JP6889339B2 - 3次元加工品を製造するための器械の照射システムの較正のための装置及び方法 - Google Patents
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Description
Claims (18)
- 3次元加工品の製造のための器械(14)の照射システム(12)を較正するための装置(10)であって、前記照射システム(12)は、第1の操作軸(20)に沿って照射面(22)上に第1の照射ビーム(18)を選択的に照射するための第1の照射ユニット(16)と、第2の操作軸(28)に沿って前記照射面(22)上に第2の照射ビーム(26)を選択的に照射するための第2の照射ユニット(24)と、を備えており、
前記装置(10)は、
照射パターン(32)に従って、前記照射面(22)に第1の照射ビーム(18)を照射するために、前記第1の照射ユニット(16)を制御すると共に、前記第1の照射ユニット(16)によって前記照射面(22)上に生成された前記照射パターン(32)を、前記第2の操作軸(28)が、横断するように、前記照射面(22)に対して前記第2の操作軸(28)を移動するために、前記第2の照射ユニット(24)を制御するように適合された、制御ユニット(30)と、
前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の操作軸(28)が前記照射面(22)を通過する、前記照射面(22)上の衝突点(36)の領域から排出された、前記第1の照射ビーム(18)及び/又は前記第2の照射ビーム(26)によって引き起こされるプロセス排出を検出すると共に、検出された前記プロセス排出を示す信号を前記制御ユニット(30)に出力するように適合された、検出ユニット(34)と、
を備えており、
前記制御ユニット(30)は、さらに、
前記第1の照射ユニット(16)によって前記照射面(22)上に生成された前記照射パターン(32)の位置(x1...n,y1...n)を特定するように適合されており、
前記第1の照射ユニット(16)によって生成された前記照射パターン(32)と前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の操作軸(28)との間の少なくとも1つの交点(38)の位置(x’S1,y’S1)を、前記検出ユニット(34)によって出力された信号に基づいて特定するように適合されており、
前記第1の照射ユニット(16)によって生成された前記照射パターン(32)の該特定された位置(x1...n,y1...n)と、前記少なくとも1つの交点の該特定された位置(x’S1,y’S1)とに基づいて前記照射システム(12)を較正するように適合されている、装置(10)。 - 前記制御ユニット(30)は、前記第1の照射ユニット(16)に対して前記第2の照射ユニット(24)を較正し、かつ/又は、前記照射面(22)に対して前記第1の照射ユニット(16)及び前記第2の照射ユニット(24)を較正するように適合されている、請求項1に記載の装置(10)。
- 前記第1の照射ユニット(16)に対して前記第2の照射ユニット(24)を較正するための前記制御ユニット(30)は、さらに、前記第1の照射ビーム(18)を前記照射面(22)上で移動させるために、前記第1の照射ユニット(16)が制御される、前記第1の照射ユニット(16)の第1の位置座標系と、前記第2の照射ビーム(26)を前記照射面(22)上で移動させるために、前記第2の照射ユニット(24)が制御される、前記第2の照射ユニット(24)の第2の位置座標系と、を比較するように適合されている、請求項2に記載の装置(10)。
- 前記制御ユニットは、さらに、
前記第1の照射ユニット(16)の前記第1の位置座標系の第1の軸と前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の位置座標系の第1の軸とを比較するように適合されており、かつ、
前記第1の照射ユニット(16)の前記第1の位置座標系の第2の軸と前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の位置座標系の第2の軸とを比較するように適合されている、請求項3に記載の装置(10)。 - 前記第1の位置座標系の前記第1の軸と前記第2の軸とは、互いに直交しており、かつ、前記第2の位置座標系の前記第1の軸と前記第2の軸とは、互いに直交している、請求項4に記載の装置(10)。
- 前記制御ユニット(30)は、さらに、前記第1の照射ユニット(16)の前記第1の位置座標系と前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の位置座標系とを互いに調整するように適合されている、請求項3から請求項5の何れか1項に記載の装置(10)。
- 前記照射システム(12)を調整するための、前記制御ユニット(30)は、前記第1の照射ユニット(16)の前記第1の位置座標系の少なくとも1つの座標軸及び/又は前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の位置座標系の少なくとも1つの座標軸を、変更するように適合されている、請求項4から請求項6の何れか1項に記載の装置(10)。
- 前記照射システム(12)を調整するための、前記制御ユニット(30)は、前記第1の照射ユニット(16)の前記第1の位置座標系の少なくとも1つの座標軸及び/又は前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の位置座標系の少なくとも1つの座標軸を、並進調整、及び/又は、回転調整、及び/又は、拡大縮小するように適合されている、請求項7に記載の装置(10)。
- 前記制御ユニット(30)は、さらに、
少なくとも1つの前記特定された位置(x’S1,y’S1)と少なくとも1つの参照位置(xR1,yR1)との間の偏り(Δx1...n,Δy1...n)を特定するために、前記少なくとも1つの交点(38)の前記特定された位置(x’S1,y’S1)と前記少なくとも1つの参照位置(xR1,yR1)とを比較するように適合されており、かつ、
