一种3D打印回抽运动轨迹规划方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印回抽运动轨迹规划方法，在3D打印的第一、二轨迹之间规划回抽运动轨迹，过程为：打印头沿第一轨迹运动，未到达第一轨迹终点时，打印头提前停止出料；打印头运动至第一轨迹终点后，沿第一轨迹往回掉头至提前停止出料的位置；打印头从第一轨迹上方运动至第二轨迹起点的外侧斜上方；打印头未到达第二轨迹起点处时提前开始出料，并以下切的倾斜角切入至第二轨迹起点处，继续沿第二轨迹运动。本发明专利技术回抽开始时打印头提前停止出料，并往回掉头避免了回抽的拉丝及积料现象；回抽结束时打印头提前出料并以倾斜角度切入下一段轨迹，避免了喷头延迟出料带来的打印轨迹缺料现象，可打印大型构件，且大大提高了构件的打印质量。

A path planning method of 3D printing back drawing motion

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印回抽运动轨迹规划方法
本专利技术涉及3D打印
，尤其涉及一种3D打印回抽运动轨迹规划方法。
技术介绍
3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印的设计过程是：针对待打印的构件，先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，获得打印程序，从而指导打印机逐层打印。在切片过程中，获得的打印程序本质上是由极多的点连接而成的运动轨迹线条。每一层的运动轨迹都是多重直线的数组。也就是说，切片获得的打印程序本质上是由多重直线的点构成的数组，在某个点设计特定的指令就可以实现特定的动作，例如：改变运动速度、喷头停止出料等。在切片过程中，两个不连续的运动轨迹之间，往往需要设计“回抽”运动。目前，3D打印实现回抽运动的主要方式为：正常打印时，使用内部齿轮控制打印原材料线材挤出；遇到需要回抽的运动轨迹时，内部齿轮停止转动，打印头停止吐丝，快速掠过回抽的运动轨迹；到达结束回抽的路径后，内部齿轮重新开始转动，打印头重新开始吐料，继续打印。但本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：打印头停止吐丝具有延迟性，因此容易产生拉丝现象。在需要回抽处，延迟吐丝会带来该点积料现象。打印头到达回抽终点后，开始吐料也具有延迟性，会导致该处缺料，形成空开区域。在小型的桌面线材打印机中，使用上述回抽技术时，由于拉丝、积料、缺料等现象会导致对应的产品缺陷，需要后期进行表面打磨等二次加工，才能得到符合要求的产品。针对超大尺寸熔融沉积打印机，打印头使用了高产量立式挤出机，运动机构采用了龙门机床，上述回抽技术的拉丝、积料、缺料等缺点会被放大，尤其是积料现象会导致打印头撞击等现象的发生，使打印过程无法正常继续下去。具有回抽路径的大型产品则无法通过3D打印实现。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种3D打印回抽运动轨迹规划方法，解决了现有技术中回抽运动容易产生的拉丝、积料、缺料等技术问题，使得具有回抽路径的大型产品也可以通过3D打印实现，且有效提高了3D打印构件的打印质量。本申请实施例提供了一种3D打印回抽运动轨迹规划方法，在3D打印的第一轨迹和第二轨迹之间规划回抽运动轨迹，包括如下步骤：步骤1：打印头沿所述第一轨迹运动，未到达所述第一轨迹终点时，打印头提前停止出料；步骤2：打印头运动至所述第一轨迹终点后，沿所述第一轨迹往回掉头至打印头提前停止出料的位置；步骤3：打印头从所述第一轨迹上方运动至所述第二轨迹起点的外侧斜上方；步骤4：打印头未到达所述第二轨迹起点处时提前开始出料，并以下切的倾斜角切入至所述第二轨迹起点处，继续沿所述第二轨迹运动。优选地，所述步骤3和步骤4的具体过程为：打印头首先上提至所述第一轨迹上所述提前停止出料的位置的上方，然后运动至所述第二轨迹起点的外侧斜上方；打印头开始出料，并以下切的倾斜角切入至所述第二轨迹起点处，继续沿所述第二轨迹运动。优选地，所述步骤3和步骤4的具体过程为：打印头首先上提至所述第一轨迹上所述提前停止出料的位置的上方，然后沿相同高度运动至所述第二轨迹起点的外侧上方，再垂直下降至距所述第二轨迹起点呈设定的倾斜角处；打印头开始出料，并以下切的倾斜角切入至所述第二轨迹起点处，继续沿所述第二轨迹运动。优选地，所述下切的倾斜角为25°～35°。优选地，3D打印回抽运动轨迹规划方法的具体步骤为：设所述第一轨迹的起点为S1、终点为E1，所述第二轨迹的起点为S2、终点为E2；在所述第一轨迹上找到一个点A，点A距离终点E1为一设定的距离D1；在X-Y-Z三维坐标轴中，根据点S2在第二轨迹上的单位向量Vector，寻找一点B，满足点B到点S2的向量在X-Y平面上的投影为D2倍的所述单位向量Vector，且点B在Z方向比点S2高D3；D2、D3为设定值；新建一点A2，点A2在Z方向比点A高；新建一点B2，点B2与点A2在Z方向处于同一高度，且点B2与点B的X、Y坐标均相等；顺序连接点A—点E1—点A—点A2—点B2—点B—点S2，所形成的轨迹即为回抽运动轨迹。