JP7307509B2 - 積層造形における人工知能フィードバック制御のためのシステム、方法および媒体 - Google Patents
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Description
によって表される)、結果として印刷ヘッドの以前の位置になった制御コード印刷パラメータ(θi-1によって表される)、および、印刷ヘッドの現在の測定位置(
によって表される)。そして、出力変数は、結果として印刷ヘッドの現在の位置(θによって表される)になった数値制御符号パラメータとすることができる。入力変数および出力変数は、一緒に、人工知能アルゴリズムのための単一の訓練サンプルとして機能することができる。単一の印刷層は、結果としてこの種の数百の訓練サンプルを生ずることができる。これらの訓練サンプルは、前の層内の異常についての知識、生産設計の所望の仕様、積層造形プリンタの印刷特徴および/または周囲条件とともに、最適な印刷パラメータを計算し、所望の印刷ヘッドの動きを生成するために用いることができる。いくつかの実施形態では、訓練サンプルは、前の層内の異常についての知識、生産設計の所望の仕様、積層造形プリンタの特徴および/または周囲条件とともに、最適な印刷パラメータならびにその後の層のX-Y-Z設定点の最適配置および印刷経路のための命令を計算するために用いることができる。
Claims (20)
- 積層造形システムであって、
層方法によって層内の対象物を印刷するように構成される印刷ヘッドと、
照明を前記対象物の印刷層の表面に提供するための照明光源と、
前記印刷層の画像をキャプチャするように構成される画像センサと、
少なくとも1つのハードウェア・プロセッサと、
を備え、前記少なくとも1つのハードウェア・プロセッサは、
キャプチャ画像を受信し、
印刷層内の異常を検出するように構成される第1の人工知能アルゴリズムを用いて、前記キャプチャ画像から前記印刷層内の異常を識別し、
制御できない変数と、前記印刷層内の前記検出された異常との間の関係を、第2の人工知能アルゴリズムを用いて決定し、
前記印刷ヘッドを用いて前記対象物のその後の層に印刷し、前記制御できない変数と、前記検出された異常との間の関係に基づき、前記印刷層内の異常を補償するように、前記積層造形システムの印刷パラメータを調整し、
調整された前記印刷パラメータを用いて、前記対象物の前記その後の層が前記印刷ヘッドによって印刷され、1つまたは複数の所望の機械的特性を実質的に達成する、
ように構成される、積層造形システム。 - 前記制御できない変数は人間の介入なしで制御できない、請求項1に記載の積層造形システム。
- 前記制御できない変数は、周囲湿度、温度および露光量、電圧変化、前記印刷ヘッドの摩耗、並びに利用できる全フィラメント供給のうち、1つまたは複数を含む、請求項1に記載の積層造形システム。
- 前記少なくとも1つのハードウェア・プロセッサは、
前記印刷層の3次元トポグラフィー画像を生成するようにさらに構成される、請求項1に記載の積層造形システム。 - 前記印刷層の前記3次元トポグラフィー画像は、シェイプ・フロム・フォーカス・アルゴリズム、シェイプ・フロム・シェーディング・フォーカス・アルゴリズム、フォトメトリック・ステレオ・アルゴリズム、およびフーリエ・サイコグラフィー・モジュレーション・アルゴリズムのうち1つを用いて生成される、請求項4に記載の積層造形システム。
- 前記制御できない変数と、前記印刷層内の前記検出された異常との間の関係を、前記第2の人工知能アルゴリズムを用いて決定することは、
前記制御できない変数と、予想外のギャップまたはカールした端、歪んだまたは不均一なパターン、過剰な押出の点、数値制御符号において特定される印刷経路からの偏差、堆積層内の予想外の糸のようであるか、他の異質なアーチファクトのうち1つまたは複数の間の関係を決定することを含む、請求項1に記載の積層造形システム。 - 前記少なくとも1つのハードウェア・プロセッサは、
前記制御できない変数と、前記印刷ヘッドの動きとの間の第2の関係を決定することを含む、請求項1に記載の積層造形システム。 - 方法であって、
コンピュータシステムにより、積層造形システムの画像センサから対象物の印刷層のキャプチャ画像を受信するステップと、
前記コンピュータシステムにより、前記印刷層内の異常を検出するように構成された第1の人工知能アルゴリズムを用いて、前記キャプチャ画像から前記印刷層内の異常を識別するステップと、
前記コンピュータシステムにより、第2の人工知能アルゴリズムを用いて、制御できない変数と、前記印刷層内の前記検出された異常との間の関係を決定するステップと、
前記コンピュータシステムにより、前記積層造形システムの印刷ヘッドを用いて前記対象物のその後の層を印刷し、前記制御できない変数と、前記検出された異常との間の関係に基づき、前記印刷層内の異常を補償するように、前記積層造形システムの印刷パラメータを調整するステップと、
