CN113119458B - 3d打印设备的标定系统、方法及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及3D打印技术领域，涉及一种3D打印设备的标定系统、方法及3D打印设备。所述3D打印设备包括机架以及位于机架中并设置于一打印基准面上侧预设位置的能量辐射装置，标定系统包括：标定板，设置在打印基准面上，包括分别对应能量辐射装置的多个标定区；摄像装置，设置在标定板下表面一侧的预设位置，用于在标定作业中分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以获得透射图像；移动机构，用以在标定作业中带动摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以获得透射图像，由此可在标定过程中避免标定板上表面的反光对标定作业的影响，保证标定精度，并可避免人为操作中的误差，减少标定时间、提高标定精度和效率。

Description

3D打印设备的标定系统、方法及3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印设备的标定系统、方法及3D打印设备。

背景技术

3D打印技术是一种立体实物快速成型的打印技术，主要是以数学模型为基础，以逐层打印的方式来构造实物，而目前大部分3D打印机都采用粉末或液体等形态的可粘合性材料作为原材料，在打印过程中，为了高精度固化可粘合性材料，通常在3D打印机的原材料树脂槽的上方设置刮刀装置，以便每次原材料树脂槽内固化一层原材料时，通过刮刀装置可在其上面覆盖上另一层未固化的原材料以供下次固化作业，如此往复操作刮刀装置，层层叠加原材料并固化，从而堆叠制成三维实物。

在目前的上投影(亦称顶面曝光)DLP 3D打印设备的光学标定过程中，标定摄像机和DLP光机被置于同一侧，并通过标定摄像机和DLP光机同时照射置于打印基准面上的标定板进行标定，但由于标定板通常采用反光材质的玻璃板，所述标定摄像机和DLP光机同时照射标定板，会因标定板反光的缘故给标定过程中的拍照工作带来很大干扰，致使标定操作困难或不精准。

再者，目前的3D打印机采用摄像机拍照的方法来实现对DLP光机的光学校正，拍照过程通常是人工完成。通过对比标定板上标定点位置和3D打印机投影出的标记点来完成光学校正，因此，通常要求摄像机的在XY两个方向的像素点是DLP内DMD芯片在XY两个方向的2.5倍以上。当DLP打印机的像素点很多时，例如3840×2160个像素，如果使用单个相机拍摄单幅图片(这幅图片包含了整个DLP光机投出的标记点)，需要使用像素点非常多的摄像机，这种摄像机通常价格非常昂贵。当3D打印机的像素点进一步增多时，例如7680×4320个像素(4台3840×2160光机拼接而成)，市面上很难找到像素点满足要求的摄像机。

因此，需要对DLP光机的投影区域进行划分(例如将3840×2160分成10份(5×2划分)，每份只有768×1080)，每次只拍摄一个很小区域，通过多次拍摄，之后将所有拍摄到的图像进行拼接得到一幅像素数量满足要求的图像，然后再进行光学标定。当需要拍摄的图像数量很多时，会对操作人员(生产和售后人员)带来非常大的工作压力，而且标定时间非常长，相应地，标定的精准度也会有下降。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种3D打印设备的标定系统、方法及3D打印设备，用于解决现有技术中摄像装置的设置位置和标定板的反光问题以及人工标定过程中所引起的标定操作困难或标定不精准的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种3D打印设备的标定系统，所述3D打印设备包括机架以及位于所述机架中并设置于一打印基准面上侧预设位置的能量辐射装置，所述标定系统包括：标定板，设置在所述打印基准面上，所述标定板包括分别对应所述能量辐射装置的多个标定区；摄像装置，设置在所述标定板下表面一侧的预设位置，用于在标定作业中分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得透射图像，以通过调整所述透射图像与预先获得的基准图像的差异对所述多个能量辐射装置进行标定；移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置用于装设所述摄像装置，用以在标定作业中带动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得所述透射图像。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述标定板包括对应所述能量辐射装置的上表面以及相对所述上表面的下表面；所述上表面具有可反映至下表面的多个标定点；所述上表面用于呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，所述标定图像具有期望与各该标定点对应重合的多个投射点。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述摄像装置用于在标定作业中拍摄所述标定图像中所述多个投射点在所述标定板下表面以获得透射图像，以通过调整所述透射图像中各该投射点成像的实际位置与预先获得的基准图像中各该标定点成像的基准位置之间的位置差异进行对所述能量辐射装置的标定。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述移动机构包括设置有预设运动路径的板体或架体，所述板体或架体上设置有可沿所述预设运动路径运动的预留安装位，所述预留安装位用于装设所述摄像装置。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述移动机构包括：Y轴移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置，包括Y向导轨、设置在所述Y向导轨上的Y向滑块以及用于驱动所述滑块的Y轴驱动电机；X轴移动机构，设置在所述Y轴移动机构上，包括X向导轨、设置在所述X向导轨上的X向滑块以及用于驱动所述滑块的X轴驱动电机；预留安装位，设置在所述X向滑块上用于装设所述摄像装置，用于在标定作业中带动所述摄像装置在所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机的驱动下在Y轴方向或X轴方向进行运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述预留安装位设置有可在Z轴方向升降调节所述摄像装置的Z向滑块。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，还包括控制装置，电性连接所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机，用于通过预存的标定程序依序驱动所述Y轴驱动电机及X轴驱动电机，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置沿标定路径拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，还包括驱动预留接口，用于电性连接所述控制装置。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述3D打印设备还包括设置在所述机架上用于升降运动的Z轴系统，所述Z轴系统包括：承载框，用于兼容装设所述标定板以及在3D打印作业中承载3D物件的构件板；Z轴构件，连接于所述承载框的边框，用于在打印作业中带动所述承载框升降运动；以及驱动装置，设置在所述机架中，用于在打印作业中驱动所述Z轴构件升降运动。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述标定板或构件板装设于所述承载框的四周边框的上表面上。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述承载框的至少两侧边框上设置有用于对装设于所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业的调平机构。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述Z轴构件包括两个对称的L型悬臂，所述两个对称的L型悬臂的末端连接于所述承载框的一侧边框或两侧边框。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述Z轴构件上设置有用于对所述承载框进行调平作业的调平机构。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述承载框的内侧具有用于兼容装设所述标定板及所述构件板的台阶结构。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述台阶结构包括用于装设所述标定板的第一台阶，以及用于装设所述构件板的第二台阶，所述第二台阶低于所述第一台阶。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述标定板为透光材质，所述标定板的上表面覆有半透光膜，所述半透光膜上镂刻有多个孔以构成多个标定点。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述标定板为半透光板，所述半透光板设置有多个透光孔或多个透光窗，所述多个透光孔或多个透光窗构成多个标定点。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述多个标定区中每两个相邻标定区具有至少一列或至少一行共用标定点。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置包括DLP光机装置。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述基准图像是所述能量辐射装置向所述标定板上表面投射预设亮度的纯色画面，并由所述摄像装置自所述标定板下表面拍摄的透射图像获取的。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述基准图像是通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照，并由所述摄像装置自所述标定板下表面拍摄的透射图像获取的。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述摄像装置包括相机或摄像机。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述机架具有一容器，移动机构位于所述容器的下侧位置，在标定作业时，拆卸所述容器并在所述移动机构装设所述摄像装置；在非标定作业时，拆卸所述摄像装置并装设所述容器。

本申请的第二方面还提供一种3D打印设备的标定方法，所述3D打印设备包括机架以及位于所述机架中并设置于一打印基准面上侧预设位置的能量辐射装置，所述标定方法包括以下步骤：在所述打印基准面上设置一上表面布设有多个标定点的标定板，并使所述标定板的上表面与所述能量辐射装置相对应；以及在所述机架底部一侧的预设位置设置一移动机构，并在所述移动机构上装设一摄像装置，所述标定板包括分别对应每一所述能量辐射装置的多个标定区；令一光源照射所述标定板的上表面；令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅基准图像；令所述能量辐射装置向所述标定板的上表面中的各所述标定区投射标定图像；令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像；通过调整每一标定区相对应的透射图像与基准图像的差异对所述多个能量辐射装置进行标定。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述令一光源照射所述标定板的上表面的步骤中，通过所述多个能量辐射装置向所述标定板上表面投射预设亮度的纯色画面以照射所述标定板的上表面。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述令一光源照射所述标定板的上表面的步骤中，通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照以照射所述标定板的上表面。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像的步骤包括：令所述摄像装置拍摄第一标定区，获得第一透射图像；依据所述标定板中第一标定区的标定点的物理坐标计算以获得所述第一透射图像中标定点成像的特征点的特征坐标；依据所述特征坐标确定所述摄像装置每次的移动距离，以便所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述多幅透射图像中每两个相邻透射图像具有至少一列或至少一行共用标定点。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置包括DLP光机装置。

本申请的第三方面还提供一种3D打印设备，包括：机架；容器，可拆卸地设置在所述机架中，用于盛放光固化材料；Z轴系统，设置在所述机架中，包括一Z轴构件、连接所述Z轴构件的承载框以及用于驱动所述Z轴构件升降运动的驱动装置，所述承载框用于兼容装设一在标定作业中使用的标定板以及在3D打印作业中承载3D物件的构件板；能量辐射装置，设置于所述容器上侧的预设位置，被配置为在打印作业中，接收到打印指令时通过控制程序向位于所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化所述打印基准面上的光固化材料；或者在标定作业中，通过控制程序向位于所述打印基准面投射至少一副标定图像；移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置用于装设一摄像装置，用以在标定作业中带动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得所述透射图像。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述移动机构包括设置有预设运动路径的板体或架体，所述板体或架体上设置有可沿所述预设运动路径运动的预留安装位，所述预留安装位用于装设所述摄像装置。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述移动机构包括：Y轴移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置，包括Y向导轨、设置在所述Y向导轨上的Y向滑块以及用于驱动所述滑块的Y轴驱动电机；X轴移动机构，设置在所述Y轴移动机构上，包括X向导轨、设置在所述X向导轨上的X向滑块以及用于驱动所述滑块的X轴驱动电机；预留安装位，可升降调节地设置在所述X向滑块上用于装设所述摄像装置，用于在标定作业中带动所述摄像装置在所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机的驱动下在Y轴方向或X轴方向进行运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述预留安装位设置有可在Z轴方向升降调节所述摄像装置的Z向滑块。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，还包括控制装置，电性连接所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机，用于通过预存的标定程序依序驱动所述Y轴驱动电机及X轴驱动电机，以令装设于所述安装机构上的摄像装置沿标定路径拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，还包括驱动预留接口，用于电性连接所述控制装置。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述标定板或构件板装设于所述承载框的四周边框的上表面上。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述承载框的至少两侧边框上设置有用于对装设于所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业的调平机构。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述Z轴构件包括两个对称的L型悬臂，所述两个对称的L型悬臂的末端连接于所述承载框的一侧边框或两侧边框。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述Z轴构件上设置有用于对所述承载框进行调平作业的调平机构。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述承载框的内侧具有用于兼容装设所述标定板及所述构件板的台阶结构。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述台阶结构包括用于装设所述标定板的第一台阶，以及用于装设所述构件板的第二台阶，所述第二台阶低于所述第一台阶。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置包括DLP光机装置。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述移动机构位于所述容器的下侧位置，在标定作业时，拆卸所述容器并在所述移动机构装设所述摄像装置；在非标定作业时，拆卸所述摄像装置并装设所述容器。

如上所述，本申请的3D打印设备的标定系统、方法及3D打印设备，具有以下有益效果：本申请在标定过程中，摄像装置和能量辐射装置被配置在标定板的不同侧，使摄像装置在标定过程中不会对能量辐射装置辐射面造成阻挡，提高了标定效率。并且，本申请通过在标定板的上表面呈现能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，同时利用所述摄像装置拍摄所述标定图像中所述多个投射点在所述标定板下表面的成像以获得透射图像，从而避免了标定板上表面的反光对标定作业的影响，保证标定精度。另外，本申请通过移动机构来对摄像装置的位置进行调整，使其能够拍摄到标定板中的各标定区，避免了人为操作中的误差，同时减少标定时间、提高标定精度和效率。

附图说明

图1显示为本申请中3D打印设备的标定系统在一实施方式中的结构示意图。

图2显示为本申请中的标定板在一实施方式中的结构示意图。

图3显示为本申请中的承载框在一实施方式中的结构示意图。

图4显示为本申请中的承载框在另一实施方式中的结构示意图。

图5显示为本申请中的安装框体在一实施方式中的结构示意图。

图6显示为本申请中的Z轴机构在一实施方式中的结构示意图。

图7a、图7b显示为本申请中所述Z轴机构与所述承载框安装一体后在一实施方式中的结构示意图。

图7c、图7d显示为本申请中所述Z轴系统在一实施方式中的结构示意图。

图8显示为本申请在一实施例中的能量辐射装置在标定作业时透射的一副标定图像。

图9显示为本申请的摄像装置在一实施例中拍摄的标定板下表面的实景图像。

图10显示为本申请中3D打印设备的标定方法在一实施方式中的示意图。

图11显示为本申请中包括多个标定区的标定板在一实施方式中的示意图。

图12a显示为本申请中的移动机构在一实施方式中的结构示意图。

图12b显示为本申请图12a中的A部放大图。

图12c显示为本申请图12a中的B部放大图。

图13显示为本申请中包括多个标定区的标定板在另一实施方式中的示意图。

图14a显示为本申请中控制装置的连接关系在一实施方式中的示意图。

图14b显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图。

图14c显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图。

图15显示为本申请中3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种装置，但是这些装置不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个装置与另一个装置进行区分。例如，第一台阶可以被称作第二台阶，并且类似地，第二台阶可以被称作第一台阶，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一台阶和台阶均是在描述一个台阶，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个台阶。相似的情况还包括第一螺孔与第二螺孔。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

诚如背景技术中所述，目前的3D打印设备的光学标定过程中，玻璃材质的标定板位于下方构件板上，而标定用的摄像机和光机均位于上方，且在标定过程中摄像机的位置处于光机与标定板之间。因此在标定过程中，一方面在光机投射的过程中，光线在标定板的玻璃表面会出现较为严重的反光，对标定点造成污染，影响标定精度；另一方面摄像机在拍摄过程中会挡住光机投出的光，需要频繁地调整摄像机的位置和角度，使得标定过程的操作变得复杂化。

另外，目前在针对投射出的像素点较多的光机的标定方法中，普遍采用人工标定的方式，将光机所投射的幅面或幅点划分成多个区域，并分别对每一区域进行拍摄。再将拍摄的多幅图像拼接为一幅后进行标定。在此过程中不但耗费人力且容易产生误差，影响标定精度和效率。

