CN117087167A - 一种无轴定位传感器的3d打印机控制方法和装置 - Google Patents

一种无轴定位传感器的3d打印机控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，本发明提供了一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法，包括：发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点；当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点；基于所述第一机械边界、所述第一机械零点、所述第二机械边界和所述第二机械零点，判断3D打印机是否发生机械超限；当确定所述3D打印机未发生机械超限时，控制所述3D打印机进入工作模式。通过发明可以使得3D打印机的控制无需安装各运动轴的定位、限位传感器，减少了线缆数量和配件个数，降低了设备的故障率。

Description

一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法和装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤指一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法和装置。
背景技术
传统FDM 3D打印机回零多用接近开关或光电开关进行位置定位。如图2所示，在高温打印机(腔室温度可达300℃)中这种电子器件会受到高温影响，带来定位误差及器件失效的风险。
此外，各轴2个甚至4个的定位传感器(边缘定位和极限限位)带来了配件和线缆的增多，对设备的生产成本以及稳定性都有负面影响。
最后，为满足重复定位高精度的要求，传感器的安装平面以及感应平面都有平整度、装配距离等工艺要求，装配繁琐，损坏后更换需要重新校准位置，维修售后的成本过高。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术实现的：
在一些实施方式中，本发明提供一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法，包括：
发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点；
当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点；
基于所述第一机械边界、所述第一机械零点、所述第二机械边界和所述第二机械零点，判断3D打印机是否发生机械超限；
当确定所述3D打印机未发生机械超限时，控制所述3D打印机进入工作模式。
在一些实施方式中，所述发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点包括：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第一机械边界碰撞，确定所述第一机械边界；
当确定所述第一机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第一机械零点。
在一些实施方式中，所述当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点，包括：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第二机械边界碰撞，确定所述第二机械边界；
当确定所述第二机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第二机械零点。
在一些实施方式中，还包括：离线设定各运动轴的电机的预设碰撞力矩、预设碰撞速度和各运动轴的长度，具体包括步骤：
根据所述3D打印机的丝杆的长度、导轨的长度、直线电机的长度，确定各运动轴的长度；
根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力；根据所述碰撞最大冲击力和机械碰撞材质，确定最大碰撞速度，所述最大碰撞速度作为预设碰撞速度；
根据所述丝杆的摩擦力系数、所述导轨的摩擦力系数，确定最小碰撞力矩，所述最小碰撞力矩作为所述预设碰撞力矩。
在一些实施方式中，所述根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力，包括：
根据以下公式计算出所述碰撞最大冲击力：
F*s＝0.5*m*v2；
其中，F为碰撞最大冲击力；s为碰撞形变大小；m为负载的质量；v为负载的移动速度。
在一些实施方式中，本发明还提供一种无轴定位传感器的3D打印机控制装置，包括：
第一寻找模块，用于发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点；
第二寻找模块，用于当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点；
判断模块，用于基于所述第一机械边界、所述第一机械零点、所述第二机械边界和所述第二机械零点，判断3D打印机是否发生机械超限；
