(57)【要約】【目的】３Ｄプリント装置、およびプリントプラットフォームの校正方法を提供する。【解決手段】３Ｄプリント装置は、プリントヘッドと、プリントプラットフォームと、コントローラとを含む。プリントヘッドは、移動平面上を移動するよう制御される。プリントプラットフォームは、第１傾斜センサを含み、プリントプラットフォームの傾斜状態を感知する。コントローラは、第１傾斜センサに結合される。３Ｄプリント装置に適用されるプリント校正方法は、プリントプラットフォームの傾斜状態を感知するステップと；プリントプラットフォーム上の第１位置で押下するようプリントヘッドを制御して、プリントプラットフォームの傾斜状態を変更するステップと；第１位置および傾斜センサが感知したプリントプラットフォームの傾斜状態の変化により、プリントプラットフォームと移動平面の相対位置を校正するステップとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動平面上を移動するよう制御されるプリントヘッドと、
第１傾斜センサを含むプリントプラットフォームであって、第１傾斜センサは前記プリントプラットフォームの傾斜状態を感知するよう構成される、プリントプラットフォームと、
前記第１傾斜センサに結合されたコントローラと、
を含み、
前記コントローラが、前記プリントプラットフォーム上の第１位置で押下するよう前記プリントヘッドを制御して、前記プリントプラットフォームの前記傾斜状態を変更するとともに、前記第１位置および前記第１傾斜センサが感知した前記傾斜状態の変化を使用して、前記プリントプラットフォームと前記移動平面の間の相対位置関係を校正する３Ｄプリント装置。
【請求項２】
前記移動平面上で前記プリントヘッドを移動させるよう構成された移動機構
をさらに含み、
前記移動機構が、前記コントローラに結合され、前記移動平面の傾斜状態を感知するよう構成された第２傾斜センサを含み、
前記コントローラが、前記第１傾斜センサおよび前記第２傾斜センサにより、前記プリントプラットフォームおよび前記移動平面の前記各傾斜状態を取得して、前記プリントプラットフォームと前記移動平面の間の前記相対位置関係を校正する請求項１に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項３】
前記移動機構が、さらに、
第１軸に沿って配置される移動素子であって、前記プリントヘッドが移動素子上に配置され前記第１軸に沿って移動する、移動素子と、
第２軸に沿って配置され、前記移動素子を作動して前記第２軸に沿って移動させる固定素子と、
を含み、
前記第１軸および前記第２軸が、非平行に配置され、前記第１軸および前記第２軸が、前記移動平面を構成する請求項２に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項４】
前記第２傾斜センサが、前記移動素子上に配置された請求項３に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項５】
前記プリントプラットフォームの前記傾斜状態を調整するよう構成されたプラットフォーム傾斜調整機構
をさらに含む請求項２に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項６】
前記コントローラが、前記プラットフォーム傾斜調整機構を使用して、前記プリントプラットフォームの前記傾斜状態を調整し、前記第１傾斜センサおよび前記第２傾斜センサが取得した傾斜値を同じ値にすることにより、前記プリントプラットフォームと前記移動平面を平行にする請求項５に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項７】
前記コントローラが、さらに、前記プリントプラットフォーム上の複数の位置で押下するよう前記プリントヘッドを制御して、前記プリントプラットフォームの前記傾斜状態を変更するとともに、前記位置および前記第１傾斜センサが感知した前記傾斜状態の変化を使用して、前記プリントプラットフォームと前記プリントヘッドが設置された移動平面の間の前記相対位置関係を校正する請求項１に記載の３Ｄプリント装置。
【請求項８】
第１傾斜センサを使用して、プリントプラットフォームの傾斜状態を感知するステップと、
前記プリントプラットフォーム上の第１位置で押下するようプリントヘッドを制御して、前記プリントプラットフォームの前記傾斜状態を変更するステップと、
前記第１位置および前記第１傾斜センサが感知した前記傾斜状態の変化に基づいて、前記プリントプラットフォームと前記プリントヘッドが設置された移動平面の間の相対位置関係を校正するステップと、
