CN103969075A - 3d打印装置的自检方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D打印装置的自检方法及系统，所述方法包括：对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果；判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。本发明无需增加成本、无需其他外接的检测设备、无需人为参与判断，即可智能化判断3D打印装置的部件是否工作正常，同时能建立反馈机制，在3D打印装置使用一段时间后硬件有损耗、精度下降时，通过自检后能针对3D打印装置目前的部件状态对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息，及时恢复3D打印装置的打印精度，延长3D打印装置工作时间，减少维修的次数及成本。

Description

3D打印装置的自检方法及系统

技术领域

本发明涉及一种3D打印装置的自检方法及系统。

背景技术

目前3D打印装置的基本原理是叠层制造，即在X-Y平面内通过扫描形式形成制件的截面形状，而在Z座标间断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。

家用的3D打印装置基本上采用熔融层积成型。家用的3D打印装置主要由PC电源、主控电路、步进电机控制电路、高温喷头和工件输出基板这几个部分组成，通过主控电路将处理后的3D模型文件转换成X、Y、Z轴和高温喷头模组分别对应的步进电机数据，交给与X、Y、Z轴和高温喷头模组分别对应的4个步进电机控制电路进行控制，然后让步进电机控制电路控制工件输出基板的X-Y平面移动、高温喷头模组的垂直移动和高温喷头模组供料的速度，比较精确地让高温喷头模组将原料融化后一层一层地喷在工件输出基板上，形成最终的实体模型。

因此X、Y、Z轴及高温喷头模组的正常工作是形成最终的实体模型的关键。而现有的3D打印装置由于没有配合使用的自动自检方法和系统，需要用户在打印中发现问题，这样会降低打印效果和效率，也影响了用户的体验感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印装置的自检方法及系统，可智能化判断3D打印装置的部件是否工作正常，并在工作不正常时，对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。

为解决上述问题，本发明提供一种3D打印装置的自检方法，包括：

对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果；

判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。

进一步的，在上述方法中，当所述部件为3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机时，对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果的步骤包括：

控制X、Y或Z轴的步进电机驱动对应的X、Y或Z轴回归初始位置，设定X、Y或Z轴移动的目标位置；

设定X、Y或Z轴的步进电机的速度后，控制X、Y或Z轴的步进电机依照设定的速度驱动对应的X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置，并对X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的实际时间进行计时。

进一步的，在上述方法中，判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息的步骤包括：

根据所述初始位置至目标位置之间的距离和X、Y或Z轴的步进电机的速度推算X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的估计时间；

将所述估计时间与实际时间进行比较得到实际误差值，判断所述实际误差值是否在一预设的误差范围内，若是，则显示X、Y或Z轴的步进电机测试正常的信息，若否，则根据所述实际时间对X、Y或Z轴的步进电机的速度自动进行调整或显示X、Y或Z轴的步进电机待维修的提示信息。

进一步的，在上述方法中，当所述部件为3D打印装置的高温喷头或加温工作平台时，对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果的步骤包括：

设定高温喷头或加温工作平台的目标加热温度；

控制高温喷头或加温工作平台根据原有加热参数升温至所述目标加热温度并记录升温过程中的实际温度变化情况。

进一步的，在上述方法中，判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息的步骤包括：

判断所述实际温度变化情况是否在一预设的正常温度变化范围内，

若是，则显示高温喷头或加温工作平台测试正常的信息；

若否，则根据所述实际温度变化情况对高温喷头或加温工作平台的加热参数自动进行调整或显示高温喷头或加温工作平台待维修的提示信息。

进一步的，在上述方法中，所述正常温度变化范围包括升温速率范围、第一次过冲温度范围和温度稳定后的波动范围。

根据本发明的另一面，提供一种3D打印装置的自检系统，包括：

测试模块，用于对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果；

判断模块，用于判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。

进一步的，在上述系统中，当所述部件为3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机时，所述测试模块包括：

移动设定单元，用于控制X、Y或Z轴的步进电机驱动对应的X、Y或Z轴回归初始位置，设定X、Y或Z轴移动的目标位置；

计时单元，用于设定X、Y或Z轴的步进电机的速度后，控制X、Y或Z轴的步进电机依照设定的速度驱动对应的X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置，并对X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的实际时间进行计时。

