[发明专利]一种物体自动上色装置及方法

说明书

本发明公开了一种物体自动上色装置，包括工作平台、固定装置、CNC五轴联动装置，喷头、颜料盒与控制系统，其中，固定装置包括一可移动杆，所述可移动杆前端设置橡胶方块，后端与一导轨滑动连接，用于固定模型；所述CNC五轴联动装置设置五个自由度，通过连接杆与喷头连接，用于精确控制喷头的运动，对物体进行上色；所述颜料盒装载CMYK颜料，并通过输料管分别连接到喷头处。本发明的自动上色装置及方法装置适用广泛，操作简单，能够实现在单色3D打印物体外表面自动涂上设定好的图案颜色，对于雕刻物体或其他一些物体，同样适用。

技术领域

本发明涉及三维打印成型技术领域，具体地说，涉及一种物体自动上色装置及方法。

背景技术

三维（3D）打印技术是加式制造行业的重要组成部分，该技术以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、树脂、蜡或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体，是一种集成化的先进制造技术。

在三维打印技术中，其中一个较难的过程是对物体进行自动上色。自动上色技术是对一个物体外表面进行喷色，使物体外表面呈现特定的图案的技术。传统的上色技术包括传统手动上色技术和传统自动上色技术。

传统手动上色技术是人工在物体表面彩绘，彩绘图案比较简单，且速度慢，精度不高，多个相同物体上色时，上色图案的一致性会很差。

传统自动上色技术是基于一般的机床控制，喷头只有3个自由度，一般仅适合表面凸出的物体，对于凹陷且弯曲的表面并不适合，特别像3D打印的表面复杂的物体不适合。随着3D打印技术的快速发展，对自动上色技术提出了新的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种物体自动上色的装置及方法，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种物体自动上色装置，包括工作平台、固定装置、CNC五轴联动装置，喷头、颜料盒与控制系统，其中，所述固定装置包括一可移动杆，所述可移动杆前端设置橡胶方块，后端与一导轨滑动连接，用于固定模型；所述CNC五轴联动装置设置五个自由度，通过连接杆与喷头连接，用于精确控制喷头的运动，对物体进行上色；所述颜料盒装载CMYK颜料，并通过输料管分别连接到喷头处。

进一步地，所述颜料盒包括4个单元，分别用于装CMYK四种颜料，即青色、洋红色、黄色、黑色，所述四种颜料通过输料管分别连接至4个喷头处。

作为优选方案，所述工作平台设置坐标原点，用于对待上色物体进行定位。

作为其中的优选方案，所述固定装置设置6个，按顺序标号为1-6，其中1，3，5设为A组，2，4，6设为B组。

一种物体自动上色方法，按以下步骤进行：

第一步：对模型数据进行预处理；

第二步：将待上色物体严格按照3D数据模型的摆放位置进行放置，通过固定装置进行固定；

第三步：调节A组固定装置的可移动杆和可滑动装置，则可将待上色物体固定在工作平台上；

第四步：A组固定装置一起沿Z轴固定导轨上升，固定并等待上色；

第五步：控制系统精确控制CNC五轴联动装置的移动，并控制喷头的喷墨；

第六步：B组固定装置对待上色物体进行固定，A组固定装置松开，并归位；喷头再次上色，直到完毕；

第七步：固定装置将待上色物体平稳放置到工作平台中心，固定装置、喷头归位；进一步地，第一步中，对模型数据进行预处理包括根据3D模型数据，与图像颜色信息，获取模型表面每个位置上的颜色CMYK信息，将路径和颜色信息分区，划分成四个互不叠加，但包含所有外表面的区域，并将路径与颜色信息，上传至上色装置的控制系统。