を含むプリントヘッドとプリントプラットフォームの校正方法。
【請求項９】
前記プリントヘッドを移動させるよう構成された移動機構上に配置された、第２傾斜センサを使用して、前記移動平面の傾斜状態を感知するステップと、
プラットフォーム傾斜調整機構を使用して、前記プリントプラットフォームの前記傾斜状態を調整し、前記第１傾斜センサおよび前記第２傾斜センサが取得した傾斜値を同じ値にすることにより、前記プリントプラットフォームと前記移動平面を平行にするステップと、
をさらに含む請求項８に記載のプリントヘッドとプリントプラットフォームの校正方法。
【請求項１０】
前記プリントプラットフォーム上の複数の位置で押下するよう前記プリントヘッドを制御して、前記プリントプラットフォームの前記傾斜状態を変更するとともに、前記位置および前記第１傾斜センサが感知した前記傾斜状態の変化を使用して、前記プリントプラットフォームと前記移動平面の間の前記相対位置関係を校正するステップ
をさらに含む請求項８に記載のプリントヘッドとプリントプラットフォームの校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、３次元（３Ｄ）プリント技術に関するものであり、特に、プリントヘッドとプリントプラットフォームの校正方法、およびその３Ｄプリント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）の進歩に伴い、製造業において３Ｄプリントの技術が発展し、３Ｄプリンタを使用して、オリジナルの設計概念を迅速に製造できるようになった。３Ｄプリント技術は、実際に、一連のラピッドプロトタイプ（ＲＰ）技術の総称であり、これらの基本原理は、付加製造である。ＲＰ機械がスキャンの方式でＸＹ平面上に物体の断面形状を形成し、Ｚ座標に沿って層厚で断続的に移動して、最終的に３Ｄ物体を形成する。
【０００３】
３Ｄプリント過程において、３Ｄモデルを搬送するよう構成されたプリントプラットフォームの傾斜状態は、プリント品質に影響を与える重要な変数である。激しい傾斜状態は、当然、プリント品質を下げる。そのため、毎回３Ｄプリントを行う前に、まずプリントヘッドとプリントプラットフォームの相対位置を校正して、傾斜状態を補正する必要がある。しかしながら、従来のプリントヘッドの位置を校正する技術は、複雑で時間がかかるため、３Ｄプリンタの初期化を速く行うことができない。そのため、単純、正確、且つ効率的な３Ｄプリント装置を提供することが、当業者が努力すべき目標の一つとなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、プリントプラットフォーム上で傾斜センサを使用することにより、プリントプラットフォームの傾斜状態を測定および調整して、校正プロセスにかかる時間を短縮することのできるプリントヘッドとプリントプラットフォームおよび３Ｄプリント装置の校正方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの実施形態の３Ｄプリント装置は、プリントヘッドと、プリントプラットフォームと、コントローラとを含む。プリントヘッドは、移動平面上を移動するようコントローラによって制御される。プリントプラットフォームは、第１傾斜センサを含む。第１傾斜センサは、プリントプラットフォームの傾斜状態を感知するよう構成される。コントローラは、第１傾斜センサに結合される。コントローラは、プリントプラットフォーム上の第１位置で押下するようプリントヘッドを制御して、プリントプラットフォームの傾斜状態を変更するとともに、第１位置および第１傾斜センサが感知した傾斜状態の変化を使用して、プリントプラットフォームと移動平面の間の相対位置関係を校正する。
【０００６】
本発明の１つの実施形態のプリントヘッドとプリントプラットフォームの校正方法は、第１傾斜センサを使用して、プリントプラットフォームの傾斜状態を感知するステップと；プリントプラットフォーム上の第１位置で押下するようプリントヘッドを制御して、プリントプラットフォームの傾斜状態を変更するステップと；第１位置および第１傾斜センサが感知した傾斜状態の変化に基づいて、プリントプラットフォームとプリントヘッドが設置された移動平面の間の相対位置関係を校正するステップとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明は、プリントプラットフォーム上に第１傾斜センサを配置することによって、プリントヘッドにリミットスイッチを設置しなくてもよく、プリントヘッドの重量を減らすことができるため、プリントヘッドの移動速度が上がる。また、本発明の３Ｄプリント装置は、プリントプラットフォームおよびプリントヘッドを移動するよう構成された移動機構上に配置された傾斜センサを使用することによって、プリントプラットフォームおよび移動機構の傾斜度を学習し、その傾斜度に基づいて校正を行うことができるため、３Ｄプリント装置の校正にかかる時間を効果的に減らすこともできる。
