TWI518583B

TWI518583B - 立體列印裝置及其列印異常偵測方法

Info

Publication number: TWI518583B
Application number: TW103114233A
Authority: TW
Inventors: 陳朋暘; 林文添
Original assignee: 三緯國際立體列印科技股份有限公司; 金寶電子工業股份有限公司; 泰金寶電通股份有限公司
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2016-01-21
Also published as: US20150301517A1; TW201541342A; CN105014964B; US9632037B2; CN105014964A

Description

立體列印裝置及其列印異常偵測方法

本發明是有關於一種列印裝置，且特別是有關於一種立體列印裝置及其列印異常偵測方法。

隨著電腦輔助製造(Computer-Aided Manufacturing,CAM)的進步，製造業發展了立體列印技術，能很迅速的將設計原始構想製造出來。立體列印技術實際上是一系列快速原型成型(Rapid Prototyping,RP)技術的統稱，其基本原理都是疊層製造，由快速原型機在XY平面內通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z座標間斷地作層面厚度的位移，最終形成立體物件。立體列印技術能無限制幾何形狀，而且越複雜的零件越顯示RP技術的卓越性，更可大大地節省人力與加工時間，在時間最短的要求下，將3D電腦輔助設計(Computer-Aided Design,CAD)軟體所設計的數位立體模型資訊真實地呈現出來，不但摸得到，亦可真實地感受得到它的幾何曲線，更可以試驗零件的裝配性、甚至進行可能的功能試驗。

目前已發展出許多可以形成多個薄橫截面層的方式。舉例來說，列印頭通常可依據立體模型資料建構的XYZ座標在基座上方沿著XY座標移動，從而將建構材料噴塗出正確的橫截面層形狀。所沉積的材料可隨後固化以形成所要的橫截面層，並在逐層固化的狀態下進而列印出立體物件。然而，在立體列印的過程中，列印中的立體物件可能因為立體物件並未成功地附著於成型平台上而導致移位。或是，立體物件的可能因為橫截面不平整或物件翹曲而被列印頭碰撞並因此偏移原本的位置。上述立體物件產生位移的現象皆會導致立體列印的失敗。因此，如何能提高立體列印之速度與品質，仍是本領域開發人員的主要課題。

有鑑於此，本發明提供一種立體列印裝置，可偵測列印中的立體物件是否發生變形或位移的現象，以提高立體列印之列印品質。

本發明提出一種立體列印裝置，其包括平台、列印單元、影像感測模組以及控制單元。平台包括一承載面，而列印單元設置於平台上方。影像感測模組設置於平台上方，且控制單元耦接平台、列印單元與影像感測模組。此控制單元依據立體模型資訊控制列印單元，從而將多個切層物件成型於承載面上以構成包括所述切層物件的立體物件。另外，控制單元利用影像感測模組依據至少一視角朝立體物件擷取至少一物件影像，更依據立體模型資訊與至少一視角獲取關聯於所述切層物件的至少一檢測影像。再者，控制單元透過各所述比對物件影像與各所述檢測影像，來判斷物件影像與檢測影像是否相符。

在本發明的一實施例中，當所述物件影像與所述檢測影像不相符時，控制單元判定立體物件發生異常而發出一警示。

在本發明的一實施例中，上述的影像感測模組依據一擷取方向朝承載面擷取至少一物件影像，且擷取方向與承載面相互垂直。

在本發明的一實施例中，上述的控制單元轉換該立體模型資訊而獲取各該些切層物件投影於該承載面的多個橫截面圖，且該控制單元重疊該些橫截面圖而獲取對應至該至少一視角的該至少一檢測影像。

在本發明的一實施例中，上述的影像感測模組設置於平台的一端。另，立體列印裝置更包括一屏幕，此屏幕相對於影像感測模組而設置於平台的另一端。影像感測模組沿一擷取方向朝屏幕擷取至少一物件影像，此擷取方向與承載面相互平行。

