一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统技术方案

本发明专利技术涉及打印偏差分析技术，用于解决打印偏差分析系统容易因为仪器误差或外界干扰而导致打印失败产生残次品的问题，具体为一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统；本发明专利技术中，通过对底板进行多点采样以及空间建模的方式，对打印机的运行Z轴做出调整，调节后的运行Z轴还会通过打印机空载试运行的方式检测运行时的高度变化，既避免了对底板调节的复杂工序，又进一步提高对底板倾斜情况的检测准确性，若打印机空载试运行时存在高度变化，则对打印机进行二次复检，通过数据的合理性分析剔除不合理的数据，通过打印机在运行过程中打印出的半成品与打印源图进行拟合，在打印过程中也能够及时的发现打印出现的偏差，减少原材料的浪费。料的浪费。料的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统


[0001]本专利技术涉及打印偏差分析技术，具体为一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统。

技术介绍

[0002]3D打印的“调平过程”对于整体打印成功率和质量起到决定性作用。据了解，在3D打印过程中，首层打印失败案例有87％是因为没有好的调平，而首层打印不好，将会导致98％打印失败。传统调平方式主要依靠于反复手拧螺丝，通过来回抽拉纸张感受顿挫感的方式来判断调平点高度是否合适，这种方式操作相对繁琐，依赖直觉和经验，易产生较大误差。现在市面上多数声称自动调平的3D打印机，需依赖外置硬件传感器或弹片装置进行间接测量，其本身与喷头存在天然的高度误差，容易导致调平精准度不高，影响打印结果。
[0003]目前，现有的3D打印技术大多都需要手动或自动调平底板，调平不精准导致打印出的产品存在偏差，从而影响3D打印机的使用，若不对底板进行调平则需要偏差检测分析系统对底板的位置进行分析，现有的偏差检测分析系统基本都是对底板进行一次定位后直接进行打印，导致偏差分析检测系统容易因为误差导致打印出现偏差，从而导致产品瑕疵或报废。
[0004]针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术中，通过对底板进行多点采样以及空间建模的方式，对打印机的运行Z轴做出调整，调节后的运行Z轴还会通过打印机空载试运行的方式检测运行时的高度变化，既避免了对底板调节的复杂工序，又进一步提高对底板倾斜情况的检测准确性，若打印机空载试运行时存在高度变化，则对打印机进行二次复检，防止出现的系统误差影响检测结果，通过数据的合理性分析剔除不合理的数据，防止偶然误差对检测结果造成的影响，通过打印机在运行过程中打印出的半成品与打印源图进行拟合，在打印过程中也能够及时的发现打印出现的偏差，减少原材料的浪费，同时对设备自身进行监测，及时的发现因为振动因素而导致的底板晃动时造成打印偏差，解决打印偏差分析系统定位过程较为简单容易出现因为仪器误差或外界干扰而导致打印失败产生残次品或报废品的问题，而提出一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统，包括采集单元、控制器、服务器、修正单元和偏差控制单元，所述服务器用于采集单元、控制器、修正单元和偏差控制单元之间的信息双向传递和存储，所述控制器用于控制打印组件在底板上进行3D打印并对打印机Z轴进行调整，所述采集模块用于采集底板定位信息、运行信息、以及干扰信息，其中底板定位信息包括位于底板上的至少三个随机坐标点，以及每个坐标点所对应的X、Y、Z轴坐标，并将每个坐标点的坐标以及对应的坐标发送至服务器，服务器将每个坐标点以及对应
的坐标发送至偏差控制单元；
[0008]所述偏差控制单元收到坐标点以及坐标点所对应的坐标后，根据每个坐标点所对应的坐标对所有坐标点进行三维建模，并寻找一个能够包含所有坐标点的平面，将此平面标记为打印基准面，所述偏差控制单元对打印基准面进行分析处理，得出打印基准面的法线，所述偏差控制单元将打印基准面的法线记录为基准法线并将基准法线发送至服务器，所述控制器能够通过服务器获取到基准法线；
[0009]所述控制器获取到基准法线后，根据基准法线生成法线变更信号，将打印喷枪的运行Z轴变更至与基准法线向重合，生成以基准法线为运行Z轴的新运行坐标系，并生成初步定位完成信号，所述控制器通过服务器将初步定位完成信号发送至采集单元，采集单元收初步定位完成信号后生成前序复检信号，并将前序复检信号发送至服务器，所述控制器从服务器获取到前序复检信号后，控制打印喷枪在新运行坐标系内运动，打印喷枪运动时Z轴选取固定值，仅在XY平面内环形运动，所述采集模块在打印喷枪环形运动时以预设的取样点采集打印喷枪与底板之间的距离值，并将其记录为复检距离集，所述采集模块将复检距离发送至服务器，所述偏差控制单元从服务器接收复检距离后，再从控制器中获取到Z轴的固定值，将复检距离与Z轴固定值进行比较分析，若复检距离集中的距离值与Z轴固定值相同，则生成定位完成信号，并将定位完成信号反馈至控制器，控制器收到定位完成信号后进入打印程序，若复检距离集中的距离值存在与Z轴固定值不同的距离值，则生成定位修正信号，并将定位修正信号反馈至修正单元，所述修正单元收到定位修正信号后，对新运行坐标系中的运行Z轴进行再次修正。