CN108943729A - 一种基于打印辨错的3d打印机及其计算机装置、手持设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于打印辨错的3D打印机及其计算机装置和手持设备；包括3D打印机本体，3D打印机本体上设置有滑轨，滑轨上设置有步进电机和图像获取装置；步进电机能够带动图像获取装置在滑轨上移动，图像获取装置与图像处理模块连接；图像获取装置能够获取3D打印机喷头的喷头图像，3D打印机喷头的出料图像和打印目标产品的成形图像。能够通过一个摄像头获取3D打印机过程的图像，并且通过对图像的对比判断，其是否打印出错，从而对其进行修正；通过计算机实现对3D打印机上摄像头的移动控制以及图像对比处理；并且通过与手持设备的无线连接，能够实现对3D打印机的远端监控。

Description

一种基于打印辨错的3D打印机及其计算机装置、手持设备

技术领域

本发明属于3D打印技术领域；具体涉及一种基于打印辨错的3D打印机；还涉及一种计算机装置和手持设备。

背景技术

在3D打印机的远程监控管理过程中，摄像头主要用于对3D打印机喷头工作状态与材料堆积状态图像的采集，并将图像传输至上位机中，进行图像边缘提取识别。针对3D打印机可能出现的缺料、喷头堵塞、物料不粘连等故障情况，需要远程控制摄像头的位置和角度分别观察喷头进料情况、喷头出料情况、材料堆积状况，实现对3D打印机进行实时监控、错误修正及远程控制。

专利名称为：基于图像识别技术的打印机及其打印方法；公开号为：CN 104943176A的发明专利，一种基于图像识别技术的3D打印机及其工作方法。包含打印机主体、供电模块、图像采集设备和图像采集处理模块，图像采集设备设置在打印机主体上，图像采集处理模。

块与图像采集设备通讯连接，供电模块与打印机主体、图像采集设备和图像采集处理模块连接并给打印机主体、图像采集设备和图像采集处理模块供电，通过反馈修正使打印机的喷头和工作台移动更加精确，提高打印精度。但是该装置仍然存在的不足之处是：其一，该装置共需要5个摄像头，分别位于打印机主体的前、后、左、右、上，共五个方位，且摄像头无法根据观察目标的需要进行远程调节。其二，该装置无法实现图像实时检测，需要与SQL Sever数据库中存储的照片进行比对，不能识别所有的故障情况。

专利号为：201410166331.2，公开号为CN 103927245 A的发明专利一种3D打印的网络监控系统及方法，公开了一种3D打印的网络监控系统及方法。该3D打印的网络监控系统包含：网络信息模块、摄影装置、状态回报模块及固定格式指令接收模块。该3D打印的网络监控方法包括：(1)建立3D打印机与远端收发设备间的网络联系；(2)定时发送网络信息给远端收发设备；(3)远端收发设备接收网络信息后，根据网络信息判断当前打印件的打印品质是否正常，若否，则通过远端收发设备发送固定格式指令至3D打印机端，以及解析固定格式指令以操控3D打印机。但是该技术方案的缺点为：其一，该监控系统中的摄影装置设置于3D打印机上，摄影装置的位置和角度无法在远端收发设备上进行远程调节。其二，该监控方法只是设置一定间隔时间激发摄影装置拍摄打印件的照片并传送至远端收发设备，没有实现对打印过程中出现的错误修正功能。

发明内容

本发明提供了一种基于打印辨错的3D打印机，能够通过一个摄像头获取3D打印机过程的图像，并且通过对图像的对比判断，其是否打印出错，从而对其进行修正。

本发明还提供了一种计算机装置和手持设备，通过计算机实现对3D打印机上摄像头的移动控制以及图像对比处理；并且通过与手持设备的无线连接，能够实现对3D打印机的远端监控。

本发明的技术方案是：一种基于打印辨错的3D打印机，包括3D打印机本体，3D打印机本体上设置有滑轨，滑轨上设置有步进电机和图像获取装置；步进电机能够带动图像获取装置在滑轨上移动，图像获取装置与图像处理模块连接；图像获取装置能够获取3D打印机喷头的进料图像，3D打印机喷头的出料图像和打印目标产品的成形图像；其中步进电机接收移动命令，并且带动图像获取装置在滑轨上移动到目标位置；其中图像获取装置接收图像获取命令，在目标位置上获取到打印目标的成形图像，并且将图像发送给图像处理模块；其中图像处理模块内设置有预期成形图像；图像处理模块将获取成形图像与预期成形图像进行对比；若发生偏差，则发出错误警报，并停止打印；若无偏差，则继续进行打印；发生所述错误警报时，对3D打印机进行修正。

