(57)【要約】  大きな付加製造された構造体の部分位置特定及び長距離走査のためのシステム及びそれを使用する方法。幾つかの実施形態では、３次元（３Ｄ）物体の位置を特定し走査するための方法は、可動台上の長距離スキャナーにより第１位置から前記３Ｄ物体の第１部分を走査するステップと、前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするか否かを判断するステップと、前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするとの前記判断に基づいて前記可動台により前記長距離スキャナーを第２位置に移動させるステップと、前記走査された３Ｄ物体の各部分を位置合わせするステップとを含む。
2021513924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加及び減法製造の間に３次元（３Ｄ）物体の位置を特定し走査するための方法であって、
可動台上のスキャナーにより第１位置から前記３Ｄ物体の第１部分を走査するステップと、
前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするか否かを判断するステップと、
前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするとの前記判断に基づいて前記可動台により前記スキャナーを第２位置に移動させるステップと、
前記移動させたスキャナーに基づき前記３Ｄ物体の追加の部分を走査するステップと、
前記３Ｄ物体の各走査された部分を位置合わせし前記３Ｄ物体の１つ以上の機械座標を生成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記生成された機械座標を仮想空間座標に変換するステップを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記３Ｄ物体を減法にて製造するために前記仮想空間座標に基づいて前記３Ｄ物体の位置を特定するステップを更に含む請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記変換するステップは前記機械座標をコンピュータ支援設計図に対応付けることを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記位置合わせするステップは、前記走査された３Ｄ物体の各部分からアライメント基準を決定することを含み、前記アライメント基準は前記走査された３Ｄ物体の少なくとも２つの部分に亘る共通基準点であり、前記位置合わせするステップは前記決定されたアライメント基準に基づいていて、前記アライメント基準は任意選択で粘着性の反射タブ又は前記３Ｄ物体の地勢から成る、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記３Ｄ物体の少なくとも１つの走査された部分のために少なくとも１つのツーリング球、又は前記３Ｄ物体の少なくとも１つの走査された部分のために前記３Ｄ物体がその近くに位置する機械の角を特定するステップを更に含み、
前記位置合わせするステップは前記特定されたツーリング球又は前記特定された機械の角に基づいている、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記位置合わせするステップは最良適合アライメントに基づいている、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記３Ｄ物体は、５フィート（１.５２４ｍ）を超える少なくとも１つの寸法を有する大規模付加製造された物体である、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
付加及び減法製造の間に３次元（３Ｄ）物体の位置を特定し走査するための方法であって、
スキャナーにより第１位置から前記３Ｄ物体の少なくとも第１部分を走査するステップであって、前記走査された部分は少なくとも１つの位置特定用特徴を含む、ステップと、
前記位置特定用特徴に基づいて前記３Ｄ物体の１つ以上の機械座標を生成するステップと、
前記生成された機械座標を仮想空間座標に変換するステップと
を含む方法。
