[发明专利]一种大范围3D打印方法

说明书

本发明公开了一种大范围3D打印方法。将打印模型分成N块子模型，并用移动平台对各块子模型依次打印处理并接合，直到最后打印成一个整体：在打印前后相邻两块子模型时，对前一块子模型时额外增设打印出一个特征结构，特征结构供后一块子模型打印后和前一块子模型接合的识别定位使用；采用包括有AGV小车、摄像头和打印机的打印设备，通过AGV小车带动打印机移动，实现不同位置进行打印，同时通过摄像头拍摄打印出的模型轮廓来调整打印机的打印坐标系。本发明将打印机、摄像头、AGV小车三者进行了结合，解决了传统3D打印机无法打印超出打印范围的打印件的问题，大大增加了打印机的打印范围，同时也提高了打印的灵活性。

技术领域

本发明涉及了一种大范围3D打印方法，具体是提供了一种能够在任意地方打印并且能够打印出超出原有打印机打印范围的打印方法。

背景技术

3D打印技术经过这些年的发展，技术上已基本上形成了一套体系，可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造，材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用，可以说3D打印有着非常广阔的前景。但是与此同时，随着这项技术的快速发展，我们也会从中发现许多的问题和缺陷，比如说3D打印的打印范围较小且打印区域非常固定就是其中一个问题。

如果想打印一个超出打印机范围的比较大型的打印件，现有的方法需要我们制造一台与这个打印件相匹配的打印机来进行打印；或者是用多台打印机同时进行工作，来打印出这个超出打印范围的打印件，这样做非常不方便。同时，现有的技术方法只能在打印机限定的范围内进行打印，灵活度也存在较大的欠缺。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种大范围3D打印方法，能够在任意的区域进行打印，并且只用一台原有的打印机就能打印出超出3D打印机打印范围的打印件。

本发明的技术方案如下：

本发明在打印模型超出打印机打印范围的情况下，先将打印模型分成N块子模型，并用移动平台对各块子模型依次打印处理并接合，直到最后打印成一个整体：在打印前后相邻两块子模型时，对前一块子模型时额外增设打印出一个特征结构，特征结构以供后一块子模型打印后和前一块子模型接合的识别定位使用；对后一块子模型时额外减去一个特征结构进行打印，用摄像头拍摄前一块子模型的轮廓图像并进行轮廓提取，通过特征结构的轮廓进行打印坐标系转换，进而实现前后两块子模型接合。

所述的前一块子模型额外增设的特征结构和后一块子模型额外减去的特征结构相同，前一块子模型额外增设的特征结构直接由前一块子模型原有结构延伸连接打印出来，后一块子模型额外增设的特征结构直接由后一块子模型原有结构挖去不打印出来。

所述的特征结构为凸出于或者凹进于子模型的柱形结构，优选的带有边缘角点，例如可以为条柱形、方柱形或者半圆柱形。

特征结构特征可以是任意形状，适合用于视觉识别。

所述方法采用包括有AGV小车、摄像头和打印机的打印设备，打印机安装在AGV小车中间上，AGV小车上安装有支架，摄像头安装于支架水平延伸出的末端，打印机的机械臂4末端带有打印头；通过AGV小车带动打印机的移动，实现在打印模型大范围不同位置进行打印，同时通过摄像头拍摄打印出的模型轮廓来调整打印机的打印坐标系，进而调整后面打印出的模型位置。

所述方法具体为：

(1)对摄像头与打印机械臂进行手眼标定，得到摄像头坐标系与机械臂坐标系之间的转换关系；

(2)需打印模型是超出打印机的打印范围，将打印模型分成N块子模型，对每前后相邻的两块子模型之间的接合分界处分别增加和减少设置一个特征结构，然后对每一块子模型分别进行切片，形成各自的切片G代码，切片G代码中包含有特征结构的特征向量数据；

(3)然后采用以下方式对每前后相邻的两块子模型进行打印并接合：