在本發明的一實施例中，上述的平台經配置以沿旋轉軸旋轉，且上述視角包括第一視角與第二視角。控制單元控制平台旋轉，以利用影像感測模組依據第一視角與第二視角朝立體物件擷取所述物件影像中的第一物件影像與第二物件影像。

在本發明的一實施例中，上述的控制單元分別依據第一視角與第二視角轉換立體模型資訊，從而獲取各切層物件關聯於第一視角的多個第一物件寬度圖與關聯於第二視角的多個第二物件寬度圖。控制單元各別結合所述第一物件寬度圖與所述第二物件寬度圖而獲取所述檢測影像中的第一檢測影像與第二檢測影像。

在本發明的一實施例中，上述的控制單元比對第一物件影像與第一檢測影像，來判斷對應至第一視角的第一物件影像與第一檢測影像是否相符。且，控制單元比對第二物件影像與第二檢測影像，來判斷對應至第二視角的第二物件影像與第二檢測影像是否相符。

在本發明的一實施例中，上述的控制單元比對所述物件影像的輪廓資訊與所述檢測影像的輪廓資訊是否一致，並比對所述物件影像的物件位置與所述檢測影像的物件位置是否一致，從而判斷所述物件影像與所述檢測影像是否相符。

從另一觀點來看，本發明提出一種列印異常偵測方法，適用於包括影像感測模組與平台的立體列印裝置。此立體列印裝置依據一立體模型資訊將多個切層物件成型於平台的一承載面上以構成包括所述切層物件的一立體物件。所述列印異常偵測方法包括下列步驟。利用影像感測模組依據至少一視角朝立體物件擷取至少一物件影像。依據立體模型資訊與至少一視角獲取關聯於所述切層物件的至少一檢測影像。透過比對所述物件影像與所述檢測影像，來判斷所述物件影像與所述檢測影像是否相符。

基於上述，本發明的立體列印裝置藉由比對影像感測模組所擷取的物件影像與立體模型資訊所建立的檢測影像，可於列印立體物件的過程中偵測立體物件是否發生變形或位移的現象。當列印中的立體物件因為列印頭的碰撞而發生位移時，立體列印裝置可於列印期間偵測到立體物件發生異常並據以發出警示予使用者。如此一來，使用者可依據立體列印裝置的警示執行進一步的操作，以避免在立體物件產生位移或變形的狀況下持續進行列印。因此，本發明確實可提高立體列印裝置在使用上及操作上的實用性，更可減少列印材料的浪費，進而可降低生產的成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、400‧‧‧立體列印裝置

200‧‧‧電腦裝置

110、410‧‧‧平台

120‧‧‧列印單元

140、440‧‧‧控制單元

450‧‧‧屏幕

460‧‧‧旋轉軸心

40‧‧‧立體物件

S1‧‧‧承載面

L1、L2、L3‧‧‧切層物件

V1‧‧‧第一側視角

V2‧‧‧第二側視角

C1、C2‧‧‧擷取方向

130、430a、430b‧‧‧影像感測模組

Img_L1、Img_L2、Img_L3‧‧‧橫截面圖

Img_c、Img_c1、Img_c2、Img_c3‧‧‧檢測影像

Img_o1、Img_o2、Img_o3、Img_v1、Img_v2‧‧‧物件影像

Img_o1、Img_o2、Img_v1、Img_v2‧‧‧物件影像

Img_L4、Img_L5、Img_L6、Img_L7、Img_L8、Img_L9‧‧‧物件寬度圖

S301~S305‧‧‧本發明一實施例所繪示的列印異常偵測方法的各步驟

下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。

圖1是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。

圖2是依照本發明所繪示的立體列印裝置的方塊示意圖。

圖3是依照本發明的一實施例所繪示之列印異常偵測方法的流程圖。

圖4是依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。

圖5為依照本發明一實施例所繪示的檢測影像與物件影像的範例示意圖。

圖6為依照本發明一實施例所繪示的物件影像的範例示意圖。

圖7為依照本發明一實施例所繪示的檢測影像的範例示意圖。

圖8是依照本發明一實施例所繪示的發生列印異常的情境示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。並且，在下列各實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。