前記コンピュータシステムにより、前記印刷ヘッドによって、前記調整された印刷パラメータを用いて、前記対象物の前記その後の層を印刷し、1つまたは複数の所望の機械的特性を実質的に達成するステップと、
を含む方法。 - 前記制御できない変数は人間の介入なしで制御できない、請求項8に記載の方法。
- 前記制御できない変数は、周囲湿度、温度および露光量、電圧変化、前記印刷ヘッドの摩耗、並びに利用できる全フィラメント供給のうち、1つまたは複数を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記コンピュータシステムにより、前記印刷層の3次元トポグラフィー画像を生成することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記印刷層の前記3次元トポグラフィー画像は、シェイプ・フロム・フォーカス・アルゴリズム、シェイプ・フロム・シェーディング・フォーカス・アルゴリズム、フォトメトリック・ステレオ・アルゴリズム、およびフーリエ・サイコグラフィー・モジュレーション・アルゴリズムのうち1つを用いて生成される、請求項11に記載の方法。
- 前記制御できない変数と、前記印刷層内の前記検出された異常との間の関係を、前記第2の人工知能アルゴリズムを用いて決定することは、
前記制御できない変数と、予想外のギャップまたはカールした端、歪んだまたは不均一なパターン、過剰な押出の点、数値制御符号において特定される印刷経路からの偏差、堆積層内の予想外の糸のようであるか、他の異質なアーチファクトのうち1つまたは複数の間の関係を決定することを含む、請求項8に記載の方法。 - 前記制御できない変数と、前記印刷ヘッドの動きの間の第2の関係を決定することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 1つまたは複数の一連の命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、
コンピュータシステムにより、積層造形システムの画像センサから対象物の印刷層のキャプチャ画像を受信することと、
前記コンピュータシステムにより、前記印刷層内の異常を検出するように構成された第1の人工知能アルゴリズムを用いて、前記キャプチャ画像から前記印刷層内の異常を識別することと、
前記コンピュータシステムにより、制御できない変数と、前記印刷層内の前記検出された異常との間の関係を、第2の人工知能アルゴリズムを用いて決定するステップと、
前記コンピュータシステムにより、前記積層造形システムの印刷ヘッドを用いて前記対象物のその後の層を印刷し、前記制御できない変数と、前記検出された異常との間の関係に基づき、前記印刷層内の異常を補償するように、前記積層造形システムの印刷パラメータを調整することと、
前記コンピュータシステムにより、前記印刷ヘッドによって、前記調整された印刷パラメータを用いて、前記対象物の前記その後の層を印刷し、1つまたは複数の所望の機械的特性を実質的に達成すること、
を含む、1つまたは複数のプロセッサによって実行されるとき、コンピュータシステムにより命令を実行する、
非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記制御できない変数は人間の介入なしで制御できない、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記制御できない変数は、周囲湿度、温度および露光量、電圧変化、前記印刷ヘッドの摩耗、並びに利用できる全フィラメント供給のうち、1つまたは複数を含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記コンピュータシステムにより、前記印刷層の3次元トポグラフィー画像を生成することをさらに含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記印刷層の前記3次元トポグラフィー画像は、シェイプ・フロム・フォーカス・アルゴリズム、シェイプ・フロム・シェーディング・フォーカス・アルゴリズム、フォトメトリック・ステレオ・アルゴリズムおよびフーリエ・サイコグラフィー・モジュレーション・アルゴリズムのうちの1つを用いて生成される、請求項18に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記制御できない変数と、前記印刷ヘッドの動きの間の第2の関係を決定することをさらに含む、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
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