【請求項１０】
前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするか否かを判断するステップと、
前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするとの前記判断に基づいて前記スキャナーを第２位置に移動させるステップであって、前記第２位置は少なくとも１つの位置特定用特徴を含む、ステップと
を更に含み、
前記生成するステップは前記走査された位置特定用特徴に基づいて前記走査された３Ｄ物体の各部分を位置合わせするステップを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記３Ｄ物体を減法にて製造するために前記仮想空間座標に基づいて前記３Ｄ物体の位置を特定するステップを更に含み、前記位置合わせするステップは任意選択で最良適合アライメントに基づいている、請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
前記３Ｄ物体は、５フィート（１.５２４ｍ）を超える少なくとも１つの寸法を有する大規模付加製造された物体である、請求項９〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
付加及び減法製造の間に３次元（３Ｄ）物体の位置を特定し走査するためのシステムであって、
第１位置から前記３Ｄ物体の少なくとも第１部分を走査するための１つ以上のレーザースキャナーであって、前記走査される部分は少なくとも１つの基準マーカーを含む、レーザースキャナーと、
前記基準マーカーに基づいて前記３Ｄ物体の１つ以上の機械座標を生成し、前記生成された機械座標を仮想空間座標に変換するために前記スキャナーに動作可能に結合されたプロセッサと
を備え、
前記３Ｄ物体は任意選択で、５フィート（１.５２４ｍ）を超える少なくとも１つの寸法を有する大規模付加製造された物体である、システム。
【請求項１４】
前記１つ以上のレーザースキャナーを支えるための任意選択の三脚を更に含み、前記レーザースキャナーの少なくとも１つは任意選択で長距離スキャナーである、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ以上のレーザースキャナーは第２位置から前記３Ｄ物体の少なくとも第２部分を走査し、前記第２位置は少なくとも１つの基準マーカーを含み、前記プロセッサは前記走査された基準マーカーに基づいて前記走査された３Ｄ物体の各部分を更に位置合わせする、請求項１３又は１４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１８年２月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／６３２５６０号の優先権を主張するものであり、その仮特許出願の開示全体をあらゆる目的のために本明細書に引用する。
【技術分野】
【０００２】
開示される実施形態は、概ね付加及び減法製造、特に、限定されないが、付加製造された構造体の部分位置特定及びそれらを後処理するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
付加製造としても知られる３次元（３Ｄ）印刷は、材料を必要な所だけに堆積させる手法であり、それにより、通常、材料塊から材料を減らす又は取り除くことで部品を形成する従来の製造手法に比べて材料浪費をかなり低減する。最初の３Ｄ印刷された物品は概ね模型であったが、当産業は、より複雑なシステムの機能部品、例えばヒンジ、道具、構造要素であってもよい３Ｄ印刷された物品を作製することで急速に進歩している。
【０００４】
代表的な付加製造プロセスでは、３Ｄ物体はコンピュータ制御の下で複数の材料層を形成することで作製される。コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）は工作機械を３Ｄ空間において制御するソフトウェアの使用を含む。幾つかの３Ｄ物体について、その物体を更に精細加工する後処理は、減法製造手法、例えば３Ｄ物体の印刷された形状を一部変更する穴あけ、フライス削り、又は旋削を含みうる。例えば、１つ以上の回転カッターを使用するフライス削りプロセスは、物体内にカッターをある方向に入れることで、印刷された３Ｄ物体から材料を取り除くために使用されうる。
