CN110281346B - 建筑3d打印循环供料控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑3D打印循环供料控制方法及系统，该方法包括如下步骤：3D打印过程中，实时监测3D打印机的送料器内的物料液面位置形成料位信息；判断所获得的料位信息是否达到设定最低位，若是则向所述送料器内进行送料至所述料位信息达到设定最高位；在送料的过程中，实时获取打印线条的实际宽度，并依据线条的设计宽度计算出所获取的打印线条的实际宽度与所述线条的设计宽度的差值；以及判断计算得出的差值是否在允许范围内，若否，则调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允许范围内。本发明的控制方法实现了实时检测，实时打印，实时调整，这样的反馈能够提高3D打印的质量，从而提高打印形成的构件的精度。

Description

建筑3D打印循环供料控制方法及系统

技术领域

本发明涉及建筑施工工程领域，特指一种建筑3D打印循环供料控制方法及系统。

背景技术

建筑3D打印使用的材料是水泥砂浆，其颗粒度大，流动性差，因此实际打印期间轨迹线条宽度与设计宽度、出料口尺寸不完全一致。

3D打印机包括机架和设置在机架上的送料器，机架可沿XYZ三个方向进行移动，从而使得3D打印机在三维空间内可移动至任意所需的位置，送料器上设置有螺旋杆和出料口，通过螺旋杆的旋转而将料从出料口处送出并在打印位置形成打印线条。

送料器内的物料量对打印质量有一定的影响，有时因物料较少会出现断料或出料不均匀的问题，还有时因物料过多而出现出料量过多而使得打印线条较粗的问题。而现有技术中对于3D打印机的送料器，通常是在料没有时进行加料，且加料的量以送料器的容量来定，即一次性加满，这样无法避免物料量对3D打印质量的影响，从而使得3D打印的成型效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种建筑3D打印循环供料控制方法及系统，解决现有的3D打印机中送料器的物料量对3D打印质量的影响及其造成的成型效果较差的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种建筑3D打印循环供料控制方法，包括如下步骤：

3D打印过程中，实时监测3D打印机的送料器内的物料液面位置形成料位信息；

判断所获得的料位信息是否达到设定最低位，若是则向所述送料器内进行送料至所述料位信息达到设定最高位；

在送料的过程中，实时获取打印线条的实际宽度，并依据线条的设计宽度计算出所获取的打印线条的实际宽度与所述线条的设计宽度的差值；以及

判断计算得出的差值是否在允许范围内，若否，则调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允许范围内。

本发明的循环供料控制方法，通过实时监测送料器内的物料液面位置，并在达到设定最低位时及时向送料器内进行送料，以避免料少出现断料、出料不均匀进而影响成型效果差的问题。在送料的过程中，为避免因送料器内料多而导致出料量过多而使得打印线条较粗的问题，对打印线条的实际宽度进行实时监控，在超出允许范围时，及时地调节行走速度和/或出料速度以使得3D打印线条的实际宽度接近设计宽度，能够确保打印质量的稳定。本发明的控制方法实现了实时检测，实时打印，实时调整，这样的反馈能够提高3D打印的质量，从而提高打印形成的构件的精度。

本发明的控制方法的进一步改进在于，还包括：

利用3D打印机进行多组打印试验，在每组打印试验中，通过调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使得打印线条的实际宽度在线条的设计宽度的允许范围内；

获取每组打印试验中发生出料不均匀且打印线条的实际宽度超出线条的设计宽度的允许范围时，所述3D打印机的送料器内对应的物料液面的低位信息；

利用多组物料液面的低位信息计算得出平均值并将其作为所述设定最低位。

本发明的控制方法的进一步改进在于，还包括：

每组打印试验中，向所述3D打印机的送料器内进行送料，并实时监测所述送料器内的物料液面位置；

获取每组打印试验中，发生打印线条的实际宽度无法调节至所允许范围内时或所述3D打印机的负载率超过设定范围时，所述送料器内对应的物料液面的高位信息；

利用多组物料液面的高位信息计算得出平均值并将其作为所述设定最高位。

本发明的控制方法的进一步改进在于，还包括：

依据设定时间间隔向所述送料器内进行送料。

本发明的控制方法的进一步改进在于，调节3D打印机的行走速度和/或出料速度的步骤，包括：

在所述差值大于所述允许范围的正值时，减小所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或增大所述3D打印机的行走速度以减小打印线条的宽度；

