熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统及方法，该控制系统包括主控单元、供电单元、执行单元和存储单元；供电单元包括储能模块；主控单元包括电源监管模块、断电反馈模块和主板模块；主板模块能够与储存单元进行双向数据传输，并能够根据断电反馈模块判断的结果控制执行单元的运行状态；主板模块在断电状态时保存当前执行单元的位置信息和储存单元中控制代码正在执行的行数；在恢复供电时读取执行单元的位置信息和储存单元中控制代码正在执行的行数，并将读取的数据输出到所述执行单元和所述储存单元。本发明专利技术实现了熔融层积成型3D打印机的断电复位续打，减小因断电意外对3D产品外观的负面影响。

Control System and Method for Continuous Switching of 3D Printer in Fused Layer Forming

【技术实现步骤摘要】
熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统及方法
本专利技术技术3D打印
，具体为一种熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统及方法。
技术介绍
3D打印是增材制造中的一种快速成型技术，其中熔融层积成型(FDM,FusedDepositinModeling)是一种将熔融状态下的流体材料层层堆积以产生三维结构的一种3D打印技术。该技术所生产出的打印产品的外观效果与其打印层厚息息相关。打印层层厚越小，打印产品表面越光滑。所以为了追求打印效果，往往需要减小打印层厚。然而打印时间也会随着打印层厚的减小呈反比地变长。所以在打印产品尺寸较大或其结构复杂的情况下，3D打印成型时长可达几十个小时。3D打印机对其控制语言Gcode代码的解读方式为“编译-运行”。也就是说3D打印机本身不具备对指令的保存记忆功能。一旦中途出现断电或其他故障中止，则需从头开始打印。这就导致了打印耗材、打印时间的大量浪费。而在夏天，以我国南方城市为代表的城市用电量显著攀升，电源电压不稳定引起的跳闸现象以及临时停电都是常有的事。同样，随着企业对生产节奏的要求变高，所有工业级3D打印机在夜间无人监控环境下的自我修正能力很有必要。因此，如何实现熔融层积成型3D打印机断电复位续打，减小因断电意外对3D产品外观的负面影响，是3D打印
中亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术需要解决的技术问题是：如何提供一种能实现熔融层积成型3D打印机的断电复位续打的熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，以减小因断电意外对3D产品的外观带来的负面影响。另外，本专利技术还提供一种熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统的控制方法，以实现熔融层积成型3D打印机的断电复位续打，减小因断电意外对3D产品外观的负面影响。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，包括主控单元、为所述主控单元提供电能的供电单元、由所述主控单元控制运行状态的执行单元以及用于记载3D打印机控制代码的存储单元；所述供电单元包括储能模块，所述储能模块在所述供电单元为断电状态时向所述主控单元供电；所述主控单元包括电源监管模块、断电反馈模块和主板模块；所述电源监管模块与所述供电单元连接，用于检测所述供电单元为正常供电状态或是断电状态，并将检测结果输出给所述断电反馈模块；所述断电反馈模块根据所述电源监管模块传递的检测结果判断3D打印机的工作状态为正常供电状态或是断电状态，并将判断的结果输出给所述主板模块；所述主板模块能够与所述储存单元进行双向数据传输，并能够根据所述断电反馈模块判断的结果控制所述执行单元的运行状态；所述主板模块在断电状态时保存当前所述执行单元的位置信息和所述储存单元中控制代码正在执行的行数；所述主板模块在恢复供电时读取在断电状态时保存的所述执行单元的位置信息和所述储存单元中控制代码正在执行的行数，并将读取的数据输出到所述执行单元和所述储存单元。