CN113276421B - 一种高效喷头堵塞检测系统及检测处理方法 - Google Patents

一种高效喷头堵塞检测系统及检测处理方法 Download PDF

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Abstract

一种高效喷头堵塞检测系统及检测方法，所述高效喷头堵塞检测处理系统包括初始值设置模块，工作状态检测模块，即时位置记录模块，复位驱动模块，以及归位驱动模块。所述初始值设置模块用于记录所述送丝马达的起始打印位置。所述工作状态检测模块用于检测所述惰轮组件的即时工作状态。所述即时位置记录模块仅用于记录所述喷头所在的位置。所述归位驱动模块用于让所述送丝马达停止送丝并回归到初始打印位置以对所述喷头进行检修。所述复位驱动模块用于驱动所述送丝马达复位至所述即时打印位置进行重新打印。本高效喷头堵塞检测系统将有利于整个3D打印机成本的降低，从而有利于该3D打印机的推广利用。本发明还公开了一种检测方法。

Description

一种高效喷头堵塞检测系统及检测处理方法
技术领域
本发明涉及3D打印设备技术领域，特别涉及一种高效喷头堵塞检测系统及检测处理方法。
背景技术
3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，并通过逐层增加粉末状金属或塑料等可粘合材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造或者叠层制造。3D打印技术涵盖了产品生命周期前端的“快速原型”以及与全生产周期的“快速制造”相关的所有打印工艺、技术、设备类别和应用。3D打印具有很高的技术含量，其综合了数字建模技术、信息技术、机电控制技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识。3D打印技术在汽车，航空航天、牙科和医疗产业、石油开采、枪支、建筑施工、土木工程、珠宝设计、鞋类设计等领域得到了广泛应用。随着3D打印技术的发展，打印机上可能会安装两个或者多个喷头。而当喷头在打印产品时，即喷头在喷出打印丝的过程中，会发生堵塞的现象。
如专利申请号201811449556.3，专利名称为一种熔融沉积型3D打印机喷头堵塞检测装置及检测方法所公开的技术方案，其通过第一光电对射传感器和第二光电对射传感器产生具有预设时间间隔的对射信号，发送给3D打印机；如果挤出机正常挤出，则未堵塞，扇叶会不停旋转，光电对射传感器会反复产生具有预设时间间隔的对射信号发送给3D打印机，3D打印机正常打印；如果喷头堵塞，挤出机无法挤出3D打印耗材，3D打印耗材无法移动，同时也无法驱动蜗杆转动，此时扇叶停止转动，光电对射传感器则持续接收信号或者持续无信号，经过预设时长后，若光电对射传感器持续接收信号或者持续无信号接收，报警并暂停3D打印机，实现检测喷头堵塞的功能。上述的检测装置及检测方法的比较复杂，对于一些简易型3D打印机，其成本较高而不利于降低整机的成本，从而导致简易型3D打印机因成本过高而不利于推广。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可以适时精确检测3D打印机的堵塞情况的高效喷头堵塞检测系统及检测处理方法，以解决上述技术问题。
一种高效喷头堵塞检测系统，其用于3D打印机。所述3D打印机包括一个喷头，一根穿入所述喷头的打印丝，以及一个驱动所述打印丝的送丝马达。所述3D打印机还包括一个由所述打印丝驱动的惰轮组件。在所述打印丝停止运动时所述惰轮组件停止运动。所述高效喷头堵塞检测处理系统包括一个初始值设置模块，一个工作状态检测模块，一个即时位置记录模块，一个复位驱动模块，以及一个归位驱动模块。所述初始值设置模块用于记录所述送丝马达的起始打印位置。所述工作状态检测模块用于检测所述惰轮组件的即时工作状态。所述即时位置记录模块仅用于当所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时记录所述喷头所在的位置。所述归位驱动模块用于在所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时让所述送丝马达停止送丝并回归到初始打印位置以对所述喷头进行检修。所述复位驱动模块用于当所述送丝马达重新被开启时驱动所述送丝马达复位至所述即时打印位置进行重新打印。
进一步地，所述惰轮组件包括两个并排设置的阻尼轮，所述打印丝穿过两个所述阻尼轮之间。
进一步地，所述惰轮组件还包括一个设置在所述阻尼轮上的调节组件，所述调节组件用于调节两个阻尼轮之间的抵紧力。