控制模块，用于当确定所述3D打印机未发生机械超限时，控制所述3D打印机进入工作模式。
在一些实施方式中，所述第一寻找模块，用于：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第一机械边界碰撞，确定所述第一机械边界；
当确定所述第一机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第一机械零点。
在一些实施方式中，所述第二寻找模块，用于：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第二机械边界碰撞，确定所述第二机械边界；
当确定所述第二机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第二机械零点。
在一些实施方式中，还包括：设定模块，用于离线设定各运动轴的电机的预设碰撞力矩、预设碰撞速度和各运动轴的长度，具体包括步骤：
根据所述3D打印机的丝杆的长度、导轨的长度、直线电机的长度，确定各运动轴的长度；
根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力；根据所述碰撞最大冲击力和机械碰撞材质，确定最大碰撞速度，所述最大碰撞速度作为预设碰撞速度；
根据所述丝杆的摩擦力系数、所述导轨的摩擦力系数，确定最小碰撞力矩，所述最小碰撞力矩作为所述预设碰撞力矩。
在一些实施方式中，
根据以下公式计算出所述碰撞最大冲击力：
F*s＝0.5*m*v2；
其中，F为碰撞最大冲击力；s为碰撞形变大小；m为负载的质量；v为负载的移动速度。
本发明提供的一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法和装置至少具有以下有益效果：
(一)通过限制电机的速度和力矩，控制电机运动和机械边缘碰撞。碰撞后，电机转速降为零，通过电机转速骤降且近似降低到零，确定机械边界；然后再根据电机电角度或码盘等方法进行碰撞后的反向定位，确定3D打印机的原点位置，无需安装各运动轴的定位、限位传感器，减少了线缆数量和配件个数，降低了设备的故障率。
(二)本发明更容易保证设备批量生产时运动轴的定位精度，现设备定位精度无需传感器就可以达到微米级的精度。
(三)在本发明中，“伺服+丝杆”模式下，零点重复定位精度可保证在2微米之内，结构简洁。
(四)节省了设备装配时间、降低设备物料成本、安装成本
(五)运动轴回零过程也是设备精度的自检过程，设备精度下降后可进行报警提示由维修人员根据反馈数据进行判定是否需要对设备进行维护，降低了设备高精度保持的维护难度，降低了维护成本。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法和装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明中一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法的一个实施例的示意图；
图2是本发明中3D打印的示意图；
图3是本发明中一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法的一个实施例的示意图；
图4是本发明中一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法的一个实施例的示意图；
图5是本发明中一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法的一个实施例的示意图；
图6是本发明中一种无轴定位传感器的3D打印机控制装置的一个实施例的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
在一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法，包括：
S101发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点；
S102当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点；
S103基于所述第一机械边界、所述第一机械零点、所述第二机械边界和所述第二机械零点，判断3D打印机是否发生机械超限；
S104当确定所述3D打印机未发生机械超限时，控制所述3D打印机进入工作模式。
在本实施例中，先找电机端再找远离电机端，通过限制电机的速度和力矩，控制电机运动和机械边缘碰撞。碰撞后，电机转速降为零，通过电机转速骤降且近似降低到零，确定机械边界；然后再根据电机电角度或码盘等方法进行碰撞后的反向定位，确定3D打印机的原点位置，无需安装各运动轴的定位、限位传感器，减少了线缆数量和配件个数，降低了设备的故障率。
在一个实施例中，本发明提供一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法，包括：
1、根据机械组件提供的力矩、转速限制(比如丝杆、导轨供应商等提供的部件技术资料)，保证电机按小于机械部件要求的转速和力矩运行向电机顺时针旋转方向运行，直至传动轴和机械边界的碰撞，实现机械的边界确认。