前記特定された位置(x’S1,y’S1)と前記少なくとも1つの交点(38)の前記参照位置(xR1,yR1)との間の特定された前記偏り(Δx1...n,Δy1...n)に基づいて、前記照射システム(12)を較正するように適合されている、請求項1から請求項8の何れか1項に記載の装置(10)。 - 前記制御ユニット(30)は、さらに、
前記特定された位置と前記少なくとも1つの交点(38)の前記参照位置との間の前記偏り(Δx1...n,Δy1...n)が、除去されるような方法で、前記特定された位置(x’S1...Sn,y’S1...Sn)と前記少なくとも1つの交点(38)の前記参照位置(xR1...Rn,yR1...Rn)との間の特定された前記偏り(Δx1...n,Δy1...n)に基づいて、前記照射システム(12)を較正するように適合されている、請求項9に記載の装置(10)。 - 前記制御ユニット(30)は、さらに、
前記照射面(22)に対して前記第2の操作軸(28)を移動するために、前記第2の照射ユニット(24)を制御しているときに、前記第2の照射ユニット(24)によって生成された更なる照射パターン(40)と前記第1の照射ユニット(16)によって生成された前記照射パターン(32)とが、前記照射面(22)上で互いに交差するように、前記更なる照射パターン(40)に従って、前記照射面(22)上に前記第2の照射ビーム(26)を照射するように適合されている、請求項1から請求項10の何れか1項に記載の装置(10)。 - 前記制御ユニット(30)は、前記照射システム(12)を調整するために、
前記第1の照射ユニット(16)によって生成された前記照射パターン(32)と前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の操作軸(28)との間の前記少なくとも1つの交点(38)が、前記照射面(22)のオーバラップ領域(42)の内側に配置されるような方法で、前記第1の照射ユニット(16)と、前記第2の照射ユニット(24)と、を制御するように適合されており、前記オーバラップ領域(42)は、選択的に前記照射面(22)に照射するために、前記第1の照射ユニット(16)と前記第2の照射ユニット(24)の両方に割り当てられている、請求項1から請求項11の何れか1項に記載の装置(10)。 - 前記制御ユニット(30)は、
前記第1の照射ユニット(16)によって生成された前記照射パターン(32)と前記第2の照射ユニット(24)によって生成された前記更なる照射パターン(40)との間の前記少なくとも1つの交点(38)が、前記照射面(22)のオーバラップ領域(42)の内側に配置されるような方法で、前記第1の照射ユニット(16)と、前記第2の照射ユニット(24)と、を制御するように適合されている、請求項12に記載の装置(10)。 - 前記検出ユニット(34)は、前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の操作軸(28)の方向に、前記照射面(22)から排出された、前記第1の照射ビーム(18)及び/又は前記第2の照射ビーム(26)によって引き起こされるプロセス排出を検出するように適合されている、請求項1から請求項13の何れか1項に記載の装置(10)。
- 前記検出ユニット(34)は、前記照射面(22)から排出された、熱放射及び/又は電磁放射線を受け入れるように適合されている、請求項1から請求項14の何れか1項に記載の装置(10)。
- 3次元加工品の製造のための器械(14)の照射システム(12)を較正するための方法であって、前記照射システム(12)は、第1の操作軸(20)に沿って照射面(22)上に第1の照射ビーム(18)を選択的に照射するための第1の照射ユニット(16)と、第2の操作軸(28)に沿って前記照射面(22)上に第2の照射ビーム(26)を選択的に照射するための第2の照射ユニット(24)と、を備えており、
前記方法は、
照射パターン(32)に従って、前記照射面(22)上に第1の照射ビーム(18)を照射するために、前記第1の照射ユニット(16)を制御するステップと、
前記第2の操作軸(28)が、前記第1の照射ユニット(16)によって前記照射面(22)上に生成された前記照射パターン(32)を横断するように、前記照射面(22)に対して前記第2の操作軸(28)を移動するために、前記第2の照射ユニット(24)を制御するステップと、
前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の操作軸(28)が、前記照射面(22)を通過する、前記照射面(22)上の衝突点(36)の領域から排出された、前記第1の照射ビーム(18)及び/又は前記第2の照射ビーム(26)によって引き起こされるプロセス排出を検出するステップと、
前記第1の照射ユニット(16)によって前記照射面(22)上に生成された前記照射パターン(32)の位置(x1...n,y1...n)を特定するステップと、
前記第1の照射ユニット(16)によって生成された前記照射パターン(32)と前記第2の照射ユニット(24)の前記第2の操作軸(28)との間の少なくとも1つの交点(38)の位置(x’S1...Sn,y’S1...Sn)を、検出された前記プロセス排出に基づいて特定するステップと、
前記第1の照射ユニット(16)によって生成された前記照射パターン(32)の該特定された位置(x1...n,y1...n)と、前記少なくとも1つの交点(38)の該特定された位置(x’S1...Sn,y’S1...Sn)と、に基づいて前記照射システム(12)を較正するステップと、
を備える、方法。 - 前記第2の照射ユニット(24)は、前記第1の照射ユニット(16)に対して較正されており、かつ/又は、前記第1の照射ユニット(16)及び前記第2の照射ユニット(24)は、前記照射面(22)に対して較正されている、請求項16に記載の方法。
- 前記第1の照射ユニット(16)対して前記第2の照射ユニット(24)を較正するために、前記方法は、さらに、前記第1の照射ビーム(18)を前記照射面(22)上で移動させるために、前記第1の照射ユニット(16)が制御される、前記第1の照射ユニット(16)の第1の位置座標系と、前記第2の照射ビーム(26)を前記照射面(22)上で移動させるために、前記第2の照射ユニット(24)が制御される、前記第2の照射ユニット(24)の第2の位置座標系と、を比較するステップを備える、請求項17に記載の方法。
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