有鉴于此，本申请提供一种3D打印设备的标定系统，在以下提供的实施例中，本申请的3D打印设备的标定系统包括：标定板、摄像装置、以及移动机构。

应当理解，所述3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以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。在打印时，首先对所述数字模型文件进行处理以实现向3D打印设备导入待打印的3D构件模型。在此，所述3D构件模型包括但不限于基于CAD构件的3D构件模型，其举例为STL文件，控制装置对导入的STL文件进行布局及切层处理。所述3D构件模型可通过数据接口或网络接口导入到控制装置中。所导入的3D构件模型中的实体部分可以为任意形状，例如，所述实体部分包括牙齿状、球状、房屋状、齿状、或带有预设结构的任意形状等。其中，所述预设结构包括但不限于以下至少一种：腔体结构、包含形状突变的结构、和对于实体部分中轮廓精度有预设要求的结构等。

3D打印设备通过对光固化材料进行逐层曝光固化并累积各固化层的方式打印3D构件，具体的光固化快速成型技术的工作原理为：使用光固化材料作为原料，在计算机控制下，能量辐射装置(例如为紫外光、激光等)照射按各分层截面或轮廓进行逐层曝光或扫描，与位于辐射区域内的树脂薄层产生光聚合反应后固化，形成制件的一个薄层截面。当一层固化完毕后，工作台向下移动一个层厚，在刚刚固化的树脂表面又覆上一层新的光固化材料以便进行循环曝光或扫描。新固化后的一层牢固地粘接在前一层上，如此反复，层层堆积，最终形成整个产品原型。所述光固化材料通常指经光(例如为紫外光、激光等)照射后会形成固化层的材料，其包括但不限于：光敏树脂、或光敏树脂与其他材料的混合液等。所述其他材料例如为陶瓷粉、色料等。

本申请所涉及的标定系统为3D打印设备在执行打印任务前使用的标定系统，即利用标定板上的标定点以及能量辐射装置所投射出的幅面或幅点对3D打印设备的能量辐射装置进行标定，使3D打印设备的能量辐射装置的幅面或幅点能够在工作过程中投射在理想位置，从而提高打印精度和打印质量。

所述3D打印设备可以为顶面投影或顶面曝光3D打印设备，例如顶面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为由顶面激光器进行激光光斑扫描的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，换言之，即3D打印设备的光学系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)顶面并面向所述容器的顶面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

在DLP设备中，所述能量辐射装置举例包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器顶面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明顶部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

对于顶面曝光的SLA设备来说，所述能量辐射装置包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

在一个示例性的实施例中，请参阅图1，其显示为本申请中3D打印设备的标定系统在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述3D打印设备包括机架16、以及位于所述机架16中并设置于一打印基准面上侧预设位置的能量辐射装置11，所述标定系统包括：标定板13、摄像装置(未予以图示)、以及移动机构17。其中，所述标定板13设置在打印基准面上，所述标定板包括分别对应所述能量辐射装置的多个标定区。所述摄像装置14设置在所述标定板下表面一侧的预设位置。所述摄像装置举例包括但不限于为：相机或摄像机等。在本申请中，所述能量辐射装置11和摄像装置分别位于标定板13的上、下两侧。所述移动机构设置在所述机架底部一侧的预设位置并用于装设所述摄像装置，从而在标定作业中带动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。

应当理解，所述打印基准面是指待成型材料的可固化表面。在顶面曝光(上辐射)的基于SLA的3D设备中，所述打印基准面相距激光器出射位置的距离是基于光学系统所辐射光束的光斑尺寸而确定的，在顶面曝光的基于DLP的3D打印设备中，所述打印基准面相聚DLP光机出射位置的距离是基于DLP光机的焦距确定的；在基于DLP和SLA的打印设备中所述打印基准面是待成型材料的水平面，通常情况下，所述打印基准面位于容器中，在一些实施例中，所述打印基准面位于容器中盛放的树脂液的液面上。在另一些实施例中，所述打印基准面还可能位于液面以下的某个位置。在本实施例中，在标定作业时的打印基准面即位于在打印作业时的打印基准面相应物理位置处，所述物理位置不因所述容器的位置而改变。

应当理解，在一些实施方式中，所述能量辐射装置11的幅面较大或幅点较多时，比如单个大幅面的能量辐射装置，或者由多个能量辐射装置共同辐射拼接成一个较大的幅面(比如图1中所示的实施例中由4个DLP光机组成的能量辐射装置)，因此需要将能量辐射装置11的投影区域划分成多个子投影区域进行逐个区域的标定，相应的，所述标定板的多个标定区的各标定区分别与多个子投影区域的各子投影区域一一对应。在实际的标定作业中，为减小标定的误差，每两个相邻的标定区具有至少一行或者至少一列的重合标定点，使得例如标定相机的摄像装置在摄取这些标定区的画面时，可通过复用相邻标定区中的某一行(或多行)或某一列(或多行)的标定点以减少移动过程中的标定误差。

在一个示例性的实施例中，请参阅图11，其显示为本申请中包括多个标定区的标定板在一实施方式中的示意图。如图所示，在本实施例中以4×4为一标定区，即每个标定区中具有四行四列共16个标定点，相邻的两个标定区M1与M2之间、M2与M3之间均具有一行共用标定点；M4、M5之间具有一列共用标定点。应当理解，在本实施例中，所述多个标定区中每两个相邻标定区应当具有至少一列或至少一行共用标定点，在此不在图中一一示出。

在一个示例性的实施例中，请参阅图2，其显示为本申请中的标定板在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述标定板13包括一上表面1302以及相对所述上表面1302的下表面1303，所述上表面1302具有可反映至下表面1303的多个标定点1301。其中，所述反映表示上表面1302中的多个标定点1301在下表面1303可见，即当摄像装置14在对所述标定板13的下表面1303进行拍摄时，可以拍摄到所述标定板上表面1302上的标定点1301或标定点1301透过标定板的成影。所述标定板的上表面1302用于呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，所述标定图像具有期望与各所述标定点对应重合的多个投射点，诚如图8所示，图8显示为本申请在一实施例中的能量辐射装置在标定作业时透射的一副标定图像，如图所示，图像中黑色背景下显示的白色亮点即为投射点，在标定作业中，这些投射点期望与各所述标定点对应重合。所述的期望是指每一个投射点被设置为与标定板上的标定点具有唯一对应的关系。

在一些实施方式中，所述摄像装置14预先对所述标定板下表面拍摄以获取基准图像。在此，通过向所述标定板的上表面投射预设亮度的光照或画面，所述标定板上表面的标定点可透射(显现)或反映至下表面从而被摄像装置拍摄，该被拍摄到的图像即为基准图像，所述基准图像中显示有各标定点成像的基准位置。其中，所述预设亮度的光照或画面可通过能量辐射装置或外置光源以实现。

在一种实施例中，例如通过所述能量辐射装置向所述标定板的上表面投射预设亮度的纯色画面，例如令DLP光机向所述标定板的上表面投射白色的纯色画面，使得标定板的上表面被照亮，进而其上表面的标定点可透射或反映至下表面从而被摄像装置拍摄到；当然，基于不同的实施状态，DLP光机向所述标定板的上表面投射的纯色画面也可以为预设亮度的黄色、红色、蓝色等。

在另一种实施例中，又如通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照，所述外置光源举例包括日光灯、手电筒、台灯等可照射到所述标定板上表面的光源，使得标定板的上表面被照亮，进而其上表面的标定点可透射或反映至下表面从而被摄像装置拍摄到。当然，在光照条件好的情况下，也可能存在不需要外置光源的情况。

为利于理解，在实施例中提供了所述被摄像装置拍摄到的标定板的下表面的图像，例如图9所示，图9显示为本申请的摄像装置拍摄的标定板下表面的实景图像，所述实景图像中在白色背景下呈现的黑点即为标定板上表面透射或显现或反映至下表面的标定点。

所述基准图像中各标定点成像的基准位置用以与标定作业中透射图像内各投射点的位置进行比较，从而对例如为DLP光机的所述能量辐射装置进行标定。其中，所述透射图像是所述摄像装置14在标定作业中拍摄所述标定图像中多个投射点在所述标定板下表面的成像而获得的。在此，通过调整所述透射图像中各该投射点成像的实际位置与基准图像中各该标定点成像的基准位置之间的位置差异进行对所述能量辐射装置的标定。

应当理解，所述透射图像中具有多个投射点，每一投射点均与基准图像中一标定点的位置唯一对应，当对应的投射点与标定点之间具有间距时，可通过调整能量辐射装置以消除间距，从而对能量辐射装置进行标定；当所述多个投射点与所述多个标定点一一重合时，则表示标定完成。

在一实施方式中，所述标定板13为透光材质，所述标定板13的上表面1302镂刻有多个孔以构成所述多个标定点1301。或者在另一实施方式中，还可通过在所述标定板13的上表面1302涂覆多个点状图案以构成所述多个标定点1301。其中，所述透光材质包括但不限于：玻璃，聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚苯乙烯(Polystyrene，PS)或丙烯腈-苯乙烯树脂(acrylonitrile-styrene copolymer，AS)或聚甲基丙烯酸甲酯(poly methylmethacrylate，PMMA)等。

所述标定板13的上表面覆有半透光膜，从而可呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像。其中，所述半透光膜的材质包括但不限于为：白纸，或者具有漫反射功能的材料，比如塑料板等。

在一些实施方式中，所述标定板上表面1302的标定点1301与所述标定图像中的投射点可以不同颜色显示，从而便于将标定点与投射点比较以对所述能量辐射装置进行标定。例如：可在所述标定板上表面1302涂覆黑色的标定点1301，当拍摄基准图像时，令所述能量辐射装置或外置光源向所述标定板13投射一白色(或其他相对于黑色对比度高的颜色)的纯色画面，由此摄像装置14可从所述标定板13的下表面拍摄到一白底黑点的基准图像(呈如图9所示的图像)；在拍摄透射图像时，使所述能量辐射装置投射黑底白点(所述白点即为投射点)的标定图像(呈如图8所示的图像)，所述黑底白点的标定图像可在半透光膜上呈现，所述摄像装置14拍摄该标定图像在所述半透光膜上的成像以获取透射图像，从而可通过比对基准图像中黑色的标定点以及透射图像中的白色投射点来对所述能量辐射装置进行调整以实现标定作业。

在一个示例性的实施例中，请继续参阅图1，所述3D打印设备还包括设置在所述机架上用于升降运动的Z轴系统12，用于在打印作业中在Z方向(即通常理解的垂直方向)进行升降运动，以在其构件板上堆叠固化层以实现3D物件的成型。图7c和图7d显示为本申请的Z轴系统在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述Z轴系统12包括：承载框122、Z轴构件121、以及驱动装置124。

其中，所述承载框122用于装设所述标定板或构件板，换言之，所述标定板和构件板分时共享(分时共用)一个承载结构，在不同的需求下，承载固定不同的板(标定板或构件板)；所述Z轴构件连接于所述承载框的边框，用于在打印作业中带动所述承载框升降运动；所述驱动装置设置在所述机架中，所述驱动装置连接所述Z轴构件，用于在打印作业中驱动所述Z轴构件升降运动，所述驱动装置例如为驱动电机等。

在一个示例性的实施例中，所述承载框122用于装设所述标定板或在3D打印作业中承载3D物件的构件板。即，在需要标定的情况下，所述承载框122用于装设所述标定板；在需要打印的情况下，所述承载框122用于装设3D打印作业中承载3D物件的构件板。

在可能的实施方式中，所述承载框为矩形中空结构，所述矩形中空结构的承载框可在装设所述标定板或构件板的同时通过中空结构将标定板或构件板暴露。在标定作业中，当通过摄像装置拍摄所述标定板的下表面时不会被遮挡，从而对标定板的下表面完整地取景，保证标定的效率；同时在打印作业中，光固化材料可通过中空结构流通至构件板，从而不影响3D构件的成型。所述承载框通过框体外侧连接所述Z轴机构。定义所述承载框面向所述能量辐射装置的一面为上表面、相对于上表面的一面为下表面，在一实施例中，所述标定板或构件板装设于所述承载框的四周边框的上表面上。

在一个示例性的实施例中，所述承载框的内侧具有用于装设所述标定板或所述构件板的台阶结构。

在一些实施方式中，所述台阶结构为形成于所述承载框的框体四周内壁的一圈凸起结构，所述凸起结构形成的框体围设的面积小于所述标定板和构件板的面积，由此可承载所述标定板或构件板。在另一些实施方式中，所述台阶结构为形成于所述承载框的框体四周内壁的若干凸块(即不是一个连续的长条，是承载框内壁的一圈设置的多个凸块组成的结构)，从而可将所述标定板或构件板限位在所述承载框内。

在一个示例性的实施例中，请参阅图3，其显示为本申请中的承载框在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述承载框的内侧具有用于装设所述标定板或所述构件板的第一台阶1221结构。在标定作业中，所述第一台阶结构可用于装设标定板；在非标定作业中，可将所述标定板取出并装设所述构件板。

在一个示例性的实施例中，所述标定板及构件板的大小不一致，无法在同一位置被安装，为此，请参阅图4，其显示为本申请中的承载框在另一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述承载框的内侧具有用于兼容装设所述标定板及所述构件板的台阶结构，即：第一台阶1221以及第二台阶1222。其中，所述第二台阶1222的位置低于所述第一台阶1221，即第一台阶1221为上台阶，第二台阶1222为下台阶，所述第一台阶1221用于放置所述标定板，所述第二台阶1222用于放置所述构件板，从而可同时将构件板及标定板装设于所述承载框中。在标定作业中，可将所述构件板取出，仅在第一台阶1221处装设所述标定板，以避免构件板对标定板的遮挡而影响标定精度；在非标定作业中，可将所述标定板取出，仅在第二台阶1222处装设所述构件板，以在所述构件板上成型打印的3D物件。

应当理解，上述实施例仅用于对本申请中承载框台阶结构的说明而非限制，在实际的应用中，所述台阶结构的形状以及第一台阶、第二台阶的位置均可根据实际需求而被配置。

在一个示例性的实施例中，为使所述标定板和构件板在标定作业及打印作业中保持水平，所述承载框的至少两侧边框上设置有用于对装设于所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业的调平机构，在具体的实施方式中，所述调平机构至少为三个，以确保一个对平面的调平。