【０００５】
印刷された３Ｄ物体を後処理するために、その物体は先ず３Ｄプリンターから別のハードウェア装置、例えばフライス盤又は５軸ルーターへ移動されなければならない。或いは、例えば切削／旋削工具を３Ｄ物体に対して適正位置に回転させることで切削工具は３Ｄ物体へ移動されうる。それにも拘らず、コンピュータ制御されたシステムは、切削及び他の加工時に軽微なずれさえも避けるために常に３Ｄ物体が工具に対してどこにいるかを特定しなければならない。特に、より大きな任意の形状の物体について、コンピュータ制御されたシステムが、例えばフライス盤上に移動させられたか又は旋削工具の新しく据えられた刃先の近くに配置された物体の位置を特定するのは困難でありうる。また、大きな３Ｄ印刷物体を隅又は予め規定された基準に当接させ（例えば、コピー機の特定の角に物品を配置し）その物体がいずれかの後処理のための適正な位置にいることを知る良いやり方がない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、幾つかの従来のシステムでは、印刷された３Ｄ物体をフライス削り台上に固定した後、操作者はその物体の正確な位置を、切削工具を使用するコンピュータ制御されたシステムに提供する。言い換えると、操作者は切削工具のプログラムゼロ（又は開始点）を旋回中心上に割り当てる。これは、工具に関する「タッチオフ」として知られる処理である。しかし、この手法は正確ではなく、特に３Ｄ物体が顕著な形状を持っていない場合、人的ミスを引き起こしうる。車両サイズの部品が少しでも位置から外れた場合、その部品全体が損傷したり又は重大な加工し直しを必要としたりすることがある。
【０００７】
上記に鑑みて、従来の付加及び／又は減法製造プロセスを３Ｄ物体のどんな後処理についても構造体の位置を特定するために改善する改善策及び／又は代替の又は追加の解決策が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、大きな付加製造された構造体の部分位置特定及び長距離走査のためのシステム及びそれを使用する方法に関する。本明細書に開示された第１態様によれば、付加及び減法製造の間に３次元（３Ｄ）物体の位置を特定し走査するための方法が明らかにされる。その方法は、
可動台上のスキャナーにより第１位置から前記３Ｄ物体の第１部分を走査するステップと、
前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするか否かを判断するステップと、
前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするとの前記判断に基づいて前記可動台により前記スキャナーを第２位置に移動させるステップと、
前記移動させたスキャナーに基づき前記３Ｄ物体の追加の部分を走査するステップと、
前記３Ｄ物体の各走査された部分を位置合わせし前記３Ｄ物体の１つ以上の機械座標を生成するステップとを含む。
【０００９】
開示された方法の幾つかの実施形態では、その方法は、前記生成された機械座標を仮想空間座標に変換するステップを更に含む。
【００１０】
開示された方法の幾つかの実施形態では、その方法は、前記３Ｄ物体を減法にて製造するために前記仮想空間座標に基づいて前記３Ｄ物体の位置を特定するステップを更に含む。
【００１１】
開示された方法の幾つかの実施形態では、変換するステップは前記機械座標をコンピュータ支援設計図に対応付けることを含む。
【００１２】
開示された方法の幾つかの実施形態では、位置合わせするステップは、前記走査された３Ｄ物体の各部分からアライメント基準を決定することを含み、前記アライメント基準は前記走査された３Ｄ物体の少なくとも２つの部分に亘る共通基準点であり、前記位置合わせするステップは前記決定されたアライメント基準に基づいていて、前記アライメント基準は任意選択で粘着性の反射タブ又は前記３Ｄ物体の地勢から成る。
【００１３】
開示された方法の幾つかの実施形態では、その方法は、前記３Ｄ物体の少なくとも１つの走査された部分のために少なくとも１つのツーリング球、又は前記３Ｄ物体の少なくとも１つの走査された部分のために前記３Ｄ物体がその近くに位置する機械の角を特定するステップを更に含み、前記位置合わせするステップは前記特定されたツーリング球又は前記特定された機械の角に基づいている。
