三轴并联式3D打印机及其校正方法技术

本发明专利技术公开一种三轴并联式3D打印机的校正方法，其中3D打印机于垂直方向上设置有垂直校正机构、于水平方向上设置有水平校正机构、于打印平台下方设置有打印平台校正机构。于每次进行新的打印任务前，3D打印机先控制其上的三组滑块垂直移动并藉由垂直校正机构进行Z轴的校正，接着控制其上的喷头水平移动并藉由水平校正机构进行X轴与Y轴的校正。X轴、Y轴及Z轴皆校正完毕后，再藉由打印平台校正机构进行打印平台的倾斜度的校正。最后，于所有校正动作皆进行完毕后，再开始执行新的打印任务。

【技术实现步骤摘要】
三轴并联式3D打印机及其校正方法
本专利技术涉及3D打印机及其校正方法，尤其涉及三轴并联式3D打印机以及其校正方法。
技术介绍
近年来，3D打印技术蓬勃发展，并且随着3D打印机(3Dprinter)的价格下降，更使得3D打印技术的普及化速度越来越快。根据不同的设计概念，目前市场上出现许多种不同型式的3D打印机，而其中最受市场肯定，且喷头的移动最为稳定也最快速的，即为三轴并联式3D打印机(Delta3Dprinter)。如图1所示，为相关技术的三轴并联式3D打印机示意图。三轴并联式3D打印机(下面简称为3D打印机1)主要呈三角型，并于三个角落分别设置有一支撑杆11。各该支撑杆11上分别设置有可进行垂直方向移动的一滑块12。该滑块12通过二手臂13枢接一喷头14，并且该滑块12、该二手臂13及该喷头14构成一个固定面积的平行四边型。如图1所示，该3D打印机1藉由上述三个该滑块12及三组该手臂13的移动来将该喷头14水平地移动至任何所需的高度与位置，藉此依据输入的3D文件打印出实体的3D模型。然而，由于在打印该3D模型时，各该滑块12与各组手臂13需要进行大量的位移，因此在进行了多次的打印任务之后，各该滑块12的实际位移量将可能会与该3D打印机1的预设位移量产生偏差。举例来说，该预设位移量为各该滑块12移动一格(或一次)的距离为0.1cm，但经过了多次的打印动作后，各该滑块12实际移动一格的距离(即该实际位移量)可能变为0.3cm。再者，于打印该3D模型时，该喷头14将会碰触该3D打印机1上的一打印平台15，或是该打印平台15上已成型的该3D模型。因此打印时间一长，将可能造成该打印平台15的倾斜。一但各该滑块12或该喷头14的位移量产生偏差，或是该打印平台15产生倾斜，将可能使得该3D模型变形，甚至是打印失败。
技术实现思路
本专利技术提供一种三轴并联式3D打印机及其校正方法，可在每次开始新的打印任务之前，先进行X轴、Y轴、Z轴及打印平台的校正之后，再开始进行打印动作。于本专利技术的一实施例中，该三轴并联式3D打印机是于垂直方向上设置有一垂直校正机构、于水平方向上设置有一水平校正机构、于一打印平台下方设置有一打印平台校正机构。于每次进行新的一打印任务前，该3D打印机先控制其上的三组滑块进行垂直移动，以藉由该垂直校正机构进行Z轴的校正。接着，控制其上的一喷头进行水平移动，以藉由该水平校正机构进行X轴与Y轴的校正。X轴、Y轴及Z轴皆校正完毕后，再藉由该打印平台校正机构进行该打印平台的倾斜度的校正。最后，于所有校正动作皆进行完毕后，开始执行新的打印任务。本专利技术相较于相关技术所能达到的技术功效在于，在每次开始新的打印任务之前，分别藉由多个校正机构先进行X轴、Y轴、Z轴及打印平台的校正。藉此，可解决3D打印机在进行了多次打印任务后，各组滑块及喷头的实际位移量与预设位移量可能会产生偏差，或是打印平台可能倾斜的问题。如此一来，可进一步避免因上述位移量偏差或是倾斜的问题而造成所打印的3D模型的品质下降甚至打印失败。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为相关技术的三轴并联式3D打印机示意图；图2为本专利技术的第一具体实施例的校正流程图；图3为本专利技术的第一具体实施例的三轴并联式3D打印机示意图；图4为本专利技术的第一具体实施例的垂直校正机构示意图；图5为本专利技术的第一具体实施例的Z轴校正流程图；图6A为本专利技术的第一具体实施例的水平校正机构示意图；图6B为本专利技术的第一具体实施例的反射光量感测器动作示意图；图6C为本专利技术的第一具体实施例的电压变化示意图；图7为本专利技术的第一具体实施例的X、Y轴校正流程图；图8A为本专利技术的第一具体实施例的打印平台校正机构示意图；图8B为本专利技术的第二具体实施例的打印平台校正机构示意图；图8C为本专利技术的第二具体实施例的电压变化示意图；图9为本专利技术的第一具体实施例的打印平台校正流程图。