CN109693385B - 一种3d打印机断料、堵料的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印机断料或堵料的检测方法，具体包括以下步骤：S1：将检测机构与3D打印机主板信号检测端口连接，且将需要打印的耗材插入检测机构中，并经挤出机挤出；S2：设置3D打印机主板的挤出脉冲检测频率参数，此参数为检测所发脉冲的频率，关系到检测机构检测的灵敏度，并需要根据不同机器进行微调；S3：3D打印机打印，挤出机工作，并将耗材从检测机构中牵引出，同时触发检测机构的光栅发出脉冲。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及的是一种3D打印机断或堵料的检测方法。
背景技术
目前市面上的桌面级FDM 3D打印机绝大多数都没有堵料检测功能，由于机器经常打印过后，喷头内部会磨损和碳化，时间久了之后容易引起堵头，造成巨大的时间和材料浪费，因此堵料的检测和控制机制，显得尤其重要；
现有的检测模块只有检测是否断料这一个功能，无法识别是否堵料，在实际打印过程中，堵头发生的概率高于断料，因此现有断料模块功能单一，无法满足客户的实际需求；本发明的技术方法能同时检测堵头和断料两种现象，极大提升实际打印的成功率
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为解决3D打印机在打印的过程中出现的堵头和断料现象，提供一种3D打印机断或堵料的检测方法。
本发明的技术方案如下：一种3D打印机断或堵料的检测方法，具体包括以下步骤：
S1：将检测机构与3D打印机主板信号检测端口连接，且将需要打印的耗材插入检测机构中，并经挤出机挤出；
S2：设置3D打印机主板的挤出脉冲检测频率参数，此参数为检测所发脉冲的频率，关系到检测机构检测的灵敏度，并需要根据不同机器进行微调；
S3：3D打印机打印，挤出机工作，并将耗材从检测机构中牵引出，同时触发检测机构的光栅发出脉冲；
S4：检测机构采集光栅脉冲信号，输出给3D打印机主板，3D打印机主板输出的脉冲信号与光栅产生的脉冲信号进行比对，经过比对后的脉冲信号，用来判断3D打印机是打印正常，还是断料或者堵料。
优选地，在S3步骤中，光栅触发产生的脉冲是由耗材的实际运动产生的，挤出机工作时，牵引耗材前进，耗材带动检测机构中的滚动齿轮转动，滚动齿轮传动光栅齿轮转动，进而触发光栅发出脉冲。
优选地，在S4步骤中，当光栅产生的脉冲数明显少于主板实际发出的脉冲时，则认定3D打印机为断料或堵料，打印即暂停，并保存，等待更换或者修理。
优选地，在S4步骤中，当光栅产生的脉冲与主板实际发出的脉冲对比，两者误差很小或者一致时，则认3D打印机打印正常，未发生断料或堵料情况。
优选地，在S1步骤至S4步骤中的检测机构还包括一壳体，所述壳体中内设有调节装置、导料装置、传动装置、光栅电路模块；所述调节装置与导料装置连接，且导料装置与传动装置啮合连接，所述光栅电路模块与传动装置对应设置，所述光栅电路模块与3D打印机主板电性连接。
优选地，所述调节装置包括手拧螺丝、第一弹簧；所述手拧螺丝的螺杆上设有一挡块，且壳体对应手拧螺丝还设有一螺母，所述第一弹簧的一端套在螺丝杆中，并通过挡块限位，所述第一弹簧的另一端套在对应的导料装置上。
优选地，所述导料装置设为一导料扳手，所述导料扳手的一侧对应第一弹簧设有一套栓，所述导料扳手对应传动装置设有齿轮结构，所述导料扳手对应耗材设有一通孔。
优选地，所述传动装置包括转轴、轴承；所述轴承套装在转轴中，所述轴承对应导料装置设一齿轮结构。
优选地，所述光栅设为光电开关或是感应器，优先光电开关。
优选地，所述光栅电路模块包括光栅齿轮、固定块、光栅检测模块、连接端口；所述光栅齿轮也对应套在轴承中，所述固定块设为一“ㄈ”结构，，所光电开关、光栅检测模块均设置在固定块中，且光电开关、光栅检测模块均通过连接端口与3D打印机主板电性连接。
采用上述方案，本发明有益效果是：
本发明的挤出机通过齿轮结构的牵引，使耗材向上运动，此过程称为耗材挤出，打印过程中，耗材不断挤出堆叠，进而完成打印；另外通过调节手拧螺丝来压缩第一弹簧，进而压缩导料扳手，受作用力影响的导料扳手会压紧耗材，由于耗材的运动，进而带动转轴、光栅齿轮转动；光栅齿轮转动会让光电开关不断闭合或断开，从而产生高低电平，并通过光栅检测模块将该电平信号，通过连接端口传递给3D打印机主板；
3D打印机主板通过对比实际发的脉冲数和光栅检测模块检测到的电压脉冲数进行对比，判断是否堵料或者断料，如果是脉冲数不一致则判断为堵料或者断料，进而暂停打印；另外为了降低误判率，一般把脉冲的检测范围进行针对性微调，可以根据不同机器进行设置，进而调试出一个比较好的灵敏度值；
