TWI667125B

TWI667125B - 光固化3d成型機光學系統校正方法及其裝置

Info

Publication number: TWI667125B
Application number: TW104116158A
Authority: TW
Inventors: 蔡宛真
Original assignee: 蔡枘頤
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2019-08-01
Also published as: TW201641260A

Abstract

本發明光固化3D成型機光學系統校正方法，其係使輸出的成型模型物件，可以控制X與Y方向長度尺寸於一定公差範圍，其步驟係包括：(a)裝上所要校正的鏡頭，並調整好適當的焦距；(輸入鏡頭的雕刻範圍。依振鏡所接受的電壓及板卡所輸出的電壓比，輸入適當的放縮比例；(b)依桶形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊均為直線；(c)依梯形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊等長；(d)依平行四邊形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來正方形之四邊相互垂直；(e)量測實際打標出來的尺寸。以理論尺寸除以實際尺寸的公式，分別填入X方向和Y方向的放大率；以及(f)重覆前一個步驟，直到打出來的尺寸等於理論尺寸；藉由如上之步驟，利用2D打標系統，光學校正演算法，輸出位置並利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)校正系統設備做誤差校正，並可輸出校正檔供2D或3D軟體讀取使用，以改善鏡頭光型畸形，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致。

Description

光固化3D成型機光學系統校正方法及其裝置

本發明係有關於一種光固化3D成型機光學系統校正方法及裝置，尤其是有關於一種可以改善鏡頭光型畸形，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致之光固化3D成型機光學系統校正方法及裝置。

科技日新月異，3D列印設備問世頗長一段時間，3D列印的功能與規格是與日進化，但3D列印機所列印出來的成品，品質參差不齊，為了讓3D列印的功能規格提升，成品的精緻細膩度似乎已經是新世代3D列印機所發展的趨勢了，其中，想使成品更趨精細，即需要求3D成型機之校正方法之提升。因此，如何提升3D成型機成品之細膩度，是發明人極欲解決的課題。

有鑑於以往3D成型機裝置所採用之方法不完善，發明人經多年研究開發，終於研究此種可解決校正不佳、受限校正方法以及種類不同之光固化3D成型機光學系統校正方法。

本發明光固化3D成型機光學系統校正方法，其係使輸出的成型模型物件，可以控制X與Y方向長度尺寸於一定公差範圍，其步驟係包括：(a)裝上所要校正的鏡頭，並調整好適當的焦距；(輸入鏡頭的雕刻範圍。依振鏡所接受的電壓及板卡所輸出的電壓比，輸入適當的放縮比例；(b)依桶形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊均為直線；(c)依梯形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊等長；(d)依平行四邊形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來正方形之四邊相互垂直；(e)量測實際打標出來的尺寸。以理論尺寸除以實際尺寸的公式，分別填入X方向和Y方向的放大率；以及(f)重覆前一個步驟，直到打出來的尺寸等於理論尺寸；藉由如上之步驟。

本發明主要目的在利用2D打標系統，光學校正演算法，輸出位置並利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)校正系統設備做誤差校正，並可輸出校正檔供2D或3D軟體讀取使用，以改善鏡頭光型畸形，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致。

為了能讓審查員能更易於了解本發明光固化3D成型機光學系統校正方法之特點，請參閱以下圖式及本發明光固化3D成型機光學系統校正方法之實施方式說明。

A1‧‧‧裝上所要校正的鏡頭，並調整好適當的焦距

A2‧‧‧輸入鏡頭的雕刻範圍

A3‧‧‧依桶形畸變的校正法則，反覆修正填入值

A4‧‧‧依梯形畸變的校正法則，反覆修正填入值

A5‧‧‧依平行四邊形畸變的校正法則，反覆修正填入值

A6‧‧‧量測實際打標出來的尺寸

A7‧‧‧重覆前一個步驟，直到打出來的尺寸等於理論尺寸

B1‧‧‧設定縮放比例

B2‧‧‧按「雕刻」鈕執行雕刻

B3‧‧‧輸入較短的中心線長度

B4‧‧‧按下輸入校正值按鈕以進行校正

B5‧‧‧按「試刻」按鈕執行雕刻

B6‧‧‧將「試刻」出圖形的四邊長度的實際量測值輸入表格內

B7‧‧‧輸入後再次按「試刻」按鈕執行雕刻。如此不斷反覆，直到達成校正目標

C1‧‧‧設定縮放比例

C2‧‧‧按「試刻」按鈕執行雕刻

C3‧‧‧輸入較短的中心線長度

C4‧‧‧按下輸入校正值按鈕以進行校正

C5‧‧‧按「試刻」按鈕執行雕刻

C6‧‧‧於校正值輸入區內輸入校正資料(利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)系統設備，測試並由軟體輸出校正值)

