器安装在所述接收转盘的下方。
7.根据权利要求6所述的一种五轴3D打印机位姿的监控系统，其特征在于，所述实际位姿数据获取模块还包括：
激光传感器的安装位置校正单元，用于分别校正每个所述移动轴上的激光传感器的安装位置。
8.根据权利要求5所述的一种五轴3D打印机位姿的监控系统，其特征在于，还包括：
判断模块，用于判断所述位姿误差是否大于误差阈值；
判断结果第一确定模块，用于若所述位姿误差大于所述误差阈值，则根据所述位姿误差调整所述五轴3D打印机的位姿参数，并返回所述获取所述五轴3D打印机的实际位姿数据步骤；
判断结果第二确定模块，用于若所述位姿误差不大于所述误差阈值，则返回所述获取五轴3D打印机的移动指令的步骤，进行下一移动指令的执行。
CN202011115066.7A 2020-10-19 2020-10-19 一种五轴3d打印机位姿的监控方法及系统 Pending CN112373042A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011115066.7A CN112373042A (zh) 2020-10-19 2020-10-19 一种五轴3d打印机位姿的监控方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011115066.7A CN112373042A (zh) 2020-10-19 2020-10-19 一种五轴3d打印机位姿的监控方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112373042A true CN112373042A (zh) 2021-02-19

Family

ID=74581639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011115066.7A Pending CN112373042A (zh) 2020-10-19 2020-10-19 一种五轴3d打印机位姿的监控方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112373042A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113305847A (zh) * 2021-06-10 2021-08-27 上海大学 一种建筑3d打印移动机械臂站位规划方法及系统
CN113771357A (zh) * 2021-08-13 2021-12-10 深圳市维智梅克科技有限公司 一种防止打印错位的控制装置及3d打印机
CN114987054A (zh) * 2022-06-29 2022-09-02 西安电子科技大学 一种五轴联动及阵列喷头曲面法向量打印方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103341978A (zh) * 2013-07-31 2013-10-09 磐纹科技（上海）有限公司 采用闭环控制的熔融沉积成型高速3d打印机及控制方法
CN105383056A (zh) * 2014-09-09 2016-03-09 福建海源自动化机械股份有限公司 3d打印设备
US20170021573A1 (en) * 2013-07-18 2017-01-26 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and Apparatus for Printing 3D Objects Using Additive Manufacturing and Material Extruder with Translational and Rotational Axes
CN107187058A (zh) * 2017-06-08 2017-09-22 东莞远铸智能科技有限公司 3d打印闭环控制方法、装置、3d打印机和存储介质
EP3238875A1 (en) * 2014-12-23 2017-11-01 University Of Electronic Science And Technology Of China Five-axis machine tool cutter posture and cutter tip position error synchronous detection mechanism
CN107825701A (zh) * 2017-09-12 2018-03-23 上海大学 基于五轴打印平台的无支撑3d打印方法
CN208514186U (zh) * 2018-07-24 2019-02-19 江海职业技术学院 一种数控机床精度检测装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170021573A1 (en) * 2013-07-18 2017-01-26 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and Apparatus for Printing 3D Objects Using Additive Manufacturing and Material Extruder with Translational and Rotational Axes
CN103341978A (zh) * 2013-07-31 2013-10-09 磐纹科技（上海）有限公司 采用闭环控制的熔融沉积成型高速3d打印机及控制方法
CN105383056A (zh) * 2014-09-09 2016-03-09 福建海源自动化机械股份有限公司 3d打印设备
EP3238875A1 (en) * 2014-12-23 2017-11-01 University Of Electronic Science And Technology Of China Five-axis machine tool cutter posture and cutter tip position error synchronous detection mechanism
CN107187058A (zh) * 2017-06-08 2017-09-22 东莞远铸智能科技有限公司 3d打印闭环控制方法、装置、3d打印机和存储介质
CN107825701A (zh) * 2017-09-12 2018-03-23 上海大学 基于五轴打印平台的无支撑3d打印方法
CN208514186U (zh) * 2018-07-24 2019-02-19 江海职业技术学院 一种数控机床精度检测装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113305847A (zh) * 2021-06-10 2021-08-27 上海大学 一种建筑3d打印移动机械臂站位规划方法及系统
CN113771357A (zh) * 2021-08-13 2021-12-10 深圳市维智梅克科技有限公司 一种防止打印错位的控制装置及3d打印机
CN114987054A (zh) * 2022-06-29 2022-09-02 西安电子科技大学 一种五轴联动及阵列喷头曲面法向量打印方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108534679B (zh) 一种筒形件轴线位姿的无靶标自动测量装置及方法
CN112373042A (zh) 一种五轴3d打印机位姿的监控方法及系统
US10688659B2 (en) Robot
US7130718B2 (en) Pathcorrection for an industrial robot
US9645217B2 (en) System and method for error correction for CNC machines
CN107609228B (zh) 面向并联钻床的自动钻孔方法
CN111665784B (zh) 一种基于西门子系统的空间定位误差补偿方法
CN107443382A (zh) 工业机器人结构参数误差辨识与补偿方法
JP2000046541A (ja) 測定エラ―低減方法および該方法を用いる測定機械
CN106272433B (zh) 自主移动机器人的轨迹定位系统及方法
CN108655827A (zh) 五轴数控机床空间误差辨识方法
CN111037542B (zh) 一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法
CN110757504A (zh) 高精度可移动机器人的定位误差补偿方法
CN100565407C (zh) 基于三个定位器的飞机部件位姿调整协同控制方法
CN106239510A (zh) 一种三自由度并联机器人零点标定方法
CN102601684A (zh) 基于间接测量法的高精度制孔机器人的工具参数标定方法
EP0616566A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING THE MOVEMENT AXES OF AN INDUSTRIAL ROBOT.
CN109032072B (zh) 一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法
CN101296778A (zh) 工作台的定位控制装置
CN111716355A (zh) 机器人绝对定位精度补偿系统及方法
CN102253125A (zh) 超声检测换能器位置姿态自动调整装置
JP4290116B2 (ja) 三次元形状計測機のセンサ原点のキャリブレーション方法
JPH11142139A (ja) ３次元自動計測装置用計測誤差補正方法
CN115062482B (zh) 一种考虑旋转关节定位误差的串联机器人运动学建模方法
CN107303626A (zh) 激光加工装置及激光加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210219