CN116135522A - 3d打印的控制方法、可读存储介质及三维打印机 - Google Patents

3d打印的控制方法、可读存储介质及三维打印机 Download PDF

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CN116135522A CN202111354891.7A CN202111354891A CN116135522A CN 116135522 A CN116135522 A CN 116135522A CN 202111354891 A CN202111354891 A CN 202111354891A CN 116135522 A CN116135522 A CN 116135522A
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Abstract

本申请公开了3D打印的控制方法、可读存储介质及三维打印机，其方法包括：获取下一次打印点的目标坐标信息；根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划；根据路径规划结果，控制所述打印头在第一轴和第二轴移动，并控制所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴移动，其中，所述打印头和所述打印平台在所述第一轴的移动方向为相向移动，所述打印头和所述打印平台在所述第二轴的移动方向为相向移动。本申请通过坐标点的方式规划路径简单易行，能快速进行路径规划，减少3D打印机的计算量，提高打印机的运行速度，且在保障打印精度的同时，极大程度上提升了打印速度、缩短了打印时间，提高了打印效率。

Description

3D打印的控制方法、可读存储介质及三维打印机
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印的控制方法、可读存储介质及三维打印机。
背景技术
在3D打印过程中，打印机的打印头相对于打印平台移动，并挤出耗材，耗材堆叠在打印平台上，形成打印模型。整个打印过程是一层一层进行的，在一层模型打印完成后，打印头相对于打印平台竖直移动，进行下一层模型的打印，从而完成整个打印模型的打印。
现有技术中，在对一层模型进行打印时，打印头通常可以沿着设定坐标的两个轴运动，而打印平台通常是不能移动或者只能沿着某一设定方向移动，这导致了打印速度慢、打印效率低下等问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本申请实施例提供了一种3D打印的控制方法、可读存储介质及三维打印机，以克服或部分克服现有技术中的缺陷。
第一方面，提供了一种3D打印的控制方法，应用于三维打印机，所述三维打印机包括打印头和用于承载打印模型的打印平台，所述方法包括：
获取下一次打印点的目标坐标信息；
根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划；
根据路径规划结果，控制所述打印头在第一轴和第二轴移动，并控制所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴移动，其中，所述打印头和所述打印平台在所述第一轴的移动方向为相向移动，所述打印头和所述打印平台在所述第二轴的移动方向为相向移动。
可选地，所述目标坐标信息包括目标坐标、打印速度；
所述根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划，包括：
根据目标打印点的目标坐标与所述当前打印点的当前坐标，确定本次打印的行程；
根据所述本次打印的行程，确定出所述打印头的第一行程和所述打印平台的第二行程，其中，所述第一行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第二行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第一行程与第二行程的模的和等于所述本次打印的行程的模；
根据所述第一行程，以及所述打印速度，确定所述打印头的第一线性运动参数；
根据所述第二行程，以及所述打印速度，确定所述打印平台的第二线性运动参数；
将所述第一线性运动参数与所述第二线性运动参数作为所述路径规划结果。
可选地，所述根据目标打印点的目标坐标与所述当前打印点的当前坐标，确定本次打印的行程，包括：
确定所述目标坐标与所述当前坐标的矢量差；
将所述矢量差，作为本次打印的行程。
可选地，所述根据所述本次打印的行程，确定出所述打印头的第一行程和所述打印平台的第二行程，包括：
根据预设的分配比例，将所述本次打印的行程分为两部分，将其中一部分作为所述打印头的第一行程，将另外一部分，作为所述打印平台的第二行程。
可选地，所述预设的分配比例为1:1。
可选地，所述根据所述第一行程，以及所述打印速度，确定所述打印头的第一线性运动参数，包括：
根据所述第一行程确定所述打印头分别在第一轴和第二轴的移动方向；
根据所述第一行程，确定所述打印头在所述第一轴和所述第二轴的移动步长；
根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印头的移动时间；