在可能的实施方式中，在所述承载框的框体两侧设有第一螺孔，对应地，在所述标定板及构件板的两侧也具有对应的第二螺孔。当所述标定板或构件板装设在所述承载框上时，各所述第一螺孔的位置与各所述第二螺孔的位置对应，从而可通过锁紧螺丝1235穿过第一螺孔和第二螺孔，从而调整所述标定板或构件板相对于所述承载框的高度，由此调整标定板或构件板的水平度。例如，当标定板或构件板的一侧高而另一侧低时，可调整高侧的高度度使该侧下降以降低水平位置。在一些实施方式中，在调平过程中还可在所述承载框的顶面放置一水平仪，从而辅助对所述标定板或构件板调平。调平作业完成后，再藉由另外的固定手段将标定板或构件板固定在所述承载框上，例如通过另外设置螺丝螺孔的螺锁方式(例如图7b中1236所示的位置表示为固定螺丝的位置)，或者另设卡扣结构的卡合装置等。

应当理解，上述实施例中以框体两侧设有第一螺孔为例，在实际的应用中，基于上述方案，也可在所述框体的三侧及四侧设置所述第一螺孔以对所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业，由于原理相似，故在此不一一详述。

在一个示例性的实施例中，请参阅图6，其显示为本申请中的Z轴机构在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述Z轴构件121包括两个对称的L形悬臂1212，所述两个对称的L形悬臂1212的末端具有用于与所述承载框连接的螺孔1211，所述L形悬臂1212的末端通过螺丝与所述承载框的一侧边框连接。在另一些实施方式中，所述L形悬臂Z轴构件121的两个L形悬臂1212还可配置为分别与所述承载框的一侧边框连接，从而使Z轴构建与所述承载框的两侧边框连接。

在一些实施方式中，所述Z轴构件上还设置有用于对所述承载框进行调平作业的调平机构。

在一个示例性的实施例中，所述Z轴构件固定连接所述承载框。所述Z轴构件包括两个互相独立的L形悬臂，可以通过调节所述两个L形悬臂的相对高度调节所述承载框的水平度。

在一个示例性的实施例中，所述Z轴构件通过一转轴连接所述承载框，从而可利用转轴调节所述承载框的水平度。在一些情况下，所述L形悬臂1212的两根连杆之间通过转轴铰接，从而可使两根连杆之间的角度可以被调整，由此利用L形悬臂1212上的转轴调节所述承载框的水平度。

在一个示例性的实施例中，所述Z轴构件121还包括一安装框体，所述安装框体的上表面用于安装所述承载框。请参阅图5，其显示为本申请中的安装框体在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述安装框体123的上表面具有安装孔1234以及调平孔1233。其中，所述安装孔1234设置在所述承载框的四周上表面，用于与所述承载框通过螺丝连接；所述调平孔1233均布在所述承载框的四角上，用于通过锁紧螺丝的螺纹旋入度对所述承载框调平。所述安装框体123的侧面具有用于与所述L形悬臂1212连接的安装槽1231，在所述安装槽1231内还开设有锁紧孔1232，所述安装框体123的锁紧孔1232通过锁紧螺丝与所述L形悬臂1212连接。在一些实施方式中，所述安装槽1231的形状与所述L形悬臂1212端面的形状相同以使L形悬臂1212的端部能够局部容纳在安装槽1231内，从而增加连接强度。在本实施例中，请参阅图7a及图7b，显示为本申请中所述Z轴机构与所述承载框安装一体后在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述L形悬臂1212连接于所述安装框体123的侧边，所述承载框122连接于所述安装框体123的上表面，通过调整锁紧螺丝对所述承载框调平，从而调整所述承载框内构件板或标定板的水平度。

在一个示例性的实施例中，请继续参阅图1，所述机架具有一容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)，所述容器跨设在所述移动机构上部。在标定作业时，可拆卸所述容器并在所述移动机构的预留安装位中装设所述摄像装置，避免在标定作业中所述容器对摄像装置的视觉影响；在非标定作业(如打印作业)时，拆卸所述摄像装置并安装所述容器，以便在所述容器内容纳光固化材料。

在一个示例性的实施例中，请参阅图12a～图12c，其显示为本申请中的移动机构在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述移动机构17包括X轴移动机构171、Y轴移动机构172、以及预留安装位173。

所述Y轴移动机构172设置在机架底部一侧的预设位置，所述Y轴移动机构172包含Y向导轨1721、Y向滑块1722、以及Y轴驱动电机1723，所述Y向滑块1722设置在所述Y向导轨1721上从而可在Y向导轨1721上移动。其中，所述Y向导轨1721举例为设置在Y方向上的轨道，所述Y向滑块1722对应举例为设在所述轨道上的滑块，所述滑块受Y轴驱动电机1723控制在Y向导轨1721移动。其中，所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机、直线电机等，当然，在不同的实施例中，也可以采用伸缩气缸控制可以驱动滑块在相应导轨移动。

所述X轴移动机构171设置在所述Y轴移动机构172上，具体地说，所述X轴移动机构171是设置在所述Y轴移动机构172的Y向滑块1722上，由此借由Y轴移动机构172来调整所述X轴移动机构171在Y轴方向上的位置。所述X轴移动机构171包含X向导轨1711、X向滑块1712、以及X轴驱动电机1713，所述X向滑块1712设置在所述X向导轨1711上从而可在X向导轨1711上移动。其中，所述X向导轨1711举例为设置在X方向上的轨道，所述X向滑块1712对应举例为设在所述轨道上的滑块，所述滑块受X轴驱动电机1713控制在X向导轨1711移动。其中，所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机、直线电机等，当然，在不同的实施例中，也可以采用伸缩气缸控制驱动滑块在相应导轨移动。

所述预留安装位173用于安装摄像装置14，以便在标定作业中使所述摄像装置14与所述X轴移动机构171保持同步运动，从而利用Y轴移动机构172控制所述摄像装置14在Y向上的位置、以及利用X轴移动机构171控制所述摄像装置14在X向上的位置，使所述摄像装置能够行进至各标定区的相应位置以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。所述预留安装位包括但不限于：形成于所述X向滑块1712上的安装孔，或者设置于所述X向滑块1712上的安装座。

在上述实施例中，所述X轴移动机构171以及Y轴移动机构172均分别包括导轨、滑块、以及驱动电机，并由此实现相应方向的移动。在另一实施例中，所述X轴移动机构171以及Y轴移动机构172还可分别包括导轨、同步带机构、以及驱动电机。其中，移动机构通过同步带机构驱动而沿导轨滑移，此外，移动机构还可以外接磁栅尺以作为位置传感器提供更精准的光感应装置在所述打印基准面中的位置信息。所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机。在又一实施例中，所述移动机构也可以例如包括丝杆、螺母以及安装梁，其中，螺母可在丝杆上移动，安装梁横跨在所述机架底部且两端设置在各移动部件上。所述丝杆受驱动电机控制转动以使得螺母在相应丝杆上直线移动。其中，所述驱动电机包括但不限于步进电机或伺服电机等。所述丝杆例如为滚珠丝杠。

在一个示例性的实施例中，所述移动机构包括设置有预设运动路径的板体或架体，所述板体或架体上设置有可沿所述预设运动路径运动的预留安装位，所述预留安装位用于装设所述摄像装置，以便在标定作业中使所述摄像装置14能够行进至各标定区的相应位置以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。

例如在一个示例性的实施例中，在所述板体上具有预设的滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述滑块可沿所述滑槽运动至对应所述标定板上的各标定区所在的位置，所述预留安装位被配置于所述滑块上，用于在装设了摄像装置的情况下，可带动所述摄像装置滑移到每一个标定区对应进行拍摄；当然，为利于所述摄像装置在每一个标定区合适的位置实现精准的拍摄，所述滑槽对应每个标定区的位置设置有定位部，所述定位部例如为卡槽或突起等可以实现定位或限位的结构。

又如在另一个示例性的实施例中，在一由若干杆体搭设成的架体中，具有若干由杆体的纵横布置而形成的轨道，所述轨道内设有滑块，所述滑块可沿所述轨道运动至对应所述标定板上的各标定区所在的位置，所述预留安装位被配置于所述滑块上。在本实施例中，所述预留安装位包括但不限于：形成于所述滑块上的安装孔，或者设置于所述滑块上的安装座，用于在装设了摄像装置的情况下，可带动所述摄像装置滑移到每一个标定区对应进行拍摄；当然为利于所述摄像装置在每一个标定区合适的位置实现精准的拍摄，所述滑块对应每个标定区的位置设置有定位部，所述定位部例如为卡槽或突起等可以实现定位或限位的结构。

在一个示例性的实施例中，为保证摄像装置的镜头与标定板之间的距离以使摄像装置拍摄的图像具有较高的清晰度，在所述预留安装位处设置有可在Z轴方向升降调节所述摄像装置焦距的Z向滑块。在一实施方式中，所述Z向滑块包括：用于在Z向(即通常理解的垂直方向)上调节高度的伸缩装置、以及用于安装所述摄像装置的安装座。所述伸缩装置底部与所述移动机构连接，例如所述伸缩装置底部的安装面可与所述移动机构X轴移动机构171的X向滑块1712顶部通过螺丝或焊接固定连接等。所述伸缩装置顶部与所述安装座连接，从而可将摄像装置设置在所述安装座上并通过伸缩装置使所述摄像装置在Z向上移动。所述伸缩装置包括但不限于：螺纹伸缩杆、伸缩式液压缸。

在可能的实施方式中，所述安装座上具有夹持机构，用于将所述摄像装置可拆卸式地固定在所述安装座上。从而在非标定作业过程中，可将所述摄像装置拆除；在标定作业过程中，将所述摄像装置通过夹持机构固定在所述安装座上，以便通过移动机构调整所述摄像装置在X向和Y向上的位置，进而对所述各标定区所在标定板的下表面进行拍摄。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备的标定系统还包括控制装置。在一实施方式中，请参阅图14a，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一实施方式中的示意图。

在此，所述控制装置例如为控制板卡(布设有电子器件的电路板)，所述控制板卡包括存储单元、处理单元、和驱动预留接口单元19。其中，所述存储单元包含非易失性存储器、易失性存储器等。其中，所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述存储单元通过系统总线与处理单元连接在一起。所述处理单元包含CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述驱动预留接口单元19包括多个驱动预留接口，各所述驱动预留接口分别电性连接如Y轴驱动电机1723、X轴驱动电机1713、摄像装置、能量辐射装置等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据或驱动工作的装置。所述装置还包括以下至少一种：提示装置、人机交互装置等。所述驱动预留接口单元19根据所连接的装置而确定其接口类型，其包括但不限于：通用串行接口、视频接口、工控接口等。例如，所述驱动预留接口包括：USB接口、HDMI接口、Ethernet接口和RS232接口，其中，USB接口和RS232接口均有多个，USB接口可连接人机交互装置等，Ethernet接口用于连接摄像机，进行通讯和数据传输，RS232接口连接Y轴驱动电机1723和X轴驱动电机1713，HDMI接口连接能量辐射装置等。其中，所述控制装置可独立于所述3D打印设备的标定系统而设置，并通过各驱动预留接口19连接各装置，进而使得所述控制装置18不必要常态地设置在所述3D打印设备上，而在需要对能量辐射装置进行标定的时候通过各该驱动预留接口单元电性连接在3D打印设备上即可。

在一实施方式中，请参阅图14a，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一实施方式中的示意图，所述控制装置中的存储单元中存储有标定程序。所述标定程序中包括对所述Y轴驱动电机及X轴驱动电机的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、以及Y轴驱动电机1723，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置在Y轴驱动电机1723及X轴驱动电机1713的带动下沿标定路径拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在另一实施方式中，请参阅图14b，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图，所述控制装置中的存储单元中存储有标定程序。所述标定程序中包括对所述Y轴驱动电机、X轴驱动电机、以及摄像装置的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、Y轴驱动电机1723、以及摄像装置14，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置Y轴驱动电机及X轴驱动电机的带动下沿标定路径移动，并依据程序设置拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在再一实施例中，请参阅图14c，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图，所述标定程序中还可以包括对所述Y轴驱动电机、X轴驱动电机、摄像装置、以及能量辐射装置等的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、Y轴驱动电机1723、摄像装置14、以及能量辐射装置11，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置Y轴驱动电机及X轴驱动电机的带动下沿标定路径移动，并依据程序设置拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面，以及控制所述能量辐射装置在标定作业中依据程序控制投射标定图像。应当理解，为对每一标定区进行拍摄，所述标定程序中包括了每一标定区的拍摄次序，进一步地，为依据所述拍摄次序对各标定区进行拍摄，所述控制装置控制所述Y轴驱动电机与X轴驱动电机协调工作，以确定每一个拍摄步骤中Y轴驱动电机与X轴驱动电机的驱动时机，比如驱动的先后顺序或同时驱动、以及每一个拍摄步骤中在Y向与X向所需行进的距离(所述Y向与X向所需行进的距离分别由Y轴驱动电机与X轴驱动电机实现)，从而生成标定路径。并且，所述控制装置还进一步确定在对每个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄时，所述能量辐射装置以及摄像装置的控制顺序。

在此，所述控制装置在接收到标定指令后，调用所述处理单元执行所述标定程序，从而驱动所述Y轴驱动电机以及X轴驱动电机根据标定路径带动所述摄像装置移动，并控制能量辐射装置投射标定图像或基准图像、以及控制摄像装置拍摄透射图像或基准图像。

在一实施方式中，所述控制装置先控制所述能量辐射装置投射一纯色的预设亮度的画面，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第一标定区的基准图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第二标定区的基准图像，由此依序完成对整个标定板所有标定区对应的标定板的下表面的拍摄后，将所有标定区的基准图像按照各标定区的位置拼接，得到对应整个标定区的整幅基准图像。然后，所述控制装置控制所述能量辐射装置投射标定图像，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第一个标定区所呈现的透射图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第二个标定区所呈现的透射图像，由此依序拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以得到在每一个标定区所呈现的各透射图像，将所述各透射图像按照各标定区的位置拼接后，得到整幅透射图像。将整幅基准图像与整幅透射图像比较后，即可对所述能量辐射装置进行标定。应当理解，在本实施方式中为先获取基准图像再获取透射图像，在一些情况下也可以先获取透射图像再获取基准图像，其原理与本实施方式相似故不再赘述。