【０００８】
本発明の上記の特徴および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る３Ｄプリント装置の概略図を示したものである。
【００１０】
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリント校正方法のフローチャートを示したものである。
【００１１】
【図３】本発明の第２実施形態に係る３Ｄプリント装置の概略図を示したものである。
【００１２】
【図４】本発明の第２実施形態に係るプリント校正方法のフローチャートを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、言及すべきこととして、下記の実施形態における第１軸、第２軸、および第３軸は、それぞれ図１および図３に示したＸＹＺ軸空間のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に対応するが、本発明はこれに限定されない。本発明において、第１軸および第２軸は、非平行に配置されるが、第１軸と第２軸の間の夾角の角度は、本発明に限定されない。
【００１４】
本発明において、移動平面は、第１軸および第２軸によって構成される。つまり、下記の実施形態において、図１および図３に示したＸＹＺ軸空間のＸＹ平面を例として使用するが、本発明の移動平面は、これに限定されない。適切な範囲において、移動平面は、ＸＹ平面と異なる法線ベクトルを有する別の平面であってもよい。Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、異なる方向ベクトルを示すために使用するだけであり、本発明は、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の表現方法に限定されない。
【００１５】
本発明の３Ｄプリント装置は、操作装置によって提供されるプリント情報に基づいて、３Ｄモデルをプリントする。一般的に、操作装置は、例えば、パソコン、ノートパソコン、スマートフォン、またはスレートコンピュータ等の操作能力を有する電子装置である。詳しく説明すると、操作装置は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）またはアニメーションモデリングソフトウェアを使用することによって３Ｄモデルを構築し、構築した３Ｄモデルを複数の断面層にスライスし、その後、３Ｄプリント装置に断面層のプリント情報を提供することができる。３Ｄプリント装置は、断面層のプリント情報に基づいて、複数のスライス物体を順番に構築し、積み重ねることによって、３Ｄモデルを形成することができる。以下、本発明の２つの異なる実施形態について詳しく説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る３Ｄプリント装置の概略図を示したものである。図１を参照すると、本実施形態の３Ｄプリント装置は、プリントヘッド１１０と、プリントプラットフォーム１２０と、コントローラ１３０と、移動素子１４２および固定素子１４４で構成された移動機構とを含む。
【００１８】
プリントヘッド１１０は、プリントに必要な材料を噴射するよう構成される。３Ｄプリント装置の形式によって、異なる種類のプリントヘッドが配置される。例えば、プリントヘッド１１０は、積層材料を加熱、溶融、および噴射するよう構成されたプリントヘッド、または積層材料を直接噴射するプリントヘッドであってもよく、本発明は、プリントヘッド１１０の形式に限定されない。
【００１９】
プリントヘッド１１０は、移動機構の上に配置される。移動機構は、移動素子１４２および固定素子１４４を含む。移動素子１４２は、第１軸に沿って配置され、固定素子１４４は、第２軸に沿って配置され、移動素子１４２は、固定素子１４４に接続される。移動素子１４２および固定素子１４４は、電気スライドレール、可動式モータ等の手段により実装されるが、本発明はこれに限定されない。
【００２０】
