CN104615392A - 一种基于安卓终端的3d打印系统及方法 - Google Patents

一种基于安卓终端的3d打印系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于安卓终端的3D打印系统及方法，该方法包括：步骤1，安卓终端初始化串口；步骤2，安卓终端读取Gcode文件，获得文件包含Gcode指令的条数；步骤3，判断安全门是否关闭；步骤4，安卓终端读取获得的多条Gcode指令，3D打印机的主板处理第一条Gcode指令，其他Gcode指令按序在所述主板上的缓冲池中排队等待处理；步骤5，3D打印机收到并处理Gcode指令，发送结果给安卓终端；步骤6，安卓终端判断结果是否正确。本发明的有益效果为：提高了打印过程中的连续性和稳定性，保证了打印产品的质量。

Description

一种基于安卓终端的3D打印系统及方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体而言，涉及一种基于安卓终端的3D打印系统及方法。
背景技术
3D打印带来了世界性制造业革命，以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D打印机的出现，颠覆了这一生产思路，这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。
目前，市场上的3D打印机产品多采用旋钮或按键，以LCD屏幕显示的方式来控制打印机，操作复杂，且打印机的各项功能界面需要从主界面开始，逐层、深度的进入才能选择，极度不利于初学者操作打印机。同时打印机X轴、Y轴、Z轴参数调试，位于不同的界面，对于初学者来说，操作复杂。目前，通过USB方式进行打印时，不能识别中文名称的文件名。打印机不支持有线或无线的网络连接，不能通过网络下载各种打印模型。
安卓是基于Linux平台的移动终端操作系统，近年来凭借其开源、高效等优势以及厂商的推动，赢得了广大的用户群体。以安卓为操作系统的移动终端本身绝大多数具有高速的运算处理能力和采用电容式触摸屏，支持多点触控，用户体验相当卓越，在功能的拓展上有着光明的前途。而目前市面上还没有一种安卓操作系统来控制打印机，来实现操作简洁，方便，友好。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种操作简单，方便管理的基于安卓终端的3D打印系统及方法。
本发明提供了一种基于安卓终端的3D打印方法，该方法包括：
步骤1，安卓终端初始化串口，建立与3D打印机的正常通信；
步骤2，所述安卓终端从所述安卓终端外接的外置存储器内读取Gcode文件或所述安卓终端通过网络从PC终端的存储器内读取Gcode文件，过滤其中的无效指令和空行，计算出所述文件包含有效Gcode指令的条数，并对每一条Gcode指令进行格式检查，确保指令符合Gcode文件格式规范并包含在所述3D打印机支持的指令集内；
步骤3，所述3D打印机在打印之前，所述安卓终端发送指令至所述3D打印机的主板，判断安全门是否关闭，若已关闭，则执行步骤4，否则，所述安卓终端不发送Gcode指令至所述3D打印机；
步骤4，所述安卓终端读取获得的多条Gcode指令通过所述串口通信发送到所述3D打印机的主板上，所述3D打印机的主板处理第一条Gcode指令，其他Gcode指令按序在所述主板上的缓冲池中排队等待处理，所述主板处理完第一条Gcode指令后返回数据给所述安卓终端，所述缓存池内的第一条Gcode指令自动进入处理，所述安卓终端在受到所述主板返回的正确数据时发送下一条Gcode指令，始终保持所述缓存池内有Gcode指令在等待处理；
步骤5，所述3D打印机收到并处理所述Gcode指令，执行完所述Gcode指令后，发送所述Gcode指令执行结果给所述安卓终端；
步骤6，所述安卓终端得到所述3D打印机处理所述Gcode指令的结果，如果结果正确，所述安卓终端将继续发送下一条Gcode指令，并将直接结果显示在屏幕上，更新打印进度，如果结果错误，将提示用户进行人工干预操作。
