一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统技术方案

本发明专利技术一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统，包括云端服务器、移动端上位机控制器和下位机设备控制器；云端服务器包括存储设备打印模型切片数据的模型库以及监控设备运行状态的Web监控页面，通过远距离无线通信方式向移动端上位机控制器传输模型切片数据以及收集移动端上位机从下位机设备控制器获取的设备状态信息；移动端上位机控制器包括层切图像显示模块、控制指令模块和设备状态存储模块；下位机设备控制器包括运动部件驱动模块和设备状态采集模块。本发明专利技术整个控制系统协调设备的软硬件联合工作完成模型的打印过程，并且移动端上位机控制器和下位机设备控制器采用短距离无线通信方式进行数据交换，降低了设备模块之间的连线的复杂程度。

An Intelligent Manufacturing Control System for Visible Light Exposure Process

【技术实现步骤摘要】
一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统
本专利技术属于增材制造控制
，具体涉及一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统。
技术介绍
随着增材制造技术的普及以及商用，市面上出现了各种工艺的增材制造设备，智能化可见光面曝光设备在国内还尚未出现。在现有的桌面级增材制造设备中，普遍采用了单片机作为设备控制系统的核心，由于其编程简单、硬件源代码开放、具有大量成熟的3D打印固件、控制板性能能够满足设备的控制需求等优势，在3D打印设备上得到了广泛的应用。通常使用的控制板体积较大，在便携式设备上的安装受到了一定限制，在传统的增材制造设备中，均由内部计算机控制，需要采用移动设备进行数据导入，无法与手机等终端交互实现远程控制，也无法进行实时打印数据的反馈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统，以克服现有技术的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统，包括云端服务器、移动端上位机控制器和下位机设备控制器；其中，云端服务器包括存储设备打印模型切片数据的模型库以及监控设备运行状态的Web监控页面，通过远距离无线通信方式向移动端上位机控制器传输模型切片数据以及收集移动端上位机从下位机设备控制器获取的设备状态信息；移动端上位机控制器包括层切图像显示模块、控制指令模块和设备状态存储模块；层切图像显示模块将从云端服务器模型库中的模型层切片图像进行顺序显示，用于在设备打印过程中逐层固化光敏树脂材料；控制指令模块在设备打印开始前首先设置基本成形参数，包括每层固化时间和层厚信息；在设备打印过程中，控制指令模块通过近距离通信方式将控制设备成形板运动的指令发送给下位机控制器；发送给在层切图像显示模块将模型每层切片图像显示一定时间后，控制成形板先上升后下降；设备状态存储模块通过近距离通信方式将下位机设备控制器收集的下位机运行状态信息进行存储，同时将该信息传输至云端服务器为Web状态监控页面提供信息；下位机设备控制器包括运动部件驱动模块和设备状态采集模块；通过近距离无线通信方式接收上位机发送的控制指令，运动部件驱动模块控制设备的成形板配合上位机层切图像显示模块进行运动；与此同时，设备状态采集模块收集当前层数与设备故障信息，通过近距离无线通信方式将其发送给移动端上位机控制器。本专利技术进一步的改进在于，设备状态信息包括当前打印进度和设备异常信息，模型层切图打印数据包括设备复位指令、成形板上拉运动和运动参数设定。本专利技术进一步的改进在于，移动端上位机控制器采用具有互联网接入能力以实现模型云端下载以及具有图像显示能力可作为光源的移动设备。本专利技术进一步的改进在于，移动端上位机控制器采用手机、平板电脑或工业嵌入式设备。本专利技术进一步的改进在于，移动端上位机控制器通过移动网络或Wi-Fi与云端服务器进行数据传输。本专利技术进一步的改进在于，移动端上位机控制器通过蓝牙通信协议与下位机设备控制器进行数据传输。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供的一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统，通过云端服务器存储模型层切图打印数据；利用移动端上位机控制器的驱动图像显示模块显示模型层切片图像，控制模块通过无线传输模块从云端服务器获取模型层切图打印数据，并将获取的模型层切图打印数据发送至下位机设备控制器；设备状态采集模块通过无线传输模块获取下位机设备控制器反馈的下位机运行状态信息，同时将获取的下位机运行状态信息通过控制模块传输至云端服务器用于Web端状态监控；下位机设备控制器的无线通信模块接收模型层切图打印数据，并将模型层切图打印数据传输至运动驱动模块，无线通信模块同时状态反馈模块收集的设备状态信息传输至移动端上位机控制器，使用者通过移动端上位机控制器对设备进行操作，将控制指令下达给下位机设备控制器，下位机设备控制器将控制指令转化为硬件能够响应的电信号来驱动设备运动部件进行动作，同时，硬件设备也向移动设备反馈自身的工作状态信号。整个控制系统协调设备的软硬件联合工作完成模型的打印过程。其中，本专利技术云端模型库提供大量已切片模型供用户进行选择，使用户避免进行模型切片的复杂操作，降低了设备的使用难度。云端设备状态监控Web页面使用户能够了解打印进度和设备状态。使用移动设备作为光源降低了设备的成本，光源发出可见光不会对用户造成危害。移动端上位机控制器和下位机设备控制器采用短距离无线通信方式进行数据交换，降低了设备模块之间的连线的复杂程度。