根据所述打印头在所述第一轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印头在所述第二轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第二轴的移动速度；
将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印头在所述第一轴的移动速度，以及所述打印头在所述第二轴的移动速度作为所述第一线性运动参数。
可选地，所述根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划，还包括：
根据预设的所述打印头在第一轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第一轴的移动速度，调整所述打印头在所述第一轴的移动速度；
根据预设的所述打印头在第二轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第二轴的移动速度，调整所述打印头在所述第二轴的移动速度。
可选地，所述根据所述第二行程，以及所述打印速度，确定所述打印平台的第二线性运动参数，包括：
根据所述第二行程确定所述打印平台分别在所述的第一轴和第二轴的移动方向；
根据所述第二行程，确定所述打印平台分别在所述第一轴和所述第二轴的移动步长；
根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印平台的移动时间；
根据所述打印平台在所述第一轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印平台在所述第二轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第二轴的移动速度；
将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印平台在所述第一轴的移动速度，以及所述打印平台在所述第二轴的移动速度作为所述第二线性运动参数。
第二方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读程序，
所述计算机可读程序被处理器执行时实现如前任一所述的方法。
第三方面，提供了一种三维打印机，包括：打印头；用于承载打印模型的打印平台；其中，所述打印头与所述打印平台均可在第一轴和第二轴移动；以及处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被配置成由所述处理器执行，所述计算机可读程序被所述处理器执行时实现如前任一所述的方法。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本申请中，通过坐标点的方式规划路径简单易行，能快速进行路径规划，减少3D打印机的计算量，提高打印机的运行速度，另通过控制打印头和打印平台依据规划的路径在第一轴和第二轴相向移动，从而共同完成打印行程，在保障打印精度的同时，极大程度上提升了打印速度、缩短了打印时间，提高了打印效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1-a示出了根据现有技术的一种三维打印机的结构示意图；
图1-b示出了根据本申请的一个实施例的三维打印机的结构示意图；
图2示出根据本申请的一个实施例的3D打印的控制的流程示意图；
图3示出了根据本申请的一个实施例的一层打印模型的形状示意图；
图4示出了根据本申请的一个实施例的打印头的移动速度曲线；
图5示出了根据本申请的另一个实施例的打印头的移动速度曲线；
图6示出了根据本申请的一个实施例的3D打印的控制装置的结构示意图；
图7为本申请实施例中一种三维打印机的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1-a示出了根据现有技术的一种三维打印机的结构示意图，图1-b示出了根据本申请的一个实施例的三维打印机的结构示意图。图1-a示出的三维打印机100包含打印头110以及用于承载打印模型的打印平台120，将打印机设置在如图所示的空间直角坐标系OXYZ中。图1-a示出的三维打印机100的打印头110可以同时沿空间直角坐标系OXYZ的X轴和Y轴同时移动，即打印头110可以沿着矢量AB的方向(或反方向)移动，而打印平台120有两种，一种是在水平方向不能移动，只能沿着Z轴上下移动；另一种，是可以在水平方向只能沿着空间直角坐标系OXYZ的Y轴移动(当然也是可以沿着Z轴上下移动)。
可以理解，本申请中，以空间直角坐标系OXYZ进行举例说明，OXYZ也可以不是直角坐标系，即各个轴之间不垂直，也落入本申请的保护范围内。
图1-b示出的三维打印机100-1包含打印头110-1以及用于承载打印模型的打印平台120-1，也将打印机设置在如图所示的空间直接坐标系OXYZ中。其中，打印头110-1可以同时沿空间直角坐标系OXYZ的X轴和Y轴同时移动，而打印平台120-1能沿着空间直接坐标系OXYZ的X轴和Y轴同时移动，同时，打印平台120-1还能沿着空间直接坐标系OXYZ的Z轴移动。可以理解，也可以使打印头110-1沿空间直接坐标系OXYZ的Z轴移动，能使打印头110-1和打印平台120-1在Z轴方向相互远离即可。
