CN113352604A - 一种六自由度3d打印装置及其控制方法 - Google Patents

一种六自由度3d打印装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种六自由度3D打印装置及其控制方法，六自由度3D打印装置包括支架、六自由度移动平台、打印组件和控制器。支架包括底座框架以及固定在底座框架上的安装框架。打印组件包括打印支撑部和打印输出部。打印支撑部安装在所述六自由度移动平台另一端；所述打印支撑部包括转接头、热床和晶格玻璃。所述打印输出部包括喷头安装架和打印喷头。控制器用于协调控制六自由度移动平台和打印组件进行3D打印工作。通过六自由度移动平台机械臂托举晶格玻璃，利用机械臂的六个自由度在打印过程中对晶格玻璃的位置方向进行实时调整，改进打印材料的堆叠方向，避免了打印过程中模型悬空部分的出现，极大的改善了成型件的表面质量。

Description

一种六自由度3D打印装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域中的一种六自由度3D打印装置，尤其涉及一种六自由度3D打印装置及其控制方法。
背景技术
3D打印技术对传统制造工艺产生革命性变革，促进制造业的快速发展。熔融沉积成形技术是3D打印中较为成熟的技术，采用熔融沉积成形的3D打印机被广泛的应用于教学、医疗、原型制造和模具制造等邻域，在3D打印技术中有很高的普及度，由于熔融沉积成形简单、便捷的优势未来可能逐步被应用于各个领域。
目前，市面上主流的3D打印机大多为三轴3D打印机，支撑结构在其中起了非常关键的作用，由于挤出材料重力影响，在单向堆叠的打印方式中，需要增加支撑结构才能打印悬垂结构。所以打印后处理一个重要的内容就是去除实体的支撑部分，但是成型的部分复杂结构和细微结构的支撑很难去除，在处理过程中会损坏成型表面，从而影响成型工件的表面质量，甚至破坏整个结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现无支撑3D打印，改善成型件的表面质量的六自由度3D打印装置来解决现有的3D打印机普遍存在的需要添加支撑而导致的支撑无法去除或影响表面质量的问题。
本发明采用以下技术方案实现：一种六自由度3D打印装置，包括支架，所述支架包括底座框架以及固定在底座框架上的安装框架；还包括：
六自由度移动平台，其一端固定安装在底座框架上；
打印组件，其包括：
打印支撑部，其安装在所述六自由度移动平台相对底座框架的另一端；所述打印支撑部包括：
转接头，其安装在六自由度移动平台远离底座框架一端；
热床，其安装在转接头上；以及
晶格玻璃，其安装在热床上，用于支撑打印成型件；以及
打印输出部，其安装在安装框架上且与打印支撑部相配合，所述打印输出部包括：
喷头安装架，其安装在安装在安装框架上；
打印喷头，其安装在喷头安装架上且与晶格玻璃相对应，所述打印喷头用于输出打印材料；以及
控制器，其用于协调控制六自由度移动平台和打印组件进行3D打印工作。
作为上述方案的进一步改进，所述打印输出部还包括耗材盘和丝料架，丝料架安装在安装框架上且内部转动设置有两根位于同一水平面的相互平行的转轴，所述耗材盘放置在两根转轴之间，所述耗材盘开设有缠绕耗材的槽口。
作为上述方案的进一步改进，所述打印喷头包括步进电机、挤盘、挤出头、直流电机和散热风扇，所述步进电机安装在喷头安装架预设的放置槽内，所述放置槽底部开设有用于挤出头从中伸出的通孔，所述挤盘安装在步进电机输出端，其用于将丝料不断向挤出头挤压，拉动丝料不断进入打印喷头，散热风扇安装在直流电机输出端，用于在打印过程中进行散热以防止温度过高烧坏元件。