C7‧‧‧輸入後再次按「試刻」按鈕執行雕刻，如此不斷反覆，直到達成校正目標

第一圖係為本發明光固化3D成型機光學系統校正方法之公式法步驟圖

第二圖係為本發明光固化3D成型機光學系統校正方法之比例法步驟圖

第三圖係為本發明光固化3D成型機光學系統格點法步驟圖

光固化3D成型機光學系統校正，使輸出的成型模型物件，可以控制X與Y方向長度尺寸於一定公差範圍。其係利用2D打標系統，光學校正演算法(鏡頭校正)，含公式法，比例法，格點法(相關說明如下)，分述如下：輸出位置利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)校正系統設備做誤差校正，並可輸出校正檔供2D或3D軟體讀取使用，以改善鏡頭(Galvo/Scan head)光型(光路)畸形，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致。

請參看第一圖，第一圖所示係為本發明光固化3D成型機光學系統校正方法之公式法步驟圖。公式法係利用數學公式，將鏡頭的桶形、梯形及平行四邊形等畸變修正。適當地調整鏡頭(Galvo/Scan head)參數或參數，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致。並可以儲存成為校正檔，且可以匯入COR(副檔名的名稱)、CTB(副檔名的名稱，SCANLAB公司(註1))、GCD(副檔名的名稱，RAYLASE公司(註2))三種類型的校正檔。

註1：SCANLAB為德商SCANLAB Aktiengesellschaft的註冊商標

註2：RAYLASE為美商RAYLASE AG的註冊商標

公式法調整功能如下：原點偏位調整、放縮比例(縮放比例)調整、旋轉偏位調整、畸形校正調整、桶型進階調整。

在做鏡頭校正時，XY的軸向，指的是板卡上所定義的XY輸出埠所連接的振鏡馬達。依以下步驟執行：

步驟1(A1)：裝上所要校正的鏡頭，並調整好適當的焦距

步驟2(A2)：輸入鏡頭的雕刻範圍。依振鏡所接受的電壓及板卡所輸出的電壓比，輸入適當的放縮比例。

要注意的是，要完成此步驟才可以開始執行試刻的動作，以免振鏡馬達偏擺過大，造成損壞。

步驟3(A3)：依桶形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊均為直線。

步驟4(A4)：依梯形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊等長。

步驟5(A5)：依平行四邊形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來正方形之四邊相互垂直。

步驟6(A6)：量測實際打標出來的尺寸。以(理論尺寸/實際尺寸)(預設為100)的公式，分別填入X方向和Y方向的放大率。

步驟7(A7)：重覆步驟6，直到打出來的尺寸等於理論尺寸。畸變調整、桶型、梯形及平行四邊形之校正方法，請見表4.1、4.2及4.3。

預設校正檔是由振鏡系統商，針對其產品所提供的校正參數檔。使用這些校正檔，已可以達到一定的校正效果。只要再微調X和Y方向的放縮比例即可。

使用自訂校正檔，請參看第二圖，第二圖所示係為本發明光固化3D成型機光學系統校正方法之比例法步驟圖。採用之比例法如下：

步驟1(B1)：設定放縮比例。

步驟2(B2)：按「試刻」按鈕執行雕刻。

步驟3(B3)：輸入較短的中心線長度。

步驟4(B4)：按下輸入校正值按鈕以進行校正。

步驟5(B5)：按「試刻」按鈕執行雕刻。

步驟6(B6)：將「試刻」出圖形的四邊長度的實際量測值輸入表格內。

步驟7(B7)：重複上一步驟，直到達成校正目標。

請參看第三圖，第三圖所示係為本發明光固化3D成型機光學系統校正方法之格點法步驟圖。格點法係直接量測樣本點或直線的實際位置以求出校正表。可分為雙向雲型曲線演算法及雙向線性演算法，步驟如下：