以图1-a所示的三维打印机为例，在进行打印时，打印头110在打印平台上方移动，并边移动边挤出耗材，耗材堆叠在一起形成打印模型。比如打一个环状模型，在打印过程中，并不是直接打印曲线，而是将环状模型分散为若干个打印点，每个打印点之间的距离非常小，打印时，打印头按照打印点的顺序移动，完成打印。需要说明的是，打印头相临打印点之间的行程是直线的。可以理解，多个距离足够小的线段，即可组成1个圆，让用户感觉不出来圆是由线段组成的。
以打印头从图1中的A点移动到B点的过程为例，在现有技术中，图1-a中所示的打印头110可以沿X轴和Y轴同时移动，也就是说，打印头110能够沿着矢量BA的方向移动；而打印平台120是不能移动的，这种打印方式，打印速度缓慢，打印效率低下。
本申请针对上述现有技术中的问题，提出了一种的3D打印的控制方法，并对三维打印机进行了改进，得到了如图1-b所示的三维打印机100-1，其打印头110可以在X轴和Y轴同时移动，另打印平台120-1不仅可以移动，而且可以在X轴和Y轴同时移动，即也可以沿着矢量BA的方向移动(即矢量AB的反方向)，从而显著提高了打印速度。
图2示出根据本申请的一个实施例的3D打印的控制的流程示意图，从图2所示的方法可以看出，本申请至少包括S210～S230：
S210：获取下一次打印点的目标坐标信息。
本申请的方法应用于图1-b所示的三维打印机，与图1-a所示的打印机的不同之处在于，图1-b中的打印机的打印平台可以在设置坐标系的第一轴和第二轴同时移动。
获取下一次打印点的目标坐标信息时，可以是从模型切片文件中获取，或者从与三维打印机连接的智能终端或云端，如电脑、手机、云服务器等终端或云端获取目标坐标信息。
3D打印是以3D模型为基础的，该3D模型可以采用现有技术中的任意的建模软件实现，如CAD、BIM等，对于建模过程可以人为实现，对3D模型建立完毕后，可以将其保存为目标格式的文件，如“.stl”格式的文件，以确保兼容性。
在对打印模型进行打印的实际操作过程中，并不是一下将所有的耗材都释放出来，通常是将打印模型分割成一层一层的，逐层进行打印，在对一层模型打印完毕后，打印头相对于打印平台竖直移动，以进行下一层模型的打印，当所有层被打印完毕后，整个打印模型完成。
为了实现逐层打印的目的，需要将3D模型进行切片，形成模型切片文件如Gcode格式的文件，在打印过程中，读取模型切片文件，从底层向上层，逐层打印。需要说明的是，3D模型的建立，以及模型切片文件的形成都是进行3D打印时人工事先做的准备工作。
在模型切片文件中，包含打印模型涉及的各个打印点信息，以图3示出了根据本申请的一个实施例的一层打印模型的俯视图为例，从图3中可以看出，从图3可以看出，该层打印模型为一个不规则四边形，由4个打印点组成，分别为打印点a、打印点b、打印点c和打印点d。如要实现打印点a到打印点b之间的打印模型，打印头和打印平台共同完成打印点a到打印点b之间的行程，即完成了打印，即等于完成了当前打印点的打印工作，需要说明的是，在本申请中，当前打印点可以理解为打印头和打印平台已经完成的坐标点，或即将移动完成的坐标点，下一打印点为即将移动完成的坐标点，即将移动完成的坐标点，如打印头处于a与b之间，正在从a移动到b的过程中，而可b可以作为当前打印点，为了不打印停顿，可以提前读取下一次打印点的目标坐标信息，如c点的目标坐标信息。
假设当前已经完成了打印点a到打印点b之间模型的打印，即将进行打印点b到打印点c之间模型的打印，首先，需要确定下一次打印点，即打印点c的目标坐标信息。
在本申请的一些实施例中，仍然以图1示出的空间直角坐标系OXYZ,打印点c的目标坐标信息包括但不限于X1Y1Z1的值，如还可以包括E1F1,其中，X1Y1Z1表示一个坐标值，E1代表挤出机的挤出耗材的速度，F1代表打印速度。
S220：根据目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划。
承上，当前打印点b的当前坐标信息至少包括但不限于一个坐标值，这里记为X2Y2Z2。
根据目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，即打印点c与打印点b的坐标信息，进行路径规划，路径规划规划包括但不限于根据分别确定打印头，以及打印平台的移动行程、加速度、减速度、最大加速度、回抽加速度、运动方向、风扇速度、文件偏移、每个轴的运动步长等信息中的一项或几项，需要说明的是，上述参数不是每一项都是必须的，在进行路径规划的时候，可根据实际工况计算即可。
S230：根据路径规划结果，控制打印头在第一轴和第二轴移动，并控制打印平台在所述第一轴和所述第二轴移动，其中，打印头和打印平台在第一轴的移动方向为相向移动，打印头和打印平台在所述第二轴的移动方向为相向移动。
其中，第一轴，可以是三维打印机的x轴向的导轨，第二轴可以是三维打印机的y轴向导轨，本申请不作限定。
上述的“打印头分别在第一轴和第二轴移动”表示打印头可以同时在第一轴和第二轴移动，也就是第一轴和第二轴的坐标信息形成的矢量方向移动；“打印平台在第一轴和所述第二轴移动”表示打印平台可以同时在第一轴和第二轴移动，也就是第一轴和第二轴的坐标信息形成的矢量方向移动；且打印头和打印平台是相向移动的。