作为本发明进一步的改进，步骤1至步骤6中，若3D打印机主板上的电源监测模块监测到外部电源停止供电时，所述主板发送启用内部电源供电指令，启动内部电源供电，并通知所述安卓终端，所述安卓终端接收到启用内部电源供电指令后，停止当前打印任务，保存当前打印现场的打印参数和打印进度，当外部电源正常工作后，用户控制所述安卓终端继续打印，所述安卓终端读取所述打印参数和所述打印进度，恢复之前的打印现场，并控制所述3D打印机完成剩余的打印任务。
作为本发明进一步的改进，步骤2中，所述网络为局域网、因特网、无线网、3G网中的一种或几种的组合。
作为本发明进一步的改进，步骤1至步骤6中的所述安卓终端采用安卓操作系统的平板电脑或手机。
作为本发明进一步的改进，所述安卓终端上设有UI模块和数据处理模块，所述UI模块负责界面元素的绘制，所述数据处理模块负责数据的获取、整合，并将数据传递给所述UI模块显示。
本发明还提供了一种基于安卓终端的3D打印系统，包括：
初始化模块，安卓终端初始化串口，建立与3D打印机的正常通信；
读取模块，所述安卓终端从所述安卓终端外接的外置存储器内读取Gcode文件或所述安卓终端通过网络从PC终端的存储器内读取Gcode文件，过滤其中的无效指令和空行，计算出所述文件包含有效Gcode指令的条数，并对每一条Gcode指令进行格式检查，确保指令符合Gcode文件格式规范并包含在所述3D打印机支持的指令集内；
检测模块，所述3D打印机在打印之前，所述安卓终端发送指令至所述3D打印机的主板，判断安全门是否关闭，若已关闭，则所述安卓终端发送指令至所述3D打印机，否则，所述安卓终端不发送Gcode指令至所述3D打印机；
缓存模块，所述安卓终端读取获得的多条Gcode指令通过所述串口通信发送到所述3D打印机的主板上，所述3D打印机的主板处理第一条Gcode指令，其他Gcode指令按序在所述主板上的缓冲池中排队等待处理，所述主板处理完第一条Gcode指令后返回数据给所述安卓终端，所述缓存池内的第一条Gcode指令自动进入处理，所述安卓终端在受到所述主板返回的正确数据时发送下一条Gcode指令，始终保持所述缓存池内有Gcode指令在等待处理；
处理模块，所述3D打印机收到并处理所述Gcode指令，执行完所述Gcode指令后，发送所述Gcode指令执行结果给所述安卓终端；
判断模块，所述安卓终端得到所述3D打印机处理所述Gcode指令的结果，如果结果正确，所述安卓终端将继续发送下一条Gcode指令，并将直接结果显示在安卓终端的屏幕上，更新打印进度，如果结果错误，将提示用户进行人工干预操作。
作为本发明进一步的改进，还包括监测模块，所述主板上的电源监测模块监测到外部电源停止供电时，所述主板发送启用内部电源供电指令，启动内部电源供电，并通知所述安卓终端，所述安卓终端接收到启用内部电源供电指令后，停止当前打印任务，保存当前打印现场的打印参数和打印进度，当外部电源正常工作后，用户控制所述安卓终端继续打印，所述安卓终端读取所述打印参数和所述打印进度，恢复之前的打印现场，并控制所述3D打印机完成剩余的打印任务。
作为本发明进一步的改进，所述读取模块中所述网络为局域网、因特网、无线网、3G网中的一种或几种的组合。
作为本发明进一步的改进，所述安卓终端采用安卓操作系统的平板电脑或手机。
作为本发明进一步的改进，所述安卓终端上设有UI模块和数据处理模块，所述UI模块负责界面元素的绘制，所述数据处理模块负责数据的获取、整合，并将数据传递给所述UI模块显示。
本发明的有益效果为：
1、在打印之前检查安全门是否关闭，降低打印头和热床的温度，保持打印过程中打印件的稳定性。
2、传统的3D打印机的通信方式为乒乓模式，安卓终端在收到3D打印机返回的数据后才发送下一条GCode命令，3D打印机在返回数据到收到安卓终端的下一条命令期间处于空闲状态，这样大大延长了打印时间，缓存池的设计使得打印机一直在持续工作，打印命令之间间隔大为减少，保持了打印头打印的连贯性，提高了打印产品的成品率和外观的光洁度，提升了产品的质量。
3、3D打印机打印一件产品一般需要打印机几小时或更长时间的连续工作，当打印机外部停止供电的情况下，一般3D打印机将无法处理已经部分打印的半成品，只能废弃，浪费了大量的时间和材料，电源监测模块的设计保证了打印过程的持续性，节省了时间和材料，提高了打印的效率。
4、基于安卓操作平台的终端，结合安卓触摸屏触摸操作，所见所得，系统操作流程清晰、操作简单；使用安卓系统最新UI设计，统一定义操作按钮、统一布局、统一操作习惯，用户界面风格统一美观。