2、再按电机逆时针方向运行，旋转到设定的电机角度位置(带码盘的电机：采用码盘位置：电机码盘中一圈有一个Z信号，逆时针旋转碰到第一个Z上升沿确定为设备机械零点。不带码盘的电机：采用电机电角度位置：电机一圈有数个0～360°的电角度，电机确定后，电机一圈的电角度度数也就确定下来。常用的步进电机则逆时针旋转到第10个电角度0点)，确定设备机械零点。
3、按电机额定转速逆时针运行，运动到传动轴的另一边界，重复1.2动作确定另外一边的位置。
4、双边数据和设备储存的测量数据(生成商测量均值数据)进行比较判断。如果数据出现超出误差值差异(目前设定5微米)，则进行设备报警。保证设备的高精度、低故障率运行。
其中，如图4所示，2.5.1判定机械边界包括：
用小于零部件损坏的力矩(实际使用时，不超过额定力矩即可)，电机按顺时针方向依回零速度向运动轴的边界运行，等电机转速降低为零时候认定为电机堵转(带码盘电机反馈码盘信息可计算电机转速，不带码盘的电机可通过电机电流进行堵转判断)，确定机械边界。
2.5.2确认机械零点包括：
确定机械边界后，反转运行到电机的特定位置确定设备零点。伺服电机由伺服驱动器控制，电机转动一圈驱动器会在电机特定位置会反馈给控制系统一个Z信号此时，反转后的第一个Z信号上升沿(也可以采用下降沿或者第n个信号的边缘)做为机械零点的位置。无码盘的步进电机(常用的两相式混合步进电机一圈有50个电气零点)需要通过步进驱动器内部电流控制，反转到第n个电气零点的地方。
其中，如图5所示，测量另一边界且判定机械状态：
反向，重复2.5.1和2.5.2的动作，确定电机的另一个边界和零位。
2.5.4测量数据保存及判断包括：
测量后和初始保存在设备中的数据进行对比判定。如果出现机械误差过大,超过2微米(单边1微米的偏差)，就进行报警；保证了设备的高精度运行以及设备维护的提前预警。
在一个实施例中，本发明提供一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法，包括：
1、离线设定各运动轴电机的边界碰撞力矩、碰撞速度和设备的各运动轴长度。
1.1根据丝杆导轨或直线电机等实际长度，确定设备各运动轴长度。
1.2根据设备选用的运动部件的属性以及机械强度(参照各零部件的规格书)，确定最大碰撞力矩和碰撞速度，碰撞采用低于机械部件要求的转速和力矩的进行碰撞。
碰撞速度和碰撞力矩的确认步骤：
根据电机额定转矩确定碰撞最大冲击力。
根据最大冲击力，以及机械碰撞材质确定最大碰撞速度。
其中，冲击力等于动能除以距离。F＝(0.5*m*v^2)÷s，其中，F：电机端额定力矩转换到负载拖动端力矩，m：负载质量，v：负载移动速度，s：设备碰撞材质的形变量。据此可计算出负载的移动速度，进而得知电机的最大碰撞速度。
根据丝杆、导轨摩擦力系数等确定最小碰撞力矩：
碰撞前电机力矩和冲击力力矩方向相反，碰撞力矩只需要超过碰撞速度下的负载力矩即可。即碰撞力矩>u*m*g，u＝max(最大静摩擦力系数，动摩擦力系数)。根据材质的最大摩擦力系数，确定碰撞力矩的最小设定值。至此，得到最大碰撞速度和最小的碰撞力矩。
2、进行电机端边界测量和零位确定：
2.1电机按设定速度和力矩进行边界碰撞，电机堵转后进行边界获取。
2.2反转电机到设定的电机特征位置(电机码盘Z信号或者电机电气零点)，确定设备运动轴的零点位置。
3、测量运动轴另一边的边界和零位确定：
重复上一步的动作确定另一边运动轴的边界和零位。
4、判定设备的运作轴状态：
4.1通过步骤2和步骤3判定的数据可知设备运动轴的运动范围以及双边零点位置。
4.2测量数据和设备预存数据进行比较，如果伺服电机设备出现偏差超过5微米(步进电机设备则是8微米)则进行报警提示，该提示属于设备需维护前的预警。
5、设备零点确认正常后，则设备坐标位置初始完成，回零成功，可进行正常打印。
示例性的，设备各运动轴采用的交流伺服电机，根据各运动轴负载和设备强度等情况确定XYZ各轴的碰撞力矩分别为1NM、1NM、1.2NM，碰撞速度为300rpm。该设定下对于电机和设备机械没任何损伤。
电机确定碰撞堵转(系统没有收到码盘变化、电机转速降至0)后，反转电机，获取电机码盘Z信号上升沿，停转电机确定机械零点位置。同理获取运动轴另一边零点位置。然后获取运动轴工作范围和初始保存范围进行比较。如果运动范围和保存数据超过设定误差，则报警。该方案保障了设备的高精度运行和需维护前的提前预警。
示例性的，设备各运动轴采用的步进电机，根据各运动轴负载和设备强度等情况，在离线多次测试中确定XYZ各轴的碰撞电流分别为1A、1A、1.2A(步进电机电流和力矩相关，但是线性关系较差)，碰撞速度为150rpm。该设定下对于电机和设备机械没任何损伤。
电机确定碰撞堵转后(步进驱动内部可进行堵转判断)强制运行到电机电气电角度零度，反转一圈(机械角度360°)，确定电机零点。同理获取运动轴另一边零点位置，然后获取运动轴工作范围和初始保存范围进行比较。如果运动范围和保存数据超过设定误差，则报警，可让设备维护人员进行判断。保障了设备的高精度运行。
在一些实施方式中，所述发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点包括：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第一机械边界碰撞，确定所述第一机械边界；