需要说明的是，打印头和打印平台可能处于同一平面也可以不处于同一平面，实际应用场景中，大多数情况不处于同一平面，这种情况下，打印头和打印平台在各自所处的水平面移动。上述的“相向移动”是指打印头和打印平台的移动方向相反，从第三视角看，二者是往相互靠近的方向移动，以图3中，要进行打印点b到打印点c之间的模型为例，打印头沿着矢量bc移动，同时，打印平台沿着矢量cb移动，从而实现打印点b到打印点c之间的模型。可以理解，若一个平面打完完成，除了第一轴、第二轴方向的移动，还会进行第三轴方向的移动，第一轴、第二轴方向的移动与前述一致，本申请不再进一步说明。
依次上述步骤，循环执行，就完成了整个打印模型的打印工作。
由图2所示的方法可以看出，本申请中，通过坐标点的方式规划路径简单易行，能快速进行路径规划，减少3D打印机的计算量，提高打印机的运行速度，另通过控制打印头和打印平台依据规划的路径分别在第一轴和第二轴相向移动，从而共同完成打印行程，在保障打印精度的同时，极大程度上提升了打印速度、缩短了打印时间，提高了打印效率。
在本申请中，所述目标坐标信息可以包括目标坐标、打印速度；所述根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划，包括：
S221：根据目标打印点的目标坐标与所述当前打印点的当前坐标，确定本次打印的行程；
S222：根据所述本次打印的行程，确定出所述打印头的第一行程和所述打印平台的第二行程，其中，所述第一行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第二行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第一行程与第二行程的模的和等于所述本次打印的行程；
S223：根据所述第一行程，以及所述打印速度，确定所述打印头的第一线性运动参数；
S224：根据所述第二行程，以及所述打印速度，确定所述打印平台的第二线性运动参数；
S225：将所述第一线性运动参数与所述第二线性运动参数作为所述路径规划结果。
在S221中，仍然以打印图3中的打印点b到打印点c之间的模型为例，在进行路径规划过程中，首先确定打印头和打印平台需要移动的总行程，具体的，在本申请的一些实施例中，可以根据打印点b和打印点c的坐标确定，打印点c的坐标为目标坐标，打印点b的坐标为当前坐标，确定目标坐标与当前坐标的矢量差；将该矢量差，作为本次打印的总行程，即将打印点c与打印点b形成的矢量cb，作为行程。
在S222中，然后根据总行程确定出打印头的行程和打印平台的行程，分别记为第一行程和第二行程，且需要注意的是，第一行程的模与第二行程的模的和等于本次打印的总行程的模。请参考图3，在以打印点b和打印点c之间的中点e为分割点，矢量eb为打印头的第一行程，矢量ec为打印平台的第二行程，矢量eb的模与矢量ec的模的和，等于总行程矢量cb的模。
在本申请中，在对总行程进行分割时，可以根据预设的分配比例进行分割，将其中一部分作为打印头的第一行程，将另外一部分，作为打印平台的第二行程；具体比例不作限定，如50％-50％，即预设的分配比例可以为1:1，即将总行程的长度的50％作为第一行程分配给打印头，将余下的50％分配给打印平台；又如预设的分配比例为40％-60％，即将总行程的长度的40％作为第一行程分配给打印头，将余下的60％分配给打印平台。这个比例可以根据打印头和打印平台的速度、加速递、减速度等因素确定。在分配比例为1:1时，打印头和打印平台之间的行程容易计算，且速度相等，运行更加稳定，从而提高了打印精度。
在获得第一行程和第二行程后，还需要将第一行程和第二行程分解到两个坐标轴的方向，即将第一行程分解在第一轴的方向的行程和在第二轴方向的行程；将第二行程也分解在第一轴的方向的行程和第二轴方向的行程。具体过程，根据矢量的分解方法即可确定，不再赘述。表示第一行程和第二行程矢量的方向也就是打印头和打印平台的运动方向，可以设定正数代表正方向，负数代表负方向。以第一行程分解在X轴为例，经过分解可以得到第一行程在X轴的方向和路程，其中，方向可以是X轴的正方向或反方向，也可以是平行于X轴的正方向或反方向。
另外，需要说明的是，在分解时，某个轴的分量可能为零，以图3中，打印点a和打印点b之间的行程为例，在对其进行分解时，假设第一轴为图中X轴，第二轴为Y轴，打印点a和打印点b之间的行程在Y轴的分量为零。即根据路径规划结果，控制打印头在第一轴和第二轴移动，并控制打印平台在第一轴和第二轴移动时，可以是控制打印头在第一轴移动，并控制打印平台在第一轴移动，或控制打印头在第二轴移动，并控制打印平台在第二轴移动。
在S225中，根据分配第一行程和第二行程进行路径规划，分别得到打印头的的第一线性运动参数与打印平台的第二线性运动参数，将这些参数作为路径规划结果，分别用来控制打印头和打印平台相向运动，从而完成打印。
更加具体的，在本申请中，线性运动参数包括但不限于移动方向、步长、移动时间、移动速度等等。
对于这些参数可以但不限于依据下述方法进行确定，即根据所述第一行程，以及所述打印速度，确定所述打印头的第一线性运动参数S223，包括：
S2231：根据所述第一行程确定所述打印头在第一轴和第二轴的移动方向；
S2232：根据所述第一行程，确定所述打印头在所述第一轴和所述第二轴的移动步长；
S2233：根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印头的移动时间。