更进一步的，本发明的特点还在于：

该3D打印机将错误警报、成形图像和预期成形图像发送给控制端。

其中图像获取装置还获取3D打印机喷头处的喷头图像并且发送给控制端。

本发明的另一技术方案是：一种计算机装置，该计算机装置为上所述的3D打印机的控制端，且图像处理模块设置在计算机装置内，计算机装置还与步进电机连接，用于驱动步进电机的移动；其中计算机装置向步进电机发送移动命令；其中计算机装置接收图像获取装置发送的成形图像，并且进行显示，计算机装置还显示预期成形图像；其中计算机装置将图像处理模块得到的错误警报通过无线的方式发出，并且进行显示。其中计算机装置将成形图像和预期成形图像通过无线的方式发出。其中计算机装置得到喷头图像，并且通过无线的方式发出，同时进行显示。

本发明的另一技术方案是：一种手持设备，手持设备与如上所述的计算机装置无线连接，该手持设备接收计算机装置发出的错误警报，并且进行显示。该手持设备还接收计算机装置发送的成形图像和预期成形图像。该手持设备还接收计算机装置发送喷头图像。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该3D打印机通过设置一个滑轨，并且通过步进电机控制图像获取装置在滑轨上移动，从而使图像获取装置能够获取3D打印机工作平台上的成形图像，然后通过图像处理模块的对成形图像和预期成形图像的对比，判断在打印过程中出现的错误，并且进行修正。

更进一步的，还包括将错误警报、喷头图像、成形图像和预期成形图像发送至控制端，工作人员通过远端查看喷头图像即可明显看到喷头堵塞或缺料等问题。

本发明的有益效果还在于：通过计算机装置对3D打印机进行控制，即通过计算机装置控制步进电机，以及实时获取成形图像和喷头图像，通过图像处理模块进行处理，并得到错误警报，该计算机装置再通过无线网络将错误警报和喷头图像发送出去。

手持设备与计算机装置通过无线网络连接，通过无线的方式手持设备接收到该计算机装置发送的错误警报，实现了远程监控3D打印机工作的目的。

附图说明

图1为本发明中3D打印机的结构示意图；

图2为本发明中计算机装置与手持设备的连接示意图；

图3为本发明中3D打印机的工作流程图；

图4为本发明图像获取装置获取的打印目标的实物图像；

图5为图4转换后得到的成形图像；

图6为图4所示打印目标的预期成形图像。

图中：1为3D打印机本体；2为滑轨；3为图像获取装置；4为喷头；5为工作平台；6步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。

本发明提供了一种基于打印辨错的3D打印机，如图1所示，包括3D打印机本体1，3D打印机本体1上设置有滑轨2，滑轨2上安装有图像获取装置3，并且滑轨2的端部设置有步进电机6，步进电机6能够带动图像获取装置3在滑轨2上进行移动；并且图像获取装置3能够获取到喷头4的喷头图像和工作平台5上的成形图像；其中喷头图像为喷头的出料口和喷头供料的显示，成形图像为打印目标打印过程中的显示。具体的，在3D打印机工作的过程中，步进电机6带动图像获取装置3在滑轨2上移动，并且在相应的位置上获取到喷头图像，以及在工作平台5上打印目标产品的成形图像。

该3D打印机还包括一个图像处理模块，图像处理模块中设置有预期成形图像；预期成形图像为3D打印机在没有出错情况下打印目标的图像，即打印目标的完美过程图像。图像处理模块获取到实际打印过程中成形图像和喷头图像，并且将成形和预期成形图像进行对比。当对比发生偏差时，则发出错误警报，若无偏差，则说明3D打印机工作正常，继续打印。

其中喷头图像通过人工观察即可判断出是否缺料，喷头是否堵塞；并且对喷头以及物料进行检查，及时清理喷头的堵塞和补充物料。

其中错误警报产生的主要原因是打印产品的物料不连接，或在某处堆积超出产品的边界，发生打印错误。因此在发生打印错误警报时，即表示打印的目标产品发生错误，此时停止打印。

优选的，本发明还提供了一种计算机装置，该计算机装置用于控制上述3D打印机，且上述图像处理模块设置在计算机装置内，计算机装置与步进电机6连接。通过计算机装置操作步进电机6带动图像获取装置在滑轨上移动到目标位置，获取到喷头图像或成形图像。图像处理模块通过计算机装置加载预期成形图像。

计算机装置还能够显示图像获取装置获取到的喷头图像和成形图像，还能够显示预期成形图像；图像处理模块在进行图像对比之后，如果得到错误警报，则计算机装置将错误警报通过无线网络发出，并且该错误警报在计算机装置上显示。

优选的，计算机装置还能够将喷头、成形图像和预期成形图像进行显示，并且通过无线网络发出。

优选的，本发明还提供了一种手持设备，如图2所示，该手持设备与上述计算机装置无线连接，手持设备能够通过无线网络与计算机装置通信，具体的，手持设备能够接收计算机装置发送的警报信息，并且在手持设备上显示该警报信息。