因此本发明判断是否断料或堵料检测方法简单、打印机的打印失败率低、制作成本低、精准度高、同时灵敏度具有可调的有益效果。
附图说明
图1为本发明检测机构结构示意图；
图2为本发明的检测机构正面内部结构一示意图；
图3为本发明的检测机构正面内部结构二示意图；
图4为本发明的轴承结构示意图；
图5为本发明的检测机构、牵引机、3D打印机的工作示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明；
本发明的技术方案如下：一种3D打印机7断堵料检测方法及检测机构，具体包括以下步骤：
S1：将检测机构1与3D打印机7主板信号检测端口连接，且将需要打印的耗材插入检测机构中，并经挤出机6挤出；
S2：设置3D打印机7主板的挤出脉冲检测频率参数，此参数为检测所发脉冲的频率，关系到检测机构检测的灵敏度，并需要根据不同机器进行微调；
S3：3D打印机7打印，挤出机6工作，并将耗材从检测机构中牵引出，同时触发检测机构的光栅发出脉冲；
S4：检测机构采集光栅脉冲信号，输出给3D打印机7主板，3D打印机7主板输出的脉冲信号与光栅产生的脉冲信号进行比对，经过比对后的脉冲信号，用来判断3D打印机是打印正常，还是断料或堵料。
优选地，在S3步骤中，光栅触发产生的脉冲是由耗材的实际运动产生的，挤出机6工作时，牵引耗材前进，耗材带动检测机构中的滚动齿轮转动，滚动齿轮传动光栅齿轮转动，进而触发光栅发出脉冲。
优选地，在S4步骤中，当光栅产生的脉冲数明显少于主板实际发出的脉冲时，则认定3D打印机7为断料或堵料，打印即暂停，并保存，等待更换或者修理。
优选地，在S4步骤中，当光栅产生的脉冲与主板实际发出的脉冲对比，两者误差很小或者一致时，则认3D打印机7打印正常，未发生断料或堵料情况。
实施例1：
如图1至图4所示：所述检测机构还包括一壳体1，所述壳体1中内设有调节装置3、导料装置4、传动装置5、光栅电路模块6；所述调节装置3与导料装置4连接，且导料装置4与传动装置5啮合连接，所述光栅电路模块6与传动装置5对应设置，所述光栅电路模块6与3D打印机7主板电性连接。
所述调节装置3包括手拧螺丝32、第一弹簧33；所述手拧螺丝32的螺杆上设有一挡块31，且壳体1对应手拧螺丝32还设有一螺母，所述第一弹簧33的一端套在螺丝杆中，并通过挡块31限位，第一弹簧33的另一端套在对应的导料装置4上
所述导料装置4设为一导料扳手41，所述导料扳手41的一侧对应第一弹簧33设有一套栓42，所述导料扳手41对应传动装置5设有齿轮结构，所述导料扳手41对应耗材设有一通孔43。
所述传动装置5包括转轴52、轴承51；所述轴承51套装在转轴52中，所述轴承51对应导料装置4设一齿轮结构521。
所述光栅设为光电开关或是感应器，优先光电开关。
优选地，所述光栅电路模块6包括光栅齿轮63、固定块62、光栅检测模块、连接端口61；所述光栅齿轮也对应套在轴承中，所述固定块设为一“ㄈ”结构，，所光电开关、光栅检测模块均设置在固定块中，且光电开关、光栅检测模块均通过连接端口与3D打印机7主板电性连接，所述光栅检测模块设为电压检测模块。
实施例2：
如图1至图4所示：一种3D打印机7断料、堵料的检测方法，具体还包括以下步骤：
（1）、3D打印机7主板发出n个信号脉冲，在挤出机6驱动下，带动耗材前进距离a毫米；
（2）、耗材前进并带动光栅齿轮63转动m（可以小于0）圈，光光栅齿轮6363转一圈为16个小栅格；
（3）、光栅齿轮63上的每一小栅格每挡一次光电开关，光关电开关产生一个脉冲，共发出16*m个脉冲；
（4）、3D打印机7主板中断方式接收光电开关发出的脉冲，并计数16*m；
（5）、3D打印机7主板发出的电机信号脉冲数n，与接收光电开关脉冲数16*m比是个定值，这个值作为脉冲比参数p(n/16*m)，由机器厂商出厂时设定，并保存在主板中；
（6）、3D打印机7主板发出电机信号脉冲n，是接收光电开关脉冲数16*m的1000倍左右；
（7）、3D打印机7主板已发出电机信号脉冲n>=脉冲比参数p时（意味着只要16*m>=1栅格，即1/16圈就检测一次），就会检查接收光电开关脉冲数16*m，如果接收到的光电开关脉冲不为0，就认为3D打印机7没有堵料，并重设记录的光电开关脉冲数为0；
（8）、3D打印机7主板再发出脉冲比参数p个电机信号脉冲,再检查接收光电开关脉冲数16*m，如果接收到的光电开关脉冲不为0，就认为没有堵料，并重设记录的光电开关脉冲数为0，如此周而复始；
