阅读说明：本技术 3d打印机的嫁接定位系统及嫁接方法 (Grafting positioning system and grafting method of 3D printer ) 是由 刘建业 毛丽 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种3D打印机的嫁接定位系统及嫁接方法,包括：切片软件系统,切片软件系统与工控机通信连接,切片软件系统包括可导入嫁接件数字模型的打印成型模拟平台,打印成型模拟平台具有第一坐标系以获取嫁接件数字模型的虚拟坐标信息；光源装置,光源装置布置在打印基准平台的上方；相机装置,相机装置布置在粉料成型腔的上方；图像处理系统,图像处理系统具有与第一坐标系相对应的第二坐标系并且分别与工控机、相机装置通信连接,以获取嫁接基板的实际坐标信息并且经工控机将实际坐标信息传输至切片软件系统；扫描装置,扫描装置布置在粉料成型腔的上方。本发明能够自动修正嫁接打印的位置,保证嫁接打印的质量。(The invention provides a grafting positioning system and a grafting method of a 3D printer, which comprise the following steps: the slicing software system is in communication connection with the industrial personal computer and comprises a printing and forming simulation platform capable of leading in the digital model of the grafting number, and the printing and forming simulation platform is provided with a first coordinate system to obtain virtual coordinate information of the digital model of the grafting number; a light source device arranged above the printing reference platform; the camera device is arranged above the powder forming cavity; the image processing system is provided with a second coordinate system corresponding to the first coordinate system and is respectively in communication connection with the industrial personal computer and the camera device so as to obtain actual coordinate information of the grafting substrate and transmit the actual coordinate information to the slicing software system through the industrial personal computer; and the scanning device is arranged above the powder forming cavity. The invention can automatically correct the position of grafting printing and ensure the quality of grafting printing.)

3D打印机的嫁接定位系统及嫁接方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印机的嫁接定位系统及嫁接方法。

背景技术

模具行业经常需要打印嫁接产品，所谓的嫁接为在原有工件上续接打印其他结构。要实现嫁接产品的正常打印，必须先将原有工件的轮廓对接上。传统的对光方法是通过红光扫描零件轮廓，同时通过肉眼去辨别位置，以微量调节嫁接数据的坐标，这样效率非常低，且很难实现坐标位置的精准确定。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种3D打印机的嫁接定位系统及嫁接方法，能够自动修正嫁接打印的位置，保证嫁接打印的质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种3D打印机的嫁接定位系统，所述3D打印机包括工控机以及打印基准平台，打印基准平台上开设有沿打印基准平台长度方向并排布置、且开口均朝上的粉料供给腔和粉料成型腔，粉料成型腔内设有可升降且承载产品的成型基板，成型基板上设有嫁接基板，嫁接基板上设有嫁接基座，所述嫁接定位系统包括：

切片软件系统，切片软件系统与工控机通信连接，切片软件系统包括可导入嫁接件数字模型的打印成型模拟平台，打印成型模拟平台垂直于高度方向的横截面尺寸与粉料成型腔垂直于高度方向的横截面尺寸相等，打印成型模拟平台具有第一坐标系以获取嫁接件数字模型的虚拟坐标信息；

光源装置，光源装置布置在打印基准平台的上方以将光束投射至粉料成型腔处；

相机装置，相机装置布置在粉料成型腔的上方以获取粉料成型腔处的光学图像；

图像处理系统，图像处理系统具有与第一坐标系相对应的第二坐标系并且分别与工控机、相机装置通信连接，以获取嫁接基板的实际坐标信息并且经工控机将实际坐标信息传输至切片软件系统；

扫描装置，扫描装置布置在粉料成型腔的上方以扫描嫁接基座的轮廓；

根据嫁接件数字模型的虚拟坐标信息相对于嫁接基板的实际坐标信息的位置偏置量，切片软件系统自动修正嫁接件数字模型的虚拟坐标信息，使嫁接件数字模型的虚拟坐标信息与嫁接基板的实际坐标信息相匹配。