在所述差值小于所述允许范围的负值时，增大所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或减小所述3D打印机的行走速度以增加打印线条的宽度。

本发明还提供了一种建筑3D打印循环供料控制系统，包括：

监测模块，用于在3D打印过程中实时监测3D打印机的送料器内的物料液面位置形成料位信息；

采集模块，用于在3D打印过程中实时获取打印线条的实际宽度；

与所述采集模块连接的计算模块，用于依据线条的设计宽度计算得出所获取的打印线条的实际宽度与所述线条的设计宽度的差值；以及

与所述监测模块和所述计算模块连接的处理模块，所述处理模块还控制连接3D打印机，所述处理模块用于判断所述监测模块获得的料位信息是否达到设定最低位，若是则控制向所述送料器内进行送料至所述料位信息达到设定最高位；所述处理模块还用于在送料的过程中，判断所述差值是否在允许范围内，在判断所述差值超出所述允许范围时，控制调节所述3D打印机的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允许范围内。

本发明的控制系统的进一步改进在于，还包括计时继电器，所述计时继电器与所述处理模块连接，用于在设定时间间隔形成触发信号发送给所述处理模块；

所述处理模块根据接收到的触发信号控制向所述送料器内进行送料。

本发明的控制系统的进一步改进在于，所述处理模块在控制调节所述3D打印机的行走速度和/或出料速度时，进一步判断所述差值的正负，

在判断所述差值大于所述允许范围的正值时，所述处理模块控制减小所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或增大所述3D打印机的行走速度以减小打印线条的宽度；

在判断所述差值小于所述允许范围的负值时，所述处理模块控制增大所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或减小所述3D打印机的行走速度以增加打印线条的宽度。

附图说明

图1为本发明建筑3D打印循环供料控制方法的流程图。

图2为本发明建筑3D打印循环供料控制系统的系统图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种建筑3D打印循环供料控制方法及系统，用于实现3D打印机的送料器、行走速度以及出料速度三者之间的智能联动控制，用于实现出料均匀，保证打印质量，避免断料、出料不均匀以及成型效果差的问题。在送料过程中，实时地监控打印线条的实际宽度与设计宽度的差值变化，在超出允许范围时进行及时地调整，以降低送料过程对打印质量的影响，提高了3D打印质量以及成型效果。下面结合附图对本发明建筑3D打印循环供料控制方法及系统进行说明。

参阅图2，显示了本发明建筑3D打印循环供料系统的系统图。下面结合图2，对本发明建筑3D打印循环供料系统进行说明。

本发明提供的一种建筑3D打印循环供料控制系统，包括采集模块21、计算模块22、处理模块23以及监测模块24；其中监测模块24与处理模块23连接，处理模块23与计算模块22连接，计算模块22与采集模块21连接。

监测模块24用于在3D打印过程中实时监测3D打印机的送料器内的物料液面位置形成料位信息；

采集模块21用于在3D打印机过程中实时获取打印线条的实际宽度；

计算模块22用于依据线条的设计宽度计算得出所获取的打印线条的实际宽度与线条的设计宽度的差值；

处理模块23还控制连接3D打印机，处理模块23用于判断监测模块24获得的料位信息是否达到设定最低位，若是则控制向送料器内进行送料至料位信息达到设定最高位；处理模块23还用于在送料的过程中，判断差值是否在允许范围内，在判断差值超处允许范围时，控制调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使差值在允许范围内。