作为上述方案的进一步改进，所述打印组件还包括温度检测组件，所述温度检测组件包括喷头温度传感器和热床温度传感器，其用于分别反馈所述打印喷头和所述热床的实时温度，并判断所述打印喷头和所述热床的实时温度是否处于预设的温度控制范围内。
作为上述方案的进一步改进，所述底座框架设置为中空结构，所述中空结构用于放置控制器；
所述安装框架包括两根竖直框柱和一根水平框柱，两根竖直框柱对称安装在底座框架两侧，水平框柱两端分别固定在两根竖直框柱上。
作为上述方案的进一步改进，所述热床与转接头之间安装有调节装置，所述调节装置包括调节螺钉、调节螺母和压缩弹簧，所述调节螺钉一端安装在转接头上，且另一端穿过热床的四个角后分别与设在热床上的一一对应的调节螺母相连，所述压缩弹簧套在调节螺钉上，所述调节装置用于调节热床四角的高度以保证热床在3D打印开始时处以水平状态。
作为上述方案的进一步改进，所述六自由度移动平台的各关节中设置有报警系统和检测系统，所述检测系统包括角度传感器和力传感器，所述角度传感器用于检测在3D打印工作过程中各关节中内的伺服电机转轴转过的角度；所述力传感器用于检测在3D打印工作过程中各关节内的伺服电机转轴转动时机械臂所受力；所述报警系统用于在所述角度传感器检测出的角度超出预设角度或者所述力传感器检测出的力超出预设力时，发出警报信息。
本发明还提供一种控制方法，其应用于所述的六自由度3D打印装置中，其包括以下步骤：
搭建打印组件控制电路；
将控制器与上位机模块以及边缘计算控制器模块连接；
对模型进行切片处理，将切片处理后的数据以及各个打印参数输入到模拟程序中进行运动模拟；
将运动模拟完成后的数据及参数输入到上位机模块，所述上位机模块通过边缘计算控制器模块和所述控制器进行3D打印工作。
作为上述方案的进一步改进，所述搭建打印组件控制电路包括以下步骤：
将220V交流电变为12V直流电作为步进电机的驱动源；
将继电器A路与喷头的加热端口和主板引脚Y5相连，继电器B路与热床的加热端口和主板引脚Y7相连，在喷头处设置温敏电阻Re并将温敏电阻Re和100K恒定电阻R1串联，在热床处设置温敏电阻Rb并将温敏电阻Rb和100K欧姆R2恒定电阻串联；
根据公式分别计算喷头的温度Te和热床的温度Tb；
将Te和Tb与预定值做比较判断，根据判断结果控制引脚Y5和Y7的高低电平，利用间歇性加热方法实现恒温控制；
Figure BDA0003093790570000041
Figure BDA0003093790570000042
上式中：HIGH为高电平，LOW为低电平，Tse为设定的喷头温度，Tsb为设定的热床温度。
作为上述方案的进一步改进，所述控制器、上位机模块以及边缘计算控制器模块通过网线连接。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
1、该六自由度3D打印装置，通过六自由度移动平台机械臂托举晶格玻璃，利用机械臂的六个自由度在打印过程中对晶格玻璃的位置方向进行实时调整，改进打印材料的堆叠方向，避免了打印过程中模型悬空部分的出现，极大的改善了成型件的表面质量。同时，机械臂的运动范围较大，运动更加灵活，由机械臂控制晶格玻璃的位姿来堆叠打印材料相较于的普通的3D打印机可以获得更大的打印范围，从而实现打印体积更大的打印件。
2、该六自由度3D打印装置，通过角度传感器将伺服电机旋转的角度实时的传输回控制器，这样控制器就能够随时感知机械臂的实际运动轨迹和空间位姿，通过与计算所得的位置信息进行比对，获得位置偏差信息，为伺服电机的进一步转动提供依据，并可以完成对位置的修正。温度传感器分别将热床温度和打印喷头温度传输到控制器中，通过与系统中的预设温度控制范围进行比对，自动控制加热、散热开关，将热床与打印喷头的温度一直控制在最合适的预设温度内，使得作业的自动化和精确性大大提高，进一步改善了成型件的表面质量。在整个操作的过程中，由于没有人工对打印平台的位置和打印喷头的温度进行校准，这样可以节约人工校准的时间，提高3D打印装置的工作效率，进而进一步提高3D打印装置的智能化程度。
