[发明专利]一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法

权利要求书

1.一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法，其特征是，利用多面体测量块吸附在转台表面，分别将测量块的两个斜面旋转到水平位置以及将转台旋转至水平，在上述三种情况下，基于对刀原理并利用喷头对同一点的坐标进行测量，通过三组坐标联立计算出转台转轴中心坐标；

其中，所述三组坐标的具体得到过程如下：1)转动转台使得转台回归到零位；所述零位为：打印平台处于水平位置，平台侧面与机床坐标系Z_O_Y基准面平行；

通过机床对刀的方式分别对测量块的除斜面外的三组面进行测量，得到测量块角点的坐标值，记录此坐标初始角点坐标P₀；

2)转台归零后，绕X轴旋转特定角度后，将一个斜面处于水平位置，且另一个斜面与其垂直；缓慢移动打印机喷头，通过机床对刀的方式分别对测量块的除斜面外的三组面进行测量，得到一组坐标，此坐标利用设计时所规定的测量块的标准值，通过换算可得到转动后角点坐标，记录为P₀^A；

3)转台归零后，以同样的方法转动Z轴，使得测量块的一个侧面与机床坐标系Z_O_Y基准面平行，得到同一角点绕Z轴转动特定角度后坐标，记为P₀^c；

测量时，打印机喷头快要接近测量块时将塞尺插入缝隙中，来回拉动塞尺，感到有阻力时表明该间隙值接近塞尺上所标出的数值；此时停止打印机喷头的移动，读出此时喷头的坐标，减去塞尺的标定值，形成待测量点的实际坐标；

所述通过三组坐标联立计算出转台转轴中心坐标的方法为：

假设转台转轴中心的坐标为(X,Y,Z)，则转台在水平位置时相对于转轴中心的坐标为(X₁-X,Y₁-Y,Z₁-Z)，

转台绕X轴旋转角度θ₁的相应变换如下：

则绕X轴旋转θ₁，变换后的坐标(相对于转轴中心)为：

得到三个方程，如下所示

X₁-X＝X₂-X

cosθ₁×(Y₁-Y)-sinθ₁×(Z₁-Z)＝Y₂-Y

sinθ₁×(Y₁-Y)+cosθ₁×(Z₁-Z)＝Z₂-Z

以上三方程联立，解得

转台绕Z轴旋转角度θ₂的相应变换如下

则绕Z轴旋转θ₂，变换后相对于转轴中心的坐标为

得到三个方程，如下所示

cosθ₂×(X₁-X)-sinθ₂×(Y₁-Y)＝X₃-X

sinθ₂×(X₁-X)+cosθ₂×(Y₁-Y)＝Y₂-Y

Z₁-Z＝Z₃-Z

联立以上方程，得

由以上计算得到X，Y，Z的值，计算出三维打印机转台中心的坐标，即

2.根据权利要求1所述的一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法，其特征是，所述多面体测量块设置有若干个，且均设有磁力底座；所述测量块的一组相对的侧面上设置有互相垂直的斜面；所述测量块的底部放置在转台表面，跟随转台一起转动且不发生相对移动，测量点到测量块的两个斜面的距离为标准值。

3.根据权利要求2所述的一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法，其特征是，所述标准值为10mm。

4.根据权利要求1所述的一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法，其特征是，所述测量块采用顶面一组对边上设置有缺口的矩形块，测量块的截面为六边形。