詳しく説明すると、プリントヘッド１１０は、移動機構の移動素子１４２の上に配置され、移動素子１４２によって、第１軸に沿って移動するよう作動する。さらに、移動素子１４２は、固定素子１４４に接続され、固定素子１４４によって、第２軸に沿って移動するよう作動することにより、間接的にプリントヘッド１１０を第２軸に沿って移動させる。また、移動素子１４２とプリントヘッド１１０の間には、垂直素子、例えば、可動式ロングロッドが配置される。垂直素子により、プリントヘッド１１０は第３軸に向かって移動するよう作動する。そのため、移動素子１４２、固定素子１４４、および垂直素子の作動によって、プリントヘッド１１０は、第１軸方向、第２軸方向、および第３軸方向に沿って空間を介して移動し、積層材料を噴射して、３Ｄモデルをプリントすることができる。
【００２１】
プリントプラットフォーム１２０は、プリントした３Ｄモデルを搬送するよう構成される。プリントプラットフォーム１２０は、また、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を調整するよう構成されたプラットフォーム傾斜調整機構１２４を備える。プラットフォーム傾斜調整機構１２４は、複数のステップモータの手段により高さ調整および水平調整を行うが、本発明はこれに限定されない。
【００２２】
コントローラ１３０は、プリント情報を受け取り、プリント情報に基づいて、プリントヘッド１００を制御して、３Ｄプリントを行うよう構成される。コントローラ１３０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム可能なマイクロプロセッサ、プログラム可能なコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、他の類似デバイス、またはこれらの組み合わせである。
【００２３】
本発明の別の実施形態において、３Ｄプリント装置は、例えば、送受信ポートおよび保存ユニットをさらに含む。送受信ポートは、別の操作装置から送信されたプリント情報または制御指令を受信するよう構成される。送受信ポートは、例えば、シリアルアドバンスドテクノロジーアタッチメント（ＳＡＴＡ）規格、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）規格、パラレルアドバンスドテクノロジーアタッチメント（ＰＡＴＡ）規格、または他の適切な規格に従う。保存ユニットは、別の操作装置から送信されたプリント情報または制御指令を保存するよう構成され、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、または上述した様々な構成要素の組み合わせである。
【００２４】
一般的な３Ｄプリントを行うプロセスにおいて、正確な位置決めを行うために、プリントヘッド１１０が移動する移動平面とプリントプラットフォーム１２０とが互いに平行に配置される。環境、重力、温度、荷重等の要因により、プリントヘッド１１０が移動する移動平面とプリントプラットフォーム１２０とは、非平行の状態になりやすいため、材料を噴射する位置でエラーが発生する。そのため、３Ｄプリントを行う前のプリント校正は、３Ｄプリントの重要な部分となっている。既存のプリント校正では、プリントヘッド１１０の上にリミットスイッチ（limit switch）を配置して、プリントプラットフォーム１２０上の複数の点で押下するようプリントヘッド１１０を制御することにより、プリントヘッド１１０が設置された移動平面とプリントプラットフォーム１２０との間の相対位置関係を計算し、その相対位置関係に基づいて、プリントプラットフォーム１２０の傾斜を調整する。
【００２５】
しかしながら、リミットスイッチの配置により、プリントヘッド１１０の重量が増加するため、プリントヘッド１１０の移動速度が下がる。また、相対位置関係は、プリントプラットフォーム１２０上の複数の点で押下するようプリントヘッド１１０を制御することによって計算されるため、必要な値を取得して校正の精度を上げるために、一般の校正では、複数の点で押下して校正値を取得する必要があり、校正プロセスが長くなる。
【００２６】