【００１４】
開示された方法の幾つかの実施形態では、位置合わせするステップは最良適合アライメントに基づいている。
【００１５】
開示された方法の幾つかの実施形態では、前記３Ｄ物体は、５フィート（１.５２４ｍ）を超える少なくとも１つの寸法を有する大規模付加製造された物体である。
【００１６】
本明細書に開示された別の態様によれば、付加及び減法製造の間に３次元（３Ｄ）物体の位置を特定し走査するための方法が明らかにされる。その方法は、
スキャナーにより第１位置から前記３Ｄ物体の少なくとも第１部分を走査するステップであって、前記走査された部分は少なくとも１つの位置特定用特徴を含む、ステップと、
前記位置特定用特徴に基づいて前記３Ｄ物体の１つ以上の機械座標を生成するステップと、
前記生成された機械座標を仮想空間座標に変換するステップとを含む。
【００１７】
開示された方法の幾つかの実施形態では、その方法は、前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするか否かを判断するステップと、
前記３Ｄ物体の追加の部分が走査を必要とするとの前記判断に基づいて前記スキャナーを第２位置に移動させるステップであって、前記第２位置は少なくとも１つの位置特定用特徴を含む、ステップとを更に含み、前記生成するステップは前記走査された位置特定用特徴に基づいて前記走査された３Ｄ物体の各部分を位置合わせするステップを含む。
【００１８】
開示された方法の幾つかの実施形態では、その方法は、前記３Ｄ物体を減法にて製造するために前記仮想空間座標に基づいて前記３Ｄ物体の位置を特定するステップを更に含み、前記位置合わせするステップは任意選択で最良適合アライメントに基づいている。
【００１９】
開示された方法の幾つかの実施形態では、前記３Ｄ物体は、５フィート（１.５２４ｍ）を超える少なくとも１つの寸法を有する大規模付加製造された物体である。
【００２０】
本明細書に開示された別の態様によれば、付加及び減法製造の間に３次元（３Ｄ）物体の位置を特定し走査するためのシステムが明らかにされる。そのシステムは、
第１位置から前記３Ｄ物体の少なくとも第１部分を走査するための１つ以上のレーザースキャナーであって、前記走査される部分は少なくとも１つの基準マーカーを含む、レーザースキャナーと、
前記基準マーカーに基づいて前記３Ｄ物体の１つ以上の機械座標を生成し、前記生成された機械座標を仮想空間座標に変換するために前記スキャナーに動作可能に結合されたプロセッサとを備え、前記３Ｄ物体は任意選択で、５フィート（１.５２４ｍ）を超える少なくとも１つの寸法を有する大規模付加製造された物体である。
【００２１】
開示されたシステムの幾つかの実施形態では、そのシステムは、前記１つ以上のレーザースキャナーを支えるための任意選択の三脚を更に含み、前記レーザースキャナーの少なくとも１つは任意選択で長距離スキャナーである。
【００２２】
開示されたシステムの幾つかの実施形態では、前記１つ以上のレーザースキャナーは第２位置から前記３Ｄ物体の少なくとも第２部分を走査し、前記第２位置は少なくとも１つの基準マーカーを含み、前記プロセッサは前記走査された基準マーカーに基づいて前記走査された３Ｄ物体の各部分を更に位置合わせする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】付加製造のためのシステムを例示する代表的な図である。
【図２】図１の製造システムで印刷できる大規模印刷物体の後処理のための大規模ルーターの実施形態を例示する代表的な図である。
【図３Ａ】図２の大規模印刷物体の位置を特定するためのスキャナー及び支持システムの実施形態を例示する代表的な図である。
【図３Ｂ】図２の大規模印刷物体の位置を特定するためのスキャナー及び支持システムの別の実施形態を例示する代表的な図である。
【図４】図３Ａ〜３Ｂのスキャナーを使用する部分位置特定のためのプロセスの実施形態を例示する代表的な最上位フローチャートである。
【図５】図４の部分位置特定のためのプロセスの別の実施形態を例示する代表的な最上位フローチャートである。
【図６Ａ】図３Ａ〜３Ｂのスキャナーによる走査の実施形態を例示する代表的な画面出力画像である。