本专利技术的工作原理在于：当断电时，电源监管模块检测到供电单元为断电状态，并将检测结果输出给断电反馈模块，断电反馈模块根据电源监管模块传递的检测结果判定3D打印机的工作状态为断电状态，并将判定的结果输出给主板模块；主板模块根据断电反馈模块传递的判定结果将储能模块切换为断电状态，由储能模块向主控单元供电，同时将3D打印机的工作状态从正常供电状态切换为断电状态，并控制执行单元为断电状态并发生停止工作指令，记录保存当前执行单元的位置信息和储存单元中控制代码正在执行的行数，当记录保存完成后，储能模块停止向主控单元供电，完成断电时的操作；当供电恢复时，电源监管模块检测到供电单元为正常工作状态，并将检测结果输出给断电反馈模块；断电反馈模块根据电源监管模块传递的检测结果判定3D打印机的工作状态为正常工作状态，并将判定的结果输出给主板模块；主板模块根据判定的结果将3D打印机的工作状态从断电状态切换为正常供电状态，同时控制执行单元切换为正常供电状态，再读取断电时记录保存的当前执行单元的位置信息和储存单元中控制代码正在执行的行数，并将读取的数据输出到执行单元和储存单元，主板模块根据记录的数据将执行单元和储存单元中的控制代码复位到断电时的状态后继续打印。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过电源监管模块检测断电信号，再由断电反馈模块根据该信号判定3D打印机的工作状态，主板模块根据判定的3D打印机的工作状态执行不同的控制，当断电时，主板模块控制执行单元停止工作并记录保存当前执行单元的运行状态和储存单元中控制代码正在执行的行数，当恢复供电时，主板模块读取断电时记录保存的数据并根据该数据将执行单元复位，再从保存的控制代码处继续打印，这样当恢复供电时，3D打印机可自动恢复到断电时的工作状态，由此实现了熔融层积成型3D打印机的断电复位续打，减小因断电意外对3D产品外观的负面影响。优选的，所述供电单元包括交流电源和用于将所述交流电源输出的交流电转变为低压直流电的变压器，所述变压器的电能输入端与所述交流电源连接，所述变压器的电能输出端与所述主控单元连接，所述变压器在所述交流电源正常供电状态时为所述主控单元供电，所述储能模块在所述交流电源正常供电状态时从所述变压器获取并存储电能。这样，供电单元中交流电源产生的交流电经变压器后转变为低压直流电，并通过该低压直流电对主控单元进行供电；同时储能模块还将从变压器处获取并存储电能，这样，当交流电源正常供电时，储能模块储存电能，当交流电源断电时，储能模块将存储的电能输出到主控单元，用于对主控单元供电。优选的，所述主控单元还包括用于显示3D打印机的工作状态和输入用户指令的LCD屏幕模块，所述LCD屏幕模块分别与所述主板模块和所述存储单元连接，并将所述存储单元内的控制代码和输入的用户指令传递给所述主板模块。这样，通过设置LCD屏幕模块，一方面用户可以通过LCD屏幕模块直观的看到3D打印机的工作情况，另一方面用户还可以输入指令，使得3D打印机按用户的要求进行工作，同时LCD屏幕模块还用于主板模块和存储单元之间的连接，存储单元内的控制代码通过LCD屏幕模块传递给主板模块，使得主板模块按控制代码的要求进行工作。优选的，所述执行单元包括加热系统和机械传动系统；所述加热系统包括熔融挤出喷头和热床，所述熔融挤出喷头用于将打印材料加热形成熔融状态的流体并挤出，所述热床用于吸附打印产品；所述机械传动系统包括在相互垂直的X轴与Y轴形成的矩形平面内的滑台和行走机构，在垂直于X轴与Y轴形成的矩形平面处还设有Z轴运动机构，所述熔融挤出喷头固定在所述行走机构上并能够在所述主板模块的控制下沿X轴和Y轴移动，所述热床或所述滑台与所述Z轴运动机构连接并能够沿Z轴移动。优选的，在所述机械传动系统的X轴、Y轴和Z轴的原点处分别对应设置有第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关，所述第一限位开关、所述第二限位开关和所述第三限位开关为机械式限位开关或光电限位开关或电感式限位开关。这样，在X轴、Y轴和Z轴的原点处分别对应设置有第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关；当断电发生后，熔融挤出喷头的位置有可能已经发生变化，使得熔融挤出喷头不在断电时的X轴与Y轴形成的矩形平面内；当恢复供电时，利用各限位开关对此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，其特征在于，包括主控单元、为所述主控单元提供电能的供电单元、由所述主控单元控制运行状态的执行单元以及用于记载3D打印机控制代码的存储单元；所述供电单元包括储能模块，所述储能模块在所述供电单元为断电状态时向所述主控单元供电；所述主控单元包括电源监管模块、断电反馈模块和主板模块；所述电源监管模块与所述供电单元连接，用于检测所述供电单元为正常供电状态或是断电状态，并将检测结果输出给所述断电反馈模块；所述断电反馈模块根据所述电源监管模块传递的检测结果判断3D打印机的工作状态为正常供电状态或是断电状态，并将判断的结果输出给所述主板模块；所述主板模块能够与所述储存单元进行双向数据传输，并能够根据所述断电反馈模块判断的结果控制所述执行单元的运行状态；所述主板模块在断电状态时保存当前所述执行单元的位置信息和所述储存单元中控制代码正在执行的行数；所述主板模块在恢复供电时读取在断电状态时保存的所述执行单元的位置信息和所述储存单元中控制代码正在执行的行数，并将读取的数据输出到所述执行单元和所述储存单元。

