一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机，包括并联臂三维打印机和以及设置在三维打印机内的姿态传感器，所述传感器通过导线与三维打印机外部的计算机连接，姿态传感器获取打印机的实时运行情况，输入至计算机所搭载的故障诊断系统，故障诊断系统对三维打印机的实时运行数据进行处理，并输出三维打印机的实时健康状态和诊断的准确率。

A 3D printer of parallel arm based on Fault Diagnosis System

【技术实现步骤摘要】
一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机
本技术涉及并联臂三维打印机领域，尤其涉及一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机。
技术介绍
三维打印技术作为一种新型制造技术，对比传统减材制造具有材料利用率高，可轻易制造各种复杂曲面等优点，随着技术的发展，机器设备结构越来越复杂，故障发生的几率越来越大，目前故障诊断技术大多利用声音、温度、振动、油液等，进行信号处理与分析，进而得出机器或者部件的运行状况，而这些方法大多不适合应用于并联臂三维打印机上。
技术实现思路
一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机，所述并联臂三维打印机包括三角形桁架，所述三角形桁架底部设置设置有打印平台，所述三角形桁架顶部安装有料盘，所述三角形桁架的垂直支撑柱内侧都安装座有垂直滑轨，所述垂直滑轨的滑块上连接有驱动块，所述垂直支撑柱顶部都安装有驱动电机，所述驱动电机通过皮带带动驱动块，所述驱动块都通过并联臂与动平台连接，所述动平台下面安装有挤出头，所述动平台上面安装有姿态传感器，所述姿态传感器通过导线与打印机外部的计算机连接，所述计算机搭载有故障诊断系统，所述姿态传感器的数据导入故障诊断系统，所述故障诊断系统处理数据并输出打印机的实时健康状态和诊断准确率。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术的基于故障诊断系统的并联臂三维打印机是一种能自动检测三维打印机实时运行情况的系统，可以依据诊断数据来对三维打印机的控制部件进行补偿，从而提高打印质量，也可以通过诊断数据对三维打印机进行提前维护保养，减少损失。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明；图1是基于故障诊断系统的并联臂三维打印机的结构示意图；图2是故障诊断系统的工作流程图。图中所示文字标注为：1、三角形桁架；2、打印平台；3、垂直滑轨；4、驱动块；5、驱动电机；6、挤出头；7、动平台；9、并联臂；8、姿态传感器；10、计算机。具体实施方式现在结合附图对本技术作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。如图1所示，一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机，所述并联臂三维打印机包括三角形桁架1，所述三角形桁架1底部设置设置有打印平台2，所述三角形桁架1顶部安装有料盘，所述三角形桁架1的垂直支撑柱内侧都安装座有垂直滑轨3，所述垂直滑轨3的滑块上连接有驱动块4，所述垂直支撑柱顶部都安装有驱动电机5，所述驱动电机5通过皮带带动驱动块4，所述驱动块4都通过并联臂9与动平台7连接，所述动平台7下面安装有挤出头6，所述动平台7上面安装有姿态传感器8，所述姿态传感器8通过导线与打印机外部的计算机10连接。如图2所示，所述计算机10搭载有故障诊断系统，所述姿态传感器8的数据导入故障诊断系统，所述故障诊断系统处理数据并将输出打印机的实时健康状态和诊断准确率。所述姿态传感器8收集动平台7的姿态信号，包括姿态角、角速度、振动、加速度和磁场强度信号，并联臂三维打印机的运动信号在不同工况下有不同的信号特征，利用这些信号数据训练生成一个支撑向量机模型，然后将姿态传感器8实时收集的信号输入到模型中，模型输出现工况下的打印机的健康情况和准确率，本技术的并联臂三维打印机故障诊断系统最佳实施例实施并联臂三维打印机故障诊断的方式有很多种，以下结合本实施例的具体结构详细描述其中一种方式的步骤流程：步骤S1：通过安装在动平台7上姿态传感器8收集三维打印机处于各种不同运行状况时的数据；步骤S2：利用所有的数据生成具有给定标签的训练样本和给定检测标签的检测样本，生成数据集(xi,yi)，式中xi(xi∈Rn)，yi(yi∈{-1,+1})分别代表第i次(i＝1,2,...,k)的样本和样本标签；步骤S3：用样本训练支持向量机模型，用上述步骤生成的训练数据集(xi,yi)输入训练模型，训练模型的主函数为：式中ξ表示错误惩罚因子，ei表示yi的松弛因子，w表示法向量，表示非线性映射函数，b表示偏置项，拉格朗日展开式为：式中ηi(i＝1,2,…,k)表示拉格朗日乘数，只要相对于w，b，e和拉格朗日函数L的偏导数分别等于零，就可以得到目标函数的最优解，最优解可以用以下线性函数表示：式中Y＝[y1；…；yk],η＝[η1；...；ηk]，根据墨瑟定理，核函数存在于更高维空间中，对应于点积，相应地最小二乘支持向量机的决策函数公式可以表示为：式中G(xi,x)表示核函数，用径向基函数核对非线性数据进行分类，则核函数可以表示为：式中σ表示内核宽度；采用N(N-1)/2分类器对N类问题进行多故障模式识别。试验样品X按以下形式投票分类：式中Vk表示k类(k＝1,…,N)的投票数，Vk的初始值为零，fij(x)表示i类(正)和j类(负)之间的分类器；步骤S4：数据输入训练过的支持向量机模型；步骤S5：根据输入的数据，训练过的支撑向量机模型输出预测标签；步骤S6：将预测标签和检测标签对比；步骤S7：输出故障诊断的准确率。上述依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项技术技术思想的范围内，进行多样的变更及修改，本项技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机，其特征在于，所述并联臂三维打印机包括三角形桁架（1），所述三角形桁架（1）底部设置设置有打印平台（2），所述三角形桁架（1）顶部安装有料盘，所述三角形桁架（1）的垂直支撑柱内侧都安装座有垂直滑轨（3），所述垂直滑轨（3）的滑块上连接有驱动块（4），所述垂直支撑柱顶部都安装有驱动电机（5），所述驱动电机（5）通过皮带带动驱动块（4），所述驱动块（4）都通过并联臂（9）与动平台（7）连接，所述动平台（7）下面安装有挤出头（6），所述动平台（7）上面安装有姿态传感器（8），所述姿态传感器（8）通过导线与打印机外部的计算机（10）连接，所述计算机（10）搭载有故障诊断系统，所述姿态传感器（8）的数据导入故障诊断系统，所述故障诊断系统处理数据并输出打印机的实时健康状态和诊断准确率。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于故障诊断系统的并联臂三维打印机，其特征在于，所述并联臂三维打印机包括三角形桁架（1），所述三角形桁架（1）底部设置设置有打印平台（2），所述三角形桁架（1）顶部安装有料盘，所述三角形桁架（1）的垂直支撑柱内侧都安装座有垂直滑轨（3），所述垂直滑轨（3）的滑块上连接有驱动块（4），所述垂直支撑柱顶部都安装有驱动电机（5），所述驱动电机（5）通过皮带带...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宇鹏，马浩鹏，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：新型
国别省市：广东;44