【CN109808183A】基于神经网络的3D打印误差补偿方法系统装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910121542.7(22)申请日 2019.02.19(71)申请人 武汉华工激光工程有限责任公司地址 430223 湖北省武汉市东湖开发区华中科技大学科技园激光产业园(72)发明人 王雪辉　王建刚　雷桂明　许维　温彬　喻浩　(74)专利代理机构 北京汇泽知识产权代理有限公司 11228代理人 张涛(51)Int.Cl.B23K 26/064(2014.01)B23K 26/082(2014.01)

(54)发明名称一种大视场振镜同轴视觉成像装置及方法(57)摘要一种大视场振镜同轴视觉成像装置及方法，装置包括光源、场镜、振镜系统、光阑部件、分光镜、摄像镜头、图像传感器和激光器组件，所述光源用于照射待加工工件表面，工件表面反射的成像系统光束依次经场镜、振镜系统、光阑部件和分光镜入射到摄像镜头，并通过图像传感器接收；激光器组件发射的激光光束依次经分光镜、光阑部件、振镜系统、场镜照射至待加工工件表面。本发明可大幅提升振镜同轴视觉幅面，在激光加工中，直接采用振镜同轴视觉完成大样品的视觉定位功能，并克服了激光加工系统中振镜系

统温漂造成的定位偏差。

权利要求书1页 说明书6页 附图3页CN 109822213 A2019.05.31

CN 109822213

A1.一种大视场振镜同轴视觉成像装置，其特征在于，所述装置包括光源、场镜、振镜系统、光阑部件、分光镜、摄像镜头、图像传感器、激光器组件，所述光源用于照射待加工工件表面，所述待加工工件表面的成像系统光束依次经所述场镜、所述振镜系统、所述光阑部件、所述分光镜入射到摄像镜头，并通过图像传感器接收；所述激光器组件发射的激光光束依次经所述分光镜、所述光阑部件、所述振镜系统、所述场镜聚集至所述待加工工件表面。2.一种大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述方法包括：待加工工件表面反射的成像系统光束依次经场镜、振镜系统、光阑部件、分光镜入射到摄像镜头，并通过图像传感器接收；激光器发射的激光光束依次经过激光全反镜、分光镜和光阑部件到达振镜系统内，并通过场镜聚焦到待测工件表面上。3.根据权利要求2所述的大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述摄像镜头的镜头焦距在30mm～200mm之间，摄像镜头的光阑在摄像镜头的外部，同时摄像镜头在不同的视场角的聚焦光斑的RMS应小于1.2倍的艾利光斑。4.根据权利要求2所述的大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述振镜系统的振镜电机镜片包括振镜电机镜片一和振镜电机镜片二，所述振镜电机镜片一和振镜电机镜片二的背面均进行了毛化处理。5.根据权利要求2所述的大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述图像传感器为二维面阵CCD或者COMS图像传感器，或者为一维的线阵CCD或者COMS图像传感器，再或者为可接收和处理图像信息的其他图像传感器。6.根据权利要求2所述的大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述分光镜透射成像系统光束且反射激光光束；或者所述分光镜透射激光光束且反射成像系统光束。7.根据权利要求2所述的大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述光阑部件处于振镜系统和摄像镜头之间，作为大视场振镜同轴成像系统的孔径光阑；可以通过减小光阑部件的孔径尺寸，或者减小光阑部件与振镜系统的镜片的间距，再或者增大振镜系统的振镜电机镜片的尺寸，增大振镜系统有效视场角。8.根据权利要求2所述的大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述光阑部件为固定孔径尺寸或电动切换孔径尺寸的光阑部件；其中，电动切换孔径尺寸的光阑部件，其电动切换的方式为电动光圈式切换、电动平动式切换或摆动式切换；其中，摆动式切换为来回摆动式切换或同一方向摆动式切换。9.根据权利要求2所述的大视场振镜同轴视觉成像方法，其特征在于，所述场镜中心聚焦光斑的RMS需满足：在成像系统光束光谱下，场镜中心聚焦光斑的RMS应小于1.2倍的艾利光斑；在系统的最大视场角下，场镜中心聚焦光斑的RMS应小于等于2.

3d打印机的pid

本文将介绍3D打印机PID控制的重要性和作用。PID控制是一种常用的控制方法，可以有效地实现对3D打印机的温度和位置控制，提高打印质量和稳定性。

3D打印机中的PID控制主要用于调节打印头的温度和打印平台的位置，以确保材料的熔融和粘附。nal-Integral-Derivative的简称，它通过不断调节控制器的输出，使系统的实际值与设定值之间达到最小的差距。

温度控制：3D打印过程中，打印头的温度需要始终保持在适宜的范围内，以使材料能够顺利熔化和流动。PID控制可以根据实际温度和设定温度的差距，动态调整加热元件的功率，使温度保持稳定。

位置控制：打印平台的位置控制是3D打印过程中另一个重要的方面。精确的位置控制可以保证打印层与层之间的粘附性，并减少打印过程中的失真和偏差。PID控制可以根据实际位置和设定位置之间的偏差，动态控制打印平台的移动速度和方向，使其保持在正确的位置。