优选地，所述D2/D3为优选地，在所述回抽运动轨迹“点A—点E1—点A—点A2—点B2—点B—点S2”的第一个点A处设定指令“打印头停止出料”。优选地，在所述回抽运动轨迹“点A—点E1—点A—点A2—点B2—点B—点S2”的第二个点A处设定指令“打印头加速”。优选地，在所述回抽运动轨迹“点A—点E1—点A—点A2—点B2—点B—点S2”的点B2处设定指令“打印头减速至正常速度”。优选地，在所述回抽运动轨迹“点A—点E1—点A—点A2—点B2—点B—点S2”的点B处设定指令“打印头开始出料”。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：(1)打印头在前一打印轨迹未到达终点时提前停止出料，并在到达前一打印轨迹终点后往回掉头，该过程设计带有擦嘴的效果，避免了传统技术回抽运动中的拉丝、积料现象。(2)打印头在后一打印轨迹未到达起点时提前开始出料，该设计避免了传统技术回抽运动中打印头延迟出料带来的打印轨迹缺料现象，保证了后续轨迹打印的完整性。(3)回抽过程，打印头从前一打印轨迹上方运动至后一打印轨迹的外侧斜上方，并以倾斜的角度下切至后一打印轨迹的起点处，该过程设计避免了打印头直接运动至第二轨迹时产生的撞击现象。此外，即使打印头上残留一点余料，也可以通过下切的倾斜角将其切平，有效地提高了3D打印构件的打印质量。(4)打印头从前一打印轨迹上方运动至后一打印轨迹的外侧斜上方的过程设计为加速运动，有效提高了回抽运动的速度，进而提高了整个3D打印的效率。附图说明图1为本申请实施例中提供的3D打印回抽运动轨迹规划方法的流程图；图2为本申请实施例中提供的3D打印回抽运动轨迹规划方法的轨迹演示图；图3为本申请实施例中提供的3D打印回抽运动轨迹规划方法的回抽运动过程示意图。具体实施方式本申请实施例通过提供一种3D打印回抽运动轨迹规划方法，解决了现有技术中回抽运动容易产生的拉丝、积料、缺料等技术问题，保证了轨迹打印的完整性，使得具有回抽路径的大型产品也可以通过3D打印实现，且有效提高了3D打印构件的打印质量。本申请实施例中的技术方案为解决上述串扰的问题，总体思路如下：设在3D打印的第一轨迹和第二轨迹之间需要规划回抽运动轨迹，设计一种新的3D打印回抽运动轨迹规划方法，如图1所示，包括如下步骤：S01：打印头沿第一轨迹运动，未到达第一轨迹终点时，打印头提前停止出料。S02：打印头到达第一轨迹终点后，沿所述第一轨迹往回掉头至打印头提前停止出料的位置。此处，打印头提前停止出料，并往回掉头的操作，带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印回抽运动轨迹规划方法，其特征在于，在3D打印的第一轨迹和第二轨迹之间规划回抽运动轨迹，包括如下步骤：/n步骤1：打印头沿所述第一轨迹运动，未到达所述第一轨迹终点时，打印头提前停止出料；/n步骤2：打印头运动至所述第一轨迹终点后，沿所述第一轨迹往回掉头至打印头提前停止出料的位置；/n步骤3：打印头从所述第一轨迹上方运动至所述第二轨迹起点的外侧斜上方；/n步骤4：打印头未到达所述第二轨迹起点处时提前开始出料，并以下切的倾斜角切入至所述第二轨迹起点处，继续沿所述第二轨迹运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印回抽运动轨迹规划方法，其特征在于，在3D打印的第一轨迹和第二轨迹之间规划回抽运动轨迹，包括如下步骤：
步骤1：打印头沿所述第一轨迹运动，未到达所述第一轨迹终点时，打印头提前停止出料；
步骤2：打印头运动至所述第一轨迹终点后，沿所述第一轨迹往回掉头至打印头提前停止出料的位置；
步骤3：打印头从所述第一轨迹上方运动至所述第二轨迹起点的外侧斜上方；
步骤4：打印头未到达所述第二轨迹起点处时提前开始出料，并以下切的倾斜角切入至所述第二轨迹起点处，继续沿所述第二轨迹运动。


2.如权利要求1所述的3D打印回抽运动轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4的具体过程为：打印头首先上提至所述第一轨迹上所述提前停止出料的位置的上方，然后运动至所述第二轨迹起点的外侧斜上方；打印头开始出料，并以下切的倾斜角切入至所述第二轨迹起点处，继续沿所述第二轨迹运动。


3.如权利要求1所述的3D打印回抽运动轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4的具体过程为：打印头首先上提至所述第一轨迹上所述提前停止出料的位置的上方，然后沿相同高度运动至所述第二轨迹起点的外侧上方，再垂直下降至距所述第二轨迹起点呈设定的倾斜角处；打印头开始出料，并以下切的倾斜角切入至所述第二轨迹起点处，继续沿所述第二轨迹运动。


4.如权利要求1~3任一项所述的3D打印回抽运动轨迹规划方法，其特征在于，所述下切的倾斜角为25°~35°。


5.如权利要求3所述的3D打印回抽运动轨迹规划方法，其特征在于，具体步骤为：
设所述第一轨迹的起点为S1、终点为E1，所述第二轨迹的起点为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昱，周明，
申请(专利权)人：上海酷鹰机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31