3、该六自由度3D打印装置，采用六自由度移动平台和打印组件协调控制的方式，保证六自由度移动平台的移动方式与打印喷头挤出速率相匹配，实现同一层中各处打印厚度不同的效果，使得材料以理想的方式进行堆叠，避免了打印过程中模型悬空部分的出现，最终实现无支撑3D打印，节约了打印材料提升了打印效率，还极大的改善了成型件的表面质量。
附图说明
图1为本发明六自由度3D打印装置的立体图。
图2为图1中的六自由度3D打印装置中打印组件的立体图。
图3为图1中的六自由度3D打印装置中丝料架与耗材盘的立体图。
图4为图1中的六自由度3D打印装置中打印喷头的立体图。
图5为图1中的六自由度3D打印装置中喷头安装架立体图。
图6为本发明控制方法应用在六自由度3D打印装置中的控制模块示意图。
图7为本发明控制方法应用在六自由度3D打印装置中的控制电路示意图。
图中：1-支架；2-六自由度移动平台；3-打印组件；1001-底座框架；1002-竖直框柱；1003-水平框柱；3001-转接头；3002-热床；3003-晶格玻璃；3004-喷头安装架；3005-打印喷头；3006-丝料架；3007-耗材盘；3100-调节弹簧；3200-调节螺母；3300-压缩弹簧；3400-步进电机；3500-挤盘；3600-挤出头；3700-直流电机；3800-散热风扇；3900-转轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明实施例公开了一种六自由度3D打印装置包括支架1、六自由度移动平台2、打印组件3和控制器。所述控制器协调控制六自由度移动平台2和打印组件3进行3D打印工作。
所述支架1包括底座框架1001以及固定在底座框架1001上的安装框架。所述六自由度移动平台2下端固定安装在底座框架1001上。所述底座框架1001设置为中空结构，所述中空结构用于放置控制器和所有的系统连线。所述安装框架包括两根竖直框柱1002和一根水平框柱1003。两根竖直框柱1002对称安装在底座框架1001两侧，优选的，两根竖直框柱1002安装在底座框架1001两侧中部。所述水平框柱1003两端分别固定在两根竖直框柱1002上所述安装框架。
当然，在本实施例中，还可以在底座框架1001上表面搭建矩形框架，所述矩形框架由四根水平框柱1003通过连接件依次相连安装在底座框架1001上，所述安装框架的两根竖直框柱1002对称安装在矩形框架的两侧。
本实施例中，所述六自由度移动平台2的各关节中设置有报警系统和检测系统。所述检测系统包括角度传感器和力传感器。所述角度传感器用于检测在3D打印工作过程中各关节中内的伺服电机转轴转过的角度，并且将角度数据传输到控制器，控制器通过外部显示器显示。所述力传感器用于检测在3D打印工作过程中各关节内的伺服电机转轴转动时机械臂所受力，并且将受力的数据传输到控制器，控制器通过外部显示器显示。所述报警系统用于在所述角度传感器检测出的角度超出预设角度或者所述力传感器检测出的力超出预设力时，发出警报信息。
所述打印组件3包括打印支撑部和打印输出部。所述打印支撑部固定在六自由度移动平台2上端，打印输出部固定安装在所述安装框架上。通过六自由度移动平台2六个自由度在打印过程中对打印支撑部的位置方向进行实时调整，改进打印材料的堆叠方向，避免了打印过程中模型悬空部分的出现，极大的改善了成型件的表面质量。同时，六自由度移动平台2的运动范围较大，运动更加灵活，由六自由度移动平台2的机械臂控制打印支撑部的位姿来堆叠打印材料相较于的普通的3D打印机可以获得更大的打印范围，从而实现打印体积更大的打印件。