圖1是依照本發明的一實施例所繪示之立體列印裝置的工作情境的方塊示意圖。請參照圖1，本實施例的立體列印裝置100適於依據一立體模型資訊列印出一立體物件。進一步來說，電腦主機200為具有運算功能的裝置，例如是筆記型電腦、平板電腦或桌上型電腦等計算機裝置，本發明並不對電腦主機200的種類加以限制。電腦主機200可編輯與處理一立體物件的立體模型並傳送相關的立體模型資訊至立體列印裝置100，使立體列印裝置100可依據立體模型資訊列印出立體的物件。在本實施例中，立體模型資訊可為一立體數位圖像檔案，其可例如由一電腦主機200透過電腦輔助設計(computer-aided design，CAD)或動畫建模軟體等建構而成，並將此數位立體模型資訊切割為多個橫截面資訊，使立體列印裝置100可依據此數位立體模型資訊的橫截面資訊依序獲取出多個的切層物件，所述切層物件堆疊而形成立體物件。

圖2是依照本發明所繪示的立體列印裝置的方塊示意圖。請參照圖2，立體列印裝置100包括平台110、列印單元120、影像感測模組130以及控制單元140，其功能分述如下。

平台110包括一承載面，用以承載列印中的立體物件。列印單元120可移動地設置於平台110上方，用以將成型材塗佈於平台110的承載面上方。影像感測模組130設置於平台110的之上，例如是光學掃描裝置或影像拍攝裝置，用以針對平台110上方的立體物件擷取有關於立體物件的影像。舉例來說，影像感測模組可以是光學掃描裝置中的接觸式影像感測器(CIS)，也可以是影像拍攝裝置中的互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器或電荷耦合設備(CCD)影像感測器。本發明對於影像感測模組的實際實施態樣並不限制，只要是可以透過拍攝或掃描的方式來對平台上的立體物件擷取影像的影像感測模組皆在本發明的所欲保護的範圍內。

再者，控制單元140耦接平台110、列印單元120以及影像感測模組130，可用以讀取立體模型資訊，並依據立體模型資訊來控制立體列印裝置100的整體運作而列印出立體物件。舉例來說，控制單元130可依據立體數位模型資訊而控制列印單元120的移動路徑。控制單元130例如是中央處理器、晶片組、微處理器、嵌入式控制器等具有運算功能的設備，在此不限制。詳細來說，控制單元140依據立體模型資訊控制列印單元120，從而將多個切層物件成型於平台110的承載面上以構成包括所述切層物件的立體物件。

需說明的是，依照不同的立體成型原理，列印單元120可體現為不同的實施態樣，而本發明對此並不限制。舉例來說，當立體列印裝置100為熔融沉積製造(Fused deposition modeling，FDM)立體列印裝置時，列印單元120例如是用以加熱熔融成型材的列印頭，而成型材可為熱熔性材料。列印單元120可對成型材進行加熱，以將傳送至列印單元120的成型材熔融成呈現熔融狀態的流體材料，再經由列印單元120將高溫熔融狀態的成型材擠出。因此，熔融狀態的成型材可逐層地於承載面上固化而建構出立體物件。

另外，當立體列印裝置100為材料噴射(material jetting)立體列印裝置時，列印單元120例如是可噴塗出成型材的噴頭，而所沉積的成型材可為液態或漿料狀態的光敏性樹脂。列印單元120將成型材直接噴撒至平台的承載面上，並利於隨後自然硬化或透過特定光源來固化成型材，從而形成所要的橫截面層。因此，液態或漿料狀態的光敏性樹脂可逐層地於承載面上固化而形成立體物件。需特別說明的是，上述之立體列印裝置100雖以FDM立體列印裝置與材料噴射立體列印裝置為例，但本發明並不限制於此，只要是透過列印單元120將成型材逐層塗布於平台110的立體列印裝置皆屬於本發明所欲保護的範圍。