PID控制的重要性在于能够实时调节和修正系统的控制参数，以应对外部环境和材料特性的变化。通过使用PID控制，3D打印机能够提高打印质量、减少打印时间，并降低打印过程中的失败率。

总之，PID控制是3D打印机中不可或缺的一部分，能够有效地提高打印质量和稳定性，确保打印过程顺利进行。

PID控制是一种常用于控制系统的反馈控制方法。它通过不断调整输出信号，以使系统的实际输出尽可能接近预期输出。PID控制由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

比例控制是PID控制的第一个组成部分。它根据误差的大小，以一定的比例调整输出信号。比例控制的作用是使系统迅速响应，快速将实际输出接近预期输出。然而，比例控制存在一定的局限性，可能导致系统产生震荡。

积分控制是PID控制的第二个组成部分。它根据误差的积分值，以一定的比例调整输出信号。积分控制的作用是使系统消除稳态误差，使实际输出与预期输出更加接近。然而，积分控制也可能导致系统响应过度，产生振荡甚至失控。

FDM型D打印成型尺寸误差分析

3D打印零件的成型精度是制约其发展的关键问题。本文从熔融沉积成型的工作原理、材料、工艺参数和后处理等方面分析了零件精度的影响因素，并指出了对应的解决方法和注意事项。

标签： 熔融沉积成型 成型精度 快速成型

0.引言

快速成型（rapid prototyping，RP）技术发展迅速，其中熔融沉积成型 （fused

deposition modeling，FDM）由于其成型速度快、价格低，已成功应用于很多领域，是最有发展前途的RP工艺之一。其成型涉及CAD/CAM、数据编程、材料变形、参数设置及后处理等多个环节，每一个环节都会引起误差。这些误差严重影响了FDM成型零件的精度。

在FDM成型过程中，影响成形零件精度的因素很多。但每个因素对模型精度和成形时间的影响程度不一样。本文主要描述影响FDM成型零件的精度的主要参数。

1.原理性误差与系统误差

目前主流的FDM打印机通用的文件格式是STL，STL 格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD 实体模型，其主要的优势就在于表达清晰，文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度，数量越多，则精度越高，但是三角形数量太多即过高的精度要求，会造成文件内存过大，增加数据处理时间。所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。当用建模软件输出STL 格式文件时都需要确定精度，也就是模拟原模型的最大允许误差。当表面为平面时将不会产生误差，如果表面为曲面时，误差则将不可避免的存在。目前，为了得到准确的实体截面轮廓线，应用较多的就是采用CAD 直接切片法，该方法可以从根本上消除由STL 格式而造成的截面轮廓误差，同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。

系统误差是成型机器自带的误差，它是影响制件精度的原始误差，主要有工作台z方向运动误差、XY平面误差、x—Y轴与导轨的垂直度误差及定位误差。为了避免上述错误，应定期检查和维护设备。

凹版印刷机自动套色控制系统设计与应用分析

摘要：目的提高凹版印刷机的套印精度，简化控制系统的简单性和可扩展性。方法设计了一种基于DSP的自动寄存器控制系统。详细介绍了自动寄存器的基本原理，讨论了误差检测和校正的方法。以DSP芯片TMS320F2812为核心搭建了控制系统，给出了软硬件设计方法。同时，利用UC/OS-II设计了上位机监控系统。在实验室和工业现场进行了相关试验。结果控制系统的精度达到0.1 mm，实时性良好。结论该控制系统具有精度高、响应快、可扩展性好等特点，能够满足工艺要求。如果将这种技术应用到我们国家的印刷体系当中，那么将给我国的印刷产业带来福音。这样不仅提高了我国印刷产业的发展，还可以利用印刷产业带动其他行业的发展，使我国经济持续不断的发展。

关键词：凹版印刷机；自动套色；控制系统；设计与应用

凹版印刷机械可广泛应用于各个行业的不同产品包装，是印刷业的重要组成部分。色彩控制系统是凹版印刷机械的核心组成部分，是保证印刷质量和提高印刷水平的关键。所谓配准是指各种印刷图像的对齐，而第一个因素是精度。在彩色图像打印过程中，有必要将彩色图像分为多个单色图案，根据颜色顺序制作版面；不同的印刷模块负责不同颜色的印刷；可以组合成所需的彩色图像。在实际的多色印刷过程中，以最广泛使用的混合式印刷机为例，介绍了旋转凹版滚筒的开闭手轮将凹版滚筒与压榨滚筒分离，并将油墨中的油墨连接起来，打开油墨泵，检查印刷机的流动性。然后起诉不同颜色的凹版辊。刮刀的刮削效果按要求进行调整。从凹版滚筒上拆下印模滚筒，然后从油墨中取出油墨，并将其密封在滚筒中。不要把它和未调整过的墨水一起放在一起。停止时，应使用溶剂擦拭凹版滚筒、刮板和喷墨油墨。

1.自动套色基本原理

本文仅针对纵向误差，忽略横向误差的影响，认为横向误差得到了补偿。衡量印刷品质量的主要指标是印刷的精度。颜色的误差通常由打印机的肉眼判断，校正辊位置通过经验手动调整。在很大程度上，降低了颜色的精度和打印速度。如果采用自动寄存系统，则可以解决手动调节带来的问题。