本发明的控制系统利用监测模块24和处理模块23的配合在3D打印机的过程中实时监控送料器内的料位信息，也即监控送料器内的打印材料量，可在发现打印材料不足时及时进行补充，在打印材料达到设计最高位时，自动停止供料。实现了打印材料的供给自动化，且在打印材料的送料过程中对3D打印过程进行调节，避免送料过程对打印质量产生影响，具体是通过控制打印的实际线条与线条的设计宽度的差值的变化来实现，使差值在允许范围内，确保打印质量及成型效果。其中的允许范围依据设计误差来选定，较佳地可将允许范围设定在±1mm之间。

作为本发明的一较佳实施方式，本发明控制系统中的设定最低位和设定最高位通过试验获得。具体为：利用3D打印机进行多组打印试验，在每组打印试验中，通过调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使得打印线条的实际宽度在线条的设计宽度的允许范围内；获取每组打印试验中发生出料不均匀且打印线条的实际宽度超出线条的设计宽度的允许范围时，3D打印机的送料器内对应的物料液面的低位信息；利用多组物料液面的低位信息计算得出平均值并将其作为设定最低位。

进一步还包括：每组打印试验中，向3D打印机的送料器内进行送料，并实时监测送料器内的物料液面位置；获取每组打印试验中，发生打印线条的实际宽度无法调节至所允许范围内时或3D打印机的负载率超过设定范围时，送料器内对应的物料液面的高位信息；利用多组物料液面的高位信息计算得出平均值并将其作为设定最高位。

在3D打印的过程中，如果送料器内的料位较低时，无论如何调节3D打印机的行走速度和/或出料速度都无法满足打印所需的出料状态和出料宽度，通过上述的多组试验获得到设定最低位，并在送料器内的料位液面达到设定最低位时及时进行送料，避免了断料、出料不均匀的问题。如果送料器内的料位较高时，也会出现无论如何调节3D打印机的行走速度和/或出料速度都无法满足所需的出料状态和出料宽度，或者是所需调节的速度使得伺服系统负载率超过最优范围，使得电机过热，系统报警，从而打印中止。通过上述的多组试验获得设定最高位，并在送料器内的料位液面达到设定最高位时及时停止供料，避免了打印材料过多而对打印过程产生不利的影响。

作为本发明的另一较佳实施方式，还包括计时继电器，计时继电器与处理模块23连接，用于在设定时间间隔形成触发信号发送给处理模块23；

处理模块23根据接收到的触发信号控制向送料器内进行送料。

较佳地，依据送料器的容积，设定最高位和设定最低位，计算出送料器内的打印材料的使用时间，依据该使用时间设定好计时继电器的时间间隔，使得计时继电器在设定时间间隔产生触发信号，进而处理模块23根据触发信号控制向送料器内送料，实现了控制送料器内的打印材料始终位于设定最低位和设定最高位之间，保证送料器内料位的可靠性。

作为本发明的又一较佳实施方式，监测模块24为安装在送料器内的料位传感器，用于实时监测送料器内打印材料的液面位置，形成料位信息。该料位传感器与处理模块23通信连接，实时地将料位信息发送给处理模块23。

较佳地，送料器的驱动电机采用伺服电机或变频电机，打印材料输送装置采用变频驱动，从而实现出料速度和供料速度的无级调速，可有效地确保打印质量及成型效果。

作为本发明的再一较佳实施方式，处理模块23在控制调节3D打印机的行走速度和/或出料速度时，进一步判断差值，在判断差值大于所述允许范围的正值时(如大于+1mm)，此时表明打印线条的实际宽度大于线条的设计宽度，处理模块23控制减小3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或增大3D打印机的行走速度以减小打印线条的宽度；在判断差值小于所述允许范围的负值时(如小于-1mm)，此时表明打印线条的实际宽度小于线条的设计宽度，处理模块23控制增大3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或减小3D打印机的行走速度以增加打印线条的宽度。