其中，附图标记：1…三轴并联式3D打印机；10…支撑架；11…支撑杆；12…滑块；13…手臂；14…喷头；15…打印平台；16…底座；17…上盖；2…垂直校正机构；21…遮蔽结构；22…第一光遮断感测器；23…第二光遮断感测器；3…水平校正机构；31…定位色块；311…第一定位色块；312…第二定位色块；313…中央定位色块；314…角定位色块；32…反射光量感测器；321…发射端；322…接收端；4…打印平台校正机构；41…弹簧；42…偏心转轮；421…棘齿；422…卡固件；43…电磁阀；T1…理论行走时间；T2…真实行走时间；S10～S18…校正步骤；S20～S30…Z轴校正步骤；S40～S50…X、Y轴校正步骤；S60～S66…打印平台校正步骤。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本专利技术的目的、方案及功效，但并非作为本专利技术所附权利要求保护范围的限制。参阅图2与图3，分别为本专利技术的第一具体实施例的校正流程图及第一具体实施例的三轴并联式3D打印机示意图。本专利技术主要揭露了一种经过改良的三轴并联式3D打印机1(Delta3Dprinter，下面将简称为该3D打印机1)，以及该3D打印机1使用的校正方法。值得一提的是，本专利技术的该3D打印机1是基于图1所示的该3D打印机1进行改良，并于其上增设了一垂直校正机构2、一水平校正机构3及一打印平台校正机构4，并藉由该些校正机构2-4来进行该3D打印机1的位移校正及倾斜度校正。如图3所示，本专利技术的该3D打印机1与图1所揭示的该3D打印机1相似，主要具有一底座16及一上盖17、设置于该底座16上的一打印平台15、垂直设置于该底座16的三个角落的三支撑架10、同样垂直设置于上述三个角落的三支撑杆11、可移动地分别设置于各该支撑杆11上的三滑块12、可水平移动的一喷头14、及分别枢接该喷头14及各该滑块12的多个手臂13。上述该3D打印机1的基础结构为本
中的公知技术，于此不再赘述。本专利技术的主要技术特征在于，该3D打印机1上还设置有上述该垂直校正机构2、该水平校正机构3及该打印平台校正机构4。如图2所示，当本专利技术的该3D打印机1要进行一个新的打印任务之前，先通过该垂直校正机构2进行各该滑块12在一Z轴上(即，垂直的上下方向)的位移校正(步骤S10)，接着于该Z轴上的位移校正完成后，再通过该水平校正机构3进行该喷头14在一X轴上(即，水平的左右方向)及一Y轴上(即，水平的前后方向)的位移校正(步骤S12)。当该X轴、该Y轴及该Z轴皆校正完成后，该3D打印机1进一步通过该打印平台校正机构4进行该打印平台15的倾斜度校正(步骤S14)。待该打印平台15的角度校正也完成后，该3D打印机1再控制该喷头14回到一打印原点(步骤S16)，并且依据校正后的数据执行新的该打印任务。本专利技术的主要技术功效在于，该3D打印机1在每一次执行新的打印任务之前，或是在执行了一定数量的打印任务之后，会对该X轴、该Y轴、该Z轴及该打印平台15的倾斜度进行校正，以确保在每一次的打印任务中所采用的参数都是相同的。如图3所示，本实施例中，该垂直校正机构2主要包括设置在任一该滑块12上的一遮蔽结构21，以及设置在任一该支撑架10上的多个光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴并联式3D打印机的校正方法，该三轴并联式3D打印机的三个角落分别设置有一支撑架及一支撑杆，各该支撑杆上分别设有可垂直位移的一滑块，各该滑块分别通过二手臂连接可水平移动一喷头，其特征在于，包括：a)通过一垂直校正机构进行各该滑块于一Z轴上的位移校正，其中该垂直校正机构包括设置在任一该支撑架上的多个光遮断感测器及设置在任一该滑块上的一遮蔽结构；b)该步骤a后，通过一水平校正机构进行该喷头在一X轴与一Y轴上的位移校正，其中该水平校正机构包括设置在该喷头上的一反射光量感测器及设置在一打印平台上的多个定位色块；c)该步骤b后，通过一打印平台校正机构进行该打印平台的角度校正，其中该打印平台校正机构包括设置在该打印平台下方并支撑该打印平台的一弹性元件与一偏心轮，以及控制该偏心轮转动的一电磁阀；及d)该步骤c后，执行新的一打印任务。