在另一实施方式中，所述控制装置先控制所述能量辐射装置投射一纯色的预设亮度的画面，并控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第一标定区的基准图像；然后，所述控制装置控制所述能量辐射装置投射标定图像，并控制所述摄像装置对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第一个标定区所呈现的透射图像。接着，所述控制装置再控制所述能量辐射装置投射一纯色的预设亮度的画面，并控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第二标定区的基准图像；然后，所述控制装置控制所述能量辐射装置投射标定图像，并控制所述摄像装置对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第二个标定区所呈现的透射图像。由此，所述摄像装置依序拍摄整个标定板所有标定区对应的标定板的下表面以得到每一标定区所呈现的基准图像，从而将所有标定区的基准图像按照各标定区的位置拼接后，得到对应整个标定区的整幅基准图像，并将在各标定区所呈现的各透射图像按照各标定区的位置拼接后，得到整幅透射图像。最后将整幅基准图像与整幅透射图像比较后，即可对所述能量辐射装置进行标定。应当理解，在本实施方式中为先获取基准图像再获取透射图像，在一些情况下也可以先获取透射图像再获取基准图像，其原理与本实施方式相似故不再赘述。

在一个示例性的实施例中，在所述摄像装置沿标定路径拍摄各标定区之前，所述控制装置预先获取所述标定板的整体尺寸，所述整体尺寸包括所述标定板的各边边长，所述控制装置根据所述标定板的整体尺寸生成相应的控制数据。

在一实施方式中，请参阅图13，其显示为本申请中包括多个标定区的标定板在另一实施方式中的示意图，如图所示，可预先控制所述Y轴驱动电机和X轴驱动电机将所述摄像装置移动到所述标记板的四个顶角所在标定区(即M1标定区、M3标定区、M4标定区、以及M6标定区)的拍摄位置，并在此过程中确定从M1标定区到M4标定区、以及M4标定区到M6标定区所需行进的距离。由此，通过X向以及Y向中标定区的数量可进一步确定每一标定区中摄像装置所应处在的位置。

在可能的实施方式中，为使控制装置确定Y轴驱动电机和X轴驱动电机在世界坐标系(即实际物理空间)中的移动量映射到摄像装置所拍摄的图像中的移动量，可通过对单次拍摄到的某一标定区的基准图像进行分析以确定。具体地说，可首先确定单次拍摄到的基准图像中位于四个顶角处的标记点在基准图像中的坐标，由于相邻的标定点之间的实际间距是预先确定的，因此，可计算出所述基准图像中的每个像素映射在世界坐标系中的实际物理尺寸，进而确定所述四个顶角处的标记点在世界坐标系中的实际位置，并可确定在该标定区内的各标记点的坐标。

综上所述，本申请的3D打印设备的标定系统在标定作业时，通过在移动机构的预留安装位中设置摄像装置，并在标定过程中通过移动机构的Y轴驱动电机和X轴驱动电机将所述摄像装置沿标定路径移动至标定板中各标定区下方并对标定板的下表面进行拍摄，以得到基准图像和透射图像。其中，基准图像是通过能量辐射装置(或其他外置光源)向标定板上表面投射一纯色画面，并由所述摄像装置拍摄标定板的下表面而得到的；所述透射图像是通过能量辐射装置向标定板上表面投射标定图像，并由所述摄像装置拍摄标定板的下表面而得到的。通过将在各标定区拍摄的基准图像拼接、以及将在各标定区拍摄的透射图像拼接，可得到完整的基准图像和透射图像，从而将完整的基准图像和透射图像进行比对以通过基准图像中的各标定点以及透射图像中的各标定点在位置上的差异对所述能量辐射装置进行标定。在打印作业时，可将摄像装置取下，并将标定板替换成构件板即可，转换方便。

由于本申请在标定过程中，摄像装置和能量辐射装置被配置在标定板的不同侧，使摄像装置在标定过程中不会对能量辐射装置辐射面造成阻挡，提高了标定效率。并且，本申请通过在标定板的上表面呈现能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，同时利用所述摄像装置拍摄所述标定图像中所述多个投射点在所述标定板下表面的成像以获得透射图像，从而避免了标定板上表面的反光对标定作业的影响，保证标定精度。另外，本申请通过移动机构来对摄像装置的位置进行调整，使其能够拍摄到标定板中的各标定区，避免了人为操作中的误差，同时减少标定时间、提高标定精度和效率。

本申请还提供一种3D打印设备的标定方法，本申请所涉及的标定方法为3D打印设备在执行打印任务前使用的标定方法，即利用标定板上的标定点以及能量辐射装置所投射出的幅面或幅点对3D打印设备的能量辐射装置进行标定，使3D打印设备的能量辐射装置的幅面或幅点能够在工作过程中投射在理想位置，从而提高打印精度和打印质量。

所述3D打印设备包括机架以及位于所述机架中并设置于一打印基准面上侧预设位置的能量辐射装置。

所述3D打印设备可以为顶面投影或顶面曝光3D打印设备，例如顶面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为由顶面激光器进行激光光斑扫描的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，换言之，即3D打印设备的光学系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)顶面并面向所述容器的顶面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

在DLP设备中，所述能量辐射装置举例包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器顶面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明顶部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

对于顶面曝光的SLA设备来说，所述能量辐射装置包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

应当理解，所述打印基准面是指待成型材料的可固化表面。在顶面曝光(上辐射)的基于SLA的3D设备中，所述打印基准面相距激光器出射位置的距离是基于光学系统所辐射光束的光斑尺寸而确定的，在顶面曝光的基于DLP的3D打印设备中，所述打印基准面相聚DLP光机出射位置的距离是基于DLP光机的焦距确定的；在基于DLP和SLA的打印设备中所述打印基准面是待成型材料的水平面，通常情况下，所述打印基准面位于容器中，在一些实施例中，所述打印基准面位于容器中盛放的树脂液的液面上。在另一些实施例中，所述打印基准面还可能位于液面以下的某个位置。在本实施例中，在标定作业时的打印基准面即位于在打印作业时的打印基准面相应物理位置处，所述物理位置不因所述容器的位置而改变。

在一个示例性的实施例中，请参阅图10，其显示为本申请中3D打印设备的标定方法在一实施方式中的示意图。

在步骤S110中，在所述打印基准面上设置一上表面布设有多个标定点的标定板，并使所述标定板的上表面与所述能量辐射装置相对应；以及在所述机架底部一侧的预设位置设置一移动机构，并在所述移动机构上装设一摄像装置，所述标定板包括分别对应每一所述能量辐射装置的多个标定区。

在此，所述标定板包括一上表面以及相对所述上表面的下表面，所述上表面具有可反映至下表面的多个标定点。所述标定板包括分别对应所述能量辐射装置的多个标定区。所述能量辐射装置以及摄像装置分别位于所述标定板的两侧，即所述标定板的上表面面向于所述能量辐射装置，所述标定板的下表面面向于所述摄像装置。在本实施例中，所述反映表示上表面中的多个标定点在下表面可见，即当摄像装置在对所述标定板的下表面进行拍摄时，可以拍摄到所述标定板上表面上的标定点或标定点透过标定板的成影。如图8所示，图8显示为本申请在一实施例中的能量辐射装置在标定作业时透射的一副标定图像，如图所示，图像中黑色背景下显示的白色亮点即为投射点，在标定作业中，这些投射点期望与各所述标定点对应重合。所述的期望是指每一个投射点被设置为与标定板上的标定点具有唯一对应的关系。其中，所述摄像装置举例包括但不限于为：相机或摄像机等。在本申请中，呈如图1所示的状态，所述能量辐射装置11和摄像装置14分别位于标定板13的上下两侧。

应当理解，在一些实施方式中，所述能量辐射装置11的幅面较大或幅点较多时，比如单个大幅面的能量辐射装置，或者由多个能量辐射装置共同辐射拼接成一个较大的幅面(比如图1中所示的实施例中由4个DLP光机组成的能量辐射装置)，因此需要将能量辐射装置11的投影区域划分成多个子投影区域进行逐个区域的标定，相应的，所述标定板的多个标定区的各标定区分别与多个子投影区域的各子投影区域一一相对应。在某些实际的实施方式标定作业中，为减小标定的误差，每两个相邻的标定区具有至少一行或者至少一列的重合标定点，使得例如标定相机的摄像装置在摄取这些标定区的画面时，可通过复用相邻标定区中的某一行(或多行)或某一列(或多行)的标定点以减少移动过程中的标定误差。

在一个示例性的实施例中，请参阅图11，其显示为本申请中包括多个标定区的标定板在一实施方式中的示意图。如图所示，在本实施例中以4×4为一标定区，即每个标定区中具有四行四列共16个标定点，相邻的两个标定区M1与M2之间、M2与M3之间均具有一行共用标定点；M4、M5之间具有一列共用标定点。应当理解，在本实施例中，所述多个标定区中每两个相邻标定区应当具有至少一列或至少一行共用标定点，在此不在图中一一示出。

在一实施方式中，所述标定板为透光材质，所述标定板的上表面镂刻有多个孔以构成所述多个标定点。或者在另一实施方式中，还可通过在所述标定板的上表面涂覆多个点状图案以构成所述多个标定点。其中，所述透光材质包括但不限于：玻璃，聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚苯乙烯(Polystyrene，PS)或丙烯腈-苯乙烯树脂(acrylonitrile-styrene copolymer，AS)或聚甲基丙烯酸甲酯(poly methylmethacrylate，PMMA)等。

其中，为能够在所述标定板上表面呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的图像，所述标定板的上表面覆有半透光膜，所述半透光膜的材质包括但不限于为：白纸，或者具有漫反射功能的材料，比如塑料板等。

所述移动机构设置在所述机架底部一侧的预设位置并用于装设所述摄像装置。

在一个示例性的实施例中，请参阅图12a～图12c，其显示为本申请中的移动机构在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述移动机构17包括X轴移动机构171、Y轴移动机构172、以及预留安装位173。

所述Y轴移动机构172设置在机架底部一侧的预设位置，所述Y轴移动机构172包含Y向导轨1721、Y向滑块1722、以及Y轴驱动电机1723，所述Y向滑块1722设置在所述Y向导轨1721上从而可在Y向导轨1721上移动。其中，所述Y向导轨1721举例为设置在Y方向上的轨道，所述Y向滑块1722对应举例为设在所述轨道上的滑块，所述滑块受Y轴驱动电机1723控制在Y向导轨1721移动。其中，所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机、直线电机等，当然，在不同的实施例中，也可以采用伸缩气缸控制可以驱动滑块在相应导轨移动。

所述X轴移动机构171设置在所述Y轴移动机构172上，具体地说，所述X轴移动机构171是设置在所述Y轴移动机构172的Y向滑块1722上，由此借由Y轴移动机构172来调整所述X轴移动机构171在Y轴方向上的位置。所述X轴移动机构171包含X向导轨1711、X向滑块1712、以及X轴驱动电机1713，所述X向滑块1712设置在所述X向导轨1711上从而可在X向导轨1711上移动。其中，所述X向导轨1711举例为设置在X方向上的轨道，所述X向滑块1712对应举例为设在所述轨道上的滑块，所述滑块受X轴驱动电机1713控制在X向导轨1711移动。其中，所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机、直线电机等，当然，在不同的实施例中，也可以采用伸缩气缸控制驱动滑块在相应导轨移动。

所述预留安装位173用于安装摄像装置14，以便在标定作业中使所述摄像装置14与所述X轴移动机构171保持同步运动，从而利用Y轴移动机构172控制所述摄像装置14在Y向上的位置、以及利用X轴移动机构171控制所述摄像装置14在X向上的位置，使所述摄像装置能够行进至各标定区的相应位置。所述预留安装位包括但不限于：形成于所述X向滑块1712上的安装孔，或者设置于所述X向滑块1712上的安装座。

在上述实施例中，所述X轴移动机构171以及Y轴移动机构172均分别包括导轨、滑块、以及驱动电机，并由此实现相应方向的移动。在另一实施例中，所述X轴移动机构171以及Y轴移动机构172还可分别包括导轨、同步带机构、以及驱动电机。其中，移动机构通过同步带机构驱动而沿导轨滑移，此外，移动机构还可以外接磁栅尺以作为位置传感器提供更精准的光感应装置在所述打印基准面中的位置信息。所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机。在又一实施例中，所述移动机构也可以例如包括丝杆、螺母以及安装梁，其中，螺母可在丝杆上移动，安装梁横跨在所述机架底部且两端设置在各移动部件上。所述丝杆受驱动电机控制转动以使得螺母在相应丝杆上直线移动。其中，所述驱动电机包括但不限于步进电机或伺服电机等。所述丝杆例如为滚珠丝杠。

在一个示例性的实施例中，所述移动机构包括设置有预设运动路径的板体或架体，所述板体或架体上设置有可沿所述预设运动路径运动的预留安装位，所述预留安装位用于装设所述摄像装置，以便在标定作业中使所述摄像装置14能够行进至各标定区的相应位置以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。

例如在一个示例性的实施例中，在所述板体上具有预设的滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述滑块可沿所述滑槽运动至对应所述标定板上的各标定区所在的位置，所述预留安装位被配置于所述滑块上，用于在装设了摄像装置的情况下，可带动所述摄像装置滑移到每一个标定区对应进行拍摄；当然，为利于所述摄像装置在每一个标定区合适的位置实现精准的拍摄，所述滑槽对应每个标定区的位置设置有定位部，所述定位部例如为卡槽或突起等可以实现定位或限位的结构。

又如在另一个示例性的实施例中，在一由若干杆体搭设成的架体中，具有若干由杆体的纵横布置而形成的轨道，所述轨道内设有滑块，所述滑块可沿所述轨道运动至对应所述标定板上的各标定区所在的位置，所述预留安装位被配置于所述滑块上。在本实施例中，所述预留安装位包括但不限于：形成于所述滑块上的安装孔，或者设置于所述滑块上的安装座，用于在装设了摄像装置的情况下，可带动所述摄像装置滑移到每一个标定区对应进行拍摄；当然为利于所述摄像装置在每一个标定区合适的位置实现精准的拍摄，所述滑块对应每个标定区的位置设置有定位部，所述定位部例如为卡槽或突起等可以实现定位或限位的结构。

在一个示例性的实施例中，为保证摄像装置的镜头与标定板之间的距离以使摄像装置拍摄的图像具有较高的清晰度，在所述预留安装位处设置有可在Z轴方向升降调节所述摄像装置焦距的Z向滑块。在一实施方式中，所述Z向滑块包括：用于在Z向(即通常理解的垂直方向)上调节高度的伸缩装置、以及用于安装所述摄像装置的安装座。所述伸缩装置底部与所述移动机构连接，例如所述伸缩装置底部的安装面可与所述移动机构X轴移动机构171的X向滑块1712顶部通过螺丝或焊接固定连接等。所述伸缩装置顶部与所述安装座连接，从而可将摄像装置设置在所述安装座上并通过伸缩装置使所述摄像装置在Z向上移动。所述伸缩装置包括但不限于：螺纹伸缩杆、伸缩式液压缸。