请参阅图2，本实施例中，所述打印支撑部包括转接头3001、热床3002和晶格玻璃3003。热床3002安装在转接头3001上，晶格玻璃3003安装在热床3002上，所述晶格玻璃3003用于承载打印材料，也就是打印成型件。
本实施例中，所述热床3002与转接头3001之间还安装有调节装置。所述调节装置包括调节螺钉3100、调节螺母3200和压缩弹簧3300。所述调节螺钉3100一端安装在转接头3001上，且另一端穿过热床3002的四个角后分别与设在热床3002上的一一对应的调节螺母3200相连。所述压缩弹簧3300套在调节螺钉3100上。所述调节装置用于调节热床3002四角的高度以保证热床3002在3D打印开始时处以水平状态。
请结合图3，本实施例中，所述打印输出部包括喷头安装架3004和打印喷头3005。喷头安装架3004安装于安装框架的水平框柱1003的中部，打印喷头3005固定在喷头安装架3004上且与晶格玻璃3003相对应，打印喷头3005用于将打印材料挤出到晶格玻璃3003上。当然，本实施例中，所述打印输出部还包括耗材盘3006和丝料架3007。丝料架3007安装在安装框架上，具体的，丝料架3007安装在一侧的竖直框柱1002上。所述丝料架3007内部转动设置有两根位于同一水平面的相互平行的转轴3900，所述耗材盘3006放置在两根转轴3900之间。所述耗材盘3006开设有缠绕耗材的槽口。耗材在打印喷头3005的拉动下可以带动耗材盘3006在丝料架3007上滚动。
请结合图4和图5，本实施例中，所述打印喷头3005包括步进电机3400、挤盘3500、挤出头3600、直流电机3700和散热风扇3800。所述步进电机3400安装在喷头安装架3004预设的放置槽内。所述放置槽底部开设有用于挤出头3600从中伸出的通孔。所述挤盘3500安装在步进电机3400输出端，其用于将丝料不断向挤出头3600挤压，拉动丝料不断进入打印喷头3005。散热风扇3800安装在直流电机3700输出端，用于在打印过程中进行散热以防止温度过高烧坏元件。
本实施例中，所述打印组件3还可以包括温度检测组件。所述温度检测组件包括喷头温度传感器和热床温度传感器。喷头温度传感器和热床温度传感器用于分别反馈所述打印喷头3005和所述热床3002的实时温度，并判断所述打印喷头3005和所述热床3002的实时温度是否处于预设的温度控制范围内。在所述热床3002实时温度大于所述预设温度上限时，所述控制器便停止对其的加热。在打印喷头3005的温度大于所述预设温度上限时会自动启动直流电机3700进行散热使得打印喷头3005迅速降温达到预设的打印温度内。在所述打印喷头3005和所述热床3002的实时温度低于所述预设温度下限时，所述控制器便进行加热。
相较于现有的3D打印装置，本发明的六自由度3D打印装置具有以下有益效果：
1、该六自由度3D打印装置，通过六自由度移动平台机械臂托举晶格玻璃，利用机械臂的六个自由度在打印过程中对晶格玻璃的位置方向进行实时调整，改进打印材料的堆叠方向，避免了打印过程中模型悬空部分的出现，极大的改善了成型件的表面质量。同时，机械臂的运动范围较大，运动更加灵活，由机械臂控制晶格玻璃的位姿来堆叠打印材料相较于的普通的3D打印机可以获得更大的打印范围，从而实现打印体积更大的打印件。
2、该六自由度3D打印装置，通过角度传感器将伺服电机旋转的角度实时的传输回控制器，这样控制器就能够随时感知机械臂的实际运动轨迹和空间位姿，通过与计算所得的位置信息进行比对，获得位置偏差信息，为伺服电机的进一步转动提供依据，并可以完成对位置的修正。温度传感器分别将热床温度和打印喷头温度传输到控制器中，通过与系统中的预设温度控制范围进行比对，自动控制加热、散热开关，将热床与打印喷头的温度一直控制在最合适的预设温度内，使得作业的自动化和精确性大大提高，进一步改善了成型件的表面质量。在整个操作的过程中，由于没有人工对打印平台的位置和打印喷头的温度进行校准，这样可以节约人工校准的时间，提高3D打印装置的工作效率，进而进一步提高3D打印装置的智能化程度。
