CN109532025A - 一种3d打印喷嘴的两轴联动控制算法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，涉及3D打印技术领域，包括以下步骤：S1、根据3D打印喷嘴依据打印路径在XY平面上进行运动，对控制X、Y两轴方向的步进电机进行联动控制；S2、根据X、Y两轴上的步进电机的启动和停止的一致性，从而确定两轴的速度比与该时段的位移比的关系；S3、根据X、Y两轴的速度比与该时段的位移比的关系，设定X、Y两轴的速度；S4、根据S3得到的X、Y两轴的速度比与该时段的位移量比的关系，从而得到两轴的加速度与该时段的位移量比的关系。通过本发明所能够对3D打印喷嘴进行精确控制。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法。
背景技术
3D打印机是采用计算机来控制喷头做直线运动，逐层堆积，便可铸成要打印的产品，其中喷头的运动定位精度和重复定位精度以及Z轴的运动定位精度误差和重复定位精度误差对产品的成型精度有很大影响。
由于3D打印喷嘴依据打印路径在XY平面上进行运动，则需要对控制X、Y两轴方向的步进电机进行联动控制。因此需要一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，从而更精确的控制3D打印喷嘴。
为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，包括以下步骤：
S1、根据3D打印喷嘴依据打印路径在XY平面上进行运动，对控制X、Y两轴方向的步进电机进行联动控制；
S2、根据X、Y两轴上的步进电机的启动和停止的一致性，从而确定两轴的速度比与该时段的位移比的关系；
S3、根据X、Y两轴的速度比与该时段的位移比的关系，设定X、Y两轴的速度；
S4、根据S3得到的X、Y两轴的速度比与该时段的位移量比的关系，从而得到两轴的加速度与该时段的位移量比的关系。
进一步的，所述两轴的速度比与位移比的关系为：
式(1)中，X轴位移量是Sx，速度是vx；Y轴位移量是SY，速度是vy。
进一步的，所述S3还包括：由于位移量Sx和SY均已存在内存中，是已知量；同时将位移量大的一轴速度设定为vmax，再由该式便可计算出另一轴的运行速度。
进一步的，所述X、Y两轴的速度的设定包括以下步骤：
S31、确定步进电机的最大运行速度和加速度，再将两轴的速度和加速度设定为最大值；
S32、读取已存入的打印坐标，根据式(1)计算两轴各自下一次移动距离Sx和SY；
S33、比较SX和SY两数值大小，若SX>SY，则vx＝vmax，且vy按公式重新设定；反之则vY＝vmax，且vx按公式重新设定；从而保证了两轴的最大运行速度不会超出设置值vmax。
进一步的，所述两轴的加速度与该时段的位移量比的关系为：
式(2)中，ax、ay为X、Y两轴的速度。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：通过本发明所提供的一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，能够对3D打印喷嘴进行精确控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法的流程图；
图2是本发明3D打印喷嘴的运动示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明所提供的一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法包括以下步骤：
S1、由于3D打印喷嘴依据打印路径在XY平面上进行运动，则需要对控制X、Y两轴方向的步进电机进行联动控制。且打印路径上的坐标点均为离散点，相邻坐标点之间的运动可看作是直线运行，因此将两轴联动分解为两个直线运动，如图2所示，其中坐标A和B为相邻坐标点，喷头由A点移动到B点。
S2、为确保打印机喷嘴能按照目标直线运行，则必须保证X、Y两轴上的步进电机的启动和停止的一致性，即运行时间相同。假设X轴位移量是SX，速度是vx；Y轴位移量是SY，速度是vy，则得到两轴的速度比与位移比的关系：
由式(1)可知，两轴的速度比与位移比相等；确保两轴联动就必须要使两轴的速度比和该时段的位移量比相等。
S3、根据两轴的速度比与位移比的关系，设定两轴的速度；由于位移量SX和SY均已存在内存中，是已知量；同时将位移量大的一轴速度设定为vmax，再由该式便可计算出另一轴的运行速度；两轴的速度的设定包括以下步骤：
S31、确定步进电机的最大运行速度和加速度，再将两轴的速度和加速度设定为最大值；
S32、读取已存入的打印坐标，根据式(1)计算两轴各自下一次移动距离SX和SY；
S33、比较SX和SY两数值大小，若SX>SY，则vx＝vmax，且vy按公式重新设定；反之则vY＝vmax，且vx按公式重新设定；从而保证了两轴的最大运行速度不会超出设置值vmax。
S4、根据S3得出，在任意时刻X、Y两轴的速度比与该时段的位移量比都相等，而且速度均是从零增加，从而得到X、Y两轴的加速度也将满足以下公式(2)关系：
式(2)中，ax、a`为X、Y两轴的速度。
