CN109177155A - 应用于3d打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法，包括：小车、多个相互串联的喷头板、车头板、打印管理板、工控机以及编码器；各所述喷头板分别间隔安装于所述小车上，且每一所述喷头板用于对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，所述车头板设置于所述小车的一端，并电性连接各所述喷头板，所述打印管理板通过光纤连接所述车头板用于传递打印数据，所述工控机电性连接所述打印管理板，用于将产品图片打印数据发送至所述打印管理板，所述编码器电性连接所述打印管理板，用于获取所述打印管理板的打印数据的位置信息。所述应用于3D打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法，能够有效避免故障发生，且安装简单方便。

Description

应用于3D打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法。

背景技术

铸造用的3D打印设备所生产的砂型，通过利用两种粘结剂的化学反应从而达到固化成型的目的，具体地，将一种粘结剂混合在打印材料中，另一种粘结剂使用喷头喷洒在打印材料中，其中喷头安装在驱动板上进行喷洒粘结剂。然而使用标准的喷头驱动板，驱动板的安装空间需求很大，每块驱动板能够驱动4只喷头，每块驱动板用一根网线与打印管理板连接，进行数据的传输，每块驱动板有四根数据电缆和四组脉冲电缆分别连接到四只喷头上，而连接到喷头上的数据电缆和供电线缆很繁杂，不利于喷头的安装和维护，整套打印头的体积、重量都会增加。而为了提高打印效率，必须将喷洒粘结剂的打印头的扫描宽度设计的足够大，这样喷头的数量也会随扫描宽度的增加而增加，大量的喷头安装在一个大的平面上，增大了扫描的幅宽，提高了扫描效率。然而对于多喷头驱动板，其驱动问题成为难题，尤其对于一台拥有36只喷头的打印头，重量在100Kg左右，喷头板工作时的发热量也很大，这样的驱动方式给实际的应用中带来了很大的不便。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中3D打印设备的多喷头驱动板，重量大、安装复杂且工作时容易发生故障，不便于实际应用的问题，提供一种能够有效避免故障发生，且安装简单方便的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法。

一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，所述的驱动系统包括：小车、多个相互串联的喷头板、车头板、打印管理板、工控机以及编码器；各所述喷头板分别间隔安装于所述小车上，且每一所述喷头板用于对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，所述车头板设置于所述小车的一端，并电性连接各所述喷头板，所述打印管理板通过光纤连接所述车头板用于传递打印数据，所述工控机电性连接所述打印管理板，用于将产品图片打印数据发送至所述打印管理板，所述编码器电性连接所述打印管理板，用于获取所述打印管理板的打印数据的位置信息。

在其中一个实施例中，各所述喷头板之间通过数据电缆串联。

在其中一个实施例中，每一所述喷头板的一侧设置有两个数据电缆连接器，所述数据电缆连接器用于相互级联所述数据电缆。

在其中一个实施例中，每一所述喷头板的另一侧设置有喷头连接器，每组所述喷头通过所述喷头连接器连接于所述喷头板上。

在其中一个实施例中，每组所述喷头包括三个喷头，所述喷头连接器的数量为三个，每一所述喷头连接器对应连接一所述喷头。

在其中一个实施例中，所述编码器的输出信号通过屏蔽双绞电缆传输至所述打印管理板。

在其中一个实施例中，所述车头板具有两个数据传输通道，每一所述数据传输通道的数据传输量为400MB/s。

在其中一个实施例中，所述工控机与所述打印管理板通过USB电缆连接。

在其中一个实施例中，所述USB电缆的传输速度为150MB/s~200MB/s 。

一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的驱动方法，所述驱动方法包括以下步骤：

所述工控机将待打印的图片以队列的方式发送至所述打印管理板，所述打印管理板根据所述喷头的数量将图片分割处理后进行解析并保存；

启动打印程序，由所述编码器获取打印数据位置信息，将打印数据通过光纤发送至所述车头板，所述车头板根据打印数据通过数据传输通道将打印数据分发至每一所述喷头板；

由各所述喷头板分别对应驱动各所述喷头喷墨，完成打印任务。

上述应用于3D打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法，通过将安装于所述小车上的各所述喷头板分别对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，以驱动喷头工作从而可有效减小所述小车的体积和重量，从而利于对所述3D打印设备的喷头的安装和维护；并进一步通过在所述小车的端部设置所述车头板，以使得所述车头板与所述打印管理板通过光纤连接，所述打印管理板与所述工控机与所述编码器分别电性连接，实现将待打印的图片以队列的方式通过所述工控机发送至所述打印管理板，并由所述编码器获取打印数据位置信息，并将打印数据通过光纤发送至所述车头板，继而启动与所述车头板连接的各所述喷头板驱动各3D打印设备的喷头进行喷墨，完成打印工作，这样通过采用光纤通讯的方式，避免了打印数据在传输过程中受到外界电磁干扰的风险，保证了打印数据的完整性。