圖3是依照本發明的一實施例所繪示之列印異常偵測方法的流程圖。本實施例之列印異常偵測方法適用於圖2的立體列印裝置100，以下即搭配立體列印裝置100中的各構件與模組說明本實施例的詳細步驟，請同時參照圖2與圖3。

首先，於步驟S301，控制單元140利用影像感測模組130依據至少一視角朝立體物件擷取至少一物件影像。具體來說，基於影像感測模組130的設置位置，影像感測模組130可依據有關於上述設置位置的至少一視角來向平台110上的立體物件擷取至少一物件影像。也就是說，物件影像可顯示出列印中的立體物件於平台110上的實際成型狀況。且，影像感測模組130可依據不同的視角(俯視角或側視角)而獲取不同的物件影像。

於步驟S302，控制單元140依據立體模型資訊與至少一視角獲取關聯於切層物件的至少一檢測影像。具體來說，立體列印裝置100係依據電腦主機200所傳送來的立體模型資訊來列印立體物件，因此立體列印裝置100實際列印出來的立體物件會與立體模型資訊中的立體模型相同。於是，於本發明之實施例中，控制單元140將依據立體模型資訊來產生顯示理想狀態的檢測影像，而檢測影像可用來檢測列印中的立體物件是否發生形變與位移的依據。同樣的，檢測影像也會對應至視角的不同而顯示出立體物件的不同部位。需特別說明的是，為了比對理想的檢測影像與實際的物件影像，用來相互比對的檢測影像與物件影像將對應至立體物件的同一視角。

之後，於步驟S303，控制單元140透過各比對物件影像與各檢測影像，來判斷物件影像與檢測影像是否相符。在列印中的立體物件未發生位移或變形的情況中，立體模型資訊產生的檢測影像會與實際拍攝的物件影像相同或相似。因此，當所述物件影像與所述檢測影像不相符時(步驟S303判斷為否)，於步驟S304，控制單元140判定立體物件發生異常而發出警示。當所述物件影像與所述檢測影像相符時(步驟S303判斷為是)，於步驟S305，控制單元140控制列印單元120繼續列印立體物件。

然，經上述說明可知，影像感測模組130可依據不同的視角而拍攝或擷取到不同的物件影像，而影像感測模組130的拍攝視角將視影像感測模組130的設置方式或設置位置而定。且，為了將顯示立體物件同一部位的檢測影像與物件影像進行比較，檢測影像將視物件影像的拍攝視角而建立。舉例來說，影像感測模組130可設置於平台110的正上方，並且向下拍攝平台110上的立體物件，以獲取立體物件的俯視圖。另外，影像感測模組130可設置於平台110上方的一端，並且透過與承載面平行的側視角來拍攝平台110上的立體物件，以獲取立體物件的側視圖。

為了進一步詳細說明本發明，圖4是依照本發明一實施例所繪示的立體列印裝置的示意圖。請參照圖4，本實施例的立體列印裝置400係以FDM立體列印裝置為例進行說明，但本發明並不以此為限。立體列印裝置400包括平台410、列印頭420、影像感測模組430a、影像感測模組430b、控制單元440以及屏幕450。在此同時提供直角座標系以便於描述相關構件及其運動狀態。

平台410包括一承載面S1。列印頭420設置於平台410上方，列印頭420經配置以沿著XY平面移動以及沿著XY平面的法線方向(Z軸向)移動，以於承載面S1上逐層列印各個切層物件而逐漸形成立體物件40。也就是說，控制單元440從電腦主機接收立體模型資訊，並據以控制立體列印裝置400的各部件而列印出多個切層物件。承上述，立體列印裝置400所列印的立體物件可視為由多個切層物件所構成，且各個切層物件因立體物件的外型而具有對應的橫截面。

