CN110696353A - 一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法 - Google Patents

一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，包括以下步骤：S1、设置转动安装在水平面上的第一平台，将打印喷头固定安装在第一平台上方；S2、将打印平台直线滑动地安装在第一平台上，打印平台的滑动轨迹所在直线经过第一平台转轴中心线；S3、获取打印喷头的喷涂点的坐标作为喷涂坐标，并获取第一平台上待喷涂的目标点的坐标作为原始坐标；S4、通过驱动第一平台转动以及打印平台滑动，将目标点从原始坐标移动到喷涂坐标。本发明中，通过第一平台转动以及打印平台滑动，使得打印喷头可相对于打印平台任意移动，从而实现打印喷头在打印平台上的任意位置的打印。本发明中，通过坐标点定义打印位置，从而实现精确到点的打印控制，有利于提高打印的精度。

Description

一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法
技术领域
本发明涉及打印技术领域，尤其涉及一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法。
背景技术
3D打印是一种快速成型技术，也叫增材制造技术。相比传统制造技术，它的优势在于能实现设计制造一体化、降低制造费用和缩短加工周期等，逐渐被应用于生物医疗、工业设计、航空航天和文化创意等领域。迄今为止，国内外已经成功开发了熔融沉积式(FDM)、激光烧结(SLS)、光固化(SLA)、三维印刷(DLP)和三维激光内雕等多种快速成型方法，其中FDM是应用最广泛的技术之一。
熔融沉积式3D打印的基本原理是将计算机设计输出的三维模型分解成若干层平面切片，在打印机软件中生成每层的模型成型路径和必要的支撑路径，然后由打印机喷头将材料融化喷出，并按切片图形逐层叠加，最终堆积成完整的物体。现有的熔融沉积式3D打印技术存在两个问题：
(1)成型精度较差：现有技术中模型切片和打印两道工序是开环串联的关系，打印过程无法对打印效果进行反馈和控制，盲目打印出不合格产品；
(2)打印效率低：一方面，每样工件都需要从零打印，大大增加了打印时长；另一方面，系统故障或打印失败产生的半成品无法再利用，工程师只能调整模型和参数，重头打印，耗费调试工时和材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法。
本发明提出的一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，包括以下步骤：
S1、设置转动安装在水平面上的第一平台，将打印喷头固定安装在第一平台上方；
S2、将打印平台直线滑动地安装在第一平台上，打印平台的滑动轨迹所在直线经过第一平台转轴中心线；
S3、获取打印喷头的喷涂点的坐标作为喷涂坐标，并获取第一平台上待喷涂的目标点的坐标作为原始坐标；
S4、通过驱动第一平台转动以及打印平台滑动，将目标点从原始坐标移动到喷涂坐标。
优选的，步骤S4具体为：获取喷涂坐标与第一平台转轴中心线的连线作为第一连线，获取原始坐标与第一平台转轴中心线的连线作为第二连线，分别获取第一连线和第二连线之间的夹角和长度差，然后根据夹角驱动第一平台转动，并根据长度差驱动打印平台滑动。
优选的，步骤S4具体包括以下步骤：
S41、设置喷涂坐标位于与第一平台转轴同轴设置的第一圆上，设置原始坐标位于与第一平台转轴同轴设置的第二圆上；
S42、以第一平台转轴中心线为原点，获取喷涂坐标与原始坐标之间的夹角，以及第一圆半径与第二圆半径的长度差；
S43、判断第一圆的直径是否大于第二圆的直径；
S44、是，则首先驱动第一平台根据夹角进行转动，然后再驱动打印平台滑动到第一圆上；
S45、否，则首先驱动打印平台滑动到第一圆上，再驱动第一平台根据夹角进行转动。
优选的，步骤S4中通过电机驱动第一平台转动。
优选的，步骤S1中，第一平台上安装有贯穿第一平台安装并以第一平台转轴中心线为轴的转动轴，转动轴与第一平台传动连接，转动轴连接有驱动电机，电机驱动转动轴带动第一平台转动。
优选的，第一平台固定安装在转动轴上。
优选的，步骤S4中，通过安装在第一平台上的气缸驱动打印平台滑动。
本发明提出的一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，通过打印平台的滑动以及第一平台的转动，相当于通过圆周和半径定义了第一平台所在的二维平面，从而方便了通过打印平台的滑动以及第一平台的转动实现打印平台上任意点的位置移动。
本发明中，通过第一平台转动以及打印平台滑动，使得打印喷头可相对于打印平台任意移动，从而实现打印喷头在打印平台上的任意位置的打印。本发明中，通过坐标点定义打印位置，从而实现精确到点的打印控制，有利于提高打印的精度。且，本发明中，通过打印平台运动来实现打印喷头打印位置的调整，相对于打印喷头，打印平台的移动更加稳定，有利于提高打印品质。
附图说明
图1为本发明提出的一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法流程图；
图2为本发明一个实施例中目标点从原始坐标移动到喷涂坐标的具体流程图；
图3为图1采用的一种打印平台结构图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，包括以下步骤：
S1、设置转动安装在水平面上的第一平台1，将打印喷头固定安装在第一平台1上方。
S2、将打印平台3直线滑动地安装在第一平台1上，打印平台3的滑动轨迹所在直线经过第一平台1转轴中心线。