优选的，手持设备还能够接收计算机装置发送的喷头图像、成形图像和预期成形图像，并且在手持设备上显示上述图像信息。

本分发明所述的基于打印辨错的3D打印机、计算机装置和手持设备，其工作过程如图3所示，具体包括：按照图1所示的结构将3D打印机与图像获取装置组装完毕，并且将计算机装置与步进电机和图像获取装置连接，该连接方式为有线连接方式或无线连接方式；计算机装置通过无线网络与手持设备连接，计算机中的图像处理模块加载有预期成形图像；然后3D打印机开始打印目标产品，通过计算机装置控制步进电机带动图像获取装置在滑轨上运动，并且图像获取装置轮流获取到喷头图像和成形图像；图像获取装置将获得的喷头图像和成形图像发送给计算机装置；同时计算机装置能够显示图像获取装置发送的喷头图像和成形图像，以及预期成形图像；计算机装置通过图像处理模块将成形图像与预期成形图像进行对比；得到相应的对比结果，即在对比有偏差的情况下发出相应的错误警报，并且通过计算机装置进行无线发送及显示该错误警报信息，同时计算机装置在带宽允许的情况下通过无线网络发送成形图像和预期成形图像，并且计算机装置显示成形图像、喷头图像和预期成形图像；其中工作人员通过观察喷头图像即可判断出喷头是否发生缺料或者喷头堵塞等问题。

手持设备用于接收计算机装置发送的错误警报以及喷头图像、成形图像和预期成形图像；实现远端监控3D打印的实时过程。

本发明的3D打印机的具体工作过程为：如图4所示，首先通过图像获取装置获取打印目标的图像，该图像为实物图像，然后将实物图像转换为灰度图像即得到能够与预期成形图像进行对比的成形图像，该成形图像如图5所示；图6为预期成形图像，该图像同样为灰度图像，通过边缘检测技术，对图5所示的成形图像和图6所示的预期成形图像进行检测，当出现偏差时即3D打印机在打印该目标产品时出错，停止打印；如没有偏差，则正常进行打印。

图像获取装置还能够获取到该3D打印机的喷头图像，工作人员能够从喷头图像中直观的观察到是否存在打印料缺失，喷头堵塞等问题，从而对喷头进行清理。

Claims (9)

1.一种基于打印辨错的3D打印机，其特征在于，包括3D打印机本体(1)，3D打印机本体(1)上设置有滑轨(2)，滑轨(2)上设置有步进电机(6)和图像获取装置(3)；步进电机(6)能够带动图像获取装置(3)在滑轨(2)上移动，图像获取装置(3)与图像处理模块连接；图像获取装置(3)能够获取3D打印机喷头的进料图像，3D打印机喷头的出料图像和打印目标产品的成形图像；

所述步进电机(6)接收移动命令，并且带动图像获取装置(3)在滑轨(2)上移动到目标位置；

所述图像获取装置(3)接收图像获取命令，在目标位置上获取到打印目标的成形图像，并且将图像发送给图像处理模块；

所述图像处理模块内设置有预期成形图像；图像处理模块将获取成形图像与预期成形图像进行对比；若发生偏差，则发出错误警报，并停止打印；若无偏差，则继续进行打印；

发生所述错误警报时，对3D打印机进行修正。

2.根据权利要求1所述的基于打印辨错的3D打印机，其特征在于，该3D打印机将错误警报、成形图像和预期成形图像发送给控制端。

3.根据权利要求1所述的基于打印辨错的3D打印机，其特征在于，所述图像获取装置(3)还获取3D打印机喷头处的喷头图像并且发送给控制端。

4.一种计算机装置，其特征在于，该计算机装置为如权利要求1所述的3D打印机的控制端，且图像处理模块设置在计算机装置内，计算机装置还与步进电机(6)连接，用于驱动步进电机(6)的移动；

所述计算机装置向步进电机(6)发送移动命令；

所述计算机装置接收图像获取装置(3)发送的成形图像，并且进行显示，计算机装置还显示预期成形图像；

所述计算机装置将图像处理模块得到的错误警报通过无线的方式发出，并且进行显示。

5.根据权利要求4所述的计算机装置，其特征在于，所述计算机装置将成形图像和预期成形图像通过无线的方式发出。

6.根据权利要求4所述的计算机装置，其特征在于，所述计算机装置得到喷头图像，并且通过无线的方式发出，同时进行显示。

7.一种手持设备，其特征在于，该手持设备与如权利要求4所述的计算机装置无线连接，该手持设备接收计算机装置发出的错误警报，并且进行显示。

8.根据权利要求7所述的手持设备，其特征在于，该手持设备还接收计算机装置发送的成形图像和预期成形图像。

9.根据权利要求7所述的手持设备，其特征在于，该手持设备还接收计算机装置发送喷头图像。