在可能的实施方式中，所述安装座上具有夹持机构，用于将所述摄像装置可拆卸式地固定在所述安装座上。从而在非标定作业过程中，可将所述摄像装置拆除；在标定作业过程中，将所述摄像装置通过夹持机构固定在所述安装座上，以便通过移动机构调整所述摄像装置在X向和Y向上的位置。

应当理解，上述过程的描述顺序先后并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。例如，所述设置标定板的步骤可以在设置移动机构及摄像装置的步骤之前，也可以在设置移动机构及摄像装置的步骤之后等。

在步骤S120中，令一光源照射所述标定板的上表面。其中，所述光源可以来自于所述能量辐射装置或来自于外置光源。

在一种实施例中，例如通过所述能量辐射装置向所述标定板的上表面投射预设亮度的纯色画面，例如令DLP光机向所述标定板的上表面投射白色的纯色画面，使得标定板的上表面被照亮，进而其上表面的标定点可透射或反映至下表面从而被摄像装置拍摄到；当然，基于不同的实施状态，DLP光机向所述标定板的上表面投射的纯色画面也可以为预设亮度的黄色、红色、蓝色等。

在另一种实施例中，又如通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照，所述外置光源举例包括日光灯、手电筒、台灯等可照射到所述标定板上表面的光源，使得标定板的上表面被照亮，进而其上表面的标定点可透射或反映至下表面从而被摄像装置拍摄到。当然，在光照条件好的情况下，也可能存在不需要外置光源的情况。

在步骤S130中，令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅基准图像。

在此，通过步骤S120中向所述标定板的上表面投射预设亮度的光照或画面，所述标定板上表面的标定点可透射(显现)或反映至下表面从而被摄像装置拍摄，该被拍摄到的图像即为基准图像，所述基准图像中显示有各标定点成像的基准位置。

为利于理解，在实施例中提供了所述被摄像装置拍摄到的标定板的下表面的图像，例如图9所示，图9显示为本申请的摄像装置拍摄的标定板下表面的实景图像，所述实景图像中在白色背景下呈现的黑点即为标定板上表面透射或反映至下表面的标定点。

为了获取所述标定板上每一标定区对应的基准图像，所述摄像装置可在移动机构的驱动下沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面，由此获得对应每一标定区的多幅基准图像。

在步骤S140中，令所述能量辐射装置向所述标定板的上表面中的各所述标定区投射标定图像。

在此，所述标定板的上表面用于呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，所述标定图像具有期望与所述各标定区的标定点对应重合的多个投射点。具体地说，所述能量辐射装置所投射的标定图像在每一标定区的标定板上表面均具有成像，且所述成像中的各投射点与其所在的标定区内的标定点期望重合。如图8所示，图8显示为本申请在一实施例中的能量辐射装置在标定作业时透射的一副标定图像，如图所示，图像中黑色背景下显示的白色亮点即为投射点，在标定作业中，这些投射点期望与各所述标定点对应重合。所述的期望是指每一个投射点被设置为与标定板上的标定点具有唯一对应的关系。

在步骤S150中，令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像。

在此，所述摄像装置在所述移动机构的驱动下沿预设的路径运动以行进至各标定区，从而拍摄所述标定图像中多个投射点在所述标定板下表面的成像以获得透射图像。其中，所述透射图像的数量与所述标定图像的数量以及标定区的数量对应相等。所述透射图像显示有所述标定图像中各该投射点成像的实际位置，所述实际位置反映了所述能量辐射装置当前(标定前)的辐面或幅点位置。其中，在步骤S130和步骤S150中，为了使所述摄像装置能够沿预设的路径运动，所述移动机构的X轴驱动电机以及Y轴驱动电机均与一控制装置电性连接，从而在所述控制装置的控制下驱动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。

在一个示例性的实施例中，请参阅图14a，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一实施方式中的示意图。在此，所述控制装置例如为控制板卡(布设有电子器件的电路板)，所述控制板卡包括存储单元、处理单元、和驱动预留接口单元19。其中，所述存储单元包含非易失性存储器、易失性存储器等。其中，所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述存储单元通过系统总线与处理单元连接在一起。所述处理单元包含CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述驱动预留接口单元19包括多个驱动预留接口，各所述驱动预留接口分别电性连接如Y轴驱动电机1723、X轴驱动电机1713、摄像装置、能量辐射装置等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据或驱动工作的装置。所述装置还包括以下至少一种：提示装置、人机交互装置等。所述驱动预留接口单元19根据所连接的装置而确定其接口类型，其包括但不限于：通用串行接口、视频接口、工控接口等。例如，所述驱动预留接口包括：USB接口、HDMI接口、Ethernet接口和RS232接口，其中，USB接口和RS232接口均有多个，USB接口可连接人机交互装置等，Ethernet接口用于连接摄像机，进行通讯和数据传输，RS232接口连接Y轴驱动电机1723和X轴驱动电机1713，HDMI接口连接能量辐射装置等。其中，所述控制装置可独立于所述3D打印设备而设置，并通过各驱动预留接口连接各装置，进而使得所述控制装置18不必要常态地设置在所述3D打印设备上，而在需要对能量辐射装置进行标定的时候通过各该驱动预留接口单元电性连接在3D打印设备上即可。

在一实施方式中，请参阅图14a，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一实施方式中的示意图，所述控制装置中的存储单元中存储有标定程序。所述标定程序中包括对所述Y轴驱动电机及X轴驱动电机的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、以及Y轴驱动电机1723，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置在Y轴驱动电机1723及X轴驱动电机1713的带动下沿标定路径拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在另一实施方式中，请参阅图14b，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图，所述控制装置中的存储单元中存储有标定程序。所述标定程序中包括对所述Y轴驱动电机、X轴驱动电机、以及摄像装置的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、Y轴驱动电机1723、以及摄像装置14，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置Y轴驱动电机及X轴驱动电机的带动下沿标定路径移动，并依据程序设置拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在再一实施例中，请参阅图14c，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图，所述标定程序中还可以包括对所述Y轴驱动电机、X轴驱动电机、摄像装置、以及能量辐射装置等的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、Y轴驱动电机1723、摄像装置14、以及能量辐射装置11，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置Y轴驱动电机及X轴驱动电机的带动下沿标定路径移动，并依据程序设置拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面，以及控制所述能量辐射装置在标定作业中依据程序控制投射标定图像。应当理解，为对每一标定区进行拍摄，所述标定程序中包括了每一标定区的拍摄次序，进一步地，为依据所述拍摄次序对各标定区进行拍摄，所述控制装置控制所述Y轴驱动电机与X轴驱动电机协调工作，以确定每一个拍摄步骤中Y轴驱动电机与X轴驱动电机的驱动时机，比如驱动的先后顺序或同时驱动、以及每一个拍摄步骤中在Y向与X向所需行进的距离(所述Y向与X向所需行进的距离分别由Y轴驱动电机与X轴驱动电机实现)，从而生成标定路径。并且，所述控制装置还进一步确定在对每个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄时，所述能量辐射装置以及摄像装置的控制顺序。

在此，所述控制装置在接收到标定指令后，调用所述处理单元执行所述标定程序，从而驱动所述Y轴驱动电机以及X轴驱动电机根据标定路径带动所述摄像装置移动，并控制能量辐射装置投射标定图像或基准图像、以及控制摄像装置拍摄透射图像或基准图像。

在一实施方式中，所述控制装置先控制所述能量辐射装置投射一纯色的预设亮度的画面，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第一标定区的基准图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第二标定区的基准图像，由此依序完成对整个标定板所有标定区对应的标定板的下表面的拍摄后，将所有标定区的基准图像按照各标定区的位置拼接，得到对应整个标定区的整幅基准图像。然后，所述控制装置控制所述能量辐射装置投射标定图像，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第一个标定区所呈现的透射图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第二个标定区所呈现的透射图像，由此依序拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以得到在每一个标定区所呈现的各透射图像，将所述各透射图像按照各标定区的位置拼接后，得到整幅透射图像。应当理解，在本实施方式中为先获取基准图像再获取透射图像，在一些情况下也可以先获取透射图像再获取基准图像，其原理与本实施方式相似故不再赘述。

在一实施方式中，所述控制装置先控制所述能量辐射装置投射一纯色的预设亮度的画面，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第一标定区的基准图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第二标定区的基准图像，由此依序完成对整个标定板所有标定区对应的标定板的下表面的拍摄后，将所有标定区的基准图像按照各标定区的位置拼接，得到对应整个标定区的整幅基准图像。然后，所述控制装置控制所述能量辐射装置投射标定图像，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第一个标定区所呈现的透射图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第二个标定区所呈现的透射图像，由此依序拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以得到在每一个标定区所呈现的各透射图像，将所述各透射图像按照各标定区的位置拼接后，得到整幅透射图像。将整幅基准图像与整幅透射图像比较后，即可对所述能量辐射装置进行标定。应当理解，在本实施方式中为先获取基准图像再获取透射图像，在一些情况下也可以先获取透射图像再获取基准图像，其原理与本实施方式相似故不再赘述。

在一个示例性的实施例中，在所述摄像装置沿标定路径拍摄各标定区之前，所述控制装置预先获取所述标定板的整体尺寸，所述整体尺寸包括所述标定板的各边边长，所述控制装置根据所述标定板的整体尺寸生成相应的控制数据。

在此，令所述摄像装置拍摄第一标定区，获得第一透射图像，并依据所述标定板中第一标定区的标定点的物理坐标计算以获得所述第一透射图像中标定点成像的特征点的特征坐标，再依据所述特征坐标确定所述摄像装置每次的移动距离，以便所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像。

在一实施方式中，请参阅图13，其显示为本申请中包括多个标定区的标定板在另一实施方式中的示意图，如图所示，可预先控制所述Y轴驱动电机和X轴驱动电机将所述摄像装置移动到所述标记板的四个顶角所在标定区(即M1标定区、M3标定区、M4标定区、以及M6标定区)的拍摄位置，并在此过程中确定从M1标定区到M4标定区、以及M4标定区到M6标定区所需行进的距离。由此，通过X向以及Y向中标定区的数量可进一步确定每一标定区中摄像装置所应处在的位置。

在可能的实施方式中，为使控制装置确定Y轴驱动电机和X轴驱动电机在世界坐标系(即实际物理空间)中的移动量映射到摄像装置所拍摄的图像中的移动量，可通过对单次拍摄到的某一标定区的基准图像进行分析以确定。具体地说，可首先确定单次拍摄到的基准图像中位于四个顶角处的标记点在基准图像中的坐标，由于相邻的标定点之间的实际间距是预先确定的，因此，可计算出所述基准图像中的每个像素映射在世界坐标系中的实际物理尺寸，进而确定所述四个顶角处的标记点在世界坐标系中的实际位置，并可确定在该标定区内的各标记点的坐标。

在步骤S160中，通过调整每一标定区相对应的透射图像与基准图像的差异对所述多个能量辐射装置进行标定。

在此，将所述步骤S130中获得的基准图像中各标定点成像的基准位置与所述步骤S150中的透射图像内各投射点的实际位置进行比较，从而对例如为DLP光机的所述能量辐射装置进行标定。具体地说，是通过调整所述透射图像中各该投射点成像的实际位置与基准图像中各该标定点成像的基准位置之间的位置差异以进行对所述能量辐射装置的标定。

应当理解，所述透射图像中具有多个投射点，每一投射点均与基准图像中一标定点的位置唯一对应。当对应的投射点与标定点之间具有间距时，可通过调整能量辐射装置以消除间距，从而对能量辐射装置进行标定；当所述多个投射点与所述多个标定点一一重合时，则表示标定完成。

在一些实施方式中，可将在同一标定区拍摄的标定图像和透射图像进行对比，并由此逐一对比每一标定区所对应的标定图像和透射图像，从而通过调整各透射图像中各该投射点成像的实际位置与各基准图像中各该标定点成像的基准位置之间的位置差异以进行对所述能量辐射装置的标定。

在另一些实施方式中，可将所有标定区的基准图像按照各标定区的位置拼接，得到对应整个标定区的整幅基准图像，并将所述各透射图像按照各标定区的位置拼接后，得到整幅透射图像。再将整幅基准图像与整幅透射图像比较后，通过调整所述整幅透射图像中各该投射点成像的实际位置与整幅基准图像中各该标定点成像的基准位置之间的位置差异以进行对所述能量辐射装置的标定。

在一些实施方式中，为便于将标定点与投射点比较以对所述能量辐射装置进行标定，所述标定板上表面的标定点与所述标定图像中的投射点可以不同颜色显示。例如：可在所述标定板上表面涂覆黑色的标定点，当拍摄基准图像时，令所述能量辐射装置或外置光源向所述标定板投射一白色(或其他相对于黑色对比度高的颜色)的纯色画面，由此摄像装置可从所述标定板的下表面拍摄到一白底黑点的基准图像(呈如图9所示的图像)；在拍摄透射图像时，使所述能量辐射装置投射黑底白点(所述白点即为投射点)的标定图像(呈如图8所示的图像)，所述黑底白点的标定图像可在半透光膜上呈现，所述摄像装置拍摄该标定图像在所述半透光膜上的成像以获取透射图像，从而可通过比对基准图像中黑色的标定点以及透射图像中的白色投射点来对所述能量辐射装置进行调整以实现标定作业。

在一个示例性的实施例中，由一计算机设备通过分析所述透射图像中各投射点与所述基准图像中各标定点之间的差异，以获得对所述能量辐射装置的标定数据，并根据所述标定数据对所述能量辐射装置进行标定。

所述计算机设备至少包括：一个或多个存储器、一个或多个处理器、I/O接口、网络接口、输入结构、显示设备等。

其中，所述存储器包含程序。所述存储器的类型包括：高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。

在某些实施例中，存储器还可以包括远离所述一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)等，或其适当组合。存储器的控制器可以控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。

所述一个或多个处理器可操作地与网络接口耦接，以将计算机设备以通信方式耦接至网络。例如，网络接口可将计算设备连接到局域网(如LAN)、和/或广域网(如WAN)。处理器还与I/O端口和输入结构可操作地耦接，该I/O端口连接摄像装置、控制装置等，可使得计算设备能够与摄像装置、控制装置等进行交互，从而使计算机获取摄像装置所拍摄的图像、以及获取控制装置的控制数据等，以利用所获取的图像和控制数据进行处理以得到对能量辐射装置的标定数据并将其输出在显示设备中。在此，可通过设置输入结构使得用户能够与计算设备进行交互。可选的，所述输入结构可包括按钮、键盘、鼠标、触控板等。此外可选的，电子显示器可包括触摸部件，该触摸部件通过检测对象触摸其屏幕的发生和/或位置来促进用户输入。