5、通过手机、平板电脑等安卓终端实时查看3D打印机当前的温度、状态等信息，实现了实时监测。
6、使用安卓操作系统，功能优化升级、简单方便。
7、把模型库直接加入软件中，并且可以通过互联网实时下载各种模型。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种基于安卓终端的3D打印方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的一种基于安卓终端的3D打印系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1所示，本发明实施例的一种基于安卓终端的3D打印方法，该方法包括：
步骤1，安卓终端初始化串口，建立与3D打印机的正常通信；
步骤2，所述安卓终端从所述安卓终端外接的外置存储器内读取Gcode文件或所述安卓终端通过网络从PC终端的存储器内读取Gcode文件，过滤其中的无效指令和空行，计算出所述文件包含有效Gcode指令的条数，并对每一条Gcode指令进行格式检查，确保指令符合Gcode文件格式规范并包含在所述3D打印机支持的指令集内；
步骤3，所述3D打印机在打印之前，所述安卓终端发送指令至所述3D打印机的主板，判断安全门是否关闭，若已关闭，则执行步骤4，否则，所述安卓终端不发送Gcode指令至所述3D打印机；
步骤4，所述安卓终端读取获得的多条Gcode指令通过所述串口通信发送到所述3D打印机的主板上，所述3D打印机的主板处理第一条Gcode指令，其他Gcode指令按序在所述主板上的缓冲池中排队等待处理，所述主板处理完第一条Gcode指令后返回数据给所述安卓终端，所述缓存池内的第一条Gcode指令自动进入处理，所述安卓终端在受到所述主板返回的正确数据时发送下一条Gcode指令，始终保持所述缓存池内有Gcode指令在等待处理；
步骤5，所述3D打印机收到并处理所述Gcode指令，执行完所述Gcode指令后，发送所述Gcode指令执行结果给所述安卓终端；
步骤6，所述安卓终端得到所述3D打印机处理所述Gcode指令的结果，如果结果正确，所述安卓终端将继续发送下一条Gcode指令，并将直接结果显示在屏幕上，更新打印进度，如果结果错误，将提示用户进行人工干预操作。
进一步的，在步骤1至步骤6中，若主板上的电源监测模块监测到外部电源停止供电时，主板发送启用内部电源供电指令，启动内部电源供电，并通知安卓终端，安卓终端接收到启用内部电源供电指令后，停止当前打印任务，保存当前打印现场的打印参数和打印进度，当外部电源正常工作后，用户控制安卓终端继续打印，安卓终端读取打印参数和打印进度，恢复之前的打印现场，并控制3D打印机完成剩余的打印任务。
进一步的，步骤2中，网络为局域网、因特网、无线网、3G网中的一种或几种的组合。
进一步的，步骤1至步骤6中的安卓终端采用安卓操作系统的平板电脑或手机。
进一步的，安卓终端上设有UI模块和数据处理模块，UI模块负责界面元素的绘制，数据处理模块负责数据的获取、整合，并将数据传递给UI模块显示。
在打印之前检查安全门是否关闭，降低打印头和热床的温度，保持打印过程中打印件的稳定性。
传统的3D打印机的通信方式为乒乓模式，安卓终端在收到3D打印机返回的数据后才发送下一条GCode命令，3D打印机在返回数据到收到安卓终端的下一条命令期间处于空闲状态，这样大大延长了打印时间，缓存池的设计使得打印机一直在持续工作，打印命令之间间隔大为减少，保持了打印头打印的连贯性，提高了打印产品的成品率和外观的光洁度，提升了产品的质量。
3D打印机打印一件产品一般需要打印机几小时或更长时间的连续工作，当打印机外部停止供电的情况下，一般3D打印机将无法处理已经部分打印的半成品，只能废弃，浪费了大量的时间和材料，电源监测模块的设计保证了打印过程的持续性，节省了时间和材料，提高了打印的效率。
如图2所示，本发明还提供了一种基于安卓终端的3D打印系统，包括：
初始化模块，安卓终端初始化串口，建立与3D打印机的正常通信；
读取模块，所述安卓终端从所述安卓终端外接的外置存储器内读取Gcode文件或所述安卓终端通过网络从PC终端的存储器内读取Gcode文件，过滤其中的无效指令和空行，计算出所述文件包含有效Gcode指令的条数，并对每一条Gcode指令进行格式检查，确保指令符合Gcode文件格式规范并包含在所述3D打印机支持的指令集内；