如此，通过打印平台3的滑动以及第一平台1的转动，相当于通过圆周和半径定义了第一平台1所在的二维平面，从而方便了通过打印平台3的滑动以及第一平台1的转动实现打印平台3上任意点的位置移动。
S3、获取打印喷头的喷涂点的坐标作为喷涂坐标，并获取第一平台1上待喷涂的目标点的坐标作为原始坐标。
S4、通过驱动第一平台1转动以及打印平台3滑动，将目标点从原始坐标移动到喷涂坐标，实现定点打印。
如此，本实施方式中，通过第一平台1转动以及打印平台3滑动，使得打印喷头可相对于打印平台3任意移动，从而实现打印喷头在打印平台3上的任意位置的打印。本实施方式中，通过坐标点定义打印位置，从而实现精确到点的打印控制，有利于提高打印的精度。且，本实施方式中，通过打印平台3运动来实现打印喷头打印位置的调整，相对于打印喷头，打印平台3的移动更加稳定，有利于提高打印品质。
本发明进一步实施方式的步骤S4具体为：获取喷涂坐标与第一平台1转轴中心线的连线作为第一连线，获取原始坐标与第一平台1转轴中心线的连线作为第二连线，分别获取第一连线和第二连线之间的夹角和长度差，然后根据夹角驱动第一平台1转动，并根据长度差驱动打印平台3滑动。如此，第一连线和第二连线均为矢量，根据矢量算法，可轻松获得第一连线和第二连线之间的夹角和长度差。如此，本实施方式中，通过现有算法高效率的获取第一连线和第二连线之间的夹角和长度差，提高了整个控制方法的反应效率，从而提高了打印效率。
本发明的进一步实施方式中，步骤S4具体包括以下步骤：
S41、设置喷涂坐标位于与第一平台1转轴同轴设置的第一圆上，设置原始坐标位于与第一平台1转轴同轴设置的第二圆上。
S42、以第一平台1转轴中心线为原点，获取喷涂坐标与原始坐标之间的夹角，以及第一圆半径与第二圆半径的长度差。
S43、判断第一圆的直径是否大于第二圆的直径；
S44、是，则首先驱动第一平台1根据夹角进行转动，然后再驱动打印平台3滑动到第一圆上。
S45、否，则首先驱动打印平台3滑动到第一圆上，再驱动第一平台1根据夹角进行转动。
如此，本实施方式中，在第一圆大于第二圆在，首先控制第一平台1转动，再控制打印平台3滑动；在第一圆小于第二圆在，首先控制打印平台3滑动，再控制第一平台1转动。如此，本实施方式中，使得第一平台1始终在打印平台3处于较小的圆上时转动，根据力矩原理，有利于节约动能。
本发明进一步实施方式的步骤S4中通过电机5驱动第一平台1转动。本实施方式中，步骤S1中，第一平台1上安装有贯穿第一平台1安装并以第一平台1转轴中心线为轴的转动轴2，转动轴2与第一平台1传动连接，转动轴2连接有驱动电机5，电机5驱动转动轴2带动第一平台1转动。具体的，本实施方式中，第一平台1固定安装在转动轴2上。
本实施方式的步骤S4中，通过安装在第一平台1上的气缸4驱动打印平台3滑动，气缸4输出轴的延伸方向经过转动轴2的中心线，以保证打印平台3的滑动轨迹所在直线经过第一平台1转轴中心线。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置转动安装在水平面上的第一平台(1)，将打印喷头固定安装在第一平台(1)上方；
S2、将打印平台(3)直线滑动地安装在第一平台(1)上，打印平台(3)的滑动轨迹所在直线经过第一平台(1)转轴中心线；
S3、获取打印喷头的喷涂点的坐标作为喷涂坐标，并获取第一平台(1)上待喷涂的目标点的坐标作为原始坐标；
S4、通过驱动第一平台(1)转动以及打印平台(3)滑动，将目标点从原始坐标移动到喷涂坐标。
2.如权利要求1所述的多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，其特征在于，步骤S4具体为：获取喷涂坐标与第一平台(1)转轴中心线的连线作为第一连线，获取原始坐标与第一平台(1)转轴中心线的连线作为第二连线，分别获取第一连线和第二连线之间的夹角和长度差，然后根据夹角驱动第一平台(1)转动，并根据长度差驱动打印平台(3)滑动。
3.如权利要求1所述的多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：
S41、设置喷涂坐标位于与第一平台(1)转轴同轴设置的第一圆上，设置原始坐标位于与第一平台(1)转轴同轴设置的第二圆上；
S42、以第一平台(1)转轴中心线为原点，获取喷涂坐标与原始坐标之间的夹角，以及第一圆半径与第二圆半径的长度差；
S43、判断第一圆的直径是否大于第二圆的直径；
S44、是，则首先驱动第一平台(1)根据夹角进行转动，然后再驱动打印平台(3)滑动到第一圆上；
S45、否，则首先驱动打印平台(3)滑动到第一圆上，再驱动第一平台(1)根据夹角进行转动。
4.如权利要求1所述的多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，其特征在于，步骤S4中通过电机(5)驱动第一平台(1)转动。
5.如权利要求4所述的多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，其特征在于，步骤S1中，第一平台(1)上安装有贯穿第一平台(1)安装并以第一平台(1)转轴中心线为轴的转动轴(2)，转动轴(2)与第一平台(1)传动连接，转动轴(2)连接有驱动电机(5)，电机(5)驱动转动轴(2)带动第一平台(1)转动。
6.如权利要求5所述的多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，其特征在于，第一平台(1)固定安装在转动轴(2)上。
7.如权利要求1所述的多介质立体增材打印机的平台旋转控制方法，其特征在于，步骤S4中，通过安装在第一平台(1)上的气缸(4)驱动打印平台(3)滑动。
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