此外，於本實施例中，影像感測模組430a與影像感測模組430b例如是一攝影機或照相機。影像感測模組430a設置於平台410的上方，用以朝向平台110拍攝影像而獲取立體物件40的俯視圖。影像感測模組430a可裝設於立體列印裝置400的頂部。於一實施例中，影像感測模組430a可設置於列印頭420上，並且透過控制列印頭420將影像感測模組430a移動至適於拍攝物件影像的高度及位置上。

於是，影像感測模組430a依據一擷取方向C1朝承載面S1擷取物件影像，且擷取方向C1與承載面S1相互垂直。需說明的是，影像感測模組430a所拍攝的物件影像皆對應至同一視角(俯視角)，其所拍攝出來的物件影像皆顯示出立體物件40的頂部。因此，對應於影像感測模組430a用以拍攝物件影像的俯視角，控制單元440轉換立體模型資訊而獲取各切層物件投影於承載面S1的多個橫截面圖，且控制單元440重疊橫截面圖而獲取對應至一視角的檢測影像。

具體來說，於本實施例中，控制單元440是依據控制碼檔(例如G code)來控制列印頭420於XY平面上的移動路徑。也就是說，控制碼檔包括有關於切層物件的橫截面圖的相關資訊。因此，控制單元440可依據上述控制碼檔而產生各個切層物件的橫截面圖，並且透過疊加當前已列印的橫截面圖而產生檢測影像。

接著，控制單元440透過比對實際拍攝的物件影像與理想中的檢測影像來判斷物件影像與檢測影像是否相符，從而決定立體物件40是否發生像是變形或位移的異常現象。值得一提的是，在控制單元440比對影像感測模組430a所拍攝的物件影像與檢測影像之前，控制單元440可先依照影像感測模組430a的拍攝高度來對物件影像進行縮放。

於此，為了詳細說明如何產生關聯於俯視角的檢測影像，圖5為依照本發明一實施例所繪示的檢測影像與物件影像的範例示意圖。於圖5所示的範例中，控制單元440可轉換各個切層物件L1~L3的G code而產生對應至俯視角的橫截面圖Img_L1~Img_L3。之後，控制單元440重疊與結合橫截面圖Img_L1~Img_L3而獲取對應至俯視角的檢測影像Img_c。基此，假設物件影像Img_o1為影像感測模組430a所拍攝到的影像，由於物件影像Img_o1與檢測影像Img_c相符，代表立體物件並未發生異常狀況。另一方面，若假設物件影像Img_o2為影像感測模組430a所拍攝到的影像，由於物件影像Img_o2與檢測影像Img_c不相符，代表立體物件已發生異常狀況。

值得一提的是，於一實施例中，控制單元440可藉由比對物件影像與檢測影像的輪廓資訊或位置資訊來判斷物件影像與檢測影像是否相符。其中，輪廓資訊為立體物件於物件影像與檢測影像上的輪廓，而位置資訊為立體物件於物件影像與檢測影像上的位置。詳細來說，控制單元440可比對物件影像的輪廓資訊與檢測影像的輪廓資訊是否一致，並比對物件影像的物件位置與檢測影像的物件位置是否一致，從而判斷物件影像與檢測影像是否相符。於圖5所示的範例中，以物件影像Img_o2為例，雖然物件影像Img_o2的輪廓資訊與檢測影像的輪廓資訊一致，但物件影像Img_o2的位置資訊與檢測影像的位置資訊並不一致，因此可據以判定平台410上的立體物件已發生位移的現象。

