CN109080149A - 一种带有监控功能的3d打印系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有监控功能的3D打印系统及其工作方法,本带有监控功能的3D打印系统包括:云服务器,与该云服务器相连的3D打印机、监控装置和监控终端;其中所述3D打印机包括:控制器,由该控制器控制的打印喷头;所述监控装置适于监测所述打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器;以及所述云服务器适于将监测数据发送至监控终端;本发明带有监控功能的3D打印系统通过监控装置监测3D打印机的打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器和监控终端,一旦3D打印机的打印喷头发生故障,相关维修技术人员就可以通过监控终端或云服务器了解到故障信息,从而能够及时解决打印喷头的故障,提高3D打印机的使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域,具体涉及一种带有监控功能的3D打印系统及其工作方法。
背景技术
现有的3D打印机,通常是将3D打印模型分割成多层,形成多层平面图像,然后打印依次叠加的平面图像,从而粘合成立体模型。
在3D打印过程中,3D打印机避免不了会发生故障,从而影响打印效果,甚至会导致打印停止;但用户一般并不懂得如何排除故障,只能通过电话或网络等通信方法和厂家联系,以将故障描述给厂家以获取技术支援。这种方式并不一定能使得厂家清楚了解故障情况,更勿论提供技术支援,效率较为低下。
目前,在3D打印机应用过程中,比较常见的故障有:打印时没有挤出耗材或打印时耗材出现拉丝或渗漏等,如果打印喷头出现堵塞则会造成耗材无法挤出,如果打印喷头温度过高,则打印喷头内的耗材会变得非常粘,容易出现拉丝或渗漏;而打印喷头温度过低的话,又会导致耗材比较难挤出,因此,本发明提供了一种带有监控功能的3D打印系统,实现对打印喷头的运行情况监控。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有监控功能的3D打印系统及其工作方法,以实现对打印喷头的运行情况监控。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种带有监控功能的3D打印系统,包括:云服务器,与该云服务器相连的3D打印机、监控装置和监控终端;其中所述3D打印机包括:控制器,由该控制器控制的打印喷头;所述监控装置适于监测所述打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器;以及所述云服务器适于将监测数据发送至监控终端。
进一步,所述监控装置包括:处理器,与该处理器相连的视频采集模块和温度传感器;所述视频采集模块适于采集所述打印喷头的视频数据;以及所述温度传感器适于采集所述打印喷头的温度数据。
进一步,所述控制器设有存储模块、切换模块和处理模块;所述3D打印机还包括:支架、储料组件、高精度喷射泵、导轨、驱动组件和工作台;其中所述支架位于所述工作台上方,且所述导轨位于所述支架上;所述驱动组件由所述处理模块控制,以驱动打印喷头沿所述导轨在工作台上方运动;所述高精度喷射泵的一端连接储料组件,其另一端连接打印喷头;以及所述处理模块适于通过切换模块控制3D打印机在正常打印模式和边缘打印模式之间切换。
进一步,所述打印喷头设有磁性弹片结构和弹片吸合装置;所述弹片吸合装置包括上部吸合点和下部吸合点;在边缘打印模式下,所述处理模块依据当前打印点,即第i行j点坐标以及第i-1行与j点相对应的j′点坐标关系,调整磁性弹片结构的吸合状态。
进一步,所述处理模块适于判断当前打印点是否位于轮廓线上,是则通过切换模块进入边缘打印模式,否则采用正常打印模式。
进一步,在边缘打印模式下,所述处理模块适于得到当前打印点的相对位移量,其公式如下:
其中:n是打印总层数;i是当前打印层数;di是打印高度;d0是3D打印机最小运动长度;xij、yij分别是当前打印点j的X轴坐标、Y坐标;x(i-1)j、y(i-1)j分别为j点对应的i-1层轮廓线的坐标点j′;ηi为第i层的调节系数,ηi=f(i),f(t)是关于t的非线性函数;以及所述驱动组件驱动打印喷头向相应方向运动Lij。
进一步,所述打印喷头在正常打印模式下最小运动距离D为边缘打印模式最小运动距离d0的10倍。
又一方面,本发明还提供了一种带有监控功能的3D打印系统的工作方法,包括:云服务器,与该云服务器相连的3D打印机、监控装置和监控终端;其中所述3D打印机包括:控制器,由该控制器控制的打印喷头;所述监控装置适于监测所述打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器;以及所述云服务器适于将监测数据发送至监控终端。