附图说明

图1为一实施例的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的结构示意图。

图2为另一实施例的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的部分结构示意图。

图3为一实施例的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的驱动方法流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一实施方式中，一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，所述的驱动系统包括：小车、多个相互串联的喷头板、车头板、打印管理板、工控机以及编码器；各所述喷头板分别间隔安装于所述小车上，且每一所述喷头板用于对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，所述车头板设置于所述小车的一端，并电性连接各所述喷头板，所述打印管理板通过光纤连接所述车头板用于传递打印数据，所述工控机电性连接所述打印管理板，用于将产品图片打印数据发送至所述打印管理板，所述编码器电性连接所述打印管理板，用于获取所述打印管理板的打印数据的位置信息。

在一实施方式中，一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的驱动方法，所述驱动方法包括以下步骤：所述工控机将待打印的图片以队列的方式发送至所述打印管理板，所述打印管理板根据所述喷头的数量将图片分割处理后进行解析并保存；启动打印程序，由所述编码器获取打印数据位置信息，将打印数据通过光纤发送至所述车头板，所述车头板根据打印数据通过数据传输通道将打印数据分发至每一所述喷头板；由各所述喷头板分别对应驱动各所述喷头喷墨，完成打印任务。

上述应用于3D打印设备的多喷头驱动系统及其驱动方法，通过将安装于所述小车上的各所述喷头板分别对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，以驱动喷头工作从而可有效减小所述小车的体积和重量，从而利于对所述3D打印设备的喷头的安装和维护；并进一步通过在所述小车的端部设置所述车头板，以使得所述车头板与所述打印管理板通过光纤连接，所述打印管理板与所述工控机与所述编码器分别电性连接，实现将待打印的图片以队列的方式通过所述工控机发送至所述打印管理板，并由所述编码器获取打印数据位置信息，并将打印数据通过光纤发送至所述车头板，继而启动与所述车头板连接的各所述喷头板驱动各3D打印设备的喷头进行喷墨，完成打印工作，这样通过采用光纤通讯的方式，避免了打印数据在传输过程中受到外界电磁干扰的风险，保证了打印数据的完整性。

下面结合具体实施例对所述应用于3D打印设备的多喷头驱动系统进行说明，以进一步理解所述应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的发明构思。在一实施例中，请参阅图1，一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统10，所述的驱动系统10包括：小车100、多个相互串联的喷头板200、车头板300、打印管理板400、工控机500以及编码器600；各所述喷头板200分别间隔安装于所述小车100上，且每一所述喷头板200用于对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，所述车头板300设置于所述小车100的一端，并电性连接各所述喷头板200，所述打印管理板400电性连接所述车头板300，所述打印管理板400分别电性连接所述工控机500与所述编码器600。通过将安装于所述小车100上的各所述喷头板200分别对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，以驱动喷头工作从而可有效减小所述小车100的体积和重量，从而利于对所述3D打印设备的喷头的安装和维护。

具体地，请继续参阅图1，所述打印管理板400通过光纤310连接所述车头板300用于传递打印数据，所述工控机500电性连接所述打印管理板400，用于将产品图片打印数据发送至所述打印管理板400，所述编码器600电性连接所述打印管理板400，用于获取所述打印管理板400的打印数据的位置信息。在其中一实施例中，所述工控机500与所述打印管理板400通过USB电缆510连接。进一步地，所述USB电缆510的传输速度为150MB/s~200MB/s 。优选地，所述USB电缆的传输速度为180MB/s。需要说明的是，在本实施例中当在特殊理想情况下，所述USB电缆的传输速度可以达到500MB/s。在其中一实施例中，所述编码器600的输出信号通过屏蔽双绞电缆610传输至所述打印管理板400。即通过所述打印管理板400分别获取所述工控机500分配的待打印图片信息，并采用所述编码器600获取各打印图片的数据信息的位置，通过将打印数据使用光纤连接方式发送至所述车头板300，继而启动与所述车头板300连接的各所述喷头板驱动各3D打印设备的喷头进行喷墨，完成打印工作，这样通过采用光纤通讯的方式，避免了打印数据在传输过程中受到外界电磁干扰的风险，保证了打印数据的完整性。