另一方面，影像感測模組430b設置於平台410的一端。屏幕450相對於影像感測模組430b而設置於平台410的另一端。影像感測模組430b沿一擷取方向C2朝屏幕450擷取物件影像，此擷取方向C2與承載面S1相互平行。另外，在本實施例中，平台410經配置以沿旋轉軸460旋轉。因此，透過旋轉平台410，影像感測模組430b可依據不同角度的側視角而擷取到相互相異的多張物件影像。換言之，影像感測模組430b可以環繞式的拍攝方式而擷取到多張對應至不同側視角的物件影像。

再者，控制單元440更依據關聯於各個切層物件的立體模型資訊而產生對應至不同側視角的檢測影像。於是，控制單元440比對影像感測模組430b所擷取的多張物件影像與基於立體模型資訊所產生的多張檢測影像，並依據比對結果來判斷列印中的立體物件是否發生異常。需說明的是，本發明對於影像感測模組430b所擷取之物件影像的數量並不加以限制，也就是說，對應至各個物件影像的側視角的角度與數目可視實際應用情況而定。

然，為了詳細說明如何產生關聯於側視角的檢測影像，圖6為依照本發明一實施例所繪示的物件影像的範例示意圖。圖7為依照本發明一實施例所繪示的檢測影像的範例示意圖。請先參照圖6，於本範例中，控制單元440控制平台410旋轉，以利用影像感測模組430b依據第一側視角V1與第二側視角V2朝平台410上立體物件70擷取第一物件影像Img_v1與第二物件影像Img_v2。

基此，為了將對應至相同側視角(第一側視角V1與第二側視角V2)的物件影像與檢測影像進行比對，控制單元440分別依據第一側視角V1與第二側視角V2轉換立體模型資訊。詳細來說，請參照圖7，控制單元440可依據第一側視角V1轉換立體物件70的立體模型資訊，從而獲取立體物件70之各切層物件L1~L3關聯於第一視角V1的多個第一物件寬度圖Img_L4~Img_L6。例如，控制單元440可依據有關於切層物件L1的立體模型資訊而獲取切層物件L1的第一物件寬度圖Img_L4。

另一方面，控制單元440可依據第二側視角V2轉換立體物件70的立體模型資訊，從而獲取立體物件70之各切層物件L1~L3關聯於第二視角V2的多個第二物件寬度圖Img_L7~Img_L9。例如，控制單元440可依據有關於切層物件L2的立體模型資訊而獲取切層物件L2的第二物件寬度圖Img_L8。

基此，控制單元440結合這些第一物件寬度圖Img_L4~Img_L6而獲取對應至第一側視角V1的第一檢測影像Img_c1。控制單元440結合這些第二物件寬度圖Img_L7~Img_L9而獲取對應第二側視角V2的第二檢測影像Img_c2。其中，控制單元440依據切層物件L1~L3堆疊於平台410上的順序來結合第一物件寬度圖Img_L4~Img_L6與第二物件寬度圖Img_L7~Img_L9。

請同時參照圖6與圖7，控制單元440比對同為對應至第一側視角V1的第一物件影像Img_v1與第一檢測影像Img_c1，來判斷對應至第一視角V1的第一物件影像Img_v1與第一檢測影像Img_c1是否相符。且，控制單元440比對第二物件影像Img_v2與第二檢測影像Img_c2，來判斷對應至第二視角V2的第二物件影像Img_v2與第二檢測影像Img_c2是否相符。倘若第一物件影像Img_v1與第一檢測影像Img_c1相符且第二物件影像Img_v2與第二檢測影像Img_c2相符，控制單元440可判定立體物件70未發生異常現象。

相反地，倘若第一物件影像Img_v1與第一檢測影像Img_c1不相符或/與第二物件影像Img_v2與第二檢測影像Img_c2不相符，控制單元440可判定立體物件70發生例如是物件翹曲、物件位移或物件變形等異常現象。以立體物件發生物件翹曲的現象為例，圖8是依照本發明一實施例所繪示的發生列印異常的情境示意圖。請參照圖8，假設控制單元440依照立體列印資訊所產生的影像為檢測影像Img_c3，而檢測影像Img_c3所顯示的內容代表立體物件於正常列印狀況下的狀態。基此，如圖8所示，由於影像感測模組430b所擷取的物件影像Img_o3與檢測影像Img_c3並不相符，因此控制單元440可判定立體物件以發生異常並發出警示來提醒使用者或直接終止列印程序。

