CN105269822B - 一种3d打印机闭环控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印机闭环控制系统，包括外部信号接入模块，所述外部信号接入模块的输出端电连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端分别与信息显示模块、动力控制器和电力控制器的输入端电连接，所述动力控制器的输出端分别与散热模块、挤头执行模块和检测系统动力模块的输入端电连接，所述电力控制器的输出端分别与加热模块、位置检测模块、挤头温度检测模块和平台温度检测模块的输入端电连接，所述位置检测模块、挤头温度检测模块和平台温度检测模块的输出端电连接内部数据接入模块的输入端,该系统增加温度检测装置和位置扫描装置，形成闭环的控制系统，有助于提高加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统技术领域，具体为一种3D打印机闭环控制系统。
背景技术
3D打印是最近两年开始流行的一种快速成形技术,它以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体.我们日常生活中的打印机能打印一些平面纸张材料,而3D打印机打印出的是立体塑品产品.文章对3D打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态势作了综合介绍，综述3D打印技术的基本概念、发展简史、打印过程原理、应用领域、广泛影响以及面临的问题等.在介绍3D技术的发展历程、3D打印技术的工作原理流程及特点的基础上，分析了3D打印技术的创新点和存在的问题，展望了3D打印技术的未来发展趋势。
随着时代的进步，我们的生活水平日渐提升，同时，人口也在急剧的增长，我们需要越来越多的物品来满足物质生活条件。这就势必造成我们对物品的要求也会越来越高，做工精细、独特且非量产的物品会受广大人们的喜爱。如今，我们拥有了3D打印这一先进的技术，我们可以通过3D打印机来打印各种我们所需要的、想要的。3D打印技术应用面广，它可以用于医疗行业、科学研究、产品模型、建筑设计、制造业及食品等，前景广泛。
3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。
3D打印机是随着科学进步和对具有3D形状对象物的打印要求而出现的可以打印出真实3D物体的一种设备，其最突出的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而可极大地提高生产率和降低生产成本。3D打印机通过控制系统识别三维软件，将加工材料加热融化，结合切层软件，将待打印的模型采用一层一层多层打印的模式打印在打印平台上。目前，3D打印机控制系统的功能多集中在打印机挤出头运动控制上，打印机加热控制模块多结合用料采用定温控制模式，但打印过程中，打印机挤出头加热温度和打印平台加热温度降对打印质量有直接影响，但现有的控制系统多半为开环系统，在控制时因为没有反馈，所以精度一般难以达到要求，此外，现有打印机多需配合电脑使用，将电脑上作为控制系统载体，增加了打印机机器控制系统整体结构的复杂性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印机闭环控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印机闭环控制系统，包括外部信号接入模块，所述外部信号接入模块的输出端电连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端分别与信息显示模块、动力控制器和电力控制器的输入端电连接，所述动力控制器的输出端分别与散热模块、挤头执行模块和检测系统动力模块的输入端电连接，所述电力控制器的输出端分别与加热模块、位置检测模块、挤头温度检测模块和平台温度检测模块的输入端电连接，所述位置检测模块、挤头温度检测模块和平台温度检测模块的输出端电连接内部数据接入模块的输入端,所述内部数据接入模块的输出端分别与数据处理模块和信息显示模块的输入端电连接。
优选的，所述信息显示模块内部加装信息比对模块。
优选的，所述数据处理模块的输入端前加装A/D转换模块。
优选的，所述位置检测模块包括位置检测装置，所述位置检测装置为声波定位装置且通过竖直安装的滚珠丝杠对称安装在打印机壳体内腔对角。
优选的，所述散热模块包括散热水泵和散热管，所述散热水泵通过导线与动力控制器连接，所述散热管呈S型内置于打印机壳体和打印平台内部，所述散热水泵与散热管连接。