优选地，所述光源装置包括安装框架以及发光器，安装框架布置在相机装置和打印基准平台之间，安装框架内设有透明反光镜，发光器设在安装框架的一侧。

优选地，所述相机装置包括闭路电视摄像头，闭路电视摄像头向下对齐成型基板。

优选地，所述相机装置包括CCD图像传感器。

优选地，所述扫描装置为红光扫描器。

优选地，所述切片软件系统为magics软件。

优选地，所述打印成型模拟平台垂直于高度方向的横截面尺寸与粉料成型腔垂直于高度方向的横截面尺寸均为280mm×280mm。

本发明还提供一种采用上述嫁接定位系统的嫁接方法，包括以下步骤：

S1，在打印成型模拟平台上建立第一坐标系，将嫁接件数字模型导入打印成型模拟平台，获取嫁接件数字模型基于第一坐标系的虚拟坐标信息；

S2，通过相机装置拍摄粉料成型腔处的光学图像，通过图像处理系统获取与光学图像相对应的图像信号并且将图像信号转化成数字信号，在图像处理系统上建立与第一坐标系相对应的第二坐标系，获取嫁接基座基于第二坐标系的实际坐标信息，并且经工控机将实际坐标信息输送至切片软件系统；

S3，切片软件系统比对所述实际坐标信息和所述虚拟坐标信息，计算得出虚拟坐标信息相对于实际坐标信息的位置偏移量；

S4，切片软件系统根据位置偏移量自动调整嫁接件数字模型基于第二坐标系的虚拟坐标信息，最终使嫁接件数字模型的虚拟坐标信息与嫁接基板的实际坐标信息相匹配；

S5，扫描装置对嫁接基座进行扫描，确认嫁接对光无误。

如上所述，本发明的3D打印机的嫁接定位系统及嫁接方法，具有以下有益效果：在本发明中，打印成型模拟平台具有第一坐标系以获取嫁接件数字模型的虚拟坐标信息，图像处理系统具有与第一坐标系相对应的第二坐标系，以获取嫁接基板的实际坐标信息并且经工控机将实际坐标信息传输至切片软件系统，根据嫁接件数字模型的虚拟坐标信息相对于嫁接基板的实际坐标信息的位置偏置量，切片软件系统自动修正嫁接件数字模型的虚拟坐标信息，使嫁接件数字模型的虚拟坐标信息与嫁接基板的实际坐标信息相匹配。因此，本发明的3D打印机的嫁接定位系统能够自动修正嫁接打印的位置，保证嫁接打印的质量。

附图说明

图1显示为本发明的3D打印机的嫁接定位系统的示意图；

图2显示为光源装置和相机装置的示意图；

图3显示为打印基准平台的示意图。

元件标号说明

1 打印基准平台

11 粉料供给腔

12 粉料成型腔

2 工控机

01 光源装置

011 安装框架

012 发光器

02 相机装置

021 闭路电视摄像头

03 图像处理系统

04 切片软件系统

05 扫描装置

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、图2以及图3所示，本发明提供一种3D打印机的嫁接定位系统，上述3D打印机包括工控机2以及打印基准平台1，打印基准平台1上开设有沿打印基准平台1长度方向并排布置、且开口均朝上的粉料供给腔11和粉料成型腔12，粉料成型腔12内设有可升降且承载产品的成型基板，成型基板上设有嫁接基板，嫁接基板上设有嫁接基座，上述嫁接定位系统包括：

切片软件系统04，切片软件系统04与工控机2通信连接，切片软件系统04包括可导入嫁接件数字模型的打印成型模拟平台，打印成型模拟平台垂直于高度方向的横截面尺寸与粉料成型腔12垂直于高度方向的横截面尺寸相等，打印成型模拟平台具有第一坐标系以获取嫁接件数字模型的虚拟坐标信息；