具体地，3D打印机上的螺旋杆通过旋转而实现出料，且螺旋杆的旋转速度与出料量有一定的关系，在3D打印机的机架行走速度不变时，螺旋杆的旋转速度加快，打印线条的宽度会变大，反之就会变小；在螺旋杆的旋转速度不变时，3D打印机的机架行走速度加快，打印线条的宽度会变小，反之就会变大。故，在差值为正，线条的实际宽度大于设计宽度时，通过减小螺旋杆的旋转速度，就会令线条的宽度变小，从而接近于设计宽度；还可以通过增大3D打印机的机架的行走速度，这样也会使得线条的宽度变小而接近于设计宽度；还可以同时配合调节行走速度和旋转速度，减小螺旋杆的旋转速度同时也增大3D打印机的机架的行走速度，从而减小线条的宽度而使其接近于设计宽度。

较佳地，处理模块23调节螺旋杆的旋转速度和3D打印机的机架行走速度时，进行快速、无级微调，调节后通过下一时刻的实际宽度形成的差值来判断是否需要继续调节，当差值在允许范围内后，就保持速度不变。具体调节过程为：在打印作业过程中，采集到的当前的打印线条的实际宽度大于设计宽度，且超出了允许的范围，依据差值的大小进行调节比例的设定，通过调节比例换算出对应的速度值，可以是螺旋杆的旋转速度，还可以是机架的行走速度或者是旋转速度和行走速度，而后依据速度值去控制螺旋杆和机架的驱动机构，在调节后，参考下一时刻的差值，若差值在允许的范围内了，就保持该调整后的速度进行作业。若差值仍未在允许的范围内，继续通过上述方式进行调节，直至差值在允许的范围内。

作为本发明的再又一较佳实施方式，还包括安装于3D打印机的出料管上的测距仪；

采集模块21与测距仪通信连接，利用测距仪实时监测打印线条的宽度。

3D打印机在进行打印作业时，通过螺旋杆的旋转而使得料筒内的打印材料输送到出料管，进而通过出料管的出料口流出。将测距仪安装在出料管上，可准确地测量到打印材料形成的打印线条的宽度，且具有实时性，即打印材料从出料口流出后，即可通过测距仪测量到，使得本发明的线宽补偿控制具有及时性。

作为本发明的再又一较佳实施方式，处理模块23在3D打印机完成一层的打印作业后，停止3D打印机上螺旋杆的旋转，垂直方向进行提刀，然后控制3D打印机的行走速度变大以使得3D打印机移动至下一层的打印位置。

在层高变换的时候，提刀时螺旋杆的旋转速度为0，下刀时将螺旋杆的旋转速度调小，使得提刀过程中减小打印材料的出料量，避免产生材料堆积的现象。较佳地，将螺旋杆的旋转速度调整至原旋转速度的1/3，使得出料口处有打印材料悬挂但不流淌。

进一步地，控制3D打印机的行走速度变大，具体为，控制3D打印机垂直提升打印头，进行变速提升，可使得3D打印机快速移动至下一层的打印位置，且同时螺旋杆的旋转速度较小，保证了不出料，在提升到下一层的位置时，3D打印机继续依据设计的路径行走，螺旋杆的旋转速度也调回至原旋转速度(正常的旋转速度)，进而进行下一层的打印作业。螺旋杆先慢速的旋转，保证了出料的及时性，在下一层的打印作业开始时，保证了出料的及时性，确保了下一层起始点打印质量。

作为本发明的再又一较佳实施方式，处理模块23控制3D打印机上螺旋杆停止旋转，并控制3D打印机行走至断点的开始位置处，在下刀过程中处理模块23先控制3D打印机上的螺旋杆以低速进行旋转使得出料口处有料悬挂，而后控制3D打印机上的螺旋杆以标准速度进行旋转并同步控制3D打印机沿打印路径行走；

