造型装置、断面测量装置及断面测量方法制造方法及图纸

3D打印机(1)包括：通过基于设计数据使造型材料堆叠在造型位置来进行造型物(A)的造型的造型单元(131)；拍摄由造型单元(131)造型出的造型物(A)的摄像单元(132)；以及基于在造型单元(131)的造型物(A)的造型中由摄像单元(132)拍摄的摄像图像，测量造型物(A)的断面形状的形状测量单元(26)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可测量三维造型物的断面形状的造型装置、断面测量装置、以及断面测量方法。
技术介绍
以往，已知造型三维造型物的造型装置(所谓的3D打印机)。在这样的3D打印机中，通过基于设计数据每次1层地堆叠造型材料，制造期望的断面形状的造型物。而且，在由这样的3D打印机造型出的造型物的外形和内部结构被要求精度的情况下，使用专用的装置测量所造型出的造型物的内部断面形状(例如，参照文献1：特开2001-264047号公报、文献2：特开平09-147146号公报)。这里，文献1中记载的装置，对于3D造型物，使用X射线CT装置拍摄断面形状，计算摄像数据和设计数据之差。此外，文献2中记载的装置，使用MRI，进行造型出的3D造型物的断面检查。可是，上述文献1、文献2中所示的使用了X射线CT装置和MRI的断面检查中，需要昂贵并且大型的装置，此外，在使用X射线等的情况中，在安全面也有课题。
技术实现思路
本专利技术涉及以简单的结构可容易地测量造型出的造型物的断面形状的造型装置、断面测量装置、以及断面测量方法。本专利技术的造型装置的特征在于，包括：造型单元，通过基于设计数据使造型材料堆叠在造型位置来进行造型物的造型；摄像单元，拍摄由所述造型单元造型出的所述造型物；以及断面测量单元，基于在所述造型单元的所述造型物的造型中由所述摄像单元拍摄的摄像图像，测量所述造型物的断面形状。在本专利技术中，在由造型单元造型三维的造型物的阶段，由摄像单元拍摄该造型中的造型物。然后，断面测量单元基于在造型物的造型中拍摄的摄像图像，测量造型物的断面形状。这里，本专利技术的造型单元，在将造型物造型时，通过在与造型物的断面轮廓对应的造型位置每次1层地堆叠造型材料，将造型物造型。因此，通过将在造型物的造型中拍摄的多个摄像图像(例如每1层的摄像图像)连在一起，能够测量造型物整体的断面形状，根据各层的摄像图像，也能够判定各层的形状。在造型了造型物后，为了测量内部断面形状，需要上述那样的大型的专用装置，但在本专利技术中，由于获取造型物的造型中的图像即可，所以能够使用CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor；互补金属氧化物半导体)或CCD(ChargeCoupledDevice；电荷耦合器件)等的小型的摄像单元。因此，例如不需要X射线CT装置或MRI等的专用的大型装置，以简单的结构，能够提供可测量造型物的内部断面形状的造型装置。此外，由于不使用X射线等，所以也有利于安全方面。在本专利技术的造型装置中，优选还包括：形状判定单元，判定由所述断面测量单元测量的所述造型物的测量数据是否在基于所述设计数据的尺寸公差内。在本专利技术中，形状判定单元判定由断面测量单元测量的测量结果(测量数据)是否为尺寸公差以内的精度。因此，能够容易地判定造型物是否为适应了设计数据的精度高的造型物。此外，在本专利技术中，能够拍摄造型中的造型物的断面轮廓，所以即使是造型中，也可判断造型中的造型物是否达到基于设计数据的精度。在本专利技术的造型装置中，优选还包括：造型中止单元，在由所述形状判定单元判定为所述测量数据在所述尺寸公差外的情况下，使所述造型单元的造型处理停止。在本专利技术中，在由形状判定单元判定为造型中的造型物的测量数据超过了尺寸公差的情况下，造型中止单元使造型装置的造型处理停止。即，在造型物的造型精度差的情况下，造型物的造型立即被中止。由此，例如，与继续进行仍然包含造型误差的造型的情况等相比，不浪费造型材料，能够抑制由此造成的成本增加。在本专利技术的造型装置中，优选还包括：校正控制单元，在由所述形状判定单元判定为所述测量数据在所述尺寸公差外的情况下，控制所述造型单元，对于所述造型位置进行造型校正。在本专利技术中，在由形状判定单元判定为造型中的造型物的测量数据超过了尺寸公差的情况下，校正控制单元控制造型单元，进行造型物的造型校正。即，基于测量数据，对造型精度低的部位追加供给造型材料，并且将堆叠的造型物的一部分除去。由此，在本专利技术中，能够造型与测量数据对应的精度高的造型物。此外，在造型后实施形状测量的情况下，难以或不可能进行造型校正，而在本专利技术中，如上述那样，能够判断造型物的造型阶段中的形状，所以在造型位置造型的部位在尺寸公差外的情况下，立即能够实施对该造型位置的造型校正。