需特別說明的是，圖4所示的實施例雖然是以包括影像感測模組430a與影像感測模組430b的FDM立體列印裝置為例進行說明，但本發明並不以此為限。進一步來說，對於材料噴射立體列印裝置來說，基於列印中的立體物件被包覆於支撐材之內，材料噴射立體列印裝置無法透過與承載面平行的側視角而擷取到可顯示立體物件之實際狀態的影像。再者，透過與承載面垂直的俯視角而擷取到之物件影像僅能顯示出最上層之切層物件的截面輪廓。基此，對於材料噴射立體列印裝置來說，可透過設置於平台正上方的影像感測模組來對立體物件擷取物件影像，並將此物件影像與最上層之切層物件的橫截面圖進行比較，來偵測立體物件是否發生異常。其中，設置於材料噴射立體列印裝置內的影像感測模組例如是設置於立體列印裝置頂部的攝影裝置或設置於噴頭上的光學掃描裝置，本發明對此不限制。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，立體列印裝置可於列印期間依據特定的視角對立體物件擷取物件影像。因此，立體列印裝置可透過比對物件影像與基於立體列印資訊所產生的檢測影像來偵測立體物件是否發生位移或變形的異常現象。當立體列印裝置偵測到立體物件發生異常時，將據以發出警示予使用者或直接終止列印程序。如此一來，可避免立體列印裝置於的狀態下持續進行列印，從而減少立體列印材料的浪費與時間上的浪費，以提升立體列印裝置的列印品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S301~S305‧‧‧列印異常偵測方法的各步驟