在3D打印机位于断点的终止位置时，提刀时处理模块23停止螺旋杆的旋转，并控制3D打印机移动至后续的打印位置处。

断点打印是指3D打印机前后打印点之间设有一定的间距，断点的开始位置与前一打印点的末端非同一点，断点的终止位置与后一打印点的始端非同一点。

在前一打印点的末端处，提刀时停止螺旋杆的旋转，而保证不出料，3D打印机沿Z轴水平面内移动时保持不出料状态，移动到断点的开始位置时，进行下刀，下刀的过程中，启动螺旋杆以低速旋转，而让出料口处有料悬挂，而后调节螺旋杆以标准速度进行旋转，3D打印机以标准速度进行行走，实现了达到目标点可即刻出料，打印的起始点实际出料点与设计图纸上的坐标点相一致，避免了出料延迟导致的打印出料点和设计坐标点不对应的问题。而在断点的终止位置时，提刀时停止螺旋杆的旋转，保证不出料，3D打印机沿Z轴水平面移动时保持不出料状态，移动到后一打印点的始端处时，进行下刀，下刀的过程中启动螺旋杆以低速旋转，而让出料口处有料悬挂，而后调节螺旋杆以标准速度进行旋转，3D打印机以标准速度进行行走，实现了达到目标点可即刻出料。

本发明的建筑3D循环供料控制系统，实现了闭环控制，实时反馈信息，进行对比，实现智能控制。

实时监控送料器内的打印材料，确保送料器内的料位的可靠性，且在进行送料的过程中，调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以提高打印质量，确保打印的成型效果。

实时检测水平工作范围内的打印线条的宽度，依据线条的实际宽度，调节行走速度和出料速度，可精确地提高打印质量。

送料器内的物料容量、打印线条宽度等参数通过实时监控，从而联动搅拌机、砂浆泵、送料器旋转电机、机架行走机构，实现了各环节的循环联动，实现了智能化循环供料。

在整个打印过程中，依据线条的实际宽度的检测实时调节3D打印机的行走速度和/或出料速度，且在向送料器内进行送料的过程中，同样地依据线条的实际宽度的检测实时调节3D打印机的行走速度和/或出料速度，从而可提高打印质量及效果。

在层高变化时，垂直提升打印头，变速提升、慢速旋转，保证水平行走时出料的及时性，解决了以往出料速度不变的情况下，提升处有混凝土积瘤的现象。

断点打印时可随停随启，在达到目的点先低速启动螺旋杆而不出料，保证目的点达到后提高螺旋杆的旋转速度，实现即刻出料，保证了材料的均匀性，和材料位置点的准确性。

下面对本发明提供的建筑3D打印循环供料控制方法进行说明。

如图1所示，本发明提供的建筑3D打印循环供料控制方法，包括如下步骤：

执行步骤S11，3D打印过程中，实时监测3D打印机的送料器内的物料液面位置形成料位信息；接着执行步骤S12；

执行步骤S12，判断所获得的料位信息是否达到设定最低位，若是则向送料器内进行送料至料位信息达到设定最高位；接着执行步骤S13；

执行步骤S13，在送料的过程中，实时获取打印线条的实际宽度，并依据线条的设计宽度计算出所获取的打印线条的实际宽度与线条的设计宽度的差值；接着执行步骤S14；

执行步骤S14，判断计算得出的差值是否在允许范围内，若否，则调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使差值在允许范围内。其中的允许范围依据设计误差来选定，较佳地可将允许范围设定在±1mm之间。

本发明的循环供料控制方法，通过实时监测送料器内的物料液面位置，并在达到设定最低位时及时向送料器内进行送料，以避免料少出现断料、出来不均匀进而影响成型效果差的问题。在送料的过程中，为避免因送料器内料多而导致出料量过多而使得打印线条较粗的问题，对打印线条的实际宽度进行实时监控，在超出允许范围时，及时地调节行走速度和/或出料速度以使得3D打印线条的实际宽度接近设计宽度，能够确保打印质量的稳定。本发明的控制方法实现了实时检测，实时打印，实时调整，这样的反馈能够提高3D打印的质量，从而提高打印形成的构件的精度。

作为本发明的一较佳实施方式，本发明的控制方法还包括：

利用3D打印机进行多组打印试验，在每组打印试验中，通过调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使得打印线条的实际宽度在线条的设计宽度的允许范围内；