本发明的有益效果是,本发明带有监控功能的3D打印系统通过监控装置监测3D打印机的打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器和监控终端,一旦3D打印机的打印喷头发生故障,相关维修技术人员就可以通过监控终端或云服务器了解到故障信息,从而能够及时解决打印喷头的故障,提高3D打印机的使用效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的带有监控功能的3D打印系统的原理框图;
图2是本发明的3D打印机的结构示意图。
其中:
支架1、储料组件2、高精度喷射泵3、导轨4、打印喷头5、磁性弹片结构51、吸合装置52、上部吸合点521、下部吸合点522、驱动组件6、工作台7、控制器8、存储模块81、切换模块82、处理模块83。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1和图2所示,本实施例1提供了一种带有监控功能的3D打印系统,包括:云服务器,与该云服务器相连的3D打印机、监控装置和监控终端;其中所述3D打印机包括:控制器,由该控制器控制的打印喷头5;所述监控装置适于监测所述打印喷头5的运行情况,并将监测数据发送给云服务器;以及所述云服务器适于将监测数据发送至监控终端。
具体的,所述控制器例如但不限于采用PLC控制器;所述监控终端例如但不限于为手机、电脑等。
本实施例的带有监控功能的3D打印系统通过监控装置监测3D打印机的打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器和监控终端,一旦3D打印机的打印喷头发生故障,相关维修技术人员就可以通过监控终端或云服务器了解到故障信息,从而能够及时解决打印喷头的故障,提高3D打印机的使用效率。
所述监控装置包括:处理器,与该处理器相连的视频采集模块和温度传感器;所述视频采集模块适于采集所述打印喷头5的视频数据;以及所述温度传感器适于采集所述打印喷头5的温度数据。
具体的,所述视频采集模块例如但不限于采用摄像头,通过采集打印喷头的视频数据,能够监测打印喷头是否发生堵塞;所述温度传感器例如但不限于采用DS18B20温度传感器。
另外,现有3D打印机打印出的模型,由于每层打印都具有一定的高度,当打印完成后的模型,通常会出现阶梯状,造成失真,而且每层的高度越大,失真越明显,从而使得打印的模型精度不高。
为了减小打印误差,使打印的模型更加准确,本实施例1中,所述控制器8设有存储模块81、切换模块82和处理模块83;所述3D打印机还包括:支架1、储料组件2、高精度喷射泵3、导轨4、驱动组件6和工作台7;其中所述支架1位于所述工作台7上方,且所述导轨4位于所述支架1上;所述驱动组件6由所述处理模块83控制,以驱动打印喷头5沿所述导轨4在工作台7上方运动;所述高精度喷射泵3的一端连接储料组件2,其另一端连接打印喷头5;以及所述处理模块83适于通过切换模块82控制3D打印机在正常打印模式和边缘打印模式之间切换。
具体的,所述用料检测模块适于检测储料组件2中的剩余打印物料量;所述存储模块81用于存储数据;所述处理模块83依据3D模型生成3D打印机的打印路径,并控制高精度喷射泵3将储料组件2中的打印物料挤入打印喷头5,通过打印喷头5将打印物料喷射至工作台7,完成打印。
所述打印喷头5设有磁性弹片结构51和弹片吸合装置52;所述弹片吸合装置52包括上部吸合点521和下部吸合点522;在边缘打印模式下,所述处理模块83依据当前打印点,即第i行j点坐标以及第i-1行与j点相对应的j′点坐标关系,调整磁性弹片结构51的吸合状态。
具体的,在正常打印模式下,弹片吸合装置52不工作,磁性弹片结构51处于自由状态;在边缘打印模式下,所述处理模块83依据当前打印点,即第i行j点坐标以及第i-1行与j点相对应的j′点坐标关系,调整磁性弹片结构51的吸合状态,具体地,当j点坐标位于j′点外侧时,上部吸合点521动作,当j点坐标位于j′点内侧时,下部吸合点522动作,从而使得打印出的3D模型的表面形成倾斜并依靠打印材料的凝聚力形成自然的弧状,进而消除阶梯感,使打印的模型更精确。
所述处理模块83适于判断当前打印点是否位于轮廓线上,是则通过切换模块进入边缘打印模式,否则采用正常打印模式。
具体的,在打印过程中,所述处理模块83实时判断当前打印点是否是轮廓点,当打印点为轮廓点时,所述切换模块82将打印模式切切换边缘打印模式,否则将打印模式设置为正常打印模式。
在边缘打印模式下,所述处理模块83适于得到当前打印点的相对位移量,其公式如下:
其中:n是打印总层数;i是当前打印层数;di是打印高度;d0是3D打印机最小运动长度;xij、yij分别是当前打印点j的X轴坐标、Y坐标;x(i-1)j、y(i-1)j分别为j点对应的i-1层轮廓线的坐标点j′;ηi为第i层的调节系数,ηi=f(i),f(t)是关于t的非线性函数;以及所述驱动组件6驱动打印喷头5向相应方向运动Lij。
具体的,在当前打印点位于轮廓线上时,所述处理模块83先通过驱动组件6将打印喷头5移动至当前打印点,然后再通过切换模块82将3D打印机的打印模块切换至边缘打印模式,并依据相对位移量Lij,控制打印喷头5移动到更为精确的位置;其中驱动组件6精度调节的方式现有技术中有很多,在这里不做详细论述,在打印非边缘部分采用较大的步长,在打印边缘时采用较小的步长,并且通过相对位移量Lij控制调节,不但使得打印效率高,而且打印的模型更接近实际产品;由于合理计算Lij,实现驱动打印喷头5以较高的精度调整至最合适的位置。
所述打印喷头5在正常打印模式下最小运动距离D为边缘打印模式下最小运动距离d0的10倍。
具体的,在正常打印模式下,所述驱动组件6驱动打印喷头5的最小运动距离为D,在边缘打印模式下,所述驱动组件6驱动打印喷头5的最小运动距离为d0,在本实施例中,D=10d0。
实施例2
在实施例1基础上,本实施例提供了一种带有监控功能的3D打印系统的工作方法,包括:云服务器,与该云服务器相连的3D打印机、监控装置和监控终端;其中所述3D打印机包括:控制器,由该控制器控制的打印喷头;所述监控装置适于监测所述打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器;以及所述云服务器适于将监测数据发送至监控终端。
具体的,本实施例所述的带有监控功能的3D打印系统的工作原理、工作方法以及工作过程与实施例1中的带有监控功能的3D打印系统相同,此处不再赘述。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种带有监控功能的3D打印系统,其特征在于,包括:
云服务器,与该云服务器相连的3D打印机、监控装置和监控终端;其中
所述3D打印机包括:控制器,由该控制器控制的打印喷头;
所述监控装置适于监测所述打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器;以及
所述云服务器适于将监测数据发送至监控终端。
2.根据权利要求1所述的带有监控功能的3D打印系统,其特征在于,
所述监控装置包括:处理器,与该处理器相连的视频采集模块和温度传感器;
所述视频采集模块适于采集所述打印喷头的视频数据;以及
所述温度传感器适于采集所述打印喷头的温度数据。
3.根据权利要求2所述的带有监控功能的3D打印系统,其特征在于,
所述控制器设有存储模块、切换模块和处理模块;
所述3D打印机还包括:支架、储料组件、高精度喷射泵、导轨、驱动组件和工作台;其中
所述支架位于所述工作台上方,且所述导轨位于所述支架上;
所述驱动组件由所述处理模块控制,以驱动打印喷头沿所述导轨在工作台上方运动;
所述高精度喷射泵的一端连接储料组件,其另一端连接打印喷头;以及
所述处理模块适于通过切换模块控制3D打印机在正常打印模式和边缘打印模式之间切换。
4.根据权利要求3所述的智能3D打印机,其特征在于,
所述打印喷头设有磁性弹片结构和弹片吸合装置;
所述弹片吸合装置包括上部吸合点和下部吸合点;
在边缘打印模式下,所述处理模块依据当前打印点,即第i行j点坐标以及第i-1行与j点相对应的j′点坐标关系,调整磁性弹片结构的吸合状态。
5.根据权利要求4所述的智能3D打印机,其特征在于,
所述处理模块适于判断当前打印点是否位于轮廓线上,是则通过切换模块进入边缘打印模式,否则采用正常打印模式。
6.根据权利要求5所述的智能3D打印机,其特征在于,
在边缘打印模式下,所述处理模块适于得到当前打印点的相对位移量,其公式如下:
其中:n是打印总层数;i是当前打印层数;di是打印高度;d0是3D打印机最小运动长度;xij、yij分别是当前打印点j的X轴坐标、Y坐标;x(i-1)j、y(i-1)j分别为j点对应的i-1层轮廓线的坐标点j′;ηi为第i层的调节系数,ηi=f(i),f(t)是关于t的非线性函数;以及
所述驱动组件驱动打印喷头向相应方向运动Lij。
7.根据权利要求6所述的智能3D打印机,其特征在于,
所述打印喷头在正常打印模式下最小运动距离D为边缘打印模式最小运动距离d0的10倍。
8.一种带有监控功能的3D打印系统的工作方法,其特征在于,包括:
云服务器,与该云服务器相连的3D打印机、监控装置和监控终端;其中
所述3D打印机包括:控制器,由该控制器控制的打印喷头;
所述监控装置适于监测所述打印喷头的运行情况,并将监测数据发送给云服务器;以及
所述云服务器适于将监测数据发送至监控终端。
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