检测模块，所述3D打印机在打印之前，所述安卓终端发送指令至所述3D打印机的主板，判断安全门是否关闭，若已关闭，则所述安卓终端发送指令至所述3D打印机，否则，所述安卓终端不发送Gcode指令至所述3D打印机；
缓存模块，所述安卓终端读取获得的多条Gcode指令通过所述串口通信发送到所述3D打印机的主板上，3D打印机的主板处理第一条Gcode指令，其他Gcode指令按序在所述主板上的缓冲池中排队等待处理，所述主板处理完第一条Gcode指令后返回数据给所述安卓终端，所述缓存池内的第一条Gcode指令自动进入处理，所述安卓终端在受到所述主板返回的正确数据时发送下一条Gcode指令，始终保持所述缓存池内有Gcode指令在等待处理；
处理模块，所述3D打印机收到并处理所述Gcode指令，执行完所述Gcode指令后，发送所述Gcode指令执行结果给所述安卓终端；
判断模块，所述安卓终端得到所述3D打印机处理所述Gcode指令的结果，如果结果正确，所述安卓终端将继续发送下一条Gcode指令，并将直接结果显示在安卓终端的屏幕上，更新打印进度，如果结果错误，将提示用户进行人工干预操作。
进一步的，还包括监测模块，主板上的电源监测模块监测到外部电源停止供电时，主板发送启用内部电源供电指令，启动内部电源供电，并通知安卓终端，安卓终端接收到启用内部电源供电指令后，停止当前打印任务，保存当前打印现场的打印参数和打印进度，当外部电源正常工作后，用户控制安卓终端继续打印，安卓终端读取打印参数和打印进度，恢复之前的打印现场，并控制3D打印机完成剩余的打印任务。
进一步的，读取模块中，无线网络为局域网、因特网、无线网、3G网中的一种或几种的组合。
进一步的，安卓终端采用安卓操作系统的平板电脑或手机。
进一步的，安卓终端上设有UI模块和数据处理模块，UI模块负责界面元素的绘制，数据处理模块负责数据的获取、整合，并将数据传递给UI模块显示。
基于安卓操作平台的终端，结合安卓触摸屏触摸操作，所见所得，系统操作流程清晰、操作简单；使用安卓系统最新UI设计，统一定义操作按钮、统一布局、统一操作习惯，用户界面风格统一美观；使用安卓操作系统，功能优化升级、简单方便。通过手机、平板电脑等安卓终端实时查看3D打印机当前的温度、状态等信息，实现了实时监测。把模型库直接加入软件中，并且可以通过互联网实时下载各种模型。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于安卓终端的3D打印方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，安卓终端初始化串口，建立与3D打印机的正常通信；
步骤2，所述安卓终端从所述安卓终端外接的外置存储器内读取Gcode文件或所述安卓终端通过网络从PC终端的存储器内读取Gcode文件，过滤其中的无效指令和空行，计算出所述文件包含有效Gcode指令的条数，并对每一条Gcode指令进行格式检查，确保指令符合Gcode文件格式规范并包含在所述3D打印机支持的指令集内；
步骤3，所述3D打印机在打印之前，所述安卓终端发送指令至所述3D打印机的主板，判断安全门是否关闭，若已关闭，则执行步骤4，否则，所述安卓终端不发送Gcode指令至所述3D打印机；
步骤4，所述安卓终端读取获得的多条Gcode指令通过所述串口通信发送到所述3D打印机的主板上，3D打印机的主板处理第一条Gcode指令，其他Gcode指令按序在所述主板上的缓冲池中排队等待处理，所述主板处理完第一条Gcode指令后返回数据给所述安卓终端，所述缓存池内的第一条Gcode指令自动进入处理，所述安卓终端在受到所述主板返回的正确数据时发送下一条Gcode指令，始终保持所述缓存池内有Gcode指令在等待处理；
步骤5，所述3D打印机收到并处理所述Gcode指令，执行完所述Gcode指令后，发送所述Gcode指令执行结果给所述安卓终端；
