CN106881859B - 一种3d打印机断料堵料检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种3D打印机断料堵料检测方法，涉及3D打印技术领域，利用旋转编码器进行断料和堵料检测信号输入，并采用检测时间和挤出机出料长度两个维度进行判断，检测旋转编码器是否转动，如果不转动标记第一次不转动时的状态，做好标记；检测耗材挤出长度是否达到预定的检测长度，如果未达到，告警并执行堵料解决动作；清零计数，准备进行新一轮检测；调整打印位置和读取命令位置为堵料/断料开始的位置而非中断打印的位置，继续打印。本发明的3D打印机断料堵料检测方法，使用一个器件即可完成对耗材的断料和堵料两种状态的检测，并且检测精确度很高。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其是一种3D打印机断料堵料检测方法。
背景技术
FDM(“Fused Deposition Modeling”的简写形式，即为熔融沉积成型)3D打印机采用熔融堆积的成型原理打印3D模型。传统的FDM 3D打印机，将线状耗材从固态高温加热变为熔融的流质状态，并经由挤出机构在后方进行导入，将熔融状态的耗材从前端挤出喷头挤出从而打印模型。在打印过程中，由于加热温度发生变化而低于熔点，或者耗材有杂质，挤出喷头孔径或挤出机构加工有缺陷等因素，容易发生挤出喷头不出料，而使定位机构空跑，打印件发生报废。通常的打印件打印所用时间在几十分钟到数十个小时不等，用户在发生打印堵料后面临的是时间消耗和耗材损耗的双重损失，这种情况在大尺寸的FDM3D打印机上影响尤为显著。
传统的断料检测功能，是使用一个机械微动开关与线状耗材进行接触，装入一个机构内部并使耗材按压住机械开关，此时机械开关的状态为on，当耗材使用完后，机械开关由于耗材的空缺及自身开关的弹力作用，开关状态变为off，此时触发断料检测告警。此方式无法解决检测堵料的问题，也无法解决耗材用尽后，因为耗材尾端卡在料盘里，而无法使耗材末端通过机械开关变成off状态的问题。
发明内容
本发明提供一种3D打印机断料堵料检测方法，使用一个器件即可完成对耗材的断料和堵料两种状态的检测，并且检测精确度很高。
本发明具体采用如下技术方案实现：
一种3D打印机断料堵料检测方法，利用旋转编码器进行断料和堵料检测信号输入，并采用检测时间和挤出机出料长度两个维度进行判断，具体包括以下步骤：
步骤1.检测；
步骤11.根据设定的检测周期，判断是否到达检测时间，检测周期为35s～45s，检测旋转编码器的转动，如果检测时间没有达到检测周期，直接结束流程，如果达到了，进行步骤12；
步骤12.检测旋转编码器是否转动，并将变化量叠加到Diff中，如果转动，Diff+1，如果不转动，变化量不变；
步骤13.判断对进料盘的检测是否到达检测周期，检测周期为1～5s，如果检测时间没有达到检测周期，直接结束流程，如果达到了，进行步骤14；
步骤14.检测进料盘是否转动，如果转动，则清除标记，如果不转动进行步骤15；
步骤15.标记第一次不转动时的状态，做好标记，并记录当前的打印机状态存储为S；
步骤16.在步骤11设定的检测周期内，检测耗材挤出长度是否达到预定的检测长度，预定的检测长度为5cm～25cm，如果未达到，执行步骤17，如果达到了，执行步骤18；
步骤17.告警并执行堵料解决动作：声音和文字告警提示，执行一些解决堵料的执行动作；
步骤18.清零计数：清除相关的统计计数，准备进行新一轮检测；
步骤2.恢复打印
步骤21.调整打印机姿态，处理完成堵料问题后，恢复打印中断前的一些位置参数和变量；
步骤22.检测是否存在不转动标记及存储S，如果存在执行步骤23，如果不存在执行步骤24；
步骤23.调整打印位置及读取命令位置：根据存储的S信息，调整打印位置和读取命令位置为堵料/断料开始的位置而非中断打印的位置；
步骤24.继续打印。
本发明提供的3D打印机断料堵料检测方法，其有益效果在于：
1.使用一个旋转编码器，结合本申请提出的方法即可完成对FDM 3D打印机的断料和堵料的检测；
2.本方法记录的是堵料时的坐标点及打印数据位置，而非中断打印的位置，理论上中断打印的位置可以无限延后，在发现问题并中断后，解决完堵料问题，自动恢复到堵料时坐标点继续当前打印，防止模型报废；
3.从时间和耗材挤出长度两个维度上去进行堵料或断料检测判断，判断比单一方法更稳定可靠。
附图说明
图1是本发明断料堵料检测方法的流程图；