Claims

一種立體列印裝置，用以列印一立體物件，包括：一平台，包括一承載面；一列印單元，設置於該平台上方，依據一立體模型資訊成型至少一切層物件於該承載面上，其中該至少一切層物件逐層堆疊於該承載面上而形成該立體物件；一影像感測模組，設置於該平台上方，以一擷取方向取得該至少一切層物件之一物件影像；以及一控制單元，耦接該列印單元與該影像感測模組，該控制單元依據該立體模型資訊與該擷取方向決定一檢測影像，並將該物件影像與該檢測影像進行比對。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中當該物件影像與該檢測影像的比對不相符時，該控制單元判定該立體物件發生異常而發出一警示。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中當該物件影像與該檢測影像的比對不相符時，該控制單元判定該立體物件發生異常而終止列印程序。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中該擷取方向與該承載面相互垂直。
如申請專利範圍第4項所述的立體列印裝置，其中當該列印單元依據該立體模型資訊將該至少一切層物件成型於該承載面上，該控制單元轉換該立體模型資訊而獲取各所述切層物件投影於該承載面的多個橫截面圖，且該控制單元重疊該些橫截面圖而決定該檢測影像。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中該影像感測模組設置於該平台的一端，而該立體列印裝置更包括一屏幕，該屏幕相對於該影像感測模組而設置於該平台的另一端，該影像感測模組的該擷取方向朝向該屏幕，該擷取方向與該承載面相互平行。
如申請專利範圍第6項所述的立體列印裝置，其中該平台經配置以沿一旋轉軸旋轉。
如申請專利範圍第1項所述的立體列印裝置，其中該控制單元將該物件影像與該檢測影像進行比對的操作包含：將該物件影像的輪廓資訊與該檢測影像的輪廓資訊進行比對。
如申請專利範圍第8項所述的立體列印裝置，其中該控制單元將該物件影像與該檢測影像進行比對的操作更包含：將該物件影像的物件位置與該檢測影像的物件位置進行比對。
一種列印異常偵測方法，適用於包括一影像感測模組與一平台的一立體列印裝置，且該立體列印裝置依據一立體模型資訊將多個切層物件成型於該平台的一承載面上以構成包括所述切層物件的一立體物件，所述列印異常偵測方法包括：利用該影像感測模組依據至少一視角朝該立體物件擷取至少一物件影像，其中該至少一切層物件逐層堆疊於該承載面上而形成該立體物件；依據該立體模型資訊與該至少一視角獲取關聯於該些切層物件的至少一檢測影像；以及透過比對該至少一物件影像與該至少一檢測影像，來判斷該至少一物件影像與該至少一檢測影像是否相符。
如申請專利範圍第10項所述的列印異常偵測方法，更包括：當該至少一物件影像與該至少一檢測影像不相符時，該控制單元判定該立體物件發生異常而發出一警示。
如申請專利範圍第10項所述的列印異常偵測方法，其中該影像感測模組沿一軸線方向朝該承載面擷取該至少一物件影像，該軸線方向與該承載面相互垂直。
如申請專利範圍第12項所述的列印異常偵測方法，其中依據該立體模型資訊與該至少一視角獲取關聯於該些切層物件的該至少一檢測影像的步驟包括：轉換該立體模型資訊而獲取各該些切層物件投影於該承載面的多個橫截面圖；以及重疊該些橫截面圖而獲取對應至該至少一視角的該至少一檢測影像。
如申請專利範圍第12項所述的列印異常偵測方法，其中該影像感測模組設置於該平台的一端，而該立體列印裝置更包括一屏幕，該屏幕相對於該影像感測模組而設置於該平台的另一端，該影像感測模組沿一擷取方向朝該屏幕擷取該至少一物件影像，該擷取方向與該承載面相互平行。
如申請專利範圍第14項所述的列印異常偵測方法，其中該平台經配置以沿一旋轉軸旋轉，該至少一視角包括一第一視角與一第二視角，而利用該影像感測模組依據該至少一視角朝該立體物件擷取該至少一物件影像的步驟包括：控制該平台旋轉，以利用該影像感測模組依據該第一視角與該第二視角朝該立體物件擷取該至少一物件影像中的一第一物件影像與一第二物件影像。
如申請專利範圍第15項所述的列印異常偵測方法，其中依據該立體模型資訊與該至少一視角獲取關聯於該些切層物件的至少一檢測影像的步驟包括：分別依據該第一視角與該第二視角轉換該立體模型資訊，從而獲取各該些切層物件關聯於第一視角的多個第一物件寬度圖與關聯於第二視角的多個第二物件寬度圖；以及各別結合該些第一寬度圖與該些第二物件寬度圖而獲取該至少一檢測影像中的一第一檢測影像與一第二檢測影像。
如申請專利範圍第16項所述的列印異常偵測方法，其中透過比對該至少一物件影像與該至少一檢測影像，來判斷該至少一物件影像與該至少一檢測影像是否相符的步驟包括：比對該第一物件影像與該第一檢測影像，來判斷對應至該第一視角的該第一物件影像與該第一檢測影像是否相符；以及比對該第二物件影像與該第二檢測影像，來判斷對應至該第二視角的該第二物件影像與該第二檢測影像是否相符。
如申請專利範圍第10項所述的列印異常偵測方法，其中透過比對該至少一物件影像與該至少一檢測影像，來判斷該至少一物件影像與該至少一檢測影像是否相符的步驟包括：比對該至少一物件影像的輪廓資訊與該至少一檢測影像的輪廓資訊是否一致；以及比對該至少一物件影像的物件位置與該至少一檢測影像的物件位置是否一致，其中當該至少一物件影像的輪廓資訊與該至少一檢測影像的輪廓資訊不一致或該至少一物件影像的物件位置與該至少一檢測影像的物件位置不一致，判定該至少一物件影像與該至少一檢測影像不相符。