步驟1(C1)：設定放縮比例。

步驟2(C2)：按「試刻」按鈕執行雕刻。

步驟3(C3)：輸入較短的中心線長度。

步驟4(C4)：按下輸入校正值按鈕以進行校正。

步驟5(C5)：按「試刻」按鈕執行雕刻。

步驟6(C6)：於校正值輸入區內輸入校正資料

步驟7(C7)：重複上一步驟，直到達成校正目標。

值得一提的是，本發明尚可包含由前述光固化3D成型機光學系統校正方法所達成的裝置。

以上所述僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明光固化3D成型機光學系統校正方法，然而對於該實施例所作的任何修改與變化，均不脫離本發明之精神與範圍。

由以上詳細說明可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述之目的，實已符合專利法之規定，爰依法提出發明專利申請。

Claims

一種光固化3D成型機光學系統校正方法，其係使輸出的成型模型物件，可以控制X與Y方向長度尺寸於一定公差範圍，其步驟係包括：(a)裝上所要校正的鏡頭，並調整好適當的焦距；(b)輸入鏡頭的雕刻範圍，依振鏡所接受的電壓及板卡所輸出的電壓比，輸入適當的放縮比例；(c)依桶形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊均為直線；(d)步驟4依梯形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來的正方形之四邊等長；(e)依平行四邊形畸變的校正法則，反覆修正填入值，直到打出來正方形之四邊相互垂直；(f)量測實際打標出來的尺寸，以理論尺寸除以實際尺寸的公式，分別填入X方向和Y方向的放大率；以及(g)重覆前一個步驟，直到打出來的尺寸等於理論尺寸；藉由如上之步驟，利用2D打標系統，光學校正演算法，輸出位置並利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)校正系統設備做誤差校正，並可輸出校正檔供2D或3D軟體讀取使用，以改善鏡頭光型畸形，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致。
如申請專利範圍第1項所述之光固化3D成型機光學系統校正方法，其中，鏡頭的桶形、梯形及平行四邊形等畸變修正參數，可以儲存成為校正檔，且可以匯入COR(副檔名的名稱)、CTB(副檔名的名稱)、GCD(副檔名的名稱)三種類型的校正檔。
一種光固化3D成型機光學系統校正方法，其步驟係包括：(a)設定放縮比例，依振鏡所能接受的電壓及板卡所輸出的電壓比，選擇相近似的放縮比例；(b)按「試刻」按鈕執行雕刻；(c)輸入較短的中心線長度；(d)按下輸入校正值按鈕以進行校正；(e)按「試刻」按鈕執行雕刻；(f)將實際量測值輸入表格內；以及(g)輸入後再次按「試刻」按鈕執行雕刻，如此不斷反覆，直到達成校正目標；藉由如上之步驟，利用2D打標系統，光學校正演算法，輸出位置並利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)校正系統設備做誤差校正，並可輸出校正檔供2D或3D軟體讀取使用，以改善鏡頭光型畸形，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致。
一種光固化3D成型機光學系統校正方法，其步驟係包括：(a)設定放縮比例，依振鏡所能接受的電壓及板卡所輸出的電壓比，選擇相近似的放縮比例；(b)按「試刻」按鈕執行雕刻；(c)輸入較短的中心線長度；(d)按下輸入校正值按鈕以進行校正；(e)按「試刻」按鈕執行雕刻；(f)於校正值輸入區內輸入校正資料，利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)校正系統設備，測試並由軟體輸出校正值；以及(g)輸入後再次按「試刻」按鈕執行雕刻，如此不斷反覆，直到達成校正目標；藉由如上之步驟，利用2D打標系統，光學校正演算法，輸出位置並利用影像感應器量測(Charge-coupled Device measuring equipment)校正系統設備做誤差校正，並可輸出校正檔供2D或3D軟體讀取使用，以改善鏡頭光型畸形，讓成形的物品，和軟體所設計的圖形尺寸趨於一致。