3、该六自由度3D打印装置，采用六自由度移动平台和打印组件协调控制的方式，保证六自由度移动平台的移动方式与打印喷头挤出速率相匹配，实现同一层中各处打印厚度不同的效果，使得材料以理想的方式进行堆叠，避免了打印过程中模型悬空部分的出现，最终实现无支撑3D打印，节约了打印材料提升了打印效率，还极大的改善了成型件的表面质量。
实施例2
请参阅图6和图7，图6中，H为边缘计算控制器模块，J为上位机模块，K为网络连接，L为数据线连接。本实施例公开了一种控制方法，其应用于实施例1所述的六自由度3D打印装置中。所述控制方法包括以下步骤：
步骤S1：将边缘计算控制器模块，12V直流开关电源，A4988步进电机驱动模块，双路继电器，热床，喷嘴，风扇，100K电阻和温敏电阻组成打印组件控制电路，温敏电阻安置于喷头末端和热床背面。该电路实现的主要功能有检测温度、热床加热、喷嘴加热、驱动风扇散热以及控制喷头挤出熔融状态的丝材。
步骤S2：将搭载Linux系统的上位机模块、控制器和边缘计算控制器模块连接，连接方式不限于局域网连接，网线连接以及串口连接等。并且配置好上位机模块的运行环境，需安装有ROS系统，配置好Moveit、ros_control和ros_bridge_arduino功能包，且能通过网络传输或者存储媒介(不限于U盘等)实现文件的传输。
步骤S3：采用切片软件对模型进行切片处理，并将各个打印参数(包括热床温度，喷头温度，打印时间，打印速度层级以及运动至各点处平台的工件坐标和物料挤出量的参数等全局参数)输入至给Moveit模块进行运动规划。
步骤S4：将运动模拟完成后的数据及参数输入到上位机模块，所述上位机模块通过边缘计算控制器模块和所述控制器进行3D打印工作。
具体的，所述搭建打印组件控制电路包括以下步骤：
将220V交流电变为12V直流电作为步进电机的驱动源。
将继电器A路与喷头的加热端口和主板引脚Y5相连，继电器B路与热床的加热端口和主板引脚Y7相连，在喷头处设置温敏电阻Re并将温敏电阻Re和100K恒定电阻R1串联，在热床处设置温敏电阻Rb并将温敏电阻Rb和100K欧姆R2恒定电阻串联。
根据公式分别计算喷头的温度Te和热床的温度Tb。具体公式如下
Figure BDA0003093790570000101
Figure BDA0003093790570000102
上式中：Te为喷头温度，ue为喷头温敏电阻两端电压，Tb为热床温度，ub为热床两端电压。
将Te和Tb与预定值做比较判断，根据判断结果控制引脚Y5和Y7的高低电平，利用间歇性加热方法实现恒温控制；
Figure BDA0003093790570000103
Figure BDA0003093790570000104
上式中：HIGH为高电平，LOW为低电平，Tse为设定的喷头温度，Tsb为设定的热床温度。
具体的，在3D打印工作前，先标定六自由度移动平台的原点位置，每次工作前先进行回零操作。所述六自由度移动平台回零操作含下列步骤：
使用水平仪等观察平台的水平，用示教的方式将六自由度移动平台末端移动到预定的原点位置，记录下当前的机械臂关节空间坐标。
连接控制器和上位机模块，使用ROS里rviz功能包实时仿真机械臂所处位置，先进行仿真回零，只显示运动轨但不驱动机械臂移动，再进行真机回零操作，控制平台移动到既定位置，先模拟后执行是为了避免发生碰撞。
在上述过程中，回归原位的程序逻辑为，将六关节值依次与原位的关节参数做比较求出变化量Δθi，i＝1，2，3，4，5，6依次驱动单关节转动Δθi，最后实现归零位操作。