获取每组打印试验中发生出料不均匀且打印线条的实际宽度超出线条的设计宽度的允许范围时，3D打印机的送料器内对应的物料液面的低位信息；

利用多组物料液面的低位信息计算得出平均值并将其作为设定最低位。

进一步地，本发明的控制方法还包括：

每组打印试验中，向3D打印机的送料器内进行送料，并实时监测送料器内的物料液面位置；

获取每组打印试验中，发生打印线条的实际宽度无法调节至所允许范围内时或3D打印机的负载率超过设定范围时，送料器内对应的物料液面的高位信息；

利用多组物料液面的高位信息计算得出平均值并将其作为设定最高位。

作为本发明的另一较佳实施方式，还包括：依据设定时间间隔向送料器内进行送料。具体地，可利用计时继电器控制向送料器内送料的砂浆泵，计时继电器可依据设定时间间隔触发砂浆泵的启停，实现了依据设定时间间隔进行自动供料。较佳地，依据送料器的容积，设定最高位和设定最低位，计算出送料器内的打印材料的使用时间，依据该使用时间设定好计时继电器的时间间隔，使得计时继电器在设定时间间隔控制砂浆泵向送料器内送料，实现了控制送料器内的打印材料始终位于设定最低位和设定最高位之间，保证送料器内料位的可靠性。

较佳地，通过安装在送料器内的料位传感器，实时监测送料器内打印材料的液面位置，形成料位信息。送料器的驱动电机采用伺服电机或变频电机，打印材料输送装置采用变频驱动，从而实现出料速度和供料速度的无级调速，可有效地确保打印质量及成型效果。

作为本发明的又一较佳实施方式，调节3D打印机的行走速度和/或出料速度的步骤，包括：在差值大于所述允许范围的正值时，减小3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或增大3D打印机的行走速度以减小打印线条的宽度；在差值小于所述允许范围的负值时，增大3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或减小3D打印机的行走速度以增加打印线条的宽度。

具体地，3D打印机上的螺旋杆通过旋转而实现出料，且螺旋杆的旋转速度与出料量有一定的关系，在3D打印机的机架行走速度不变时，螺旋杆的旋转速度加快，打印线条的宽度会变大，反之就会变小；在螺旋杆的旋转速度不变时，3D打印机的机架行走速度加快，打印线条的宽度会变小，反之就会变大。故，在差值为正，线条的实际宽度大于设计宽度时，通过减小螺旋杆的旋转速度，就会令线条的宽度变小，从而接近于设计宽度；还可以通过增大3D打印机的机架的行走速度，这样也会使得线条的宽度变小而接近于设计宽度；还可以同时配合调节行走速度和旋转速度，减小螺旋杆的旋转速度同时也增大3D打印机的机架的行走速度，从而减小线条的宽度而使其接近于设计宽度。

较佳地，处理模块23调节螺旋杆的旋转速度和3D打印机的机架行走速度时，进行快速、无级微调，调节后通过下一时刻的实际宽度形成的差值来判断是否需要继续调节，当差值在允许范围内后，就保持速度不变。

作为本发明的再一较佳实施方式，实时获取打印线条的实际宽度的步骤，包括：于3D打印机的出料管上安装测距仪；利用测距仪实时监测打印线条的宽度。

3D打印机在进行打印作业时，通过螺旋杆的旋转而使得料筒内的打印材料输送到出料管，进而通过出料管的出料口流出。将测距仪安装在出料管上，可准确地测量到打印材料形成的打印线条的宽度，且具有实时性，即打印材料从出料口流出后，即可通过测距仪测量到，使得本发明的线宽补偿控制具有及时性。

作为本发明的又一较佳实施方式，还包括：在完成一层的打印作业之后，停止3D打印机上螺旋杆的旋转，垂直方向进行提刀，然后增大3D打印机的行走速度以使3D打印机移动至下一层的打印位置。