进一步的，在上述系统中，所述判断模块包括：

估计单元，用于根据所述初始位置至目标位置之间的距离和X、Y或Z轴的步进电机的速度推算X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的估计时间；

比较单元，用于将所述估计时间与实际时间进行比较得到实际误差值，判断所述实际误差值是否在一预设的误差范围内，若是，则显示X、Y或Z轴的步进电机测试正常的信息，若否，则根据所述实际时间对X、Y或Z轴的步进电机的速度自动进行调整或显示X、Y或Z轴的步进电机待维修的提示信息。

进一步的，在上述系统中，当所述部件为3D打印装置的高温喷头或加温工作平台时，所述测试模块包括：

加热设定单元，用于设定高温喷头或加温工作平台的目标加热温度；

记录单元，控制高温喷头或加温工作平台根据原有加热参数升温至所述目标加热温度并记录升温过程中的实际温度变化情况。

进一步的，在上述系统中，所述判断模块用于判断所述实际温度变化情况是否在一预设的正常温度变化范围内，

若是，则显示高温喷头或加温工作平台测试正常的信息；

若否，则根据所述实际温度变化情况对高温喷头或加温工作平台的加热参数自动进行调整或显示高温喷头或加温工作平台待维修的提示信息。

进一步的，在上述系统中，所述判断模块用于判断的所述正常温度变化范围包括升温速率范围、第一次过冲温度范围和温度稳定后的波动范围。

与现有技术相比，本发明通过对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果，并判断测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息，无需增加成本、无需其他外接的检测设备、也无需人为参与判断，即可智能化判断3D打印装置的部件是否工作正常，同时能建立反馈机制，在3D打印装置使用一段时间后硬件有损耗、精度下降时，通过自检能针对3D打印装置目前的部件状态对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息，及时恢复3D打印装置的打印精度，延长其工作时间，减少维修的次数及成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的3D打印装置的自检方法的流程图；

图2是本发明另一实施例的3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机自检方法的流程图；

图3是本发明又一实施例的3D打印装置的高温喷头或加温工作平台自检方法的流程图；

图4是本发明一实施例的正常温度变化曲线的示意图；

图5是本发明一实施例的3D打印装置的自检系统的模块图；

图6是本发明另一实施例的3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机自检系统的模块图；

图7是本发明又一实施例的3D打印装置的高温喷头或加温工作平台自检系统的模块图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种3D打印装置的自检方法，包括：

步骤S1，对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果；

步骤S2，判断所述测试结果是否正常，若正常，则转到步骤S3，若不正常则转到步骤S4；

步骤S3，显示部件测试正常的信息；

步骤S4，根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。

如图2所示，本发明提供一实施例中，所述部件为3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机，步骤S1包括：

步骤S111，控制X、Y或Z轴的步进电机驱动对应的X、Y或Z轴回归初始位置，设定X、Y或Z轴移动的目标位置；

步骤S112，设定X、Y或Z轴的步进电机的速度后，控制X、Y或Z轴的步进电机依照设定的速度驱动对应的X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置，并对X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的实际时间进行计时。

相应的，如图2所示，步骤S2包括：

步骤S211，根据所述初始位置至目标位置之间的距离和X、Y或Z轴的步进电机的速度推算X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的估计时间；

步骤S212，将所述估计时间与实际时间进行比较得到实际误差值，判断所述实际误差值是否在一预设的误差范围内。

相应的，如图2所示，步骤S3包括：

步骤S311，则显示X、Y或Z轴的步进电机测试正常的信息。

相应的，如图2所示，步骤S4包括：

步骤S411，根据所述实际时间对X、Y或Z轴的步进电机的速度自动进行调整或显示X、Y或Z轴的步进电机待维修的提示信息。

如图3所示，本发明另一实施例中，所述部件为3D打印装置的高温喷头或加温工作平台，步骤S1包括：

步骤S121，设定高温喷头或加温工作平台的目标加热温度；

步骤S122，控制高温喷头或加温工作平台根据原有加热参数升温至所述目标加热温度并记录升温过程中的实际温度变化情况。

相应的，如图3所示，步骤S2包括：

步骤S221，判断所述实际温度变化情况是否在一预设的正常温度变化范围内。优选的，如图4所示，所述正常温度变化范围包括升温速率范围101、第一次过冲温度范围102和温度稳定后的波动范围103，符合这3个范围才是正常的加温过程，即高温喷头或加温工作平台工作正常。