优选的，所述打印机壳体为一体成型的高密度有机玻璃且内部预留S型管道为散热管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明系统较传统的打印机增加了挤头温度检测装置和平台温度检测装置，形成闭环的控制系统，实时监测打印平台和挤头的温度，实时调节加热装置，控制工作温度，同时该系统还装备了声波定位装置，具有扫面工件形状的功能，对挤头动力执行模块进行位置信息反馈，在加工时能及时检测加工形状问题，有助于提高加工精度，此外，该控制系统在打印机内部增加数据处理模块，可以不依赖计算机独立完成打印工作，而且该系统将外部信号和内部信号接入模块分开处理，避免两者之间的信号相互干扰。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明结构位置检测装置示意图；
图3为本发明结构散热管示意图。
图中：1数据处理模块、2外部信号接入模块、3信息显示模块、4内部数据接入模块、5动力控制器、6电力控制器、7散热模块、8挤头动力执行模块、9检测系统动力模块、10加热模块、11位置检测模块、12挤头温度检测模块、13平台温度检测模块、14位置检测装置、15散热管、16打印机壳体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种3D打印机闭环控制系统，包括外部信号接入模块2，外部信号接入模块2的输出端电连接数据处理模块1的输入端，数据处理模块1的输出端分别与信息显示模块3、动力控制器5和电力控制器6的输入端电连接，动力控制器5的输出端分别与散热模块7、挤头执行模块8和检测系统动力模块9的输入端电连接，电力控制器6的输出端分别与加热模块10、位置检测模块11、挤头温度检测模块12和平台温度检测模块13的输入端电连接，位置检测模块11、挤头温度检测模块12和平台温度检测模块13的输出端电连接内部数据接入模块4的输入端,内部数据接入模块4的输出端分别与数据处理模块1和信息显示模块3的输入端电连接，信息显示模块3内部加装信息比对模块，将反馈信息与输入信息比对，自主校正系统，提高加工精度，数据处理模块1的输入端前加装A/D转换模块，实现数模转换，降低设备使用难度，位置检测模块11包括位置检测装置14，位置检测装置14为声波定位装置且通过竖直安装的滚珠丝杠对称安装在打印机壳体16内腔对角，通过滚珠丝杠带动，实现位置检测装置14对挤头位置的定位和加工工件形状的扫描，提高加工精度，散热模块7包括散热水泵和散热管15，散热水泵通过导线与动力控制器5连接，散热管15呈S型内置于打印机壳体16和打印平台内部，散热水泵与散热管15连接，打印机壳体16为一体成型的高密度有机玻璃且内部预留S型管道为散热管15。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因 此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种3D打印机闭环控制系统，包括外部信号接入模块(2)，其特征在于：所述外部信号接入模块(2)的输出端电连接数据处理模块(1)的输入端，所述数据处理模块(1)的输出端分别与信息显示模块(3)、动力控制器(5)和电力控制器(6)的输入端电连接，所述动力控制器(5)的输出端分别与散热模块(7)、挤头执行模块(8)和检测系统动力模块(9)的输入端电连接，所述电力控制器(6)的输出端分别与加热模块(10)、位置检测模块(11)、挤头温度检测模块(12)和平台温度检测模块(13)的输入端电连接，所述位置检测模块(11)、挤头温度检测模块(12)和平台温度检测模块(13)的输出端电连接内部数据接入模块(4)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印机闭环控制系统，其特征在于：所述信息显示模块(3)内部加装信息比对模块。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印机闭环控制系统，其特征在于：所述数据处理模块(1)的输入端前加装A/D转换模块。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印机闭环控制系统，其特征在于：所述位置检测模块(11)包括位置检测装置(14)，所述位置检测装置(14)为声波定位装置且通过竖直安装的滚珠丝杠对称安装在打印机壳体(16)内腔对角。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印机闭环控制系统，其特征在于：所述散热模块(7)包括散热水泵和散热管(15)，所述散热水泵通过导线与动力控制器(5)连接，所述散热管(15)呈S型内置于打印机壳体(16)和打印平台内部，所述散热水泵与散热管(15)连接。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印机闭环控制系统，其特征在于：所述打印机壳体(16)为一体成型的高密度有机玻璃且内部预留S型管道为散热管(15)。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印机闭环控制系统，其特征在于：所述内部数据接入模块(4)的输出端分别与数据处理模块(1)和信息显示模块(3)的输入端电连接。
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