【技术特征摘要】
1.熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，其特征在于，包括主控单元、为所述主控单元提供电能的供电单元、由所述主控单元控制运行状态的执行单元以及用于记载3D打印机控制代码的存储单元；所述供电单元包括储能模块，所述储能模块在所述供电单元为断电状态时向所述主控单元供电；所述主控单元包括电源监管模块、断电反馈模块和主板模块；所述电源监管模块与所述供电单元连接，用于检测所述供电单元为正常供电状态或是断电状态，并将检测结果输出给所述断电反馈模块；所述断电反馈模块根据所述电源监管模块传递的检测结果判断3D打印机的工作状态为正常供电状态或是断电状态，并将判断的结果输出给所述主板模块；所述主板模块能够与所述储存单元进行双向数据传输，并能够根据所述断电反馈模块判断的结果控制所述执行单元的运行状态；所述主板模块在断电状态时保存当前所述执行单元的位置信息和所述储存单元中控制代码正在执行的行数；所述主板模块在恢复供电时读取在断电状态时保存的所述执行单元的位置信息和所述储存单元中控制代码正在执行的行数，并将读取的数据输出到所述执行单元和所述储存单元。2.如权利要求1所述的熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，其特征在于，所述供电单元包括交流电源和用于将所述交流电源输出的交流电转变为低压直流电的变压器，所述变压器的电能输入端与所述交流电源连接，所述变压器的电能输出端与所述主控单元连接，所述变压器在所述交流电源正常供电状态时为所述主控单元供电，所述储能模块在所述交流电源正常供电状态时从所述变压器获取并存储电能。3.如权利要求1所述的熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，其特征在于，所述主控单元还包括用于显示3D打印机的工作状态和输入用户指令的LCD屏幕模块，所述LCD屏幕模块分别与所述主板模块和所述存储单元连接，并将所述存储单元内的控制代码和输入的用户指令传递给所述主板模块。4.如权利要求1所述的熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，其特征在于，所述执行单元包括加热系统和机械传动系统；所述加热系统包括熔融挤出喷头和热床，所述熔融挤出喷头用于将打印材料加热形成熔融状态的流体并挤出，所述热床用于吸附打印产品；所述机械传动系统包括在相互垂直的X轴与Y轴形成的矩形平面内的滑台和行走机构，在垂直于X轴与Y轴形成的矩形平面处还设有Z轴运动机构，所述熔融挤出喷头固定在所述行走机构上并能够在所述主板模块的控制下沿X轴和Y轴移动，所述热床或所述滑台与所述Z轴运动机构连接并能够沿Z轴移动。5.如权利要求4所述的熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统，其特征在于，在所述机械传动系统的X轴、Y轴和Z轴的原点处分别对应设置有第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关，所述第一限位开关、所述第二限位开关和所述第三限位开关为机械式限位开关或光电限位开关或电感式限位开关。6.采用如权利要求1所述的熔融层积成型3D打印机断电复位续打的控制系统的控制方法，其特征在于，当所述断电反馈模块判断3D打印机的工作状态为断电状态并将判断的结果输出给所述主板模块后，所述主板模块将执行以下操作：步骤1.1）将所述储能模块切换为断电工作状态，由所述储能模块向所述主控单元供电；步骤1.2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄理鑫，
申请(专利权)人：重庆八棱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50