【図６Ｂ】図３Ａ〜３Ｂのスキャナーによる走査の実施形態を例示する代表的な画面出力画像である。
【図７】図３Ａ〜３Ｂのスキャナーによる図２のルーター及び物体の走査の実施形態を例示する代表的な画面出力画像である。
【図８】図３Ａ〜３Ｂのシステムを制御するための制御システムの実施形態を例示する代表的な図である。
【００２４】
図は一定の縮尺で描かれておらず、類似の構造又は機能の要素は、全図を通して例示の目的のために概ね類似の符号で表されることに留意すべきである。また、図は好適な実施形態の説明を容易にするようにのみ意図されていることに留意すべきである。図は記載された実施形態の態様の全ては例示していないし本開示の範囲を限定しない。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
現在利用可能な方法及びシステムは機械空間内（例えば、コンピュータ制御されたフライス盤及び／又はルーター上）の印刷された部品の位置を動的に特定できないので、３Ｄ物体のどんな後処理についても構造体を走査し位置を特定するための付加及び／又は減法製造プロセスは、望ましいと判明し、車両及び／又は建築物の付加及び減法製造などの広範囲の用途の基礎を提供しうる。
【００２６】
図１は付加製造の代表的なシステム１００を示す。システム１００は３Ｄ物品を押し出し堆積（又は材料押し出し）により印刷できる。プリントヘッド１２０は1つ以上のポリマー層をプリントベッド１４０上に堆積させ３Ｄ印刷物品を形成するように構成されたノズルを含むとして示されている。プリントベッド１４０は加熱された台及び／又は前に堆積された層を含みうる。
【００２７】
図１は付加製造をシステム１００により押し出し堆積を使用して実行されるとして示しているが、付加製造を実行するための任意の他のシステム又はプロセスを本開示で使用できる。付加製造の代表的な工程は結合剤噴射、指向性エネルギー堆積、材料噴射、粉末ベッド融合、シート積層、バット光重合、立体リソグラフィー、又はそれらの組合せを含みうる。
【００２８】
大型の（即ち、通常５フィート（１.５２４ｍ）超の少なくとも１つの寸法を持つ）３Ｄ物品を作るための付加製造は大規模付加製造と呼ばれうる。大規模付加製造のためのシステム（又は手法）は大規模付加製造システム（又は手法）と呼ばれうる。代表的な大規模付加製造システムは、例えば、米国オハイオ州に位置するＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ社から入手可能なビッグエリア付加製造（ＢＡＡＭ）１００ＡＬＰＨＡ又は米国インディアナ州に位置するＴｈｅｒｍｗｏｏｄ社から入手可能な大規模付加製造（ＬＳＡＭ）機を含む。大規模付加製造のために押し出し堆積を使用する代表的なシステム１００はＢＡＡＭ１００ＡＬＰＨＡを含む。
【００２９】
大規模付加製造は、材料特性の改善及び特注の大きな構造体の増加した必要性のために最近重要な研究、使用、及び技術進歩の分野となっている。例えば、米国アリゾナ州に位置するＬｏｃａｌ  Ｍｏｔｏｒｓが大規模付加製造又は大規模押し出し堆積を、車両を印刷するために使用した最初である。
【００３０】
本開示に明らかにされる構造体及び方法は大規模付加及び／又は減法製造の技術的問題を解決するのに適用されるが、それらの構造体及び方法はどんなより小規模の付加製造、限定されないが例えば中規模及び／又は小規模付加製造にも適用されうる。
【００３１】
例えば、図２を参照すると、印刷物体２０１を後処理できる代表的なルーター２００が示されている。図示されていないが、代表的なルーター２００は限定されないが小規模物体及び／又は他の規模の物体にも作用しうる。従って、例示の目的のためだけに、図２に示された印刷物体２０１は付加製造システム１００により作製された大規模付加製造製品を表しうる。しかし、大規模減法堆積プロセスでは、形状及び物理的制約（例えば、小さい走査空間）が、例えばコンピュータ制御加工にとって機械空間において物体を検出し位置を特定するのを困難にする。
【００３２】
本書に開示されたシステム及び方法は有利にも形状に依らず機械空間において部品を走査し位置を特定する。例えば、印刷物体２０１は幾つかの丸い角を有し、付加製造プロセスによるある量の垂れ下がり又は変形を被り、及び／又は堆積された材料により微細な３Ｄ形状を欠いている場合があり、これらの全てが機械空間において基準点により物体２０１の位置を特定するのを困難にする。従って、幾つかの実施形態では、本書に開示されたシステム及び方法は人手介入なしに印刷物体２０１を走査し位置を特定できる。
【００３３】
図３Ａを参照すると、代表的なスキャナー３００が示されている。スキャナー３００は物体の３次元形状を投影光パターン及びカメラシステムを使用して測定できる。例えば、構造化光スキャナーを使用するか又はスキャナーに取り付けられた赤色発光ダイオードを使用するレーザー走査を使用できる。ただ１つのスキャナー３００が示されているが、１つ以上のスキャナーを使用できることを当業者は理解するであろう。スキャナー３００は図３Ａに示された三脚などの支持システム３５０上に保持されうる。支持システム３５０は動かないか又は可動台（不図示）上に置かれてもよい。
【００３４】
スキャナー３００は短距離スキャナー及び／又は長距離スキャナーの任意の組合せを含みうる。短距離スキャナーは図３Ａ〜３Ｂに示したような携帯スキャナーも含みうる。好適な実施形態では、１つ以上の長距離スキャナーが大きな物体に対して使用される。長距離スキャナーは有利にもスキャナーを、操作者が動く安全な通路がないかも知れない大きな部品の周り（例えば、フライス盤の周り）を動かす必要を低減する。本書で例示の目的のために長距離スキャナーに言及するが、当業者は１つ以上の短距離スキャナーを使用できることを理解する。例えば、米国フロリダ州にあるＦＡＲＯ製のＦａｒｏＡｒｍが印刷された３Ｄ物体を走査するために使用されうる。
【００３５】
図４を参照すると、可動台上のスキャナー３００を使用して大きな物体２０１を走査し位置を特定する代表的な方法４０００が示されている。操作者が４０１０で走査ルーチンを開始する。操作者が物体２０１の走査が始まるよう指示すると、スキャナー３００は４０２０で第１走査を開始する。物体２０１の一部の代表的な走査２０１Ａが図６Ａに示されている。好適な実施形態では、スキャナー３００の走査範囲は各走査に物体２０１の少なくとも１つの基準点を含むように選択される。加えて及び／又は或いは、機械座標系基準が各走査に含まれうる。例えば、３つのツーリング球、例えば図６Ａに示されたツーリング球６０１がルーター台に取り付けられうる。好適な実施形態では、３つのツーリング球６０１は有利にも機械／ＣＡＤ原点の適正な位置及び向きの両方を確定するために使用される。
【００３６】
４０２５で走査されていない物体２０１の部分があれば、４０３０でスキャナー３００を物体２０１の周りの一意の位置に移動させる。幾つかの実施形態では、スキャナー３００は物体を囲む所定のトラック上にあり各走査の開始位置を調整する。走査は、４０２５で物体２０１の全ての部分が取り込まれるまで４０２０で継続する。好適な実施形態では、各走査は物体２０１の少なくとも１つの基準点、例えば上記のツーリング球を含む。各走査の基準点は複数の走査間で別であっても又は共通であってもよい。しかし、更に別の実施形態では、全ての走査が基準点を含む必要があるわけではない。
【００３７】
物体２０１の全ての部分が走査されると、４０４０で各走査からアライメント基準（又は位置特定するための特徴）が決定される。例えば、幾つかの実施形態では、アライメント基準は各走査の基準点及び／又は基準球を含む。アライメント基準は１つ以上の画像に亘って共通の基準系であって、画像を位置合わせするために物体上の位置を追跡するのに使用されうる基準系である。例えば、粘着性の反射タブ及び／又は物体の地勢が１つ以上の画像に亘って物体上の特定の位置を特定するのに使用されうる。
【００３８】
加えて及び／又は或いは、位置特定するための特徴は、４０４０で決定されうる物体２０１の周りのどんな共通基準点も含みうる。例えば、物体２０１が置かれる台の角を使用できる。有利にも、各走査は、基準マーカー及びその走査で走査された物体の少なくとも一部を含む。
【００３９】