进一步地，所述所述高效喷头堵塞检测系统还包括一个报警模块，当所述即时工作状态值大于所述额定工作状态值时所述报警模块发送警示信息。
进一步地，所述高效喷头堵塞检测系统还包括一个中央处理单元，所述中央处理单元与所述初始值设置模块，工作状态检测模块，以及归位驱动模块分别电性连接以处理来自所述初始值设置模块、工作状态检测模块的数据并输出控制所述归位驱动模块工作及复位驱动模块的控制信号。
进一步地，所述中央处理单元为PLC、微处理器、以及中央处理器的一种。
进一步地，所述中央处理单元根据所述惰轮组件的即时工作状态来处理所述送丝马达的工作状态。
一种高效喷头堵塞检测处理方法，其用于3D打印机。所述3D打印机包括一个喷头，以及一个驱动所述喷头运动的送丝马达。所述3D打印机还包括一个由所述打印丝驱动的惰轮组件，在所述打印丝停止运动时所述惰轮组件停止运动。所述高效喷头堵塞检测处理方法包括如下步骤：
提供一个初始值设置模块，所述初始值设置模块用于记录所述送丝马达的起始打印位置；
提供一个工作状态检测模块，所述工作状态检测模块用于检测所述惰轮组件的即时工作状态；
提供一个即时位置记录模块，所述即时位置记录模块仅用于当所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时记录所述送丝马达的即时打印位置；
提供一个归位驱动模块，所述归位驱动模块用于在当所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时让所述送丝马达停止送丝并回归到起始打印位置以对所述喷头进行检修：以及
提供一个复位驱动模块，所述复位驱动模块用于当所述送丝马达重新被开启时驱动所述送丝马达复位至所述即时位置记录模块所记录的即时打印位置。
进一步地，所述高效喷头堵塞检测处理方法还包括如下步骤：提供一个中央处理器，所述中央处理器与所述初始值设置模块，工作状态检测模块，以及归位驱动模块分别电性连接以处理来自所述初始值设置模块、工作状态检测模块的数据并输出控制所述归位驱动模块工作及复位驱动模块的控制信号。
进一步地，所述中央处理单元根据所述惰轮组件的即时工作状态来处理所述送丝马达的工作状态。
与现有技术相比，本发明所提供的高效喷头堵塞检测系统及检测处理方法具有所述工作状态检测模块，即时位置记录模块，归位驱动模块，以及复位驱动模块，通过所述工作状态检测模块及时对惰轮组件的工作状态的及时检测，并当工作状态检测模块所检测到的所述惰轮组件停止运动时，所述即时位置记录模块将所述喷头所处的位置进行记录，并由所述归位驱动模块将所述喷头回归到起始打印位置然后由用户对所述喷头进行检修以避免在检修所述喷头时损坏已经打印好的3D产品。当喷头检修改好后所述送丝马达被重新开启且所检测到的惰轮组件处于正常运动状态时，所述复位驱动模块驱动所述喷头回到即时打印位置重新开始打印。在本检测系统中，仅增加一个惰轮组件及检测模块两个硬件即可以完成对3D打印机的打印丝的运动情况的检测，并通过时位置记录模块，归位驱动模块，以及复位驱动模块来完成整个喷头堵塞的处理，这将有利于整个3D打印机成本的降低，从而有利于该3D打印机的推广利用。
附图说明
图1为本发明提供的高效喷头堵塞检测系统的原理框图。
图2为本发明提供的3D打印机的喷头堵塞检测处理方法的流程图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
如图1至图2所示，其为本发明提供的高效喷头堵塞检测系统的原理框图。所述高效喷头堵塞检测系统使用在3D打印机中。本领域技术人员所习知的，所述3D打印机都包括一个喷头10，一根穿入所述喷头10的打印丝11，一个由所述打印丝11驱动的惰轮组件12，以及一个驱动所述打印丝11运动的送丝马达13。可以理解的是，所述喷头10，及打印丝11本身的结构及工作原理，应当为现有技术，在此不再详细说明。所述惰轮组件12包括两个并排设置的阻尼轮。当然可以想到的是，所述惰轮组件12还包括其他的一些功能模块，如轴承，阻尼器，安装组件等等，其为本领域技术人员习知的技术，在此不再详细说明。所述打印丝11穿过两个所述阻尼轮之间，并当所述打印丝11在所述送丝马达13的驱动下运动时将带动所述阻尼轮旋转运动。而当打印丝11被堵塞在所述喷头10中时，所述打印丝11将无法输出，则该打印丝11将无法运动，从而所述阻尼轮将在阻尼器的作用下停止运动。所述调节组件122用于调节两个所述阻尼轮之间的抵紧力，从而使得该惰轮组件12可以适应不同规格的打印丝11。当然，可以理解的是，所述喷头10以及送丝马达13也应当可以适应不同规格的打印丝11。另外，所述送丝马达13不仅用于拖拽所述打印丝11运动以输送其进入所述喷头10，同时驱动所述喷头10沿所设定的路线运动以打印出所设计的产品。