当确定所述第一机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第一机械零点。
在一些实施方式中，所述当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点，包括：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第二机械边界碰撞，确定所述第二机械边界；
当确定所述第二机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第二机械零点。
在一些实施方式中，还包括：离线设定各运动轴的电机的预设碰撞力矩、预设碰撞速度和各运动轴的长度，具体包括步骤：
根据所述3D打印机的丝杆的长度、导轨的长度、直线电机的长度，确定各运动轴的长度；
根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力；根据所述碰撞最大冲击力和机械碰撞材质，确定最大碰撞速度，所述最大碰撞速度作为预设碰撞速度；
根据所述丝杆的摩擦力系数、所述导轨的摩擦力系数，确定最小碰撞力矩，所述最小碰撞力矩作为所述预设碰撞力矩。
在一些实施方式中，所述根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力，包括：
根据以下公式计算出所述碰撞最大冲击力：
F*s＝0.5*m*v2；
其中，F为碰撞最大冲击力；s为碰撞形变量；m为负载的质量；v为负载的移动速度。
在一些实施方式中，本发明还提供一种无轴定位传感器的3D打印机控制装置，包括：
第一寻找模块，用于发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点；
第二寻找模块，用于当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点；
判断模块，用于基于所述第一机械边界、所述第一机械零点、所述第二机械边界和所述第二机械零点，判断3D打印机是否发生机械超限；
控制模块，用于当确定所述3D打印机未发生机械超限时，控制所述3D打印机进入工作模式。
在一些实施方式中，所述第一寻找模块，用于：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第一机械边界碰撞，确定所述第一机械边界；
当确定所述第一机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第一机械零点。
在一些实施方式中，所述第二寻找模块，用于：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第二机械边界碰撞，确定所述第二机械边界；
当确定所述第二机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第二机械零点。
在一些实施方式中，还包括：设定模块，用于离线设定各运动轴的电机的预设碰撞力矩、预设碰撞速度和各运动轴的长度，具体包括步骤：
根据所述3D打印机的丝杆的长度、导轨的长度、直线电机的长度，确定各运动轴的长度；
根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力；根据所述碰撞最大冲击力和机械碰撞材质，确定最大碰撞速度，所述最大碰撞速度作为预设碰撞速度；
根据所述丝杆的摩擦力系数、所述导轨的摩擦力系数，确定最小碰撞力矩，所述最小碰撞力矩作为所述预设碰撞力矩。
在一些实施方式中，
根据以下公式计算出所述碰撞最大冲击力：
F*s＝0.5*m*v2；
其中，F为碰撞最大冲击力；s为碰撞型变量；m为负载的质量；v为负载的移动速度。
通过限制电机的速度和力矩，控制电机运动和机械边缘碰撞。碰撞后，电机转速降为零，通过电机转速骤降且近似降低到零，确定机械边界；然后再根据电机电角度或码盘等方法进行碰撞后的反向定位，确定3D打印机的原点位置，无需安装各运动轴的定位、限位传感器，减少了线缆数量和配件个数，降低了设备的故障率。
本发明更容易保证设备批量生产时运动轴的定位精度，现设备定位精度无需传感器就可以达到微米级的精度。在本发明中，“伺服+丝杆”模式下，零点重复定位精度可保证在2微米之内，结构简洁。节省了设备装配时间、降低设备物料成本、安装成本。运动轴回零过程也是设备精度的自检过程，设备精度下降后可进行报警提示由维修人员根据反馈数据进行判定是否需要对设备进行维护，降低了设备高精度保持的维护难度，降低了维护成本。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其他的方式实现。示例性的，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，示例性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，示例性的，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无轴定位传感器的3D打印机控制方法，其特征在于，包括：