具体的，步骤S4中，上位机模块读取参数数据时包括以下步骤：
用ROS里ros_arduino_bridege包与边缘计算控制器模块实现串口通信。
温度数据传输是通过ROS里话题发布与接收通信机制实现的，将边缘计算控制器模块上读取并处理得到的温度参数通过串口传输至ROS控制中心，上位机模块上节点接收该话题信息并打印出来。
步骤S63：温度控制引脚Y5和Y7是通过ROS里服务订阅通信机制实现的，将边缘计算控制器模块申明为服务者节点，利用上位机建立节点订阅边缘计算控制器模块服务节点，使边缘计算控制器模块得到相应控制相关引脚。
具体的，步骤S3中，利用Moveit控制六自由度移动平台以及控制物料挤出速度的模拟过程包含以下步骤：
根据实际六自由度移动平台结构，利用XML语言编写六自由度移动平台的模型描述文件，定义连杆大小，关节连接关系和关节坐标变换矩阵。
利用ROS系统下的Moveit初始化功能包(Moveit Setup Assistant Tool)调用所创建的六自由度移动平台描述模型，创建关节组，分为手臂组(arm group)和末端执行组(gripper goup)两部分，设置其运动学求解器为KDL Kinematics Plugin，默认运动算法规划库为OMPL。
利用ros_control配置控制器，根据需要选择位置控制器，速度控制器，加速度控制器。
读取数据文件，数据信息中控制平台移动的信息由六个变量组成，分别为沿x，y，z坐标方向的平动和绕x，y，z轴方向的转动，将相应变量输入到Moveit里的Cartesian笛卡尔运动规划中实现连续运动。
六自由度平台位姿连续变化时，每个位姿信息都对应一个挤出物料速度参数，将此参数通过上位机建立节点订阅边缘计算控制器模块服务节点，调整边缘计算控制器模块输出脉冲的占空比。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种六自由度3D打印装置，其包括支架(1)，所述支架(1)包括底座框架(1001)以及固定在底座框架(1001)上的安装框架；其特征在于，还包括：
六自由度移动平台(2)，其一端固定安装在底座框架(1001)上；
打印组件(3)，其包括：
打印支撑部，其安装在所述六自由度移动平台(2)相对底座框架(1001)的另一端；所述打印支撑部包括：
转接头(3001)，其安装在六自由度移动平台(2)远离底座框架(1001)一端；
热床(3002)，其安装在转接头(3001)上；以及
晶格玻璃(3003)，其安装在热床(3002)上，用于支撑打印成型件；以及
打印输出部，其安装在安装框架上且与打印支撑部相配合，所述打印输出部包括：
喷头安装架(3004)，其安装在安装在安装框架上；
打印喷头(3005)，其安装在喷头安装架(3004)上且与晶格玻璃(3003)相对应，所述打印喷头(3005)用于输出打印材料；以及
控制器，其用于协调控制六自由度移动平台(2)和打印组件(3)进行3D打印工作。
2.如权利要求1所述的六自由度3D打印装置，其特征在于：所述打印输出部还包括耗材盘(3006)和丝料架(3007)，丝料架(3007)安装在安装框架上且内部转动设置有两根位于同一水平面的相互平行的转轴(3900)，所述耗材盘(3006)放置在两根转轴(3900)之间，所述耗材盘(3006)开设有缠绕耗材的槽口。
3.如权利要求1所述的六自由度3D打印装置，其特征在于：所述打印喷头(3005)包括步进电机(3400)、挤盘(3500)、挤出头(3600)、直流电机(3700)和散热风扇(3800)，所述步进电机(3400)安装在喷头安装架(3004)预设的放置槽内，所述放置槽底部开设有用于挤出头(3600)从中伸出的通孔，所述挤盘(3500)安装在步进电机(3400)输出端，其用于将丝料不断向挤出头(3600)挤压，拉动丝料不断进入打印喷头(3005)，散热风扇(3800)安装在直流电机(3700)输出端，用于在打印过程中进行散热以防止温度过高烧坏元件。