S2234：根据所述打印头在所述第一轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印头在所述第二轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第二轴的移动速度。
S2235：将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印头在所述第一轴的移动速度，以及所述打印头在所述第二轴的移动速度作为所述第一线性运动参数。
其中，在S2231中，根据所述第一行程确定所述打印头在第一轴和第二轴的移动方向。
第一行程被分解为在第一轴方向的行程和在第二轴方向的行程，以进行打印点b到打印点c之间的模型、第一轴为空间直角坐标系OXYZ的X轴为例，即打印点c为目标打印点，打印点b为当前打印点，假设目标坐标为X1Y1Z1，当前坐标为X2Y2Z2，50％的本次打印的总行程为打印头的第一行程，确定第一行程的终点为打印点e，其坐标为X3Y3Z3，其中，坐标X3Y3Z3为目标坐标为X1Y1Z1和当前坐标为X2Y2Z2的中点，进一步可以确定，打印头在第一轴方向的行程为矢量X1 X3，打印头在第一轴方向的行程的路程为矢量X1 X3的模，移动方向可以根据矢量X1 X3的正负确定，比如设定正数为正方向，负数为负方向，从而可以确定出打印头在第一轴方向的行程的移动方向。打印头在第二轴方向的正负和第一轴方法相同，此处不再进一步说明。
在S2232中，根据所述第一行程，确定所述打印头在所述第一轴和所述第二轴的移动步长。具体的，确定打印头在X轴的移动步长，移动步长＝第一行程在X轴的分量的绝对值*移动1mm所需要的脉冲数(发送1个脉冲电机就转1步)。
在S2233中，根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印头的移动时间。
具体的，可采用下述公式进行确定：t＝s1/v，其中，t为打印头的移动时间，s1为本次打印的行程的路程，在本实施例中为打印点e到打印点b的距离，v为打印速度F1。
在S2234中，根据所述打印头在所述第一轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印头在所述第二轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第二轴的移动速度。
以根据所述打印头在所述第一轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第一轴的移动速度为例，具体可以根据下述计算公式经计算得到：v＝s2/t，其中，s2为打印头在所述第一轴的步长，t为前述计算得到的打印头的移动时间。打印头所述第二轴的移动速度，与打印头在第一轴的移动速度计算方法一致，此处不再进一步说明。
可以理解，这个移动速度也是理想情况下的移动速度。
将上述参数作为基本参数，即可控制打印头移动，从而完成模型的打印工作。
在多数情况下，打印头完成一个前一阶段的打印工作后，都会将速度降低到0，然后进行当前阶段的打印工作，请再参考图3，以打印头为例，当其完成打印点a到打印点b这一阶段的打印工作后，打印头的速度会降低至0，理想情况下，打印头从速度为零，然后根据打印点b到打印点c这一阶段的打印速度加速，到达打印速度(打印速度为最大速度)后，停止加速，然后维持匀速一段时间，再减速，当到达打印点c后，再将速度降低到0，然后退出当前阶段打印，准备进入下一阶段的打印速度。因此在这个过程中，打印头的整体运动可以依次分为多个阶段的线性运动，依次包括但不限匀加速运动、匀速运动以及匀减速运动，这种情况下，打印头的速度如图4中的曲线所示，从图4中可以看出，打印头的速度曲线呈一“梯形”。需要说明的是，上述情况是比较理想的情况，如果行程较短，打印头可能只经历加速运动和减速运动，即打印头加速到某一速度后，不经历匀速运动过程，即开始减速运动，这种情况下，打印头的速度曲线如图5所示，从图5中可以看出，打印头的速度曲线呈一“三角形”。上述只是打印头运动的多种情况中的两种，实际情况较为复杂，这里只是示例性的说明，便于理解本申请。
以图4中的速度曲线为例，这种情况下以规划打印头在第一轴方向的路径为例，在确定路程、移动方向和步长后，还需要计算打印头的加速度、减速度、以及速度等，具体的方法，可以将整个路程分为三部分，如采用均分方式，其中，第一部分为匀加速运动，打印头的初始速度为零，终止速度为前述的打印速度F1，从而计算出加速度；第二部分为匀速运动，即以打印速度完成这部分的路程；第三部分为匀减速运动，在第三部分的路程与第一部分的路程相等的情况下，减速度与第一部分的加速度大小相等，上述参数均可以通过现有的路程、时间、速度等相关参数的线性运动公式计算获得，不再赘述。这里的“梯形”速度在某些情况下，也可以作为一种限制条件，以保障打印的稳定性，比如要求规划出的路径的速度不能大于该图形中相应的速度，以减少打印的抖动等。
对于打印平台的运动参数的确定方法，与打印头一致，只是需要注意二者的运动方向是相反的，大体可参考下述流程，不再详细赘述。在上述方法中，在S224中，包括：
S2241：根据所述第二行程确定所述打印平台在第一轴和第二轴的移动方向。