それらの走査が共通の基準系に持ち込まれると、４０５０で走査は位置合わせされ結合されて図６Ｂに示すようなその物体の完全な３Ｄモデルを作成する。図示のように、走査は位置合わせされてツーリング球６０１に基づいて完全な３Ｄモデル２０１Ｂを作成する。更に別の実施形態では、各走査が基準点を含まないならば、最良適合アライメントが物体２０１の個々の走査を位置合わせするのに使用されうる。次に基準マーカーへの適切なアライメントを保証するために、最良適合アライメントに続く走査の１つから基準点が選択されうる。好適な実施形態では、４０６０で走査は位置合わせされ結合されて物体２０１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル（不図示）になる。別の例として、図７は図２のルーター２００及び物体２０１の典型的な完全な走査を例示する。有利にも、走査された物体２０１と同じファイルに走査された基準マーカーが存在することは、コンピュータ座標空間への物理的機械空間の変換を可能にする。このように、本システムは有利にもＣＡＤファイルからのような仮想座標をＣＡＭソフトウェアと共に使用するような物理的機械空間位置に対応付ける。幾つかの実施形態では、４０４０でアライメント基準点は各走査について決められうるので、走査のアライメント（ステップ４０５０）は最良適合に基づく。
【００４０】
図５を参照すると、静止した１つ以上の長距離スキャナー３００を使用して大きな物体を走査し位置を特定する代表的な方法４０００が示されている。
【００４１】
操作者は走査ルーチンを４０１０で開始する。操作者が物体２０１の走査が始まるよう指示すると、各スキャナー３００は４０７０で自身の位置からその物体を走査する。好適な実施形態では、各位置は３Ｄ物体２０１の独自の角度を提供する。物体２０１の全ての部分が独立したスキャナーにより走査されたので、４０４０で各走査から基準点が決められる。幾つかの実施形態では、スキャナー３００は大きな容積を１回で走査できるので、全ての走査の少なくとも１つのサブセットは基準点を含むだろうから、その基準点はサブセットから決められうる。好適な実施形態では、各走査は物体２０１の少なくとも１つの基準点、例えば上述したツーリング球を含む。追加の例として、粘着性の反射タブ及び／又は物体の地勢が複数の走査に亘って物体上の特定の位置を特定するのに使用されうる。
【００４２】
それらの走査が共通の基準系に持ち込まれると、４０５０で走査は位置合わせされ結合されてその物体の完全な３Ｄモデルを作成する。更に別の実施形態では、全ての走査が基準点を含むわけでないなら、最良適合アライメントが物体２０１の個々の走査を位置合わせするのに使用されうる。次に基準マーカーへの適切なアライメントを保証するために、最良適合アライメントに続く走査の１つから基準点が選択されうる。好適な実施形態では、４０６０で走査は位置合わせされ結合されて物体２０１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル（不図示）になる。有利にも、走査された物体２０１と同じファイルに走査された基準マーカーが存在することは、コンピュータ座標空間への物理的機械空間の変換を可能にする。このように、本システムは有利にもＣＡＤファイルからのような仮想座標をＣＡＭソフトウェアと共に使用するような物理的機械空間位置に対応付ける。幾つかの実施形態では、４０４０でアライメント基準点は各走査について決められうるので、走査のアライメント（ステップ４０５０）は最良適合に基づく。
【００４３】
図８を参照すると、付加及び／又は減法製造の間に物体を走査し位置を特定するための制御システム５００が示されている。制御システム５００はプリントヘッド１２０（図１に示す）、ルーター２００（図２に示す）、及び／又はスキャナー３００（図３Ａ〜３Ｂに示す）を制御するよう構成される。制御システム５００はプロセッサ５１０を含みうる。プロセッサ５１０は１つ以上の汎用マイクロプロセッサ（例えば、単一又は多コアプロセッサ）、特定用途向け集積回路、特定用途向け命令セットプロセッサ、グラフィックス処理装置、物理演算処理装置、デジタル信号処理装置、コプロセッサ、ネットワーク処理装置、暗号化処理装置などを含みうる。
【００４４】
プロセッサ５１０は制御システム５００及び／又はスキャナー３００を実現するための命令群を実行できる。１つの非限定例では、命令群は１つ以上の付加及び／又は減法製造ソフトウェアプログラムを含む。それらのプログラムは、大きな部品の付加印刷を実行するための複数の印刷選択項目、設定、及び手法に関してシステム１００を制御するように働きうる。
【００４５】