步骤6，所述安卓终端得到所述3D打印机处理所述Gcode指令的结果，如果结果正确，所述安卓终端将继续发送下一条Gcode指令，并将直接结果显示在屏幕上，更新打印进度，如果结果错误，将提示用户进行人工干预操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于安卓终端的3D打印方法，其特征在于，在步骤1至步骤6中，若所述3D打印机主板上的电源监测模块监测到外部电源停止供电时，所述主板发送启用内部电源供电指令，启动内部电源供电，并通知所述安卓终端，所述安卓终端接收到启用内部电源供电指令后，停止当前打印任务，保存当前打印现场的打印参数和打印进度，当外部电源正常工作后，用户控制所述安卓终端继续打印，所述安卓终端读取所述打印参数和所述打印进度，恢复之前的打印现场，并控制所述3D打印机完成剩余的打印任务。
3.根据权利要求1所述的一种基于安卓终端的3D打印方法，其特征在于，步骤2中，所述网络为局域网、因特网、无线网、3G网中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种基于安卓终端的3D打印方法，其特征在于，所述安卓终端采用安卓操作系统的平板电脑或手机。
5.根据权利要求1所述的一种基于安卓终端的3D打印方法，其特征在于，所述安卓终端上设有UI模块和数据处理模块，所述UI模块负责界面元素的绘制，所述数据处理模块负责数据的获取、整合，并将数据传递给所述UI模块显示。
6.一种基于安卓终端的3D打印系统，其特征在于，包括：
初始化模块，安卓终端初始化串口，建立与3D打印机的正常通信；
读取模块，所述安卓终端从所述安卓终端外接的外置存储器内读取Gcode文件或所述安卓终端通过网络从PC终端的存储器内读取Gcode文件，过滤其中的无效指令和空行，计算出所述文件包含有效Gcode指令的条数，并对每一条Gcode指令进行格式检查，确保指令符合Gcode文件格式规范并包含在所述3D打印机支持的指令集内；
检测模块，所述3D打印机在打印之前，所述安卓终端发送指令至所述3D打印机的主板，判断安全门是否关闭，若已关闭，则所述安卓终端发送指令至所述3D打印机，否则，所述安卓终端不发送Gcode指令至所述3D打印机；
缓存模块，所述安卓终端读取获得的多条Gcode指令通过所述串口通信发送到所述3D打印机的主板上，所述3D打印机的主板处理第一条Gcode指令，其他Gcode指令按序在所述主板上的缓冲池中排队等待处理，所述主板处理完第一条Gcode指令后返回数据给所述安卓终端，所述缓存池内的第一条Gcode指令自动进入处理，所述安卓终端在受到所述主板返回的正确数据时发送下一条Gcode指令，始终保持所述缓存池内有Gcode指令在等待处理；
处理模块，所述3D打印机收到并处理所述Gcode指令，执行完所述Gcode指令后，发送所述Gcode指令执行结果给所述安卓终端；
判断模块，所述安卓终端得到所述3D打印机处理所述Gcode指令的结果，如果结果正确，所述安卓终端将继续发送下一条Gcode指令，并将直接结果显示在安卓终端的屏幕上，更新打印进度，如果结果错误，将提示用户进行人工干预操作。
7.根据权利要求6所述的一种基于安卓终端的3D打印系统，其特征在于，还包括监测模块，所述主板上的电源监测模块监测到外部电源停止供电时，所述主板发送启用内部电源供电指令，启动内部电源供电，并通知所述安卓终端，所述安卓终端接收到启用内部电源供电指令后，停止当前打印任务，保存当前打印现场的打印参数和打印进度，当外部电源正常工作后，用户控制所述安卓终端继续打印，所述安卓终端读取所述打印参数和所述打印进度，恢复之前的打印现场，并控制所述3D打印机完成剩余的打印任务。
8.根据权利要求6所述的一种基于安卓终端的3D打印系统，其特征在于，所述读取模块中所述网络为局域网、因特网、无线网、3G网中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求6所述的一种基于安卓终端的3D打印系统，其特征在于，所述安卓终端采用安卓操作系统的平板电脑或手机。
10.根据权利要求6所述的一种基于安卓终端的3D打印系统，其特征在于，所述安卓终端上设有UI模块和数据处理模块，所述UI模块负责界面元素的绘制，所述数据处理模块负责数据的获取、整合，并将数据传递给所述UI模块显示。
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