相应的，如图3所示，步骤S3包括：

步骤S321，显示高温喷头或加温工作平台测试正常的信息。

相应的，如图3所示，步骤S4包括：

步骤S421，根据所述实际温度变化情况对高温喷头或加温工作平台的加热参数自动进行调整或显示高温喷头或加温工作平台待维修的提示信息。

本实施例无需增加成本、无需其他外接的检测设备、无需人为参与判断，即可智能化判断3D打印装置的部件如X、Y、Z轴及高温喷头、加热平台等是否工作正常，同时能建立反馈机制，在3D打印装置使用一段时间后硬件有损耗、精度下降时，通过自检后能针对3D打印装置目前的部件状态对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息，及时恢复3D打印装置的打印精度，延长3D打印装置工作时间，减少维修的次数及成本。

如图5所示，本发明还提供一种3D打印装置的自检系统，包括：

测试模块1，用于对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果；

判断模块2，用于判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。

如图6所示，本发明一实施例中所述部件为3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机时，所述测试模块1包括：

移动设定单元111，用于控制X、Y或Z轴的步进电机驱动对应的X、Y或Z轴回归初始位置，设定X、Y或Z轴移动的目标位置；

计时单元112，用于设定X、Y或Z轴的步进电机的速度后，控制X、Y或Z轴的步进电机依照设定的速度驱动对应的X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置，并对X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的实际时间进行计时。

相应的，如图6所示，所述判断模块2包括：

估计单元211，用于根据所述初始位置至目标位置之间的距离和X、Y或Z轴的步进电机的速度推算X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的估计时间；

比较单元212，用于将所述估计时间与实际时间进行比较得到实际误差值，判断所述实际误差值是否在一预设的误差范围内，若是，则显示X、Y或Z轴的步进电机测试正常的信息，若否，则根据所述实际时间对X、Y或Z轴的步进电机的速度自动进行调整或显示X、Y或Z轴的步进电机待维修的提示信息。

如图7所示，本发明另一实施例中，所述部件为3D打印装置的高温喷头或加温工作平台，所述测试模块1包括：

加热设定单元121，用于设定高温喷头或加温工作平台的目标加热温度；

记录单元122，控制高温喷头或加温工作平台根据原有加热参数升温至所述目标加热温度并记录升温过程中的实际温度变化情况。

相应的，如图7所示，所述判断模块2用于判断所述实际温度变化情况是否在一预设的正常温度变化范围内，若是，则显示高温喷头或加温工作平台测试正常的信息；若否，则根据所述实际温度变化情况对高温喷头或加温工作平台的加热参数自动进行调整或显示高温喷头或加温工作平台待维修的提示信息。

优选的，所述判断模块2用于判断的所述正常温度变化范围包括升温速率范围、第一次过冲温度范围和温度稳定后的波动范围。

另外，上述3D打印装置的自检系统可以搭载在3D打印装置的控制装置上，也可以搭载在3D打印装置的固件系统上。实施例二的其它详细内容具体可参见实施例一的相应部分，在此不再赘述。

综上所述，本实施例无需增加成本、无需其他外接的检测设备、无需人为参与判断，即可智能化判断3D打印装置的部件如X、Y、Z轴及高温喷头、加热平台等是否工作正常，同时能建立反馈机制，在3D打印装置使用一段时间后硬件有损耗、精度下降时，通过自检后能针对3D打印装置目前的部件状态对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息，及时恢复3D打印装置的打印精度，延长3D打印装置工作时间，减少维修的次数及成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种3D打印装置的自检方法，其特征在于，包括：

对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果；

判断所述测试结果是否正常；若正常，则显示所述部件测试正常的信息；若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。

2.如权利要求1所述的3D打印装置的自检方法，其特征在于，当所述部件为3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机时，对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果的步骤包括：

控制X、Y或Z轴的步进电机驱动对应的X、Y或Z轴回归初始位置，设定X、Y或Z轴移动的目标位置；

设定X、Y或Z轴的步进电机的速度，并控制X、Y或Z轴的步进电机依照设定的速度驱动对应的X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置，并对X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的实际时间进行计时。