本申请的3D打印设备的标定方法通过能量辐射装置或外部光源对标定板上表面进行照射，从而使摄像装置对标定板的下表面拍摄以获取基准图像，再通过能量辐射装置向所述标定板的上表面投射标定图像，并使摄像装置对标定板的下表面拍摄以获取透射图像，由此通过对所述透射图像中各投射点成像的实际位置与基准图像中对应的各标定点成像的基准位置之间的位置差异以进行对所述能量辐射装置的标定。

综上所述，本申请通过在移动机构的预留安装位中设置摄像装置，并在标定过程中通过移动机构的Y轴驱动电机和X轴驱动电机将所述摄像装置沿标定路径移动至标定板中各标定区下方并对标定板的下表面进行拍摄，以得到基准图像和透射图像。其中，基准图像是通过能量辐射装置(或其他外置光源)向标定板上表面投射一纯色画面，并由所述摄像装置拍摄标定板的下表面而得到的；所述透射图像是通过能量辐射装置向标定板上表面投射标定图像，并由所述摄像装置拍摄标定板的下表面而得到的。通过将在各标定区拍摄的基准图像拼接、以及将在各标定区拍摄的透射图像拼接，可得到完整的基准图像和透射图像，从而将完整的基准图像和透射图像进行比对以通过基准图像中的各标定点以及透射图像中的各标定点在位置上的差异对所述能量辐射装置进行标定。在打印作业时，可将摄像装置取下，并将标定板替换成构件板即可，转换方便。

由于本申请在标定过程中，摄像装置和能量辐射装置被配置在标定板的不同侧，使摄像装置在标定过程中不会对能量辐射装置辐射面造成阻挡，提高了标定效率。并且，本申请通过在标定板的上表面呈现能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，同时利用所述摄像装置拍摄所述标定图像中所述多个投射点在所述标定板下表面的成像以获得透射图像，从而避免了标定板上表面的反光对标定作业的影响，保证标定精度。另外，本申请通过移动机构来对摄像装置的位置进行调整，使其能够拍摄到标定板中的各标定区，避免了人为操作中的误差，同时减少标定事件、提高标定精度和效率。

应当理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，例如：在上述实施方式中，虽然以先拍摄基准图像、再拍摄透射图像为例，但是在一些实施方式中，也可以先拍摄透射图像、再拍摄基准图像。因此，本申请中各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本申请还提供一种3D打印设备。

所述3D打印设备可以为顶面投影或顶面曝光3D打印设备，例如顶面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为由顶面激光器进行激光光斑扫描的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，换言之，即3D打印设备的光学系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)顶面并面向所述容器的顶面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

在DLP设备中，所述能量辐射装置举例包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器顶面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明顶部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

对于顶面曝光的SLA设备来说，所述能量辐射装置包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

在一个示例性的实施例中，请参阅图15，其显示为本申请中3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。如图15所示，所述3D打印设备包括机架16’、用于盛放光固化材料的容器15’、Z轴系统12’、能量辐射装置11’、以及移动机构17’。

在一个示例性的实施例中，请继续参阅图15，所述机架具有一容器15’(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)，所述容器15’跨设在所述移动机构17’上部，且所述容器15’可拆卸地设置在所述机架16’中。在标定作业时，可拆卸所述容器15’并在所述移动机构17’的预留安装位中装设所述摄像装置，避免在标定作业中所述容器对摄像装置的视觉影响；在非标定作业(如打印作业)时，拆卸所述摄像装置并安装所述容器15’于机架16’中，以便在所述容器16’内盛放光固化材料。

在一个示例性的实施例中，请继续参阅图15，所述Z轴系统12’设置在所述机架16’中，所述Z轴系统12’用于在打印作业中在Z方向(即通常理解的垂直方向)进行升降运动，以在其构件板上堆叠固化层实现3D物件的成型。

在可能的实施方式中，请参阅图7c和图7d，其显示为本申请的Z轴系统在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述Z轴系统12’包括：Z轴构件121、连接所述Z轴构件的承载框122、以及用于驱动所述Z轴构件升降运动的驱动装置124。

所述驱动装置124设置在所述机架中，所述驱动装置124连接所述Z轴构件121，用于在打印作业中驱动所述Z轴构件121升降运动，所述驱动装置124例如为驱动电机等。所述Z轴构件121连接于所述承载框的边框，用于在打印作业中带动所述承载框升降运动。其中，所述承载框用于装设所述标定板或构件板，换言之，所述标定板和构件板分时共享一个承载结构，在不同的需求下，承载固定不同的板(标定板或构件板)。

所述标定板包括一上表面以及相对所述上表面的下表面，定义所述承载框面向所述能量辐射装置的一面为上表面、相对于上表面的一面为下表面，所述上表面具有可反映至下表面的多个标定点。其中，所述反映表示上表面中的多个标定点在下表面可见，即当摄像装置在对所述标定板的下表面进行拍摄时，可以拍摄到所述标定板上表面上的标定点或标定点透过标定板的成影。

所述标定板包括分别对应所述能量辐射装置的多个标定区。应当理解，在一些实施方式中，所述能量辐射装置11’的幅面较大或幅点较多时，比如单个大幅面的能量辐射装置，或者由多个能量辐射装置共同辐射拼接成一个较大的幅面(比如图1中所示的实施例中由4个DLP光机组成的能量辐射装置)，因此需要将能量辐射装置11’的投影区域划分成多个子投影区域进行逐个区域的标定，相应的，所述标定板的多个标定区的各标定区分别与多个子投影区域的各子投影区域一一相对应。在某些实际的实施方式标定作业中，为减小标定的误差，每两个相邻的标定区具有至少一行或者至少一列的重合标定点，使得例如标定相机的摄像装置在摄取这些标定区的画面时，可通过复用相邻标定区中的某一行(或多行)或某一列(或多行)的标定点以减少移动过程中的标定误差。

在一个示例性的实施例中，请参阅图11，其显示为本申请中包括多个标定区的标定板在一实施方式中的示意图。如图所示，在本实施例中以4×4为一标定区，即每个标定区中具有四行四列共16个标定点，相邻的两个标定区M1与M2之间、M2与M3之间均具有一行共用标定点；M4、M5之间具有一列共用标定点。应当理解，在本实施例中，所述多个标定区中每两个相邻标定区应当具有至少一列或至少一行共用标定点，在此不在图中一一示出。

在一实施方式中，所述标定板为透光材质，所述标定板的上表面镂刻有多个孔以构成所述多个标定点。或者在另一实施方式中，还可通过在所述标定板的上表面涂覆多个点状图案以构成所述多个标定点。其中，所述透光材质包括但不限于：玻璃，聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚苯乙烯(Polystyrene，PS)或丙烯腈-苯乙烯树脂(acrylonitrile-styrene copolymer，AS)或聚甲基丙烯酸甲酯(poly methylmethacrylate，PMMA)等。

所述标定板的上表面覆有半透光膜，从而可呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像。其中，所述半透光膜的材质包括但不限于为：白纸，或者具有漫反射功能的材料，比如塑料板等。

在一个示例性的实施例中，所述承载框用于装设所述标定板或在3D打印作业中承载3D物件的构件板。即，在需要标定的情况下，所述承载框122用于装设所述标定板；在需要打印的情况下，所述承载框用于装设3D打印作业中承载3D物件的构件板。

在可能的实施方式中，所述承载框为矩形中空结构，所述矩形中空结构的承载框可在装设所述标定板或构件板的同时通过中空结构将标定板或构件板暴露。在标定作业中，当通过摄像装置拍摄所述标定板的下表面时不会被遮挡，从而对标定板的下表面完整地取景，保证标定的效率；同时在打印作业中，光固化材料可通过中空结构流通至构件板，从而不影响3D构件的成型。所述承载框通过框体外侧连接所述Z轴机构。在一实施例中，所述标定板或构件板装设于所述承载框的四周边框的上表面上。

在一个示例性的实施例中，所述承载框的内侧具有用于装设所述标定板或所述构件板的台阶结构。

在一些实施方式中，所述台阶结构为形成于所述承载框的框体四周内壁的一圈凸起结构，所述凸起结构形成的框体围设的面积小于所述标定板和构件板的面积，由此可承载所述标定板或构件板。在另一些实施方式中，所述台阶结构为形成于所述承载框的框体四周内壁的若干凸块(即不是一个连续的长条，是承载框内壁的一圈设置的多个凸块组成的结构)，从而可将所述标定板或构件板限位在所述承载框内。

在一个示例性的实施例中，请参阅图3，其显示为本申请中的承载框在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述承载框的内侧具有用于装设所述标定板或所述构件板的第一台阶1221结构。在标定作业中，所述第一台阶结构可用于装设标定板；在非标定作业中，可将所述标定板取出并装设所述构件板。

在一个示例性的实施例中，所述标定板及构件板的大小不一致，无法在同一位置被安装，为此，请参阅图4，其显示为本申请中的承载框在另一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述承载框的内侧具有用于兼容装设所述标定板及所述构件板的台阶结构，即：第一台阶1221、以及第二台阶1222。其中，所述第二台阶1222的位置低于所述第一台阶1221，即第一台阶1221为上台阶，第二台阶1222为下台阶，所述第一台阶1221用于放置所述标定板，所述第二台阶1222用于放置所述构件板，从而可同时将构件板及标定板装设于所述承载框中。在标定作业中，可将所述构件板取出，仅在第一台阶1221处装设所述标定板，以避免构件板对标定板的遮挡而影响标定精度；在非标定作业中，可将所述标定板取出，仅在第二台阶1222处装设所述构件板，以在所述构件板上成型打印的3D物件。

应当理解，上述实施例仅用于对本申请中承载框台阶结构的说明而非限制，在实际的应用中，所述台阶结构的形状以及第一台阶、第二台阶的位置均可根据实际需求而被配置。

在一个示例性的实施例中，为使所述标定板和构件板在标定作业及打印作业中保持水平，所述承载框的至少两侧边框上设置有用于对装设于所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业的调平机构，在具体的实施方式中，所述调平机构至少为三个，以确保一个对平面的调平。

在可能的实施方式中，在所述承载框的框体两侧设有第一螺孔，对应地，在所述标定板及构件板的两侧也具有对应的第二螺孔。当所述标定板或构件板装设在所述承载框上时，各所述第一螺孔的位置与各所述第二螺孔的位置对应，从而可通过锁紧螺丝穿过第一螺孔和第二螺孔，从而调整所述标定板或构件板相对于所述承载框的高度，由此调整标定板或构件板的水平度。例如，当标定板或构件板的一侧高而另一侧低时，可调整高侧的高度度使该侧下降以降低水平位置。在一些实施方式中，在调平过程中还可在所述承载框的顶面放置一水平仪，从而辅助对所述标定板或构件板调平。调平作业完成后，再藉由另外的固定手段将标定板或构件板固定在所述承载框上，例如通过另外设置螺丝螺孔的螺锁方式，或者另设卡扣结构的卡合装置等。

应当理解，上述实施例中以框体两侧设有第一螺孔为例，在实际的应用中，基于上述方案，也可在所述框体的三侧及四侧设置所述第一螺孔以对所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业，由于原理相似，故在此不一一详述。

在一个示例性的实施例中，请参阅图6，其显示为本申请中的Z轴机构在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述Z轴构件121包括两个对称的L形悬臂1212，所述两个对称的L形悬臂1212的末端具有用于与所述承载框连接的螺孔1211，所述L形悬臂1212的末端通过螺丝与所述承载框的一侧边框连接。在另一些实施方式中，所述L形悬臂Z轴构件121的两个L形悬臂1212还可配置为分别与所述承载框的一侧边框连接，从而使Z轴构建与所述承载框的两侧边框连接。

在一些实施方式中，所述Z轴构件上还设置有用于对所述承载框进行调平作业的调平机构。

在一个示例性的实施例中，所述Z轴构件固定连接所述承载框。所述Z轴构件包括两个互相独立的L形悬臂，可以通过调节所述两个L形悬臂的相对高度调节所述承载框的水平度。在一个示例性的实施例中，所述Z轴构件通过一转轴连接所述承载框，从而可利用转轴调节所述承载框的水平度。在一些情况下，所述L形悬臂1212的两根连杆之间通过转轴铰接，从而可使两根连杆之间的角度可以被调整，由此利用L形悬臂1212上的转轴调节所述承载框的水平度。

在一个示例性的实施例中，所述Z轴构件121还包括一安装框体，所述安装框体的上表面用于安装所述承载框。请参阅图5，其显示为本申请中的安装框体在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述安装框体123的上表面具有安装孔1234以及调平孔1233。其中，所述安装孔1234设置在所述承载框的四周上表面，用于与所述承载框通过螺丝连接；所述调平孔1233均布在所述承载框的四角上，用于通过锁紧螺丝的螺纹旋入度对所述承载框调平。所述安装框体123的侧面具有用于与所述L形悬臂1212连接的安装槽1231，在所述安装槽1231内还开设有锁紧孔1232，所述安装框体123的锁紧孔1232通过锁紧螺丝与所述L形悬臂1212连接。在一些实施方式中，所述安装槽1231的形状与所述L形悬臂1212端面的形状相同以使L形悬臂1212的端部能够局部容纳在安装槽1231内，从而增加连接强度。在本实施例中，请参阅图7a及图7b，显示为本申请中所述Z轴机构与所述承载框安装一体后在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述L形悬臂1212连接于所述安装框体123的侧边，所述承载框122连接于所述安装框体123的上表面，通过调整锁紧螺丝对所述承载框调平，从而调整所述承载框内构件板或标定板的水平度。

在一个示例性的实施例中，请继续参阅图15，如图所示，所述能量辐射装置11’设置于所述容器上侧的预设位置。

所述能量辐射装置11’在标定作业以及打印作业中分别执行不同的工作。

在标定作业中，所述能量辐射装置11’通过控制程序向所述标定板的上表面各标定区投射标定图像，所述标定图像具有多个投射点，所述多个投射点期望与标定板上表面各标定区中的各该标定点对应重合，所述标定板的上表面用于呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，诚如图8所示，图8显示为本申请在一实施例中的能量辐射装置在标定作业时透射的一副标定图像，如图所示，图像中黑色背景下显示的白色亮点即为投射点，在标定作业中，这些投射点期望与各所述标定点对应重合。其中，每一个投射点被设置为与标定板上的标定点具有唯一对应的关系。