校正プロセスにかかる時間を減らすために、本発明のプリントプラットフォーム１２０は、第１傾斜センサ１２２を備え、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を感知する。さらに、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態は、第１傾斜センサ１２２が感知したプリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を使用して校正される。また、本実施形態では、移動素子１４２上にさらに第２傾斜センサ１４６を配置して、移動平面の傾斜度を測定する。コントローラ１３０は、さらに、第１傾斜センサ１２２によって測定されたプリントプラットフォーム１２０の傾斜状態および第２傾斜センサ１４６によって測定された移動平面の傾斜状態に基づいて、プリントプラットフォーム１２０を調整するようプラットフォーム傾斜調整機構１２４を制御することにより、プリント校正を行う。第１傾斜センサ１２２および第２傾斜センサ１４６は、加速度計、磁力センサ、電子コンパスセンサ、ジャイロスコープ、光感応傾斜センサ等であってもよく、本発明は、第１傾斜センサ１２２および第２傾斜センサ１４６の種類を限定しない。
【００２７】
以下、図１および図２を参照しながら、本実施形態の第１傾斜センサ１２２および第２傾斜センサ１４６を使用して３Ｄプリント装置を校正する実施方法について詳しく説明する。
【００２８】
図２は、本発明の第１実施形態に係るプリント校正方法のフローチャートを示したものである。図１および図２を同時に参照すると、本発明の実施形態におけるプリント校正を行うプロセスは、まず、ステップ２１０〜２３０を実行して、移動平面（つまり、ＸＹ平面）とプリントプラットフォーム１２０の相対位置を校正する。続いて、ステップ２４０〜２５０を実行して、第３軸方向（つまり、Ｚ軸）における、プリントヘッド１１０とプリントプラットフォーム１２０の相対位置を校正する。
【００２９】
ステップ２１０において、コントローラ１３０は、第２傾斜センサ１４６を使用して、移動平面の傾斜状態を感知する。例えば、第２傾斜センサ１４６を使用して、移動平面の傾斜角を感知する。
【００３０】
ステップ２２０において、コントローラ１３０は、第１傾斜センサ１２２を使用して、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を感知する。例えば、第１傾斜センサ１２２を使用して、プリントプラットフォーム１２０の傾斜角を感知する。また、ステップ２３０において、コントローラ１３０は、プラットフォーム傾斜調整機構１２４を制御して、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を調整し、第１傾斜センサ１２２と第２傾斜センサ１４６によって取得された傾斜値を同じ値にすることにより、プリントプラットフォーム１２０と移動平面を平行にする。
【００３１】
詳しく説明すると、３Ｄモデルをより正確にプリントするために、プリントプラットフォーム１２０とプリントヘッド１１０が移動する移動平面は相対平行方法で配置される。本実施形態において、第１傾斜センサ１２２および第２傾斜センサ１４６は、それぞれプリントプラットフォーム１２０および移動素子１４２上に配置されるため、コントローラ１３０は、第１傾斜センサ１２２および第２傾斜センサ１４６によって測定された傾斜値（例えば、第１傾斜センサ１２２および第２傾斜センサ１４６によって測定された傾斜度）に基づいて、比較を行い、傾斜角間の値の差を直接計算することができる。続いて、コントローラ１３０は、さらに、その値に基づいて、プリントプラットフォーム１２０の傾斜度を調整することにより、プリントプラットフォーム１２０と移動平面を互いに平行にする。
【００３２】
ステップ２４０において、コントローラ１３０は、プリントプラットフォーム１２０上の第１位置Ｐ１で押下するようプリントヘッド１１０を制御して、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を変更する。また、ステップ２５０において、コントローラ１３０は、第１位置Ｐ１および第１傾斜センサ１２２によって測定された傾斜状態に基づいて、プリントプラットフォーム１２０とプリントヘッド１１０が配置される移動平面の間の相対位置関係を校正する。
【００３３】
詳しく説明すると、プリントヘッド１１０が押下して第１位置Ｐ１と接触した時、第１傾斜センサ１２２は、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態が変わったことを検出するため、コントローラ１３０は、プリントヘッド１１０がプリントプラットフォーム１２０まで押下したと判断する。この時、コントローラ１３０は、第３軸方向におけるプリントヘッド１１０の変位量を取得し、第３軸方向における変位量に基づいて、プリントプラットフォーム１２０の高さを調整するようプラットフォーム傾斜調整機構１２４を制御する。例えば、第３軸方向におけるプリントヘッド１１０の変位量が第３軸方向における所定の変位量よりも高い時、コントローラ１３０は、プリントプラットフォーム１２０の高さを調整させるようプラットフォーム傾斜調整機構１２４を制御する。そのため、コントローラ１３０は、第３軸方向におけるプリントヘッド１１０とプリントプラットフォーム１２０の相対位置を校正する。