（9）、实际使用中会调大3D打印机7主板脉冲比参数p ( 即p> n/16*m)，避免轻微堵料或失步导致误报堵料，也可用通过调此参数，调整堵料检测灵敏度，一般堵料后，最多几个mm没进料就能被检测到，可以满足实际使用要求；
（10）、每次检测接收光电开关脉冲数都会清0，使误差不会累积，脉冲比参数p 只要大于实际值，可以根据设计需要随意调节，一般为1000左右。
（11）、检测机构的核心在于光栅齿轮63的光栅格大小，保证挤出打滑引起转动，不会触发光栅的设定，以及软件的设计。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1：将检测机构与3D打印机主板信号检测端口连接，且将需要打印的耗材插入检测机构中，并经挤出机挤出；
S2：设置3D打印机主板的挤出脉冲检测频率参数，此参数为检测所发脉冲的频率，关系到检测机构检测的灵敏度，并需要根据不同机器进行微调；
S3：3D打印机打印，挤出机工作，并将耗材从检测机构中牵引出，同时触发检测机构的光栅发出脉冲；
S4：检测机构采集光栅脉冲信号，输出给3D打印机主板，3D打印机主板输出的脉冲信号与光栅产生的脉冲信号进行比对，经过比对后的脉冲信号，用来判断3D打印机是打印正常，还是断料或者堵料；
其中，所述光栅设为光电开关，所述光栅产生的脉冲信号为光电开关脉冲，所述3D打印机主板输出的脉冲信号为电机信号脉冲；
其中，3D打印机主板已输出的电机信号脉冲n>＝挤出脉冲检测频率参数p时，就会检查接收光电开关脉冲，如果接收到的光电开关脉冲不为0，就认为3D打印机没有堵料，并重设记录的光电开关脉冲为0；
并且，3D打印机主板再发出挤出脉冲检测频率参数p个电机信号脉冲,再检查接收光电开关脉冲，如果接收到的光电开关脉冲不为0，就认为没有堵料，并重设记录的光电开关脉冲为0，如此周而复始。
2.根据权利要求1所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：在S3步骤中，光栅触发产生的脉冲是由耗材的实际运动产生的，挤出机工作时，牵引耗材前进，耗材带动检测机构中的滚动齿轮转动，滚动齿轮传动光栅齿轮转动，进而触发光栅发出脉冲。
3.根据权利要求1所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：在S4步骤中，当光栅产生的脉冲数明显少于主板实际发出的脉冲时，则认定3D打印机为断料或堵料，打印即暂停，并保存，等待更换或者修理。
4.根据权利要求3所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：在S4步骤中，当光栅产生的脉冲与主板实际发出的脉冲对比，两者误差很小或者一致时，则认3D打印机打印正常，未发生断料或堵料情况。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：检测机构还包括一壳体，所述壳体中内设有调节装置、导料装置、传动装置、光栅电路模块；所述调节装置与导料装置连接，且导料装置与传动装置啮合连接，所述光栅电路模块与传动装置对应设置，所述光栅电路模块与3D打印机主板电性连接。
6.根据权利要求5所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：所述调节装置包括手拧螺丝、第一弹簧；所述手拧螺丝的螺杆上设有一挡块，且壳体对应手拧螺丝还设有一螺母，所述第一弹簧的一端套在螺丝杆中，并通过挡块限位，所述第一弹簧的另一端套在对应的导料装置上。
7.根据权利要求6所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：所述导料装置设为一导料扳手，所述导料扳手的一侧对应第一弹簧设有一套栓，所述导料扳手对应传动装置设有齿轮结构，所述导料扳手对应耗材设有一通孔。
8.根据权利要求7所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：所述传动装置包括转轴、轴承；所述轴承套装在转轴中，所述轴承对应导料装置设一齿轮结构。
9.根据权利要求1所述的3D打印机断料或堵料的检测方法，其特征在于：所述光栅电路模块包括光栅齿轮、固定块、光栅检测模块、连接端口；所述光栅齿轮也对应套在轴承中，所述固定块设为一“ㄈ”结构，所光电开关、光栅检测模块均设置在固定块中，且光电开关、光栅检测模块均通过连接端口与3D打印机主板电性连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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