附图说明图1为本专利技术控制系统结构示意图。图2为本专利技术控制系统工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1所示，本专利技术提供的一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统，包括云端服务器、移动端上位机控制器和下位机设备控制器。其中，云端服务器用于存储模型层切图打印数据，在云端服务器内建立有模型数据库，存储了大量已经过切片处理的模型；云端服务器还提供了设备状态Web监控页面，便于用户在无法直接观察模型打印过程的情况下了解设备的运行状态以及故障信息。移动端上位机控制器包括层切图像显示模块、控制指令模块和设备状态存储模块；层切图像显示模块将从云端服务器模型库中的模型层切片图像进行顺序显示，用于在设备打印过程中逐层固化光敏树脂材料；控制指令模块在设备打印开始前首先设置基本成形参数，包括每层固化时间和层厚信息。在设备打印过程中，控制指令模块通过近距离通信方式将控制设备成形板运动的指令发送给下位机控制器。发送给在层切图像显示模块将模型每层切片图像显示一定时间后，控制成形板先上升后下降；设备状态存储模块通过近距离通信方式将下位机设备控制器收集的下位机运行状态信息进行存储，同时将该信息传输至云端服务器为Web状态监控页面提供信息；下位机设备控制器包括运动部件驱动模块和设备状态采集模块；通过近距离无线通信方式接收上位机发送的控制指令，运动部件驱动模块控制设备的成形板配合上位机层切图像显示模块进行运动。与此同时，设备状态采集模块收集当前层数与设备故障信息，通过近距离无线通信方式将其发送给上位机控制器。设备状态信息包括当前打印进度和设备异常信息，模型层切图打印数据包括设备复位指令、成形板上拉运动和运动参数设定。移动端上位机控制器采用具有互联能力以实现模型云端下载的移动设备，包括手机、平板电脑和工业嵌入式设备，移动端上位机控制器通过移动网络或Wi-Fi与云端服务器进行数据传输，移动端上位机控制器通过蓝牙通信协议与下位机设备控制器进行数据传输。本设备控制板的微控制器(MCU)采用了ATmega328p，蓝牙通信模块采用了符合蓝牙4.0规范的TiCC2540芯片，电机驱动模块采用了A4988步进电机驱动芯片。控制的流程为：MCU通过蓝牙接收上位机发送的控制指令，进行解析后将其转化为引脚的脉冲与方向信号，发送至电机驱动器对应的引脚，从而控制电机进行转动，配合执行机构实现成形板运动。移动端上位机控制器的设备状态采集模块通过无线传输模块获取下位机设备控制器反馈的设备状态信息，包括设备的工作进度信息及故障信息；控制模块使用具有网络互连的功能将收集到的设备当前打印层数信息存储在本地，并将打印进度与故障信息传输到云端服务器。本地存储的设备当前打印层数用于设备异常终止打印过程时进行断点续打。用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统，其特征在于，包括云端服务器、移动端上位机控制器和下位机设备控制器；其中，云端服务器包括存储设备打印模型切片数据的模型库以及监控设备运行状态的Web监控页面，通过远距离无线通信方式向移动端上位机控制器传输模型切片数据以及收集移动端上位机从下位机设备控制器获取的设备状态信息；移动端上位机控制器包括层切图像显示模块、控制指令模块和设备状态存储模块；层切图像显示模块将从云端服务器模型库中的模型层切片图像进行顺序显示，用于在设备打印过程中逐层固化光敏树脂材料；控制指令模块在设备打印开始前首先设置基本成形参数，包括每层固化时间和层厚信息；在设备打印过程中，控制指令模块通过近距离通信方式将控制设备成形板运动的指令发送给下位机控制器；发送给在层切图像显示模块将模型每层切片图像显示一定时间后，控制成形板先上升后下降；设备状态存储模块通过近距离通信方式将下位机设备控制器收集的下位机运行状态信息进行存储，同时将该信息传输至云端服务器为Web状态监控页面提供信息；下位机设备控制器包括运动部件驱动模块和设备状态采集模块；通过近距离无线通信方式接收上位机发送的控制指令，运动部件驱动模块控制设备的成形板配合上位机层切图像显示模块进行运动；与此同时，设备状态采集模块收集当前层数与设备故障信息，通过近距离无线通信方式将其发送给移动端上位机控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种可见光面曝光工艺智能制造控制系统，其特征在于，包括云端服务器、移动端上位机控制器和下位机设备控制器；其中，云端服务器包括存储设备打印模型切片数据的模型库以及监控设备运行状态的Web监控页面，通过远距离无线通信方式向移动端上位机控制器传输模型切片数据以及收集移动端上位机从下位机设备控制器获取的设备状态信息；移动端上位机控制器包括层切图像显示模块、控制指令模块和设备状态存储模块；层切图像显示模块将从云端服务器模型库中的模型层切片图像进行顺序显示，用于在设备打印过程中逐层固化光敏树脂材料；控制指令模块在设备打印开始前首先设置基本成形参数，包括每层固化时间和层厚信息；在设备打印过程中，控制指令模块通过近距离通信方式将控制设备成形板运动的指令发送给下位机控制器；发送给在层切图像显示模块将模型每层切片图像显示一定时间后，控制成形板先上升后下降；设备状态存储模块通过近距离通信方式将下位机设备控制器收集的下位机运行状态信息进行存储，同时将该信息传输至云端服务器为Web状态监控页面提供信息；下位机设备控制器包括运动部件驱动模块和设备状态采集模块；通过近距离无线通信方...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文华，贺晨龙，张思科，马耀军，卢秉恒，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61