在层高变换的时候，提刀时螺旋杆的旋转速度为0，下刀时将螺旋杆的旋转速度调小，使得提刀过程中减小打印材料的出料量，避免产生材料堆积的现象。较佳地，将螺旋杆的旋转速度调整至原旋转速度的1/3，使得出料口处有打印材料悬挂但不流淌。进一步地，控制3D打印机的行走速度变大，具体为，控制3D打印机垂直提升打印头，进行变速提升，可使得3D打印机快速移动至下一层的打印位置，且同时螺旋杆的旋转速度为0，保证了不出料，在提升到下一层的位置时，3D打印机继续依据设计的路径行走，螺旋杆的旋转速度也调回至原旋转速度(正常的旋转速度)，进而进行下一层的打印作业。螺旋杆先慢速的旋转，保证了出料的及时性，在下一层的打印作业开始时，保证了出料的及时性，确保了下一层起始点打印质量。

作为本发明的再又一较佳实施方式，还包括进行断点打印：停止3D打印机上螺旋杆的旋转，并将3D打印机移动至断点的开始位置处；下刀过程中先控制3D打印机上的螺旋杆低速旋转以使得出料口处有料悬挂，而后控制3D打印机上的螺旋杆以标准速度进行旋转并同步控制3D打印机沿打印路径行走。在3D打印机位于断点的终止位置时，提到时停止螺旋杆的旋转，并将3D打印机移动至后续的打印位置处。

断点打印是指3D打印机前后打印点之间设有一定的间距，断点的开始位置与前一打印点的末端非同一点，断点的终止位置与后一打印点的始端非同一点。

在前一打印点的末端处，提刀时停止螺旋杆的旋转，而保证不出料，3D打印机沿Z轴水平面内移动时保持不出料状态，移动到断点的开始位置时，进行下刀，下刀的过程中，启动螺旋杆以低速旋转，而让出料口处有料悬挂，而后调节螺旋杆以标准速度进行旋转，3D打印机以标准速度进行行走，实现了达到目标点可即刻出料，打印的起始点实际出料点与设计图纸上的坐标点相一致，避免了出料延迟导致的打印出料点和设计坐标点不对应的问题。而在断点的终止位置时，提刀时停止螺旋杆的旋转，保证不出料，3D打印机沿Z轴水平面移动时保持不出料状态，移动到后一打印点的始端处时，进行下刀，下刀的过程中启动螺旋杆以低速旋转，而让出料口处有料悬挂，而后调节螺旋杆以标准速度进行旋转，3D打印机以标准速度进行行走，实现了达到目标点可即刻出料。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种建筑3D打印循环供料控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

3D打印过程中，实时监测3D打印机的送料器内的物料液面位置形成料位信息；

判断所获得的料位信息是否达到设定最低位，若是则向所述送料器内进行送料至所述料位信息达到设定最高位；

在送料的过程中，实时获取打印线条的实际宽度，并依据线条的设计宽度计算出所获取的打印线条的实际宽度与所述线条的设计宽度的差值；以及

判断计算得出的差值是否在允许范围内，若否，则调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允许范围内；

利用3D打印机进行多组打印试验，在每组打印试验中，通过调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使得打印线条的实际宽度在线条的设计宽度的允许范围内；

获取每组打印试验中发生出料不均匀且打印线条的实际宽度超出线条的设计宽度的允许范围时，所述3D打印机的送料器内对应的物料液面的低位信息；

利用多组物料液面的低位信息计算得出平均值并将其作为所述设定最低位；

每组打印试验中，向所述3D打印机的送料器内进行送料，并实时监测所述送料器内的物料液面位置；

获取每组打印试验中，发生打印线条的实际宽度无法调节至所允许范围内时或所述3D打印机的负载率超过设定范围时，所述送料器内对应的物料液面的高位信息；

利用多组物料液面的高位信息计算得出平均值并将其作为所述设定最高位；

调节3D打印机的行走速度和/或出料速度的步骤，包括：

在所述差值大于所述允许范围的正值时，减小所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或增大所述3D打印机的行走速度以减小打印线条的宽度；