【００３４】
ステップ２１０〜２５０により、コントローラ１３０は、まず、プリントヘッド１１０が移動する移動平面とプリントプラットフォーム１２０の間の相対位置を校正し、続いて、コントローラ１３０は、さらに、第３軸方向におけるプリントヘッド１１０とプリントプラットフォーム１２０の相対位置を校正する。そのため、プリントヘッド１１０の移動平面、第３軸方向、および３つの軸方向に対するプリントプラットフォーム１２０の位置を正確に校正することができる。
【００３５】
本実施形態において、第１傾斜センサ１２２および第２傾斜センサ１４６を配置することによって、プリントヘッド１１０は、リミットスイッチを設置する必要がなくなるため、プリントヘッド１１０の重量が減る。また、コントローラ１３０は、１つの点で押下するようプリントヘッド１１０を制御するだけで、第３軸方向（例えば、Ｚ軸）を校正することができる。そのため、本実施形態の実施方法により、３Ｄプリント装置の校正にかかる時間を効果的に減らすことができる。
【００３６】
［第２実施形態］
【００３７】
図３は、本発明の第２実施形態に係る３Ｄプリント装置の概略図を示したものである。図４は、本発明の第２実施形態に係るプリント校正方法のフローチャートを示したものである。
【００３８】
図３を参照すると、本実施形態において、３Ｄプリント装置は、プリントヘッド１１０と、プリントプラットフォーム１２０と、コントローラ１３０とを含む。プリントヘッド１１０は、移動素子１４２および固定素子１４４の手段により、移動平面を移動する。プリントプラットフォーム１２０は、第１傾斜センサ１２２およびプラットフォーム傾斜調整機構１２４を含む。プリントヘッド１１０、プリントプラットフォーム１２０、およびコントローラ１３０の実装方法は、第１実施形態において既に説明してあるため、ここでは説明を省略する。
【００３９】
第１実施形態と第２実施形態は異なり、本実施形態は、第２傾斜センサ１４６を配置しない。つまり、本実施形態は、第１傾斜センサ１２２のみを含み、コントローラ１３０は、第１傾斜センサ１２２が測定した傾斜角に基づいて、プリントヘッド１１０を押下してプリント校正を行う。図４を参照して、本実施形態の校正プロセスについて説明する。
【００４０】
図４を参照すると、プリント校正を行うプロセスは、図３と同様に、まず、コントローラ１３０がステップ４１０〜４３０を実行して、移動平面（つまり、ＸＹ平面）とプリントプラットフォーム１２０の相対位置を校正する。続いて、ステップ４４０〜４５０を実行して、第３軸方向（つまり、Ｚ軸）におけるプリントヘッド１１０とプリントプラットフォーム１２０の相対位置を校正する。
【００４１】
ステップ４１０において、コントローラ１３０は、第１傾斜センサ１２２を使用して、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を感知する。続いて、ステップ４２０において、コントローラ１３０は、プリントプラットフォーム１２０上の複数の位置で押下するようプリントヘッド１１０を制御して、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態を変更する。また、ステップ４３０において、コントローラ１３０は、前記複数の位置および第１傾斜センサ１２２が測定した傾斜状態の変化に基づいて、プリントプラットフォーム１２０とプリントヘッド１１０が設置された移動平面の間の相対位置関係を校正する。
【００４２】
詳しく説明すると、ステップ４２０において、プリントヘッド１１０は、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３で別々に押下する。プリントヘッド１１０が押下して第１位置Ｐ１と接触した時、第１傾斜センサ１２２は、プリントプラットフォーム１２０の傾斜状態が変わったことを検出するため、コントローラ１３０は、プリントヘッド１１０がプリントプラットフォーム１２０まで押下したと判断する。この時、コントローラ１３０は、プリントヘッド１１０が第１位置Ｐ１で押下した時に、第３軸方向におけるプリントヘッド１１０の変位量を取得する。同様に、コントローラ１３０は、第２位置Ｐ２および第３位置Ｐ３で押下するようプリントヘッド１１０を制御することにより、プリントヘッド１１０が第２位置Ｐ２および第３位置Ｐ３で押下した時に、第３軸方向におけるプリントヘッド１１０の変位量をそれぞれ取得する。