3.如权利要求2所述的3D打印装置的自检方法，其特征在于，判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息的步骤包括：

根据所述初始位置至目标位置之间的距离和X、Y或Z轴的步进电机的速度推算X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的估计时间；

将所述估计时间与实际时间进行比较得到实际误差值，判断所述实际误差值是否在一预设的误差范围内，若是，则显示X、Y或Z轴的步进电机测试正常的信息，若否，则根据所述实际时间对X、Y或Z轴的步进电机的速度自动进行调整或显示X、Y或Z轴的步进电机待维修的提示信息。

4.如权利要求1所述的3D打印装置的自检方法，其特征在于，当所述部件为3D打印装置的高温喷头或加温工作平台时，对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果的步骤包括：

设定高温喷头或加温工作平台的目标加热温度；

控制高温喷头或加温工作平台根据原有加热参数升温至所述目标加热温度并记录升温过程中的实际温度变化情况。

5.如权利要求4所述的3D打印装置的自检方法，其特征在于，判断所述测试结果是否正常，若正常，则显示部件测试正常的信息，若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息的步骤包括：

判断所述实际温度变化情况是否在一预设的正常温度变化范围内，

若是，则显示高温喷头或加温工作平台测试正常的信息；

若否，则根据所述实际温度变化情况对高温喷头或加温工作平台的加热参数自动进行调整或显示高温喷头或加温工作平台待维修的提示信息。

6.如权利要求5所述的3D打印装置的自检方法，其特征在于，所述正常温度变化范围包括升温速率范围、第一次过冲温度范围和温度稳定后的波动范围。

7.一种3D打印装置的自检系统，其特征在于，包括：

测试模块，用于对3D打印装置的部件进行自检测试并获取测试结果；

判断模块，用于判断所述测试结果是否正常；若正常，则显示部件测试正常的信息；若不正常，则根据所述测试结果对部件自动进行调整或显示部件待维修的提示信息。

8.如权利要求7所述的3D打印装置的自检系统，其特征在于，当所述部件为3D打印装置的X、Y或Z轴的步进电机时，所述测试模块包括：

移动设定单元，用于控制X、Y或Z轴的步进电机驱动对应的X、Y或Z轴回归初始位置，设定X、Y或Z轴移动的目标位置；

计时单元，用于设定X、Y或Z轴的步进电机的速度后，控制X、Y或Z轴的步进电机依照设定的速度驱动对应的X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置，并对X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的实际时间进行计时。

9.如权利要求8所述的3D打印装置的自检系统，其特征在于，所述判断模块包括：

估计单元，用于根据所述初始位置至目标位置之间的距离和X、Y或Z轴的步进电机的速度推算X、Y或Z轴从所述初始位置移动至所述目标位置的估计时间；

比较单元，用于将所述估计时间与实际时间进行比较得到实际误差值，判断所述实际误差值是否在一预设的误差范围内，若是，则显示X、Y或Z轴的步进电机测试正常的信息，若否，则根据所述实际时间对X、Y或Z轴的步进电机的速度自动进行调整或显示X、Y或Z轴的步进电机待维修的提示信息。

10.如权利要求7所述的3D打印装置的自检系统，其特征在于，当所述部件为3D打印装置的高温喷头或加温工作平台时，所述测试模块包括：

加热设定单元，用于设定高温喷头或加温工作平台的目标加热温度；

记录单元，控制高温喷头或加温工作平台根据原有加热参数升温至所述目标加热温度并记录升温过程中的实际温度变化情况。

11.如权利要求10所述的3D打印装置的自检系统，其特征在于，所述判断模块用于判断所述实际温度变化情况是否在一预设的正常温度变化范围内，

若是，则显示高温喷头或加温工作平台测试正常的信息；

若否，则根据所述实际温度变化情况对高温喷头或加温工作平台的加热参数自动进行调整或显示高温喷头或加温工作平台待维修的提示信息。

12.如权利要求11所述的3D打印装置的自检系统，其特征在于，所述判断模块用于判断的所述正常温度变化范围包括升温速率范围、第一次过冲温度范围和温度稳定后的波动范围。