在一些实施方式中，所述标定板上表面的标定点与所述标定图像中的投射点可以不同颜色显示，从而便于将标定点与投射点比较以对所述能量辐射装置进行标定。例如可在所述标定板上表面涂覆黑色的标定点，并在标定作业中使所述能量辐射装置投射黑底白点(所述白点即为投射点)的标定图像等。

在打印作业中，所述能量辐射装置在接收到打印指令时通过控制程序向位于所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化所述打印基准面上的光固化材料。具体地说，所述能量辐射装置在接收到打印指令时，将相应分层图像经过容器的透明顶部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

应当理解，所述打印基准面是指待成型材料的可固化表面。在顶面曝光(上辐射)的基于SLA的3D设备中，所述打印基准面相距激光器出射位置的距离是基于光学系统所辐射光束的光斑尺寸而确定的，在顶面曝光的基于DLP的3D打印设备中，所述打印基准面相聚DLP光机出射位置的距离是基于DLP光机的焦距确定的；在基于DLP和SLA的打印设备中所述打印基准面是待成型材料的水平面，通常情况下，所述打印基准面位于容器中，在一些实施例中，所述打印基准面位于容器中盛放的树脂液的液面上。在另一些实施例中，所述打印基准面还可能位于液面以下的某个位置。在本实施例中，在标定作业时的打印基准面即位于在打印作业时的打印基准面相应物理位置处，所述物理位置不因所述容器的位置而改变。

请继续参阅图15，所述移动机构设置在所述机架底部一侧的预设位置并用于装设所述摄像装置，从而在标定作业中带动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。

在一个示例性的实施例中，请参阅图12a～12c，其显示为本申请中的移动机构在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述移动机构17’包括X轴移动机构171、Y轴移动机构172、以及预留安装位173。

所述Y轴移动机构172设置在机架底部一侧的预设位置，所述Y轴移动机构172包含Y向导轨1721、Y向滑块1722、以及Y轴驱动电机1723，所述Y向滑块1722设置在所述Y向导轨1721上从而可在Y向导轨1721上移动。其中，所述Y向导轨1721举例为设置在Y方向上的轨道，所述Y向滑块1722对应举例为设在所述轨道上的滑块，所述滑块受Y轴驱动电机1723控制在Y向导轨1721移动。其中，所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机、直线电机等，当然，在不同的实施例中，也可以采用伸缩气缸控制可以驱动滑块在相应导轨移动。

所述X轴移动机构171设置在所述Y轴移动机构172上，具体地说，所述X轴移动机构171是设置在所述Y轴移动机构172的Y向滑块1722上，由此借由Y轴移动机构172来调整所述X轴移动机构171在Y轴方向上的位置。所述X轴移动机构171包含X向导轨1711、X向滑块1712、以及X轴驱动电机1713，所述X向滑块1712设置在所述X向导轨1711上从而可在X向导轨1711上移动。其中，所述X向导轨1711举例为设置在X方向上的轨道，所述X向滑块1712对应举例为设在所述轨道上的滑块，所述滑块受X轴驱动电机1713控制在X向导轨1711移动。其中，所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机、直线电机等，当然，在不同的实施例中，也可以采用伸缩气缸控制驱动滑块在相应导轨移动。

所述预留安装位173用于安装摄像装置，以便在标定作业中使所述摄像装置与所述X轴移动机构171保持同步运动，从而利用Y轴移动机构172控制所述摄像装置在Y向上的位置、以及利用X轴移动机构171控制所述摄像装置在X向上的位置，使所述摄像装置能够行进至各标定区的相应位置以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。所述预留安装位包括但不限于：形成于所述X向滑块1712上的安装孔，或者设置于所述X向滑块1712上的安装座。

在上述实施例中，所述X轴移动机构171以及Y轴移动机构172均分别包括导轨、滑块、以及驱动电机，并由此实现相应方向的移动。在另一实施例中，所述X轴移动机构171以及Y轴移动机构172还可分别包括导轨、同步带机构、以及驱动电机。其中，移动机构通过同步带机构驱动而沿导轨滑移，此外，移动机构还可以外接磁栅尺以作为位置传感器提供更精准的光感应装置在所述打印基准面中的位置信息。所述驱动电机包括但不限于：步进电机、伺服电机。在又一实施例中，所述移动机构也可以例如包括丝杆、螺母以及安装梁，其中，螺母可在丝杆上移动，安装梁横跨在所述机架底部且两端设置在各移动部件上。所述丝杆受驱动电机控制转动以使得螺母在相应丝杆上直线移动。其中，所述驱动电机包括但不限于步进电机或伺服电机等。所述丝杆例如为滚珠丝杠。

在一个示例性的实施例中，所述移动机构包括设置有预设运动路径的板体或架体，所述板体或架体上设置有可沿所述预设运动路径运动的预留安装位，所述预留安装位用于装设所述摄像装置，以便在标定作业中使所述摄像装置能够行进至各标定区的相应位置以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。

例如在一个示例性的实施例中，在所述板体上具有预设的滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述滑块可沿所述滑槽运动至对应所述标定板上的各标定区所在的位置，所述预留安装位被配置于所述滑块上，用于在装设了摄像装置的情况下，可带动所述摄像装置滑移到每一个标定区对应进行拍摄；当然，为利于所述摄像装置在每一个标定区合适的位置实现精准的拍摄，所述滑槽对应每个标定区的位置设置有定位部，所述定位部例如为卡槽或突起等可以实现定位或限位的结构。

又如在另一个示例性的实施例中，在一由若干杆体搭设成的架体中，具有若干由杆体的纵横布置而形成的轨道，所述轨道内设有滑块，所述滑块可沿所述轨道运动至对应所述标定板上的各标定区所在的位置，所述预留安装位被配置于所述滑块上。在本实施例中，所述预留安装位包括但不限于：形成于所述滑块上的安装孔，或者设置于所述滑块上的安装座，用于在装设了摄像装置的情况下，可带动所述摄像装置滑移到每一个标定区对应进行拍摄；当然为利于所述摄像装置在每一个标定区合适的位置实现精准的拍摄，所述滑块对应每个标定区的位置设置有定位部，所述定位部例如为卡槽或突起等可以实现定位或限位的结构。

在一个示例性的实施例中，为保证摄像装置的镜头与标定板之间的距离以使摄像装置拍摄的图像具有较高的清晰度，在所述预留安装位处设置有可在Z轴方向升降调节所述摄像装置焦距的Z向滑块。在一实施方式中，所述Z向滑块包括：用于在Z向(即通常理解的垂直方向)上调节高度的伸缩装置、以及用于安装所述摄像装置的安装座。所述伸缩装置底部与所述移动机构连接，例如所述伸缩装置底部的安装面可与所述移动机构X轴移动机构171的X向滑块1712顶部通过螺丝或焊接固定连接等。所述伸缩装置顶部与所述安装座连接，从而可将摄像装置设置在所述安装座上并通过伸缩装置使所述摄像装置在Z向上移动。所述伸缩装置包括但不限于：螺纹伸缩杆、伸缩式液压缸。

在可能的实施方式中，所述安装座上具有夹持机构，用于将所述摄像装置可拆卸式地固定在所述安装座上。从而在非标定作业过程中，可将所述摄像装置拆除；在标定作业过程中，将所述摄像装置通过夹持机构固定在所述安装座上，以便通过移动机构调整所述摄像装置在X向和Y向上的位置，进而对所述各标定区所在标定板的下表面进行拍摄。

在一个示例性的实施例中，所述摄像装置位于所述标定板下表面一侧并设置在所述移动机构上。所述移动机构设置在所述机架底部一侧的预设位置，从而在标定作业中带动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的标定板的下表面。所述摄像装置举例包括但不限于为：相机或摄像机等。

在标定作业中，所述摄像装置拍摄所述能量辐射装置向各标定区所投射的标定图像中的多个投射点在标定板下表面呈现的透射图像。所述基准图像中各标定点成像的基准位置用以与标定作业中透射图像内各投射点的位置进行比较，从而对例如为DLP光机的所述能量辐射装置进行标定。应当理解，所述透射图像中具有多个投射点，每一投射点均与基准图像中一标定点的位置唯一对应，当对应的投射点与标定点之间具有间距时，可通过调整能量辐射装置以消除间距，从而对能量辐射装置进行标定；当所述多个投射点与所述多个标定点一一重合时，则表示标定完成。

在一些实施方式中，当所述标定板上表面的标定点与所述标定图像中的投射点以不同颜色显示时，可通过将不同颜色的标定点与投射点比较以对所述能量辐射装置进行标定。例如：可在所述标定板上表面涂覆黑色的标定点，当拍摄基准图像时，令所述能量辐射装置或外置光源向所述标定板投射一白色(或其他与黑色对比度高的颜色)的纯色画面，由此摄像装置可从所述标定板的下表面拍摄到一白底黑点的基准图像(呈如图9所示的图像)；在拍摄透射图像时，使所述能量辐射装置投射黑底白点(所述白点即为投射点)的标定图像(呈如图8所示的图像)，所述黑底白点的标定图像可在半透光膜上呈现，所述摄像装置拍摄该标定图像在所述半透光膜上的成像以获取透射图像，从而可通过比对基准图像中黑色的标定点以及透射图像中的白色投射点来对所述能量辐射装置进行调整以实现标定作业。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备还包括控制装置。在一实施方式中，请参阅图14a，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一实施方式中的示意图。

在此，所述控制装置例如为控制板卡(布设有电子器件的电路板)，所述控制板卡包括存储单元、处理单元、和驱动预留接口单元19。其中，所述存储单元包含非易失性存储器、易失性存储器等。其中，所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述存储单元通过系统总线与处理单元连接在一起。所述处理单元包含CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述驱动预留接口单元19包括多个驱动预留接口，各所述驱动预留接口分别电性连接如Y轴驱动电机1723、X轴驱动电机1713、摄像装置、能量辐射装置等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据或驱动工作的装置。所述装置还包括以下至少一种：提示装置、人机交互装置等。所述驱动预留接口单元19根据所连接的装置而确定其接口类型，其包括但不限于：通用串行接口、视频接口、工控接口等。例如，所述驱动预留接口包括：USB接口、HDMI接口、Ethernet接口和RS232接口，其中，USB接口和RS232接口均有多个，USB接口可连接人机交互装置等，Ethernet接口用于连接摄像机，进行通讯和数据传输，RS232接口连接Y轴驱动电机1723和X轴驱动电机1713，HDMI接口连接能量辐射装置等。其中，所述控制装置可独立于所述3D打印设备而设置，并通过各驱动预留接口连接各装置，进而使得所述控制装置18不必要常态地设置在所述3D打印设备上，而在需要对能量辐射装置进行标定的时候通过各该驱动预留接口单元电性连接在3D打印设备上即可。

在一实施方式中，请参阅图14a，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一实施方式中的示意图，所述控制装置中的存储单元中存储有标定程序。所述标定程序中包括对所述Y轴驱动电机及X轴驱动电机的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、以及Y轴驱动电机1723，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置在Y轴驱动电机1723及X轴驱动电机1713的带动下沿标定路径拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在另一实施方式中，请参阅图14b，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图，所述控制装置中的存储单元中存储有标定程序。所述标定程序中包括对所述Y轴驱动电机、X轴驱动电机、以及摄像装置的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、Y轴驱动电机1723、以及摄像装置，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置Y轴驱动电机及X轴驱动电机的带动下沿标定路径移动，并依据程序设置拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

在再一实施例中，请参阅图14c，其显示为本申请中控制装置的连接关系在一另实施方式中的示意图，所述标定程序中还可以包括对所述Y轴驱动电机、X轴驱动电机、摄像装置、以及能量辐射装置等的控制程序，所述控制装置18通过驱动预留接口单元19分别连接X轴驱动电机1713、Y轴驱动电机1723、摄像装置、以及能量辐射装置11，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置Y轴驱动电机及X轴驱动电机的带动下沿标定路径移动，并依据程序设置拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面，以及控制所述能量辐射装置在标定作业中依据程序控制投射标定图像。应当理解，为对每一标定区进行拍摄，所述标定程序中包括了每一标定区的拍摄次序，进一步地，为依据所述拍摄次序对各标定区进行拍摄，所述控制装置控制所述Y轴驱动电机与X轴驱动电机协调工作，以确定每一个拍摄步骤中Y轴驱动电机与X轴驱动电机的驱动时机，比如驱动的先后顺序或同时驱动、以及每一个拍摄步骤中在Y向与X向所需行进的距离(所述Y向与X向所需行进的距离分别由Y轴驱动电机与X轴驱动电机实现)，从而生成标定路径。并且，所述控制装置还进一步确定在对每个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄时，所述能量辐射装置以及摄像装置的控制顺序。

在此，所述控制装置在接收到标定指令后，调用所述处理单元执行所述标定程序，从而驱动所述Y轴驱动电机以及X轴驱动电机根据标定路径带动所述摄像装置移动，并控制能量辐射装置投射标定图像或基准图像、以及控制摄像装置拍摄透射图像或基准图像。

在一实施方式中，所述控制装置先控制所述能量辐射装置投射一纯色的预设亮度的画面，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第一标定区的基准图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第二标定区的基准图像，由此依序完成对整个标定板所有标定区对应的标定板的下表面的拍摄后，将所有标定区的基准图像按照各标定区的位置拼接，得到对应整个标定区的整幅基准图像。然后，所述控制装置控制所述能量辐射装置投射标定图像，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第一个标定区所呈现的透射图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第二个标定区所呈现的透射图像，由此依序拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以得到在每一个标定区所呈现的各透射图像，将所述各透射图像按照各标定区的位置拼接后，得到整幅透射图像。将整幅基准图像与整幅透射图像比较后，即可对所述能量辐射装置进行标定。应当理解，在本实施方式中为先获取基准图像再获取透射图像，在一些情况下也可以先获取透射图像再获取基准图像，其原理与本实施方式相似故不再赘述。