图2是本发明恢复打印的流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1、2所示，本实施提供的一种3D打印机断料堵料检测方法，利用旋转编码器进行断料和堵料检测信号输入，并采用检测时间和挤出机出料长度两个维度进行判断，具体包括以下步骤：
步骤1.检测；
步骤11.根据设定的检测周期，判断是否到达检测时间，检测周期为35s～45s，检测旋转编码器的转动，如果检测时间没有达到检测周期，直接结束流程，如果达到了，进行步骤12；
步骤12.检测旋转编码器是否转动，并将变化量叠加到Diff中，如果转动，Diff+1，如果不转动，变化量不变；
步骤13.判断对进料盘的检测是否到达检测周期，检测周期为1～5s，如果检测时间没有达到检测周期，直接结束流程，如果达到了，进行步骤14；
步骤14.检测进料盘是否转动，如果转动，则清除标记，如果不转动进行步骤15；
步骤15.标记第一次不转动时的状态，做好标记，并记录当前的打印机状态存储为S；
步骤16.在步骤11设定的检测周期内，检测耗材挤出长度是否达到预定的检测长度，预定的检测长度为5cm～25cm，如果未达到，执行步骤17，如果达到了，执行步骤18；
步骤17.告警并执行堵料解决动作：声音和文字告警提示，执行一些解决堵料的执行动作；
步骤18.清零计数：清除相关的统计计数，准备进行新一轮检测；
步骤2.恢复打印
步骤21.调整打印机姿态，处理完成堵料问题后，恢复打印中断前的一些位置参数和变量；
步骤22.检测是否存在不转动标记及存储S，如果存在执行步骤23，如果不存在执行步骤24；
步骤23.调整打印位置及读取命令位置：根据存储的S信息，调整打印位置和读取命令位置为堵料/断料开始的位置而非中断打印的位置；
步骤24.继续打印。
其中，步骤11中检测旋转编码器是否转动方法如下：本实施例采用的旋转编码器一共四根线和程序进行连接：VCC，A，B，GND。每隔40ms对A，B信号进行检测，合并成当前状态C2＝A|B。上一次记录的合并状态为C1，对C1和C2比较，如果C1≠C2则认为旋转编码器转动，变化量Diff＝Diff+1；如果C1＝C2则认为旋转编码器本轮检测不转动，Diff不变。在上一次到达时间阀值检测时的变化量为Diff1，在时间维度阀值到达后(2秒)检测时，根据累积的Diff是否等于Diff1判断旋转编码器在这段判断阀值内有没有转动，Diff＝＝Diff1为未发生转动，此时记录堵料标记及存储状态S。采用时间维度的判断可以有效防止由于耗材不是均衡移动造成的误判，避免耗材有时转动有时不转动造成的堵料判断假象。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种3D打印机断料堵料检测方法，其特征在于，利用旋转编码器进行断料和堵料检测信号输入，并采用检测时间和挤出机出料长度两个维度进行判断，具体包括以下步骤：
步骤1.检测；
步骤11.根据设定的检测周期，判断是否到达检测时间，检测周期为35s～45s，检测旋转编码器的转动，如果检测时间没有达到检测周期，直接结束流程，如果达到了，进行步骤12；
步骤12.检测旋转编码器是否转动，并将变化量叠加到Diff中，如果转动，Diff+1，如果不转动，变化量不变；
步骤13.判断对进料盘的检测是否到达检测周期，检测周期为1～5s，如果检测时间没有达到检测周期，直接结束流程，如果达到了，进行步骤14；
步骤14.检测进料盘是否转动，如果转动，则清除标记，如果不转动进行步骤15；
步骤15.标记第一次不转动时的状态，做好标记，并记录当前的打印机状态存储为S；
步骤16.在步骤11设定的检测周期内，检测耗材挤出长度是否达到预定的检测长度，预定的检测长度为5cm～25cm，如果未达到，执行步骤17，如果达到了，执行步骤18；
步骤17.告警并执行堵料解决动作：声音和文字告警提示，执行解决堵料的执行动作；
步骤18.清零计数：清除相关的统计计数，准备进行新一轮检测；
步骤2.恢复打印；
步骤21.调整打印机姿态，处理完成堵料问题后，恢复打印中断前的一些位置参数和变量；
步骤22.检测是否存在不转动标记及存储S，如果存在执行步骤23，如果不存在执行步骤24；
步骤23.调整打印位置及读取命令位置：根据存储S的信息，调整打印位置和读取命令位置为堵料/断料开始的位置而非中断打印的位置；
步骤24.继续打印。
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