[发明专利]一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法有效

专利信息
申请号: 201810897855.7 申请日: 2018-08-08
公开(公告)号: CN109049705B 公开(公告)日: 2020-06-09
发明(设计)人: 刘浩;李秀菊;刘磊;刘睿 申请(专利权)人: 南京航空航天大学;南京工业大学
主分类号: B29C64/118 分类号: B29C64/118;B29C64/30;B29C64/386;B33Y40/00;B33Y50/00
代理公司: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 杨晓玲
地址: 210016 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 测定 fdm 三维 打印机 转台 中心 方法
【说明书】:

发明公开了一种测定五轴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。本发明所达到的有益效果:本方法利用测量块,结合对刀原理对转台进行多角度的测量,从而得到准确的中心坐标。

技术领域

本发明涉及一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法,属于技术领域。

背景技术

基于熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)的三维打印技术是三维打印领域的传统打印技术之一,因其采用熔融状态的打印材料逐层堆积成型的原理简单而且易于实现而受到广大设备开发者和用户的欢迎,可以适用的打印各种实物模型和工艺品。目前市场上的三维打印机大多是以打印机限位开关所限制的点为原点进行打印,切片软件大多也是以三维打印机坐标系原点为基准进行G代码的生成。受目前常用的切片软件的限制,若要使用5轴三维打印机,需要将打印件分成几部分进行打印,每部分分别由切片软件切片后打印。对于旋转后工件的坐标,因为打印时需要知道其在打印机坐标系中的坐标,故需要知道转台的旋转中心来确定其旋转后的位置坐标,这样才可以精确的控制喷头完成打印。由此可见,确定转轴转台中心对于G代码的生成以及打印产品的精确度都有着非常重要的作用。这个转台中心一般由厂家制造时便已确定。但由于存在各种制造误差,转轴中心的实际位置可能与制造厂家期望的位置有偏差,影响打印产品的精度。在打印机长期使用的过程中,打印机转台也会存在偏移,导致转台转轴中心变化,需要重新测量打印机转台转轴中心。

齐次坐标变换的方法在电脑图形中的应用无处不在,因为该坐标允许平移、旋转、缩放及透视投影等可表示为矩阵与向量相乘的一般向量运算。依据链式法则,任何此类运算的序列均可相乘为单一个矩阵,从而实现简单且有效之处理。与此相反,若使用笛卡儿坐标,平移及透视投影不能表示成矩阵相乘。因此,使用齐次坐标变换的方法可以轻松得到某点旋转或平移后的坐标,给我们的计算带来方便。

目前市场上存在着几种确定转台转轴中心的方法,这些方法各有特点,但是大多比较复杂,工人操作起来有一定难度,并且购买设备的成本比较高。

发明内容

为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法,利用齐次坐标变换的方法测量三组数据便能轻松计算出转轴中心。

为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:

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。

前述的一种测定五轴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垂直,测量点到测量块的两个斜面的距离为标准值。

前述的一种测定五轴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;

前述的一种测定五轴FDM三维打印机转台中心的方法,其特征是,所述三组坐标的具体得到过程如下:

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

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