在一实施方式中，所述控制装置先控制所述能量辐射装置投射一纯色的预设亮度的画面，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第一标定区的基准图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到第二标定区的基准图像，由此依序完成对整个标定板所有标定区对应的标定板的下表面的拍摄后，将所有标定区的基准图像按照各标定区的位置拼接，得到对应整个标定区的整幅基准图像。然后，所述控制装置控制所述能量辐射装置投射标定图像，再控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第一标定位置以对第一个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第一个标定区所呈现的透射图像，所述控制装置继续控制所述Y轴驱动电机和/或X轴驱动电机驱动以将所述摄像装置移动至第二标定位置以对第二个标定区对应的标定板的下表面进行拍摄得到在第二个标定区所呈现的透射图像，由此依序拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以得到在每一个标定区所呈现的各透射图像，将所述各透射图像按照各标定区的位置拼接后，得到整幅透射图像。将整幅基准图像与整幅透射图像比较后，即可对所述能量辐射装置进行标定。应当理解，在本实施方式中为先获取基准图像再获取透射图像，在一些情况下也可以先获取透射图像再获取基准图像，其原理与本实施方式相似故不再赘述。

其中，所述预设亮度的光照或画面可通过能量辐射装置或外置光源以实现。

在一种实施例中，例如通过所述能量辐射装置向所述标定板的上表面投射预设亮度的纯色画面，例如令DLP光机向所述标定板的上表面投射白色的纯色画面，使得标定板的上表面被照亮，进而其上表面的标定点可透射(显现)或反映至下表面从而被摄像装置拍摄到；当然，基于不同的实施状态，DLP光机向所述标定板的上表面投射的纯色画面也可以为预设亮度的黄色、红色、蓝色等。

在另一种实施例中，又如通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照，所述外置光源举例包括日光灯、手电筒、台灯等可照射到所述标定板上表面的光源，使得标定板的上表面被照亮，进而其上表面的标定点可透射(显现)或反映至下表面从而被摄像装置拍摄到。

为利于理解，在实施例中提供了所述被摄像装置拍摄到的标定板的下表面的图像，例如图9所示，图9显示为本申请的摄像装置拍摄的标定板下表面的实景图像，所述实景图像中在白色背景下呈现的黑点即为标定板上表面透射或反映至下表面的标定点。

在一个示例性的实施例中，在所述摄像装置沿标定路径拍摄各标定区之前，所述控制装置预先获取所述标定板的整体尺寸，所述整体尺寸包括所述标定板的各边边长，所述控制装置根据所述标定板的整体尺寸生成相应的控制数据。

在一实施方式中，请参阅图13，其显示为本申请中包括多个标定区的标定板在另一实施方式中的示意图，如图所示，可预先控制所述Y轴驱动电机和X轴驱动电机将所述摄像装置移动到所述标记板的四个顶角所在标定区(即M1标定区、M3标定区、M4标定区、以及M6标定区)的拍摄位置，并在此过程中确定从M1标定区到M4标定区、以及M4标定区到M6标定区所需行进的距离。由此，通过X向以及Y向中标定区的数量可进一步确定每一标定区中摄像装置所应处在的位置。

在可能的实施方式中，为使控制装置确定Y轴驱动电机和X轴驱动电机在世界坐标系(即实际物理空间)中的移动量映射到摄像装置所拍摄的图像中的移动量，可通过对单次拍摄到的某一标定区的基准图像进行分析以确定。具体地说，可首先确定单次拍摄到的基准图像中位于四个顶角处的标记点在基准图像中的坐标，由于相邻的标定点之间的实际间距是预先确定的，因此，可计算出所述基准图像中的每个像素映射在世界坐标系中的实际物理尺寸，进而确定所述四个顶角处的标记点在世界坐标系中的实际位置，并可确定在该标定区内的各标记点的坐标。

综上所述，本申请的3D打印设备在标定作业时，通过在移动机构的预留安装位中设置摄像装置，并在标定过程中通过移动机构的Y轴驱动电机和X轴驱动电机将所述摄像装置沿标定路径移动至标定板中各标定区下方并对标定板的下表面进行拍摄，以得到基准图像和透射图像。其中，基准图像是通过能量辐射装置(或其他外置光源)向标定板上表面投射一纯色画面，并由所述摄像装置拍摄标定板的下表面而得到的；所述透射图像是通过能量辐射装置向标定板上表面投射标定图像，并由所述摄像装置拍摄标定板的下表面而得到的。通过将在各标定区拍摄的基准图像拼接、以及将在各标定区拍摄的透射图像拼接，可得到完整的基准图像和透射图像，从而将完整的基准图像和透射图像进行比对以通过基准图像中的各标定点以及透射图像中的各标定点在位置上的差异对所述能量辐射装置进行标定。在打印作业时，可将摄像装置取下，并将标定板替换成构件板即可，转换方便。

由于本申请在标定过程中，摄像装置和能量辐射装置被配置在标定板的不同侧，使摄像装置在标定过程中不会对能量辐射装置辐射面造成阻挡，提高了标定效率。并且，本申请通过在标定板的上表面呈现能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，同时利用所述摄像装置拍摄所述标定图像中所述多个投射点在所述标定板下表面的成像以获得透射图像，从而避免了标定板上表面的反光对标定作业的影响，保证标定精度。另外，本申请通过移动机构来对摄像装置的位置进行调整，使其能够拍摄到标定板中的各标定区，避免了人为操作中的误差，同时减少标定事件、提高标定精度和效率。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (41)

1.一种3D打印设备的标定系统，所述3D打印设备包括机架以及位于所述机架中并设置于一打印基准面上侧预设位置的能量辐射装置，其特征在于，所述标定系统包括：

标定板，设置在所述打印基准面上，所述标定板包括分别对应所述能量辐射装置的多个标定区；

摄像装置，设置在所述标定板下表面一侧的预设位置，用于在标定作业中分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得透射图像，以通过调整所述透射图像与预先获得的基准图像的差异对所述能量辐射装置进行标定；

所述机架具有一容器，移动机构位于所述容器的下侧位置，在标定作业时，拆卸所述容器并在所述移动机构装设所述摄像装置；在非标定作业时，拆卸所述摄像装置并装设所述容器；所述容器用于盛放光固化材料；所述3D打印设备还包括设置在所述机架上用于升降运动的Z轴系统，所述Z轴系统包括承载框，所述承载框为矩形中空结构，用于兼容装设所述标定板以及在3D打印作业中承载3D物件的构件板；

移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置用于装设所述摄像装置，用以在标定作业中带动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得所述透射图像。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述标定板包括对应所述能量辐射装置的上表面以及相对所述上表面的下表面；所述上表面具有可反映至下表面的多个标定点；所述上表面用于呈现所述能量辐射装置在标定作业中投射的标定图像，所述标定图像具有期望与各该标定点对应重合的多个投射点。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述摄像装置用于在标定作业中拍摄所述标定图像中所述多个投射点在所述标定板下表面以获得透射图像，以通过调整所述透射图像中各该投射点成像的实际位置与预先获得的基准图像中各该标定点成像的基准位置之间的位置差异进行对所述能量辐射装置的标定。

4.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述移动机构包括设置有预设运动路径的板体或架体，所述板体或架体上设置有可沿所述预设运动路径运动的预留安装位，所述预留安装位用于装设所述摄像装置。

5.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述移动机构包括：

Y轴移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置，包括Y向导轨、设置在所述Y向导轨上的Y向滑块以及用于驱动所述滑块的Y轴驱动电机；

X轴移动机构，设置在所述Y轴移动机构上，包括X向导轨、设置在所述X向导轨上的X向滑块以及用于驱动所述滑块的X轴驱动电机；

预留安装位，设置在所述X向滑块上用于装设所述摄像装置，用于在标定作业中带动所述摄像装置在所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机的驱动下在Y轴方向或X轴方向进行运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

6.根据权利要求5所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述预留安装位设置有可在Z轴方向升降调节所述摄像装置的Z向滑块。

7.根据权利要求5所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，还包括控制装置，电性连接所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机，用于通过预存的标定程序依序驱动所述Y轴驱动电机及X轴驱动电机，以令装设于所述预留安装位上的摄像装置沿标定路径拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

8.根据权利要求7所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，还包括驱动预留接口，用于电性连接所述控制装置。

9.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述Z轴系统还包括：

Z轴构件，连接于所述承载框的边框，用于在打印作业中带动所述承载框升降运动；以及

驱动装置，设置在所述机架中，用于在打印作业中驱动所述Z轴构件升降运动。

10.根据权利要求9所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述标定板或构件板装设于所述承载框的四周边框的上表面上。

11.根据权利要求9所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述承载框的至少两侧边框上设置有用于对装设于所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业的调平机构。

12.根据权利要求9所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述Z轴构件包括两个对称的L型悬臂，所述两个对称的L型悬臂的末端连接于所述承载框的一侧边框或两侧边框。

13.根据权利要求9所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述Z轴构件上设置有用于对所述承载框进行调平作业的调平机构。

14.根据权利要求9所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述承载框的内侧具有用于兼容装设所述标定板及所述构件板的台阶结构。

15.根据权利要求14所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述台阶结构包括用于装设所述标定板的第一台阶，以及用于装设所述构件板的第二台阶，所述第二台阶低于所述第一台阶。

16.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述标定板为透光材质，所述标定板的上表面覆有半透光膜，所述半透光膜上镂刻有多个孔以构成多个标定点。

17.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述标定板为半透光板，所述半透光板设置有多个透光孔或多个透光窗，所述多个透光孔或多个透光窗构成多个标定点。

18.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述多个标定区中每两个相邻标定区具有至少一列或至少一行共用标定点。

19.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述能量辐射装置包括DLP光机装置。

20.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述基准图像是所述能量辐射装置向所述标定板上表面投射预设亮度的纯色画面，并由所述摄像装置自所述标定板下表面拍摄的透射图像获取的。

21.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述基准图像是通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照，并由所述摄像装置自所述标定板下表面拍摄的透射图像获取的。

22.根据权利要求1所述的3D打印设备的标定系统，其特征在于，所述摄像装置包括相机或摄像机。

23.一种基于权利要求1～22中任一所述的3D打印设备的标定系统的标定方法，所述3D打印设备包括机架以及位于所述机架中并设置于一打印基准面上侧预设位置的能量辐射装置，其特征在于，所述标定方法包括以下步骤：

在所述打印基准面上设置一上表面布设有多个标定点的标定板，并使所述标定板的上表面与所述能量辐射装置相对应；以及在所述机架底部一侧的预设位置设置一移动机构，并在所述移动机构上装设一摄像装置，所述标定板包括分别对应所述能量辐射装置的多个标定区；

令一光源照射所述标定板的上表面；

令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅基准图像；

令所述能量辐射装置向所述标定板的上表面中的各所述标定区投射标定图像；

令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像；

通过调整每一标定区相对应的透射图像与基准图像的差异对所述能量辐射装置进行标定。

24.根据权利要求23所述的3D打印设备的标定方法，其特征在于，所述令一光源照射所述标定板的上表面的步骤中，通过所述能量辐射装置向所述标定板上表面投射预设亮度的纯色画面以照射所述标定板的上表面。

25.根据权利要求23所述的3D打印设备的标定方法，其特征在于，所述令一光源照射所述标定板的上表面的步骤中，通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照以照射所述标定板的上表面。

26.根据权利要求23所述的3D打印设备的标定方法，其特征在于，所述令所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像的步骤包括：

令所述摄像装置拍摄第一标定区，获得第一透射图像；

依据所述标定板中第一标定区的标定点的物理坐标计算以获得所述第一透射图像中标定点成像的特征点的特征坐标；

依据所述特征坐标确定所述摄像装置每次的移动距离，以便所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像。

27.根据权利要求23所述的3D打印设备的标定方法，其特征在于，所述多幅透射图像中每两个相邻透射图像具有至少一列或至少一行共用标定点。

28.根据权利要求23所述的3D打印设备的标定方法，其特征在于，所述能量辐射装置包括DLP光机装置。

29.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

机架；

容器，可拆卸地设置在所述机架中，用于盛放光固化材料；

Z轴系统，设置在所述机架中，包括一Z轴构件、连接所述Z轴构件的承载框以及用于驱动所述Z轴构件升降运动的驱动装置，所述承载框为矩形中空结构，用于兼容装设一在标定作业中使用的标定板以及在3D打印作业中承载3D物件的构件板；

能量辐射装置，设置于所述容器上侧的预设位置，被配置为在打印作业中，接收到打印指令时通过控制程序向位于所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化所述打印基准面上的光固化材料；或者在标定作业中，通过控制程序向位于所述打印基准面投射至少一副标定图像；

移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置用于装设一摄像装置，用以在标定作业中带动所述摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得透射图像；所述移动机构位于所述容器的下侧位置，在标定作业时，拆卸所述容器并在所述移动机构装设所述摄像装置；在非标定作业时，拆卸所述摄像装置并装设所述容器。

30.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述移动机构包括设置有预设运动路径的板体或架体，所述板体或架体上设置有可沿所述预设运动路径运动的预留安装位，所述预留安装位用于装设所述摄像装置。

31.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述移动机构包括：

Y轴移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置，包括Y向导轨、设置在所述Y向导轨上的Y向滑块以及用于驱动所述滑块的Y轴驱动电机；

X轴移动机构，设置在所述Y轴移动机构上，包括X向导轨、设置在所述X向导轨上的X向滑块以及用于驱动所述滑块的X轴驱动电机；

预留安装位，可升降调节地设置在所述X向滑块上用于装设所述摄像装置，用于在标定作业中带动所述摄像装置在所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机的驱动下在Y轴方向或X轴方向进行运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

32.根据权利要求31所述的3D打印设备，其特征在于，所述预留安装位设置有可在Z轴方向升降调节所述摄像装置的Z向滑块。

33.根据权利要求31所述的3D打印设备，其特征在于，还包括控制装置，电性连接所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机，用于通过预存的标定程序依序驱动所述Y轴驱动电机及X轴驱动电机，以令装设于所述安装机构上的摄像装置沿标定路径拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。

34.根据权利要求33所述的3D打印设备，其特征在于，还包括驱动预留接口，用于电性连接所述控制装置。

35.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述标定板或构件板装设于所述承载框的四周边框的上表面上。

36.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述承载框的至少两侧边框上设置有用于对装设于所述承载框中的标定板或构件板进行调平作业的调平机构。

37.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述Z轴构件包括两个对称的L型悬臂，所述两个对称的L型悬臂的末端连接于所述承载框的一侧边框或两侧边框。

38.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述Z轴构件上设置有用于对所述承载框进行调平作业的调平机构。

39.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述承载框的内侧具有用于兼容装设所述标定板及所述构件板的台阶结构。

40.根据权利要求39所述的3D打印设备，其特征在于，所述台阶结构包括用于装设所述标定板的第一台阶，以及用于装设所述构件板的第二台阶，所述第二台阶低于所述第一台阶。

41.根据权利要求29所述的3D打印设备，其特征在于，所述能量辐射装置包括DLP光机装置。

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