为了避免软线连接状况下产生的线缆折断等故障引起的打印错误，在其中一实施例中，请一并参阅图1和图2，各所述喷头板200之间通过数据电缆110串联。在其中一实施例中，每一所述喷头板200的一侧设置有两个数据电缆连接器210，所述数据电缆连接器210用于相互级联所述数据电缆。在其中一实施例中，每一所述喷头板200的另一侧设置有喷头连接器220，每组所述喷头通过所述喷头连接器220连接于所述喷头板200上。在其中一实施例中，每组所述喷头包括三个喷头700，所述喷头连接器220的数量为三个，每一所述喷头连接器220对应连接一所述喷头700。这样，通过将喷头板200与喷头700之间使用插接式硬连接，有效避免了软线连接状况下产生的线缆折断等故障引起的打印错误。

为了保证各所述喷头的数据处理量，在其中一实施例中，所述车头板300具有两个数据传输通道，每一所述数据传输通道的数据传输量为400MB/s。这样，通过将所述车头板300被设计成为两个通道，串联在一起的每个喷头板200的数据处理量为400MB/s，从而满足了大数据打印的要求。需要说明的是，在本实施例中当在特殊理想情况下，串联在一起的每个喷头板200的数据处理量可以达到700MB/s。

请参阅图3，在另一实施方式中，一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的驱动方法，所述驱动方法包括以下步骤：

S110:所述工控机将待打印的图片以队列的方式发送至所述打印管理板，所述打印管理板根据所述喷头的数量将图片分割处理后进行解析并保存；

S120:启动打印程序，由所述编码器获取打印数据位置信息，将打印数据通过光纤发送至所述车头板，所述车头板根据打印数据通过数据传输通道将打印数据分发至每一所述喷头板；

S130:由各所述喷头板分别对应驱动各所述喷头喷墨，完成打印任务。

上述应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的驱动方法，通过在所述小车的端部设置所述车头板，以使得所述车头板与所述打印管理板通过光纤连接，所述打印管理板与所述工控机与所述编码器分别电性连接，实现将待打印的图片以队列的方式通过所述工控机发送至所述打印管理板，并由所述编码器获取打印数据位置信息，并将打印数据通过光纤发送至所述车头板，继而启动与所述车头板连接的各所述喷头板驱动各3D打印设备的喷头进行喷墨，完成打印工作，这样通过采用光纤通讯的方式，避免了打印数据在传输过程中受到外界电磁干扰的风险，保证了打印数据的完整性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，所述的驱动系统包括：小车、多个相互串联的喷头板、车头板、打印管理板、工控机以及编码器；

各所述喷头板分别间隔安装于所述小车上，且每一所述喷头板用于对应安装在所述3D打印设备的一组喷头的顶部，所述车头板设置于所述小车的一端，并电性连接各所述喷头板，所述打印管理板通过光纤连接所述车头板用于传递打印数据，所述工控机电性连接所述打印管理板，用于将产品图片打印数据发送至所述打印管理板，所述编码器电性连接所述打印管理板，用于获取所述打印管理板的打印数据的位置信息。

2.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，各所述喷头板之间通过数据电缆串联。

3.根据权利要求2所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，每一所述喷头板的一侧设置有两个数据电缆连接器，所述数据电缆连接器用于相互级联所述数据电缆。

4.根据权利要求3所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，每一所述喷头板的另一侧设置有喷头连接器，每组所述喷头通过所述喷头连接器连接于所述喷头板上。

5.根据权利要求4所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，每组所述喷头包括三个喷头，所述喷头连接器的数量为三个，每一所述喷头连接器对应连接一所述喷头。

6.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，所述编码器的输出信号通过屏蔽双绞电缆传输至所述打印管理板。

7.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，所述车头板具有两个数据传输通道，每一所述数据传输通道的数据传输量为400MB/s。

8.根据权利要求1所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，所述工控机与所述打印管理板通过USB电缆连接。

9.根据权利要求8所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统，其特征在于，所述USB电缆的传输速度为150MB/s~200MB/s 。

10.一种如权利要求1至9中任一项所述的应用于3D打印设备的多喷头驱动系统的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括以下步骤：

所述工控机将待打印的图片以队列的方式发送至所述打印管理板，所述打印管理板根据所述喷头的数量将图片分割处理后进行解析并保存；

启动打印程序，由所述编码器获取打印数据位置信息，将打印数据通过光纤发送至所述车头板，所述车头板根据打印数据通过数据传输通道将打印数据分发至每一所述喷头板；

由各所述喷头板分别对应驱动各所述喷头喷墨，完成打印任务。