[发明专利]一种增材基板平面畸变补偿方法

说明书

本发明公开了一种增材基板平面畸变补偿方法，采用距离测量头，扫描并测量增材基板表面的平面畸变数据；通过三维打印控制器计算平面畸变补偿值等参数，并控制成形作用头跟随增材基板表面畸变、实施沉积作业；在打印平面畸变补偿底座过程中，通过实时调节成形作用头的沉积的补偿量，逐层累积补偿增材基板的平面畸变；最终在所完成的平面畸变补偿底座上，得到接近理想平面的上表面，并将该上表面作为三维打印零件的基准平面。本发明公开的方法，无需保证增材基板的高平面度，无需复杂、精密的多点调平机构，即可实现大幅面沉积增材作业，可降低增材基板的材料及加工成本。

技术领域

本发明属于机电方法类，具体涉及一种平面畸变补偿方法。

背景技术

随着三维打印技术的快速发展，三维打印零件特别是大尺寸零件的应用发展迅猛。在采用熔融沉积方法，如FDM(熔融沉积成形)、LMD(激光熔融沉积)打印大尺寸塑料或金属三维零件的过程中，作为沉积起始面和基准面的增材基板，其平面度的要求也越来越高。增材基板平面度偏差较大时，不仅会造成初始沉积层翘曲、进而导致打印失败，严重情况下还会引发打印头与增材基板发生刮擦和碰撞，造成重大设备损坏事故。与此同时，由于三维打印机中，增材基板一般是作为快速拆卸部件、易损件而设计的，因此依靠提升基板机械强度、提高加工精度的方式来确保其平面度不仅成本高，而且在结构设计方面，如安装空间、重量等方面存在较大局限。

为了保证增材基板在三维打印坐标系下的平面度，传统方式一般将增材基板视作刚性整体，并在其四角设置手动调节螺栓，进而依靠塞尺等量具以及人工反复调整，以实现增材基板相对打印头的平面度，但其操作繁琐且不能纠正基板自身的平面畸变。为实现自动调平，CN106827540A公开了一种采用3点支撑、3个Z轴电机控制的增材基板自动调平机构，但仍存在驱动机构复杂、无法纠正基板自身平面畸变的局限。此外，CN207496021U还公开了一种基于单个Z轴电机和多个电磁离合器的增材基板调平方案，但仍无法校正增材基板自身的平面畸变，只能调整其相对于打印头作业平面的整体平行度。目前三维打印领域还缺少一种能补偿大幅面增材基板平面畸变，方案简单、技术可行的结构方案与控制方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种方案简单、技术可行的增材基板平面畸变补偿方法。

本发明的技术方案如下：

一种增材基板平面畸变补偿方法，所述方法包含如下步骤：

S01.Z轴定位机构移动，将增材基板移动至测量坐标位置；

S02.距离测量头对增材基板的打印区域进行平面畸变扫描，并根据设定的采样间隔，记录平面畸变数据；

S03.三维打印控制器计算平面畸变补偿层的总层数，增材基板平面各扫描点处的平面畸变补偿值，以及各平面畸变补偿层的补偿量；

S04.三维打印控制器控制成形作用头及Z轴定位机构，打印平面畸变补偿层，从而完成基板平面畸变补偿底座。

优选的，所述S04步骤具体为：

S41.三维打印控制器根据成形作用头所处的XY瞬时坐标位置，计算得出当前平面畸变补偿层对应的Z轴坐标补偿量，并控制Z轴定位机构，驱动增材基板输出平面畸变补偿运动；

S42.三维打印控制器调取所述XY瞬时坐标位置对应的S03步骤中计算出的当前平面畸变补偿层的补偿量；

S43.三维打印控制器驱动成形作用头，沉积在所述XY瞬时坐标位置对应补偿量的打印材料；

S44.三维打印控制器驱动XY轴定位机构，将成形作用头移动至下一XY瞬时位置；

S45.重复S41至S44，至所述平面畸变补偿层打印完毕；