それらのプログラムは物体の３Ｄコンピュータモデルを生成するコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラムを含みうる。加えて及び／又は或いは、３Ｄコンピュータモデルは別のコンピュータシステム（不図示）から取り込まれうる。３Ｄコンピュータモデルは業界標準の立体、表面、又は網目ファイル形式でありうる。
【００４６】
それらのプログラムは３Ｄコンピュータモデルをロードし、印刷モデルを作成し、システム１００を制御して物体を印刷、走査、位置特定、及び／又は後処理する（例えば、減法製造により）ための機械コードを生成できる。代表的なプログラムは米国インディアナ州に位置するＴｈｅｒｍｗｏｏｄ社から入手可能なＬＳＡＭ  Ｐｒｉｎｔ３Ｄを含みうる。加えて及び／又は或いは、代表的なプログラムは米国オハイオ州に位置するＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ社から入手可能なＵｎｆｏｌｄｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｂｅｎｄ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ、及び／又はＮｅｓｔｉｎｇ  Ｓｏｆｔｗａｒｅを含みうる。
【００４７】
図８に示すように、制御システム５００は１つ以上の追加のハードウェア部品を望みに応じて含みうる。代表的な追加のハードウェア部品はこれに限定されないが、メモリ５２０（又は本書で持続性コンピュータ読取可能媒体と呼ばれる）を含む。代表的なメモリ５２０は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ、消去・プログラム可能ＲＯＭ、電気的消去・プログラム可能ＲＯＭ、フラッシュメモリ、セキュア・デジタル（ＳＤ）カード及び／又はその他を含みうる。制御システム５００を実現し及び／又はスキャナー３００を制御するための命令群は、プロセッサ５１０により実行されるためにメモリ５２０に記憶されうる。
【００４８】
加えて及び／又は或いは、制御システム５００は通信モジュール５３０を含みうる。通信モジュール５３０は、いずれかの有線及び／又は無線通信方法を使用して制御システム５００と別のコンピュータシステム（不図示）の間でデータ及び／又は命令をやりとりするように動作するどんな従来のハードウェア及びソフトウェアも含みうる。例えば、制御システム５００はスキャナー３００の走査に対応するコンピュータ設計データを通信モジュール５３０を介して受信しうる。代表的な通信方法は、例えば無線、ワイヤレス・フィディリティー（Ｗｉ‐Ｆｉ（登録商標））、携帯電話、衛星放送、又はそれらの組合せを含む。
【００４９】
加えて及び／又は或いは、制御システム５００は表示装置５４０を含みうる。表示装置５４０は、制御システム５００を動作させるためのプログラム命令を提示し及び／又はプリントヘッド１２０に関係するデータを提示するように動作するどんな装置も含みうる。加えて及び／又は或いは、制御システム５００は１つ以上の入力／出力装置５５０（例えば、押しボタン、キーボード、キーパッド、トラックボール）を望みに応じて含みうる。
【００５０】
プロセッサ５１０、メモリ５２０、通信モジュール５３０、表示装置５４０、及び／又は入力／出力装置５５０は、例えばハードウェアコネクター及びバスを使用して及び／又は無線で通信するように構成されうる。
【００５１】
開示された実施形態は様々な改良及び代替形態がおそらく可能であり、それらの具体例が例として図面に示され、本明細書に詳細に説明されている。しかし、開示された実施形態は開示された特定の形態又は方法に限定されるべきでなく、反対に、開示された実施形態は全ての改良物、等価物、及び代替物を包含すべきと理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５２】
１００    付加製造システム
１２０    プリントヘッド
１４０    プリントベッド
２００    ルーター
２０１    印刷物体
３００    スキャナー
３５０    支持システム
６０１    ツーリング球
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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