CN106079449B - 一种基于fdm3d打印机缺料堵料检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，包括缺料堵料检测装置，缺料堵料检测装置包括步进电机、光电编码器、料管、线材和喷头；还包括异常检测电路和单电机；异常检测电路包括一74LS123单稳态芯片和与门电路；与门电路包括二极管D1、二极管D2和电阻R3，74LS123的第2引脚电连接光电编码器的I/O端口，第10引脚电连接步进电机，第4引脚电连接二极管D1的负电极，第5引脚电连接二极管D2的负电极；二极管D1的正电极还通过导线连接单片机。本发明通过设置有异常检测电路，实现了检测打印线材输送是否存在异常，且能够检测步进电机是否发生堵转或其他异常的功能，能够减少单片机的占用率，提高单片机的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于3D打印机技术领域，具体涉及一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路。
背景技术
3D打印机又称三维打印机（3DP），是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。
由于基于FDM技术的3D打印机所使用的是3D打印线材，通常会出现三种情况的打印中线材输送的异常：（1）里面可能含有杂质导致打印过程中堵住喷头；（2）线材耗材用尽；（3）线材自身打结无法送料；这三种情况均会导致打印机喷头缺料堵料。3D打印机由于无法感知送料的异常，发生上述三种情况后，会继续打印，此时喷头无料喷出造成空打现象而不会进入待机状态以等待操作人员解决问题。这样造成的后果是打印进入空打阶段，原来已正常打印的部分无法正常打印，造成废弃和浪费，继续消耗电能和时间，造成设备损耗，时间浪费；可能导致设备损坏。
中国专利号CN204054668公开了一种3D打印机送料检测装置，它包括固定座、摩擦轮、从动滑轮、压紧轮支架、固定架、弹性件和光电编码器，其检测装置还包括单片机，光电编码器的电信号输出端与单片机的电信号输入端连接。这种3D打印机送料检测装置，具有能够检测打印线材输送是否异常的功能，但是，由于光电编码器直接与单片机相连接，单片机需要不断检测光电编码器的信号以及步进电机的信号，会占用单片机的工作内存，大大地降低单片机的工作效率。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，以解决3D打印机喷头缺料堵料时，打印机会进入空打阶段的问题；同时，节省单片机的工作内存，提高工作效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，包括缺料堵料检测装置，其创新点在于：所述缺料堵料检测装置包括步进电机、光电编码器、料管、线材和喷头；所述光电编码器设置有I/O端口；还包括异常检测电路和单电机；所述异常检测电路包括一74LS123单稳态芯片和与门电路；所述与门电路包括二极管D1、二极管D2和电阻R3，所述二极管D1的正电极电连接二极管D2的正电极，并电连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接+5V直流电源；所述74LS123的第2引脚电连接光电编码器的I/O端口，第10引脚电连接步进电机，第4引脚电连接二极管D1的负电极，第5引脚电连接二极管D2的负电极，第1引脚和第9引脚均接地；所述二极管D1的正电极还通过导线连接单片机。
进一步的，所述74LS123单稳态芯片的第14引脚电连接电容器C1的一端，电容器C1的另一端电连接74LS123的第15引脚和电阻R1,电阻R1的另一端连接电源电压VCC。
进一步的，所述R1的电阻值为200KΩ。
进一步的，所述74LS123单稳态芯片的第6引脚电连接电容器C2的一端，电容器C2的另一端电连接74LS123的第7引脚和电阻R2,电阻R2的另一端连接电源电压VCC。
进一步的，所述R2的电阻值为200KΩ。
进一步的，所述R3的电阻值为3KΩ。
本发明的有益效果如下：本发明通过设置有异常检测电路，实现了通过此异常检测电路检测打印机喷头是否出现缺料堵料现象，打印线材输送是否存在异常，能够直接检测步进电机是否发生堵转或其他异常的功能，同时，能够减少单片机的占用率，提高单片机的工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的控制部分原理框图；
图3为本发明中异常检测电路示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1、图2和图3所示一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，包括缺料堵料检测装置，缺料堵料检测装置包括步进电机1、光电编码器2、料管3、线材4和喷头5；光电编码器2设置有I/O端口；还包括异常检测电路6和单电机7；异常检测电路6包括一74LS123单稳态芯片和与门电路；与门电路包括二极管D1、二极管D2和电阻R3，二极管D1的正电极电连接二极管D2的正电极，并电连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接+5V直流电源；74LS123的第2引脚电连接光电编码器2的I/O端口，第10引脚电连接步进电机1，第4引脚电连接二极管D1的负电极，第5引脚电连接二极管D2的负电极，第1引脚和第9引脚均接地；二极管D1的正电极还通过导线电连接单片机7。
74LS123单稳态芯片的第14引脚电连接电容器C1的一端，电容器C1的另一端电连接74LS123的第15引脚和电阻R1,电阻R1的另一端连接电源电压VCC。
R1的电阻值为200KΩ。
74LS123单稳态芯片的第6引脚电连接电容器C2的一端，电容器C2的另一端电连接74LS123的第7引脚和电阻R2,电阻R2的另一端连接电源电压VCC。
R2的电阻值为200KΩ。
R3的电阻值为3KΩ。
本发明通过设置有异常检测电路6,实现了通过此异常检测电路6检测打印机喷头5是否出现缺料堵料现象，打印线材4输送是否存在异常，且能够直接检测步进电机1是否发生堵转或其他异常的功能，同时，能够减少单片机7的占用率，提高单片机7的工作效率。
工作原理：当步进电机1正常工作且3D打印机的喷头5不缺料不堵料时，二极管D1和二极管D2正向导通，单片机7检测到异常检测电路6输出为高电平信号，单片机7发出脉冲给3D打印机，3D打印机正常工作；当步进电机1发生堵转等异常情况或喷头5内缺料或堵料时，单片机7检测到异常检测电路6输出为低电平信号，3D打印机进入待机状态，以等待操作人员解决问题。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，包括缺料堵料检测装置，其特征在于：所述缺料堵料检测装置包括步进电机、光电编码器、料管、线材和喷头；所述光电编码器设置有I/O端口；还包括异常检测电路和单片机；所述异常检测电路包括一74LS123单稳态芯片和与门电路；所述与门电路包括二极管D1、二极管D2和电阻R3，所述二极管D1的正电极电连接二极管D2的正电极，并电连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接+5V直流电源；所述74LS123的第2引脚电连接光电编码器的I/O端口，第10引脚电连接步进电机，第4引脚电连接二极管D1的负电极，第5引脚电连接二极管D2的负电极，第1引脚和第9引脚均接地；所述二极管D1的正电极还通过导线连接单片机。
2.根据权利要求1所述的一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，其特征在于：所述74LS123单稳态芯片的第14引脚电连接电容器C1的一端，电容器C1的另一端电连接74LS123的第15引脚和电阻R1,电阻R1的另一端连接电源电压VCC。
3.根据权利要求2所述的一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，其特征在于：所述R1的电阻值为200KΩ。
4.根据权利要求1所述的一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，其特征在于：所述74LS123单稳态芯片的第6引脚电连接电容器C2的一端，电容器C2的另一端电连接74LS123的第7引脚和电阻R2,电阻R2的另一端连接电源电压VCC。
5.根据权利要求4所述的一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，其特征在于：所述R2的电阻值为200KΩ。
6.根据权利要求1所述的一种基于FDM3D打印机缺料堵料检测电路，其特征在于：所述R3的电阻值为3KΩ。
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