【技术特征摘要】
1.一种三轴并联式3D打印机的校正方法，该三轴并联式3D打印机的三个角落分别设置有一支撑架及一支撑杆，各该支撑杆上分别设有可垂直位移的一滑块，各该滑块分别通过二手臂连接可水平移动一喷头，其特征在于，包括：a)通过一垂直校正机构进行各该滑块于一Z轴上的位移校正，其中该垂直校正机构包括设置在任一该支撑架上的多个光遮断感测器及设置在任一该滑块上的一遮蔽结构；b)该步骤a后，通过一水平校正机构进行该喷头在一X轴与一Y轴上的位移校正，其中该水平校正机构包括设置在该喷头上的一反射光量感测器及设置在一打印平台上的多个定位色块；c)该步骤b后，通过一打印平台校正机构进行该打印平台的角度校正，其中该打印平台校正机构包括设置在该打印平台下方并支撑该打印平台的一弹性元件与一偏心轮，以及控制该偏心轮转动的一电磁阀；及d)该步骤c后，执行新的一打印任务。2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，该多个光遮断感测器包括一第一光遮断感测器及一第二光遮断感测器，并且该步骤a包括下列步骤：a1)控制该滑块垂直移动至该遮蔽结构遮蔽该第一光遮断感测器的发出光源的一第一位置；a2)依据一垂直位移量控制该滑块由该第一位置垂直移动至该遮蔽结构遮蔽该第二光遮断感测器的发出光源的一第二位置；a3)计算该滑块由该第一位置移动至该第二位置的一实际垂直位移次数；a4)依据该实际垂直位移次数及一理论垂直位移次数补偿该垂直位移量，其中该滑块依据补偿后的该垂直位移量执行新的该打印任务。3.根据权利要求2所述的校正方法，其特征在于，该步骤a4是依据计算式：对该垂直位移量进行补偿。4.根据权利要求2所述的校正方法，其特征在于，该步骤a还包括下列步骤：a5)该步骤a4后，依据补偿后的该垂直位移量控制该滑块由该第二位置垂直移动至该第一位置，以验证依据补偿后的该垂直位移量控制该滑块垂直移动时，该实际垂直位移次数是否相等于该理论垂直位移次数；及a6)控制该滑块由该第一位置向下垂直移动，并使该喷头位于该打印平台上的一打印位置。5.根据权利要求2所述的校正方法，其特征在于，该多个定位色块至少包括沿着该X轴或该Y轴设置的一第一定位色块及一第二定位色块，并且该步骤b包括下列步骤：b1)控制该喷头水平移动至该第一定位色块的设置位置上方，并记录该反射光量感测器感测所得的电压值；b2)依据一水平位移量控制该喷头由该第一定位色块的设置位置上方水平移动至同一轴向上的该第二定位色块的设置位置上方，并持续记录该反射光量感测器于移动过程中感测所得的多个电压值；b3)依据该多个电压值的一电压差的发生时间计算该喷头于该轴向上的一实际水平位移次数；及b4)依据该实际水平位移次数及一理论水平位移次数补偿该水平位移量，其中该喷头依据补偿后的该水平位移量执行新的该打印任务。6.根据权利要求5所述的校正方法，其特征在于，该多个定位色块包括分别沿着该X轴与该Y轴设置的两个该第一定位色块，及分别沿着该X轴与该Y轴设置的两个该第二定位色块，并且该步骤b更包括一步骤b5：依据另一轴向上的该第一定位色块与该第二定位色块重新执行该步骤b1至该步骤b4。7.根据权利要求5所述的校正方法，其特征在于，该步骤b4是依据计算式：对该水平位移量进行补偿。8.根据权利要求5所述的校正方法，其特征在于，该多个定位色块的颜色较该打印平台的颜色为浅，该步骤b2中，该反射光量感测器是在移动过程中分别感测该多个定位色块与该打印平台的反射光量并产生对应的电压值，其中该反射光量感测器在该多个定位色块的设置位置上感测所得的电压值高于在该打印平台的其他位置上感测所得的电压值。9.根据权利要求5所述的校正方法，其特征在于，该弹性元件与该偏心轮沿着同一轴向设置，并且该步骤c包括下列步骤：c1)依据该反射光量感测器于该多个定位色块的设置位置上感测到的多个电压值判断该打印平台于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鸿焕，蒋世熙，张子承，
申请(专利权)人：三纬国际立体列印科技股份有限公司，金宝电子工业股份有限公司，泰金宝电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71