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述修正单元收到定位修正信号后，修正单元生成二次复检信号，并将二次复检信号通过服务器发送至控制器，控制器收到二次复检信号后，控制打印喷枪再次在新运行坐标系内运动，此次运动时的Z轴选取与前序复检过程中不同的固定值，采集模块再次检测打印喷枪此次运动时与底板之间的距离值，且二次复检时的采集点与前序复检时的采集点XY轴坐标相同，并将其记录为二次复检距离集，所述修正单元获取到二次复检距离集和二次复检时的Z轴固定值，并将二次复检距离集中距离值与二次复检中的Z轴固定值进行差值对比，得出每个取样点距离底板的距离值与Z轴固定值的差值，并将其记录为二次复检差值，所述修正单元通过服务器获取到复检距离集以及前序复检的Z轴固定值，并同样将复检距离集与前序复检的Z轴固定值进行差值分析，得出每个取样点距离底板的距离值与Z轴固定值的差值，并将其记录为前序复检差值，所述修正单元对前序复检差值与二次复检差值中的每个对应点进行平均，得出平均差值集，并对平均差值集内的距离值进行阈值分析，根据分析结果判断新运行坐标系中的运行Z轴与基准法线是否重合，若运行Z轴与基准法线重合，则生成定位完成信号，若运行Z轴与基准法线不重合，则生成法线重置信号，并将法线重置信号或定位完成信号发送至服务器。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述修正单元以平均差值集内的对应距离值为Z轴坐标，以取样点的XY坐标为X轴坐标和Y轴坐标，将多个取样点绘制为立体环形图像，并对立体环形图像选取一个平面进行拟合，剔除个别无法拟合的取样点后，将剩余取样点的Z轴坐标与预设的误差阈值进行逐一比对，若取样点的Z轴坐标≥预设的误差阈值，则将该取样点标记为异常取样点，若取样点的Z轴坐标＜预设的误差阈值，则将其标记为正常取样点，对异常取样点和正常取样点进行计数，若异常取样点的数量≥预设的异常点位阈值，则
判定运行Z轴与基准法线不重合，生成法线重置信号，若异常取样点的数量＜预设的异常点位阈值，则判定运行Z轴与基准法线重合，生成定位完成信号。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述控制器从服务器获取到定位完成信号后，控制打印喷枪进行打印工作，所述控制器从服务器获取到法线重置信号后，再次对基准法线与运行Z轴进行重新定位。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述采集单元采集的运行信息包括打印产品扫描图和打印进度，所述采集单元将打印产品扫描图和打印进度发送至服务器，所述偏差控制单元通过服务器获取到打印进度，并将根据打印进度对存储在服务器内的打印源图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统，其特征在于，包括采集单元、控制器、服务器、修正单元和偏差控制单元，所述服务器用于采集单元、控制器、修正单元和偏差控制单元之间的信息双向传递和存储，所述控制器用于控制打印组件在底板上进行3D打印并对打印机Z轴进行调整，所述采集模块用于采集底板定位信息、运行信息、以及干扰信息，其中底板定位信息包括位于底板上的至少三个随机坐标点，以及每个坐标点所对应的X、Y、Z轴坐标，并将每个坐标点的坐标以及对应的坐标发送至服务器，服务器将每个坐标点以及对应的坐标发送至偏差控制单元；所述偏差控制单元收到坐标点以及坐标点所对应的坐标后，根据每个坐标点所对应的坐标对所有坐标点进行三维建模，并寻找一个能够包含所有坐标点的平面，将此平面标记为打印基准面，所述偏差控制单元对打印基准面进行分析处理，得出打印基准面的法线，所述偏差控制单元将打印基准面的法线记录为基准法线并将基准法线发送至服务器，所述控制器能够通过服务器获取到基准法线；所述控制器获取到基准法线后，根据基准法线生成法线变更信号，将打印喷枪的运行Z轴变更至与基准法线向重合，生成以基准法线为运行Z轴的新运行坐标系，并生成初步定位完成信号，所述控制器通过服务器将初步定位完成信号发送至采集单元，采集单元收初步定位完成信号后生成前序复检信号，并将前序复检信号发送至服务器，所述控制器从服务器获取到前序复检信号后，控制打印喷枪在新运行坐标系内运动，打印喷枪运动时Z轴选取固定值，仅在XY平面内环形运动，所述采集模块在打印喷枪环形运动时以预设的取样点采集打印喷枪与底板之间的距离值，并将其记录为复检距离集，所述采集模块将复检距离发送至服务器，所述偏差控制单元从服务器接收复检距离后，再从控制器中获取到Z轴的固定值，将复检距离与Z轴固定值进行比较分析，若复检距离集中的距离值与Z轴固定值相同，则生成定位完成信号，并将定位完成信号反馈至控制器，控制器收到定位完成信号后进入打印程序，若复检距离集中的距离值存在与Z轴固定值不同的距离值，则生成定位修正信号，并将定位修正信号反馈至修正单元，所述修正单元收到定位修正信号后，对新运行坐标系中的运行Z轴进行再次修正。2.根据权利要求1所述的一种基于免调平底板打印技术的偏差分析检测系统，其特征在于，所述修正单元收到定位修正信号后，修正单元生成二次复检信号，并将二次复检信号通过服务器发送至控制器，控制器收到二次复检信号后，控制打印喷枪再次在新运行坐标系内运动，此次运动时的Z轴选取与前序复检过程中不同的固定值，采集模块再次检测打印喷枪此次运动时与底板之间的距离值，且二次复检时的采集点与前序复检时的采集点XY轴坐标相同，并将其记录为二次复检距离集，所述修正单元获取到二次复检距离集和二次复检时的Z轴固定值，并将二次复检距离集中距离值与二次复检中的Z轴固定值进行差值对比，得出每个取样点距离底板的距离值与...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙华，王永银，白宏伟，沈龙，
申请(专利权)人：江苏磐晓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：