光源装置01，光源装置01布置在打印基准平台1的上方以将光束投射至粉料成型腔12处；

相机装置02，相机装置02布置在粉料成型腔12的上方以获取粉料成型腔12处的光学图像；

图像处理系统03，图像处理系统03具有与第一坐标系相对应的第二坐标系并且分别与工控机2、相机装置02通信连接，以获取嫁接基板的实际坐标信息并且经工控机2将实际坐标信息传输至切片软件系统04；

扫描装置05，扫描装置05布置在粉料成型腔12的上方以扫描嫁接基座的轮廓；

根据嫁接件数字模型的虚拟坐标信息相对于嫁接基板的实际坐标信息的位置偏置量，切片软件系统04自动修正嫁接件数字模型的虚拟坐标信息，使嫁接件数字模型的虚拟坐标信息与嫁接基板的实际坐标信息相匹配。

在本发明中，打印成型模拟平台具有第一坐标系以获取嫁接件数字模型的虚拟坐标信息，图像处理系统03具有与第一坐标系相对应的第二坐标系，以获取嫁接基板的实际坐标信息并且经工控机2将实际坐标信息传输至切片软件系统04，根据嫁接件数字模型的虚拟坐标信息相对于嫁接基板的实际坐标信息的位置偏置量，切片软件系统04自动修正嫁接件数字模型的虚拟坐标信息，使嫁接件数字模型的虚拟坐标信息与嫁接基板的实际坐标信息相匹配。因此，本发明的3D打印机的嫁接定位系统能够自动修正嫁接打印的位置，保证嫁接打印的质量。

如图2所示，为了便于上述相机装置02拍摄打印产品的当前打印层的光学图像，上述光源装置01包括安装框架011以及发光器012，安装框架011布置在相机装置02和打印基准平台1之间，安装框架011内设有透明反光镜013，发光器012设在安装框架011的一侧。透明反光镜013的设置能够避免发光器012布置在相机装置02和打印基准平台1之间，并且能够使由粉料成型腔12处反射的光束透过透明反光镜013之后进入相机装置02。

进一步的，上述相机装置02包括闭路电视摄像头021，闭路电视摄像头021向下对齐成型基板。上述相机装置02包括CCD图像传感器。

进一步的，上述扫描装置05为红光扫描器。

进一步的，上述切片软件系统04为magics软件。magics软件是一种现有的3D打印切片软件。

进一步的，上述打印成型模拟平台垂直于高度方向的横截面尺寸与粉料成型腔12垂直于高度方向的横截面尺寸均为280mm×280mm。

本发明还提供一种采用上述嫁接定位系统的嫁接方法，包括以下步骤：

S1，在打印成型模拟平台上建立第一坐标系，将嫁接件数字模型导入打印成型模拟平台，获取嫁接件数字模型基于第一坐标系的虚拟坐标信息；

S2，通过相机装置02拍摄粉料成型腔12处的光学图像，通过图像处理系统03获取与光学图像相对应的图像信号并且将图像信号转化成数字信号，在图像处理系统03上建立与第一坐标系相对应的第二坐标系，获取嫁接基座基于第二坐标系的实际坐标信息，并且经工控机2将实际坐标信息输送至切片软件系统04；

S3，切片软件系统04比对上述实际坐标信息和上述虚拟坐标信息，计算得出虚拟坐标信息相对于实际坐标信息的位置偏移量；

S4，切片软件系统04根据位置偏移量自动调整嫁接件数字模型基于第二坐标系的虚拟坐标信息，最终使嫁接件数字模型的虚拟坐标信息与嫁接基板的实际坐标信息相匹配；

S5，扫描装置05对嫁接基座进行扫描，确认嫁接对光无误。

上述嫁接方法能够自动修正嫁接打印的位置，保证嫁接打印的质量。

综上所述，本发明的3D打印机的嫁接定位系统及嫁接方法能够自动修正嫁接打印的位置，保证嫁接打印的质量。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。