在本专利技术的造型装置中，优选在所述测量数据小于所述尺寸公差中的最小容许尺寸的情况下，所述校正控制单元控制所述造型单元，对于与该测量数据对应的造型位置追加所述造型材料。在本专利技术中，在测量数据小于尺寸公差中的最小容许尺寸的部位追加造型材料。由此，能够造型基于设计数据的造型物。在本专利技术的造型装置中，优选在所述测量数据大于所述尺寸公差中的最大容许尺寸的情况下，所述校正控制单元控制所述造型单元，除去在与该测量数据对应的造型位置堆叠造型的所述造型材料的一部分。在本专利技术中，例如通过使用了激光的切削或熔融等除去测量数据大于尺寸公差中的最大容许尺寸的部位。由此，能够造型基于设计数据的造型物。在本专利技术的造型装置中，优选所述摄像单元拍摄以所述造型位置为中心的规定区域内。在本专利技术中，摄像单元拍摄由造型单元进行造型物造型的造型位置附近，形状测量单元基于该造型位置附近的摄像图像测量断面形状。在本专利技术中，基于设计数据在造型位置堆叠造型材料，进行造型物造型。因此，如果通过摄像单元获取造型位置附近的摄像图像，则能够判定对于造型位置是否准确地堆叠了造型材料，能够进行精度高的断面形状的测量。此外，通过拍摄以造型位置为中心的较窄的范围，能够以高清晰度获取该造型位置附近的摄像图像，能够使形状测量精度提高。在本专利技术的造型装置中，优选还包括造型头，由移动机构可移动地构成，被设置所述造型装置，所述摄像单元被设置在所述造型头中。在本专利技术中，在造型头中设置造型单元和摄像单元，该造型头通过移动机构可移动地构成。在这样的结构中，通过利用移动机构使造型头移动，能够使造型位置移动。此外，由于摄像单元与造型头一起移动，所以能够容易地获取对造型位置附近的摄像图像。在本专利技术的造型装置中，优选所述摄像单元被固定在规定位置，从该规定位置拍摄所述造型物整体。在本专利技术中，作为摄像单元，被固定在规定位置，从该固定位置拍摄造型物整体。在该情况下，由于拍摄造型物整体，所以与使造型位置附近的摄像图像连在一起来测量断面形状的情况相比，图像处理容易。此外，通过采用摄像图像的清晰度较高的摄像单元，能够抑制形状测量精度的下降。而且，在造型头中设置摄像单元的情况中，造型头大型化，重量也变重，但在本专利技术中，在造型头之外设置摄像单元，所以能够促进造型头的小型化。本专利技术的断面测量装置的特征在于包括：摄像单元，拍摄由造型单元通过基于设计数据使造型材料堆叠在造型位置来造型三维的造型物所造型的所述造型物；以及断面测量单元，基于在所述造型单元的所述造型物的造型中由所述摄像单元拍摄的摄像图像，测量所述造型物的断面形状。在本专利技术中，与上述专利技术同样，能够不需要使用例如X射线CT装置或MRI等的专用的大型装置，而以简单的结构提供可测量造型物的内部断面形状的造型装置。此外，对于原有的3D打印机等的三维造型装置，通过安装包括摄像单元和断面测量单元的断面测量单元，能够高精度地测量在原有的三维造型装置中所造型的造型物的断面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种造型装置，其特征在于，包括：造型单元，通过基于设计数据使造型材料堆叠在造型位置来进行造型物的造型；摄像单元，拍摄由所述造型单元造型出的所述造型物；以及断面测量单元，基于在所述造型单元的所述造型物的造型中由所述摄像单元拍摄的摄像图像，测量所述造型物的断面形状。

【技术特征摘要】
2015.06.29 JP 2015-1302291.一种造型装置，其特征在于，包括：造型单元，通过基于设计数据使造型材料堆叠在造型位置来进行造型物的造型；摄像单元，拍摄由所述造型单元造型出的所述造型物；以及断面测量单元，基于在所述造型单元的所述造型物的造型中由所述摄像单元拍摄的摄像图像，测量所述造型物的断面形状。2.如权利要求1所述的造型装置，其特征在于，还包括：形状判定单元，判定由所述断面测量单元测量出的所述造型物的测量数据是否在基于所述设计数据的尺寸公差内。3.如权利要求2所述的造型装置，其特征在于，还包括：造型中止单元，在由所述形状判定单元判定为所述测量数据在所述尺寸公差外的情况下，使所述造型单元的造型处理停止。4.如权利要求2所述的造型装置，其特征在于，还包括：校正控制单元，在由所述形状判定单元判定为所述测量数据在所述尺寸公差外的情况下，控制所述造型单元，对于所述造型位置进行造型校正。5.如权利要求4所述的造型装置，其特征在于，在所述测量数据小于所述尺寸公差中的最小容许尺寸的情况下，所述校正控制单元控制所述造型单元，对于与该测量数据对应的造型位置追加所述造型材料。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉武，浅野秀光，今正人，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP