余料回抽控制方法及生物打印机技术

本公开涉及一种余料回抽控制方法及生物打印机。余料回抽控制方法包括：获得打印机的喷头外部附着的打印材料的长度；根据所述打印材料的长度，通过材料驱动机构对所述喷头外部附着的打印材料进行多次回抽，直至所述喷头外部附着的打印材料的长度不高于允许值。本公开实施例能够有效地消除打印机喷头上附着的打印材料。

【技术实现步骤摘要】
余料回抽控制方法及生物打印机
本公开涉及生物打印技术，尤其涉及一种余料回抽控制方法及生物打印机。
技术介绍
生物打印机是指利用3D打印的原理和方法，将生物墨汁打印成为设计的三维结构体的设备。将生物材料(例如细胞)和生物相容性材料(例如细胞溶液)制成生物墨汁，通过控制生物打印机的喷头移动并将生物墨汁喷出，使得生物墨汁按照预设的目标打印物体的三维构建数字模型打印成型。在生物打印之前，需要对喷头进行生物墨汁的预填充。为了保障预填充时生物墨汁能将喷头充满，生物墨汁的预填充体积一般会大于或等于喷头的内腔体积。当生物墨汁的预填充体积大于喷头的内腔体积时，喷头的喷嘴位置会附着生物墨汁。生物墨汁因粘度较高而不会从喷嘴处自行滴落，因此会在喷嘴位置形成液滴。若不及时清除喷嘴上的液滴，则该液滴会对后续的打印件造成影响，或者与其他打印材料发生反应而堵塞喷嘴。为了清除喷嘴上附着的液滴，一些相关技术采用清除部件对喷嘴上的液滴进行刮除。
技术实现思路
在本公开的一个方面，提供一种余料回抽控制方法，包括：获得打印机的喷头外部附着的打印材料的长度；根据所述打印材料的长度，通过材料驱动机构对所述喷头外部附着的打印材料进行多次回抽，直至所述喷头外部附着的打印材料的长度不高于允许值。在一些实施例中，获得打印材料的长度的步骤包括：根据对所述喷头及所述喷头外部附着的打印材料进行拍照所获得的图像内的打印材料对应的像素值，计算所述打印材料的长度。在一些实施例中，所述余料回抽控制方法还包括：在所述材料驱动机构回抽打印材料之前，通过所述材料驱动机构使所述喷头向外喷出打印材料；在所述喷头喷出的打印材料的长度达到第一预设值时，使所述材料驱动机构停止驱动打印材料，并等待预设时长，以便所述喷头外部附着的打印材料稳定。在一些实施例中，根据所述打印材料的长度，通过材料驱动机构对所述喷头外部附着的打印材料进行多次回抽的步骤包括：将等待预设时长后的所述打印材料的长度设定为长度初始值L0，并根据所述长度初始值L0设定所述打印材料的回抽长度D；按照所述回抽长度D，通过所述材料驱动机构在多次循环中对所述喷头外部附着的打印材料进行回抽；在每次循环中，根据所述回抽长度D对所述喷头外部附着的打印材料进行回抽后，获得本次回抽后所述喷头外部附着的打印材料的当前长度L，并计算所述当前长度L与所述长度初始值L0的比例；如果所述比例位于第一预设范围R1，则计算所述材料驱动机构对所述打印材料的驱动方向改变时产生的反向位置误差δb，并通过所述反向位置误差δb对下一次回抽的回抽长度D进行补偿；如果所述比例位于第二预设范围R2，则计算所述材料驱动机构回抽所述打印材料时的位置误差δp，并通过所述位置误差δp对下一次回抽的回抽长度D进行补偿，所述第二预设范围R2的最大值小于所述第一预设范围R1的最小值。在一些实施例中，在每次循环中，如果所述比例位于第三预设范围R3，则将所述回抽长度D设置为本次回抽后的当前长度L，所述第三预设范围R3的最大值小于所述第二预设范围R2的最小值。在一些实施例中，根据所述长度初始值L0设定所述打印材料的回抽长度D的步骤包括：使所述回抽长度D等于所述长度初始值L0的1/3～1/5倍。在一些实施例中，所述第一预设范围R1的最大值为1，最小值为7/8～9/10；所述第二预设范围R2的最小值为1/3～1/5。在一些实施例中，反向位置误差δb通过公式δb＝D-(L0-L)计算得出，所述位置误差δp通过公式δb＝D-(Ln-1-Ln)计算得出，其中，Ln-1和Ln分别为所述当前长度L在上一次循环和本次循环的取值，n为大于1的正整数。在一些实施例中，所述材料驱动机构包括伺服电机和注射器，所述注射器的活塞由所述伺服电机通过丝杆进行驱动，所述反向位置误差δb对应的补偿量Cb为(δb/Pth)*Rc，所述位置误差δp对应的补偿量Cp为(δp/Pth)*Rc，其中，Pth为所述丝杆的螺距，Rc为所述伺服电机的编码器分辨率。在一些实施例中，在将所述回抽长度D设置为本次回抽后的当前长度L后，判断所述喷头外部附着的打印材料的长度是否已不高于允许值La，以及回抽的循环次数N是否已超过预设次数N0，如果所述喷头外部附着的打印材料的长度已不高于允许值La，则使所述材料驱动机构结束回抽操作；如果所述喷头外部附着的打印材料的长度仍高于允许值La，且所述回抽的循环次数N已超过预设次数N0，则发出提示喷头排空异常的报警信号；如果所述喷头外部附着的打印材料的长度仍高于允许值La，且所述回抽的循环次数N未达到预设次数N0，则计算所述材料驱动机构回抽所述打印材料时的位置误差δp，并通过所述位置误差δp对下一次回抽的回抽长度D进行补偿。在一些实施例中，所述打印机为生物打印机，所述打印材料为生物墨汁。在本公开的一个方面，提供一种生物打印机，包括：材料驱动机构，具有喷头，并被配置为驱动打印材料经由所述喷头喷出或回抽，所述打印材料为生物墨汁；检测机构，被配置为获得用于表征所述喷头外部附着的打印材料的长度的信号；控制器，与所述检测机构和所述材料驱动机构信号连接，被配置为执行前述的余料回抽控制方法。在一些实施例中，所述材料驱动机构包括：动力单元和注射器，所述注射器具有注射器筒、所述喷头和活塞，所述动力单元与所述活塞驱动连接。在一些实施例中，所述动力单元包括：伺服电机，具有与所述活塞驱动连接的动力输出端。在一些实施例中，所述检测机构包括：摄像头；和摄像头调整机构，与所述摄像头连接，被配置为调整所述摄像头的拍摄位置和拍摄角度。在一些实施例中，所述摄像头调整机构包括：支撑座；滑座，通过导向结构与所述支撑座连接，且相对于所述支撑座可滑动；和旋转台，可滑动地设置在所述滑座上，并与所述摄像头可转动地连接。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1是根据本公开生物打印机的一些实施例的功能方块图；图2是根据本公开生物打印机的一些实施例的结构示意图；图3是根据本公开生物打印机的一些实施例中材料驱动机构的安装结构示意图；图4是根据本公开生物打印机的一些实施例中检测机构的结构示意图；图5是根据本公开余料回抽控制方法的一些实施例的流程示意图；图6是根据本公开余料回抽控制方法的另一些实施例的流程示意图；图7是根据本公开余料回抽控制方法的又一些实施例的流程示意图。应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种余料回抽控制方法，包括：/n获得打印机的喷头外部附着的打印材料的长度；/n根据所述打印材料的长度，通过材料驱动机构对所述喷头外部附着的打印材料进行多次回抽，直至所述喷头外部附着的打印材料的长度不高于允许值。/n

【技术特征摘要】
1.一种余料回抽控制方法，包括：
获得打印机的喷头外部附着的打印材料的长度；
根据所述打印材料的长度，通过材料驱动机构对所述喷头外部附着的打印材料进行多次回抽，直至所述喷头外部附着的打印材料的长度不高于允许值。


2.根据权利要求1所述的余料回抽控制方法，其中，获得打印材料的长度的步骤包括：
根据对所述喷头及所述喷头外部附着的打印材料进行拍照所获得的图像内的打印材料对应的像素值，计算所述打印材料的长度。


3.根据权利要求1所述的余料回抽控制方法，还包括：
在所述材料驱动机构回抽打印材料之前，通过所述材料驱动机构使所述喷头向外喷出打印材料；
在所述喷头喷出的打印材料的长度达到第一预设值时，使所述材料驱动机构停止驱动打印材料，并等待预设时长，以便所述喷头外部附着的打印材料稳定。


4.根据权利要求3所述的余料回抽控制方法，其中，根据所述打印材料的长度，通过材料驱动机构对所述喷头外部附着的打印材料进行多次回抽的步骤包括：
将等待预设时长后的所述打印材料的长度设定为长度初始值L0，并根据所述长度初始值L0设定所述打印材料的回抽长度D；
按照所述回抽长度D，通过所述材料驱动机构在多次循环中对所述喷头外部附着的打印材料进行回抽；
在每次循环中，根据所述回抽长度D对所述喷头外部附着的打印材料进行回抽后，获得本次回抽后所述喷头外部附着的打印材料的当前长度L，并计算所述当前长度L与所述长度初始值L0的比例；
如果所述比例位于第一预设范围R1，则计算所述材料驱动机构对所述打印材料的驱动方向改变时产生的反向位置误差δb，并通过所述反向位置误差δb对下一次回抽的回抽长度D进行补偿；
如果所述比例位于第二预设范围R2，则计算所述材料驱动机构回抽所述打印材料时的位置误差δp，并通过所述位置误差δp对下一次回抽的回抽长度D进行补偿，所述第二预设范围R2的最大值小于所述第一预设范围R1的最小值。


5.根据权利要求4所述的余料回抽控制方法，其中，在每次循环中，如果所述比例位于第三预设范围R3，则将所述回抽长度D设置为本次回抽后的当前长度L，所述第三预设范围R3的最大值小于所述第二预设范围R2的最小值。


6.根据权利要求4或5所述的余料回抽控制方法，其中，根据所述长度初始值L0设定所述打印材料的回抽长度D的步骤包括：
使所述回抽长度D等于所述长度初始值L0的1/3～1/5倍。


7.根据权利要求4或5所述的余料回抽控制方法，其中，所述第一预设范围R1的最大值为1，最小值为7/8～9/10；所述第二预设范围R2的最小值为1/3～1/5。


8.根据权利要求4所述的余料回抽控制方法，其中，反向位置误差δb通过公式δb＝D...

【专利技术属性】
技术研发人员：李意军，熊涛，
申请(专利权)人：四川蓝光英诺生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51