S2242：根据所述第二行程，确定所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴的移动步长。
S2243：根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印平台的移动时间；
S2244：根据所述打印平台在所述第一轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印平台在所述第二轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第二轴的移动速度；
S2245：将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印平台在所述第一轴的移动速度，以及所述打印平台在所述第二轴的移动速度作为所述第二线性运动参数。
在本申请中，没有将全部参数详尽说明，可以根据想要达到的打印效果设置打印头的运动情况，并依据运动情况，对所需要的运动参数进行确定。对于具体的确定方法本申请不作限定。
在本申请中，所述根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划S220，还包括：
S226：根据预设的所述打印头在第一轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第一轴的移动速度，调整所述打印头在所述第一轴的移动速度。
S227：根据预设的所述打印头在第二轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第二轴的移动速度，调整所述打印头在所述第二轴的移动速度。
如前所述，在一般情况下，打印头在完成一个阶段的打印工作后，其速度都会降低为零，等进入到下一打印阶段时，再次从零加速到设置的速度，这种方法极大程度上增加了打印时间，消耗电力等打印能源，最重要的是，这种打印方式，造成打印点之间速度波动较大，平稳性很差，当打印方向改变时，会对各个轴造成速度波动，造成打印精度较低。因此在本申请中，对这种打印方式进行改进。
具体的，本申请提供了下述方法，可克服上述缺陷，可以先设定一个合理的退出速度阈值，在打印头每次完成打印进行减速时，其速度都不低于该预设的退出速度阈值，将打印头降低到的速度记为退出速度，在进入下一阶段的打印时，首先获取上一次打印的退出速度，将该退出速度作为本次打印打印头的初始速度，然后依据该初始速度进行路径规划，具体的，可以但不限于根据所述第一行程、所述初始速度、所述打印速度，确定打印头的加速度、减速度、各时间点的移动速度等。
在路程确定后，路程两端的速度确定，路程的时间确定，即可合理规划不同时间点或者位置的移动速度，以使打印头能在规定的时间内走完对应的路程。
图6示出了根据本申请的一个实施例中的3D打印的控制装置，该装置应用于三维打印机，所述三维打印机包括打印头和用于承载打印模型的打印平台，该装置600包括：
读取单元610，用于获取下一次打印点的目标坐标信息；
规划单元620，用于根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划；
控制单元630，用于根据路径规划结果，控制所述打印头在第一轴和第二轴移动，并控制所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴移动，其中，所述打印头和所述打印平台在所述第一轴的移动方向为相向移动，所述打印头和所述打印平台在所述第二轴的移动方向为相向移动。
在本申请的一些实施例中，在上述装置中，所述目标坐标信息包括目标坐标、打印速度；规划单元620，用于根据目标打印点的目标坐标与所述当前打印点的当前坐标，确定本次打印的行程；根据所述本次打印的行程，确定出所述打印头的第一行程和所述打印平台的第二行程，其中，所述第一行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第二行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第一行程与第二行程的模的和等于所述本次打印的行程的模；根据所述第一行程，以及所述打印速度，确定所述打印头的第一线性运动参数；根据所述第二行程，以及所述打印速度，确定所述打印平台的第二线性运动参数；以及用于将所述第一线性运动参数与所述第二线性运动参数作为所述路径规划结果。
在本申请的一些实施例中，在上述装置中，规划单元620，用于确定所述目标坐标与所述当前坐标的矢量差；将所述矢量差，作为本次打印的行程。
在本申请的一些实施例中，在上述装置中，规划单元620，用于根据预设的分配比例，将所述本次打印的行程分为两部分，将其中一部分作为所述打印头的第一行程，将另外一部分，作为所述打印平台的第二行程；所述预设的分配比例为1:1。
在本申请的一些实施例中，在上述装置中，规划单元620，用于根据所述第一行程确定所述打印头在第一轴和第二轴的移动方向；根据所述第一行程，确定所述打印头分别在所述第一轴和所述第二轴的移动步长；根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印头的移动时间；根据所述打印头在所述第一轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印头在所述第二轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第二轴的移动速度；以及将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印头在所述第一轴的移动速度，以及所述打印头在所述第二轴的移动速度作为所述第一线性运动参数。