在所述差值小于所述允许范围的负值时，增大所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或减小所述3D打印机的行走速度以增加打印线条的宽度；

在打印作业过程中，调节螺旋杆的旋转速度和3D打印机的行走速度时，依据差值的大小进行调节比例的设定，通过调节比例换算出对应的速度值进行控制调节，调节后，参考下一时刻的差值，若差值仍未在允许的范围内，继续通过上述方式进行调节，直至差值在允许范围内；

依据设定时间间隔向所述送料器内进行送料以使得送料器内的打印材料始终位于设定最低位和设定最高位之间。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：还包括：

在完成一层的打印作业之后，停止所述3D打印机上螺旋杆的旋转，垂直方向进行提刀，然后增大所述3D打印机的行走速度以使所述3D打印机移动至下一层的打印位置；

下刀时将螺旋杆的旋转速度调整至正常的旋转速度的1/3，使得出料口处有打印材料悬挂但不流淌；在3D打印机进行下一层的打印作业时，将螺旋杆的旋转速度调回至正常的旋转速度。

3.一种建筑3D打印循环供料控制系统，其特征在于，包括：

监测模块，用于在3D打印过程中实时监测3D打印机的送料器内的物料液面位置形成料位信息；

采集模块，用于在3D打印过程中实时获取打印线条的实际宽度；

与所述采集模块连接的计算模块，用于依据线条的设计宽度计算得出所获取的打印线条的实际宽度与所述线条的设计宽度的差值；以及

与所述监测模块和所述计算模块连接的处理模块，所述处理模块还控制连接3D打印机，所述处理模块用于判断所述监测模块获得的料位信息是否达到设定最低位，若是则控制向所述送料器内进行送料至所述料位信息达到设定最高位；所述处理模块还用于在送料的过程中，判断所述差值是否在允许范围内，在判断所述差值超出所述允许范围时，控制调节所述3D打印机的行走速度和/或出料速度以使所述差值在允许范围内；

利用3D打印机进行多组打印试验，在每组打印试验中，通过调节3D打印机的行走速度和/或出料速度以使得打印线条的实际宽度在线条的设计宽度的允许范围内；

获取每组打印试验中发生出料不均匀且打印线条的实际宽度超出线条的设计宽度的允许范围时，所述3D打印机的送料器内对应的物料液面的低位信息；

利用多组物料液面的低位信息计算得出平均值并将其作为所述设定最低位；

每组打印试验中，向所述3D打印机的送料器内进行送料，并实时监测所述送料器内的物料液面位置；

获取每组打印试验中，发生打印线条的实际宽度无法调节至所允许范围内时或所述3D打印机的负载率超过设定范围时，所述送料器内对应的物料液面的高位信息；

利用多组物料液面的高位信息计算得出平均值并将其作为所述设定最高位；

还包括计时继电器，所述计时继电器与所述处理模块连接，用于在设定时间间隔形成触发信号发送给所述处理模块；

所述处理模块根据接收到的触发信号控制向所述送料器内进行送料以使得送料器内的打印材料始终位于设定最低位和设定最高位之间；

所述处理模块在控制调节所述3D打印机的行走速度和/或出料速度时，进一步判断所述差值的正负，

在判断所述差值大于所述允许范围的正值时，所述处理模块控制减小所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或增大所述3D打印机的行走速度以减小打印线条的宽度；

在判断所述差值小于所述允许范围的负值时，所述处理模块控制增大所述3D打印机上螺旋杆的旋转速度和/或减小所述3D打印机的行走速度以增加打印线条的宽度；

在打印作业过程中，调节螺旋杆的旋转速度和3D打印机的行走速度时，依据差值的大小进行调节比例的设定，通过调节比例换算出对应的速度值进行控制调节，调节后，参考下一时刻的差值，若差值仍未在允许的范围内，继续通过上述方式进行调节，直至差值在允许范围内。

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