发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点；
当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点；
基于所述第一机械边界、所述第一机械零点、所述第二机械边界和所述第二机械零点，判断3D打印机是否发生机械超限；
当确定所述3D打印机未发生机械超限时，控制所述3D打印机进入工作模式。
2.根据权利要求1所述的无轴定位传感器的3D打印机控制方法，其特征在于，所述发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点包括：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第一机械边界碰撞，确定所述第一机械边界；
当确定所述第一机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第一机械零点。
3.根据权利要求1所述的无轴定位传感器的3D打印机控制方法，其特征在于，所述当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点，包括：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第二机械边界碰撞，确定所述第二机械边界；
当确定所述第二机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第二机械零点。
4.根据权利要求1所述的无轴定位传感器的3D打印机控制方法，其特征在于，还包括：离线设定各运动轴的电机的预设碰撞力矩、预设碰撞速度和各运动轴的长度，具体包括步骤：
根据所述3D打印机的丝杆的长度、导轨的长度、直线电机的长度，确定各运动轴的长度；
根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力；根据所述碰撞最大冲击力和机械碰撞材质，确定最大碰撞速度，所述最大碰撞速度作为预设碰撞速度；
根据所述丝杆的摩擦力系数、所述导轨的摩擦力系数，确定最小碰撞力矩，所述最小碰撞力矩作为所述预设碰撞力矩。
5.根据权利要求4所述的无轴定位传感器的3D打印机控制方法，其特征在于，所述根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力，包括：
根据以下公式计算出所述碰撞最大冲击力：
F*S＝0.5*m*v
其中，F为碰撞最大冲击力；s为碰撞形变的大小；m为负载质量；v为负载的移动速度。
6.一种无轴定位传感器的3D打印机控制装置，其特征在于，包括：
第一寻找模块，用于发送运动轴回零指令，以使得所述运动轴向电机端寻找第一机械边界，并反向寻找第一机械零点；
第二寻找模块，用于当获取所述第一机械边界和所述第一机械零点后，所述运动轴寻找非电机端的第二机械边界和对应的第二机械零点；
判断模块，用于基于所述第一机械边界、所述第一机械零点、所述第二机械边界和所述第二机械零点，判断3D打印机是否发生机械超限；
控制模块，用于当确定所述3D打印机未发生机械超限时，控制所述3D打印机进入工作模式。
7.根据权利要求6所述的无轴定位传感器的3D打印机控制装置，其特征在于，所述第一寻找模块，用于：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第一机械边界碰撞，确定所述第一机械边界；
当确定所述第一机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第一机械零点。
8.根据权利要求6所述的无轴定位传感器的3D打印机控制装置，其特征在于，所述第二寻找模块，用于：
基于预设碰撞力矩和预设碰撞速度，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机逆时针运行；
当所述电机的当前转速为零时，所述运动轴和第二机械边界碰撞，确定所述第二机械边界；
当确定所述第二机械边界后，控制所述电机的力矩小于所述预设碰撞力矩以及所述电机的转速小于所述预设碰撞速度，使得所述电机顺时针运行；
当所述电机旋转到预设角度位置时，确定所述第二机械零点。
9.根据权利要求6所述的无轴定位传感器的3D打印机控制装置，其特征在于，还包括：设定模块，用于离线设定各运动轴的电机的预设碰撞力矩、预设碰撞速度和各运动轴的长度，具体包括步骤：
根据所述3D打印机的丝杆的长度、导轨的长度、直线电机的长度，确定各运动轴的长度；
根据所述电机的额定转矩，确定碰撞最大冲击力；根据所述碰撞最大冲击力和机械碰撞材质，确定最大碰撞速度，所述最大碰撞速度作为预设碰撞速度；
根据所述丝杆的摩擦力系数、所述导轨的摩擦力系数，确定最小碰撞力矩，所述最小碰撞力矩作为所述预设碰撞力矩。
10.根据权利要求9所述的无轴定位传感器的3D打印机控制装置，其特征在于，
根据以下公式计算出所述碰撞最大冲击力：
F*S＝0.5*m*v
其中，F为碰撞最大冲击力；s为碰撞形变的大小；m为负载质量；v为负载的移动速度。
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