所述高效喷头堵塞检测系统包括一个初始值设置模块20，一个工作状态检测模块21，一个即时位置记录模块22，一个归位驱动模块23，以及一个复位驱动模块24。可以想到的是，所述高效喷头堵塞检测系统还包括其他的一些功能模块，如执行机构，硬件模块，控制模块，电气连接组件等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。
所述初始值设置模块20用于记录所述送丝马达13的起始打印位置。所述送丝马达13的起始打印位置应当为所打印的产品的开始位置，但该超始打印位置所打印出的物质并非为所打印的产品的部分。当所打印的产品打印完成后，在该初始打印位置所打印的物质应当剪除掉。可以想到的是，所述送丝马达13驱动所述喷头10从所述起始打印位置起进行打印要打印的产品。
所述工作状态检测模块21用于检测所述惰轮组件12工作时的即时工作状态值，具体地，所述工作状态检测模块21可以检测所述惰轮组件12的阻尼轮121的运动情况。当所述喷头10在正常输出打印材料时，所述惰轮组件12将在所述打印丝11的带动下正常运转。而当所述喷头10被打印材料堵塞时，所述打印丝11将无法输出，从而导致该打印丝11将不会传输，进而无法带动所述惰轮组件12旋转。所述工作状态检测模块21可以包括一个角位移传感器，其用于检测所述惰轮组件12的即时角位移，从而可以检测所述惰轮组件12的阻尼轮121的运动情况。
所述即时位置记录模块22仅用于当所述工作状态检测模块21检测到所述惰轮组件12停止运转时记录所述送丝马达13的即时打印位置。当所述惰轮组件12停止运转时，即认为所述喷头10被堵塞，此时表示该3D打印机出现了故障。因此该即时位置记录模块23将该喷头10所处的即时位置记录下来，当然可以想到的是，该喷头10的即时位置应当是一个三维坐标，其记载在计算机中。
所述归位驱动模块23用于在当所述工作状态检测模块21检测到所述惰轮组件12停止运转时让所述送丝马达13停止送丝并回归到起始打印位置以对所述喷头10进行检修。在当判断出喷头10出现堵塞时，所述归位驱动模块24将输出信号以让控制模块驱动所述喷头10回归到起始打印位置，进行检修。当然检修所述喷头10的工作可以由人工完成。在人工完成对喷头10的检修后，即可再次开启3D打印机从而重新开始打印。
所述复位驱动模块24用于当所述送丝马达13重新被开启时驱动所述送丝马达13复位至所述即时打印位置。所述复位驱动模块24在当所述送丝马达13重新被开启输出控制信号以让控制模块驱动所述喷头10复位到所述即时位置记录模块23所记录的即时打印位置，然后进行重新开始打印。
另外，当判断出喷头10被堵塞时，为了达到提醒用户的目的，所述高效喷头堵塞检测系统还包括一个报警模块25。当检测到所述惰轮组件12停止运转时所述报警模块26发送警示信息。所述报警模块26可以包括一个蜂鸣器。当接收到警告信号时，该蜂鸣器将发出声音以提醒用户进行对所述喷头10检修
可以想到的是，所述高效喷头堵塞检测系统还包括一个中央处理单元26所述中央处理单元与所述初始值设置模块21，工作状态检测模块22，以及归位驱动模块23分别电性连接以处理来自所述初始值设置模块21、工作状态检测模块22的数据并输出控制所述归位驱动模块23以及复位驱动模块24工作的控制信号。所述中央处理单元26可以为PLC、微处理器、以及中央处理器的一种，其为现有技术在此不再赘述。
本发明还提供了一种高效喷头堵塞检测处理方法，其包括如下步骤：
STEP101：提供一个初始值设置模块20，所述初始值设置模块20用于记录所述送丝马达21的起始打印位置；
STEP102：提供一个工作状态检测模块21，所述工作状态检测模块21用于检测所述送丝马达13驱动所述喷头10工作时所述惰轮组件12的即时工作状态值；
STEP103：提供一个即时位置记录模块22，所述即时位置记录模块22仅用于当所述惰轮组件12停止运转时记录所述送丝马达13的即时打印位置；
STEP104：提供一个归位驱动模块23，所述归位驱动模块24用于在当所述惰轮组件12停止运转时让所述送丝马达13停止送丝并回归到起始打印位置以对所述喷头10进行检修：以及
STEP105：提供一个复位驱动模块24，所述复位驱动模块24用于当所述送丝马达13被重新开启时驱动所述送丝马达13复位至所述即时位置记录模块23所记录的即时打印位置并再次开始打印。