4.如权利要求1所述的六自由度3D打印装置，其特征在于：所述打印组件(3)还包括温度检测组件，所述温度检测组件包括喷头温度传感器和热床温度传感器，其用于分别反馈所述打印喷头(3005)和所述热床(3002)的实时温度，并判断所述打印喷头(3005)和所述热床(3002)的实时温度是否处于预设的温度控制范围内。
5.如权利要求1所述的六自由度3D打印装置，其特征在于：所述底座框架(1001)设置为中空结构，所述中空结构用于放置控制器；
所述安装框架包括两根竖直框柱(1002)和一根水平框柱(1003)，两根竖直框柱(1002)对称安装在底座框架(1001)两侧，水平框柱(1003)两端分别固定在两根竖直框柱(1002)上。
6.如权利要求1所述的六自由度3D打印装置，其特征在于：所述热床(3002)与转接头(3001)之间安装有调节装置，所述调节装置包括调节螺钉(3100)、调节螺母(3200)和压缩弹簧(3300)，所述调节螺钉(3100)一端安装在转接头(3001)上，且另一端穿过热床(3002)的四个角后分别与设在热床(3002)上的一一对应的调节螺母(3200)相连，所述压缩弹簧(3300)套在调节螺钉(3100)上，所述调节装置用于调节热床(3002)四角的高度以保证热床(3002)在3D打印开始时处以水平状态。
7.如权利要求1所述的六自由度3D打印装置，其特征在于：所述六自由度移动平台(2)的各关节中设置有报警系统和检测系统，所述检测系统包括角度传感器和力传感器，所述角度传感器用于检测在3D打印工作过程中各关节中内的伺服电机转轴转过的角度；所述力传感器用于检测在3D打印工作过程中各关节内的伺服电机转轴转动时机械臂所受力；所述报警系统用于在所述角度传感器检测出的角度超出预设角度或者所述力传感器检测出的力超出预设力时，发出警报信息。
8.一种控制方法，其应用于如权利要求1-7任一所述的六自由度3D打印装置中，其特征在于：包括以下步骤：
搭建打印组件控制电路；
将控制器与上位机模块以及边缘计算控制器模块连接；
对模型进行切片处理，将切片处理后的数据以及各个打印参数输入到模拟程序中进行运动模拟；
将运动模拟完成后的数据及参数输入到上位机模块，所述上位机模块通过边缘计算控制器模块和所述控制器进行3D打印工作。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述搭建打印组件控制电路包括以下步骤：
将220V交流电变为12V直流电作为步进电机的驱动源；
将继电器A路与喷头的加热端口和主板引脚Y5相连，继电器B路与热床的加热端口和主板引脚Y7相连，在喷头处设置温敏电阻Re并将温敏电阻Re和100K恒定电阻R1串联，在热床处设置温敏电阻Rb并将温敏电阻Rb和100K欧姆R2恒定电阻串联；
根据公式分别计算喷头的温度Te和热床的温度Tb；
将Te和Tb与预定值做比较判断，根据判断结果控制引脚Y5和Y7的高低电平，利用间歇性加热方法实现恒温控制；
Figure FDA0003093790560000031
Figure FDA0003093790560000041
上式中：HIGH为高电平，LOW为低电平，Tse为设定的喷头温度，Tsb为设定的热床温度。
10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述控制器、上位机模块以及边缘计算控制器模块通过网线连接。
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