在本申请的一些实施例中，在上述装置中，规划单元620，还用于根据预设的所述打印头在第一轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第一轴的移动速度，调整所述打印头在所述第一轴的移动速度；根据预设的所述打印头在第二轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第二轴的移动速度，调整所述打印头在所述第二轴的移动速度。
在本申请的一些实施例中，在上述装置中，规划单元620，用于根据所述第二行程确定所述打印平台在第一轴和第二轴的移动方向；根据所述第二行程，确定所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴的移动步长；根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印平台的移动时间；根据所述打印平台在所述第一轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印平台在所述第二轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第二轴的移动速度；以及将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印平台在所述第一轴的移动速度，以及所述打印平台在所述第二轴的移动速度作为所述第二线性运动参数。
需要说明的是，上述的3D打印的控制装置可一一实现前述的3D打印的控制方法，在此不再赘述。
图7是本申请的一个实施例三维打印机的结构示意图。请参考图7，在硬件层面，该三维打印机包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该三维打印机还可能包括其他业务所需要的硬件，如还包括打印头；用于承载打印模型的打印平台；其中，打印头与打印平台均可在第一轴和第二轴移动。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成3D打印的控制装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行3D打印的控制方法的操作，如：
获取下一次打印点的目标坐标信息；
根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划；
根据路径规划结果，控制所述打印头在第一轴和第二轴移动，并控制所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴移动，其中，所述打印头和所述打印平台在所述第一轴的移动方向为相向移动，所述打印头和所述打印平台在所述第二轴的移动方向为相向移动。
上述如本申请图6所示实施例揭示的3D打印的控制装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
该三维打印机还可执行图6中3D打印的控制装置执行的方法，并实现3D打印的控制装置在图6所示实施例的功能，本申请实施例在此不再赘述。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的三维打印机执行时，能够使该三维打印机执行图6所示实施例中3D打印的控制装置执行的方法，并具体用于执行3D打印的控制方法的操作，如：
获取下一次打印点的目标坐标信息；
根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划；
根据路径规划结果，控制所述打印头在第一轴和第二轴移动，并控制所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴移动，其中，所述打印头和所述打印平台在所述第一轴的移动方向为相向移动，所述打印头和所述打印平台在所述第二轴的移动方向为相向移动。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，三维打印机包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被三维打印机访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印的控制方法，其特征在于，应用于三维打印机，所述三维打印机包括打印头和用于承载打印模型的打印平台，所述方法包括：
获取下一次打印点的目标坐标信息；
根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划；