与现有技术相比，本发明所提供的高效喷头堵塞检测系统及检测处理方法具有所述工作状态检测模块20，即时位置记录模块22，归位驱动模块23，以及复位驱动模块24，通过所述工作状态检测模块21对惰轮组件12的工作状态的及时检测，并当工作状态检测模块21所检测到的所述惰轮组件12停止运动时，所述即时位置记录模块22将所述喷头10所处的位置进行记录，并由所述归位驱动模块23将所述喷头10回归到起始打印位置然后由用户对所述喷头10进行检修以避免在检修所述喷头时损坏已经打印好的3D产品。当喷头10检修改好后所述送丝马达13被重新开启且所检测到的惰轮组件12处于正常运动状态时，所述复位驱动模块24驱动所述喷头10回到即时打印位置重新开始打印。在本检测系统中，仅增加一个惰轮组件12及检测模块两个硬件即可以完成对3D打印机的打印丝的运动情况的检测，并通过即时位置记录模块22，归位驱动模块23，以及复位驱动模块24来完成整个喷头10堵塞的处理，这将有利于整个3D打印机成本的降低，从而有利于该3D打印机的推广利用。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种高效喷头堵塞检测系统，其使用于3D打印机，所述3D打印机包括一个喷头，一根穿入所述喷头的打印丝，以及一个驱动所述打印丝的送丝马达，其特征在于：所述3D打印机还包括一个由所述打印丝驱动的惰轮组件，在所述打印丝停止运动时所述惰轮组件停止运动，所述高效喷头堵塞检测处理系统包括一个初始值设置模块，一个工作状态检测模块，一个即时位置记录模块，一个复位驱动模块，以及一个归位驱动模块，所述初始值设置模块用于记录所述送丝马达的起始打印位置，所述工作状态检测模块用于检测所述惰轮组件的即时工作状态，所述即时位置记录模块仅用于当所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时记录所述喷头所在的位置，所述归位驱动模块用于在所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时让所述送丝马达停止送丝并回归到初始打印位置以对所述喷头进行检修，所述复位驱动模块用于当所述送丝马达重新被开启时驱动所述送丝马达复位至所述即时打印位置进行重新打印。
2.如权利要求1所述的高效喷头堵塞检测系统，其特征在于：所述惰轮组件包括两个并排设置的阻尼轮，所述打印丝穿过两个所述阻尼轮之间。
3.如权利要求1所述的高效喷头堵塞检测系统，其特征在于：所述高效喷头堵塞检测系统还包括一个报警模块，当检测到所述惰轮组件停止运转时所述报警模块发送警示信息。
4.如权利要求1所述的高效喷头堵塞检测系统，其特征在于：所述高效喷头堵塞检测系统还包括一个中央处理单元，所述中央处理单元与所述初始值设置模块，工作状态检测模块，以及归位驱动模块分别电性连接以处理来自所述初始值设置模块、工作状态检测模块的数据并输出控制所述归位驱动模块工作及复位驱动模块的控制信号。
5.如权利要求4所述的高效喷头堵塞检测系统，其特征在于：所述中央处理单元为PLC、微处理器、以及中央处理器的一种。
6.如权利要求4所述的高效喷头堵塞检测系统，其特征在于：所述中央处理单元根据所述惰轮组件的即时工作状态来处理所述送丝马达的工作状态。
7.一种高效喷头堵塞检测处理方法，其用于3D打印机，所述3D打印机包括一个喷头，一根穿入所述喷头的打印丝，以及一个驱动所述打印丝的送丝马达，所述3D打印机还包括一个由所述打印丝驱动的惰轮组件，在所述打印丝停止运动时所述惰轮组件停止运动，其包括如下步骤：
提供一个初始值设置模块，所述初始值设置模块用于记录所述送丝马达的起始打印位置；
提供一个工作状态检测模块，所述工作状态检测模块用于检测所述惰轮组件的即时工作状态；
提供一个即时位置记录模块，所述即时位置记录模块仅用于当所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时记录所述送丝马达的即时打印位置；
提供一个归位驱动模块，所述归位驱动模块用于在当所述工作状态检测模块检测到所述惰轮组件停止运动时让所述送丝马达停止送丝并回归到起始打印位置以对所述喷头进行检修：以及
提供一个复位驱动模块，所述复位驱动模块用于当所述送丝马达重新被开启时驱动所述送丝马达复位至所述即时位置记录模块所记录的即时打印位置。
8.如权利要求7所述的高效喷头堵塞检测处理方法，其特征在于：所述高效喷头堵塞检测处理方法还包括如下步骤：提供一个中央处理单元，所述中央处理单元与所述初始值设置模块，工作状态检测模块，以及归位驱动模块分别电性连接以处理来自所述初始值设置模块、工作状态检测模块的数据并输出控制所述归位驱动模块工作及复位驱动模块的控制信号。
9.如权利要求8所述的高效喷头堵塞检测处理方法，其特征在于：所述中央处理单元据所述惰轮组件的即时工作状态来处理所述送丝马达的工作状态。
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