对本发明步3D打印喷嘴的两轴联动控制算法的实施例进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本发明：
如图2所示，若X轴位移量SX＝25mm，Y轴位移量SY＝20mm；确定位移量大的一轴速度vmax＝250mm/秒；比较SX和SY，SX>SY，则vx＝vmax＝250m/秒，vy按公式重新设定，根据公式(2)可以得到X、Y两轴的加速度比为
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据3D打印喷嘴依据打印路径在XY平面上进行运动，对控制X、Y两轴方向的步进电机进行联动控制；
S2、根据X、Y两轴上的步进电机的启动和停止的一致性，从而确定两轴的速度比与该时段的位移比的关系；
S3、根据X、Y两轴的速度比与该时段的位移比的关系，设定X、Y两轴的速度；
S4、根据S3得到的X、Y两轴的速度比与该时段的位移量比的关系，从而得到两轴的加速度与该时段的位移量比的关系。
2.根据权利要求1所述的3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，其特征在于：所述两轴的速度比与位移比的关系为：
式(1)中，X轴位移量是SX，速度是vx；Y轴位移量是SY，速度是vy。
3.根据权利要求2所述的3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，其特征在于：所述S3还包括：由于位移量SX和SY均已存在内存中，是已知量；同时将位移量大的一轴速度设定为vmax，再由该式便可计算出另一轴的运行速度。
4.根据权利要求3所述的3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，其特征在于：所述X、Y两轴的速度的设定包括以下步骤：
S31、确定步进电机的最大运行速度和加速度，再将两轴的速度和加速度设定为最大值；
S32、读取已存入的打印坐标，根据式(1)计算两轴各自下一次移动距离SX和SY；
S33、比较SX和SY两数值大小，若SX＞SY，则vx＝vmax，且vy按公式重新设定；反之则vY＝vmax，且vx按公式重新设定；从而保证了两轴的最大运行速度不会超出设置值vmax。
5.根据权利要求4所述的3D打印喷嘴的两轴联动控制算法，其特征在于：所述两轴的加速度与该时段的位移量比的关系为：
式(2)中，ax、ay为X、Y两轴的速度。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103441711A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-12-11 | 宁波大学 | 一种实现平面运动的伺服或步进电机控制系统及控制方法 |
| CN106227154A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-12-14 | 义乌朝晖智能科技有限公司 | 一种两轴联动机械臂运动控制的同步误差补偿方法 |
| CN106945042A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-14 | 浙江工业大学 | 一种机械手的离散s型曲线速度控制方法 |
| CN107263474A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-10-20 | 深圳市迈步机器人科技有限公司 | 一种控制机械臂移动的方法和装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103441711A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-12-11 | 宁波大学 | 一种实现平面运动的伺服或步进电机控制系统及控制方法 |
| CN106227154A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-12-14 | 义乌朝晖智能科技有限公司 | 一种两轴联动机械臂运动控制的同步误差补偿方法 |
| CN106945042A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-14 | 浙江工业大学 | 一种机械手的离散s型曲线速度控制方法 |
| CN107263474A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-10-20 | 深圳市迈步机器人科技有限公司 | 一种控制机械臂移动的方法和装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄锐: "直线电机XY工作台运动控制系统研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》 * |
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