根据路径规划结果，控制所述打印头在第一轴和第二轴移动，并控制所述打印平台在所述第一轴和所述第二轴移动，其中，所述打印头和所述打印平台在所述第一轴的移动方向为相向移动，所述打印头和所述打印平台在所述第二轴的移动方向为相向移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标坐标信息包括目标坐标、打印速度；
所述根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划，包括：
根据目标打印点的目标坐标与所述当前打印点的当前坐标，确定本次打印的行程；
根据所述本次打印的行程，确定出所述打印头的第一行程和所述打印平台的第二行程，其中，所述第一行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第二行程包括在所述第一轴的方向的行程和所述第二轴方向的行程，所述第一行程与第二行程的模的和等于所述本次打印的行程的模；
根据所述第一行程，以及所述打印速度，确定所述打印头的第一线性运动参数；
根据所述第二行程，以及所述打印速度，确定所述打印平台的第二线性运动参数；
将所述第一线性运动参数与所述第二线性运动参数作为所述路径规划结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据目标打印点的目标坐标与所述当前打印点的当前坐标，确定本次打印的行程，包括：
确定所述目标坐标与所述当前坐标的矢量差；
将所述矢量差，作为本次打印的行程。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述本次打印的行程，确定出所述打印头的第一行程和所述打印平台的第二行程，包括：
根据预设的分配比例，将所述本次打印的行程分为两部分，将其中一部分作为所述打印头的第一行程，将另外一部分，作为所述打印平台的第二行程。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的分配比例为1:1。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一行程，以及所述打印速度，确定所述打印头的第一线性运动参数，包括：
根据所述第一行程确定所述打印头分别在第一轴和第二轴的移动方向；
根据所述第一行程，确定所述打印头在所述第一轴和所述第二轴的移动步长；
根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印头的移动时间；
根据所述打印头在所述第一轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印头在所述第二轴的步长以及所述打印头的移动时间，确定所述打印头在所述第二轴的移动速度；
将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印头在所述第一轴的移动速度，以及所述打印头在所述第二轴的移动速度作为所述第一线性运动参数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标坐标信息与当前打印点的当前坐标信息，进行路径规划，还包括：
根据预设的所述打印头在第一轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第一轴的移动速度，调整所述打印头在所述第一轴的移动速度；
根据预设的所述打印头在第二轴的当前打印点的退出速度、预设的下一次打印点的退出速度以及所述打印头在所述第二轴的移动速度，调整所述打印头在所述第二轴的移动速度。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二行程，以及所述打印速度，确定所述打印平台的第二线性运动参数，包括：
根据所述第二行程确定所述打印平台分别在所述的第一轴和第二轴的移动方向；
根据所述第二行程，确定所述打印平台分别在所述第一轴和所述第二轴的移动步长；
根据所述本次打印的行程，以及所述打印速度，确定打印平台的移动时间；
根据所述打印平台在所述第一轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第一轴的移动速度；并根据所述打印平台在所述第二轴的步长以及所述打印平台的移动时间，确定所述打印平台在所述第二轴的移动速度；
将所述移动方向、所述移动步长、所述移动时间、所述打印平台在所述第一轴的移动速度，以及所述打印平台在所述第二轴的移动速度作为所述第二线性运动参数。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读程序，其特征在于，
所述计算机可读程序被处理器执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。
10.一种三维打印机，其特征在于，包括：
打印头；
用于承载打印模型的打印平台；其中，所述打印头与所述打印平台均可在第一轴和第二轴移动；
以及
处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被配置成由所述处理器执行，所述计算机可读程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的方法。
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