【００４３】
コントローラ１３０が第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３で第３軸方向におけるプリントヘッド１１０の変位量を取得した後、コントローラ１３０は、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３の第３軸方向におけるプリントヘッド１１０の変位量に基づいて、移動平面とプリントプラットフォーム１２０の間の相対傾斜状態を計算することができる。詳しく説明すると、コントローラ１３０は、プリントヘッド１１０が下降する位置を制御する、つまり、第１軸方向および第２軸方向における第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３の座標点がわかる。コントローラ１３０は、さらに、プリントヘッドを押下することにより、第３軸方向における第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３の変位量を取得して、移動平面に対する第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３の第３軸座標を取得する。そのため、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３の全ての座標がわかる。これに基づき、コントローラ１３０は、三角関数やベクトル演算等の数学方式に基づいて、移動平面とプリントプラットフォーム１２０の間の相対傾斜状態を計算することができる。そのため、コントローラ１３０は、さらに、計算した相対傾斜状態に基づいて、プラットフォーム傾斜調整機構１２４を制御し、プリントプラットフォーム１２０を調整することにより、プリントプラットフォーム１２０と移動平面を平行状態にすることができる。
【００４４】
ステップ４４０〜４５０は、第３軸方向におけるプリントヘッド１１０とプリントプラットフォーム１２０の相対位置を校正するために使用される。ステップ４４０〜４５０の実施方法およびプロセスは、図２のステップ２１０〜２３０と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００４５】
本実施形態において、第１傾斜センサ１２２を配置することによって、プリントヘッド１１０は、リミットスイッチを設置する必要がなくなるため、プリントヘッド１１０の重量が減り、プリントヘッド１１０の移動速度が上がる。そのため、本実施形態の実施方法によって、３Ｄプリント装置の校正にかかる時間を効果的に減らすことができる。
【００４６】
以上のように、本発明は、プリントプラットフォームに第１傾斜センサを配置することにより、プリントヘッドにリミットスイッチを設置しなくてもよく、プリントヘッドの重量を減らすことができるため、プリントヘッドの移動速度が上がる。また、移動機構上に第２傾斜センサをさらに配置することによって、コントローラは、第１傾斜センサおよび第２傾斜センサによって測定された傾斜値に基づいて、移動平面とプリントプラットフォームの相対位置を直接調整することができる。そのため、プリントプラットフォーム上の１つの点で押下するようプリントヘッドを制御するだけで、第１軸方向、第２軸方向、および第３軸方向における移動平面とプリントプラットフォームの相対位置を校正することができる。ゆえに、本発明の３Ｄプリント装置は、３Ｄプリント装置の校正にかかる時間を効果的に減らすことができる。
【００４７】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、３Ｄプリント技術に関するものであり、特に、プリントヘッドとプリントプラットフォームの校正方法、およびその３Ｄプリント装置に関するものである。
【符号の説明】
【００４９】
１１０  プリントヘッド
１２０  プリントプラットフォーム
１２２  第１傾斜センサ
１２４  プラットフォーム傾斜調整機構
１３０  コントローラ
１４２  移動素子
１４４  固定素子
１４６  第２傾斜センサ
２１０〜２５０、４１０〜４５０  プリント校正方法のステップ
Ｐ１  第１位置
Ｐ２  第２位置
Ｐ３  第３位置
【図１】
2018108727.tif 000003
【図２】
2018108727.tif 000004
【図３】
2018108727.tif 000005
【図４】
2018108727.tif 000006
【外国語明細書】
2018108727000001.pdf