一種三維打印機及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及三維打印機技術領域，特別涉及一種三維打印機及控制方法。
【背景技術】
[0002]三維打印，也叫3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印已開始廣泛應用在工業(yè)設計、模具制造等領域。
[0003]3D打印機是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質(zhì)等組成的。除散熱風扇外，3D打印機一般具有4個主電機，分別負責噴頭的X軸、Y軸和Z軸方向的移動以及進料。電機的精確性直接決定了打印結果。但是目前3D打印機主要采用開環(huán)控制的方式，當電機發(fā)生的失步、過沖現(xiàn)象時，可能導致打印出次品，從而降低良品率，并造成材料和時間的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種3D打印機及控制方法，可以實現(xiàn)對電機的精確控制，提高3D打印的精度。
[0005]本發(fā)明實施例的一種3D打印機包括:
電機、打印頭、工作面板；
一個或多個第一感應元件，設置在所述電機的轉子上；
第二感應元件，用于在所述轉子轉動時，在所述第一感應元件的作用下產(chǎn)生感應信號;
控制組件，用于接收所述感應信號，將該感應信號轉化為打印移動值，根據(jù)所述打印移動值和預先設定的打印數(shù)據(jù)生成控制信號，用于控制所述電機的運轉；其中，所述打印移動值用于表示所述打印頭或所述工作面板的移動距離。
[0006]本發(fā)明實施例的一種3D打印機的控制方法包括:
在三維打印機的電機的轉子上設置一個或多個第一感應元件；
所述轉子轉動時，利用第二感應元件在所述第一感應元件的作用下產(chǎn)生感應信號；將所述感應信號轉化為打印移動值，根據(jù)所述打印移動值和預先設定的打印數(shù)據(jù)生成控制信號，用于控制所述電機的運轉；其中，所述打印移動值用于表示所述三維打印機的打印頭或工作面板的移動距離。
[0007]根據(jù)本發(fā)明技術方案，通過感應3D打印機中電機轉子的旋轉來感知打印頭或工作面板的位移情況，并據(jù)此對電機進行控制，可以精確地控制打印頭或工作面板的移動，提高3D打印的精度。
【附圖說明】
[0008]以下附圖僅為本發(fā)明技術方案的一些例子，本發(fā)明并不局限于圖中示出的特征。以下附圖中，相似的標號表示相似的元素:
[0009]圖1為一種3D打印機結構示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明實施例的一種3D打印機系統(tǒng)方塊圖；
[0011]圖3為本發(fā)明實施例的一種3D打印機控制機構的示意圖；
[0012]圖4為本發(fā)明實施例的一種3D打印機控制方法的流程圖；
[0013]圖5a、5b、5c、5d為本發(fā)明實施例的一種3D打印機控制機構中采用的感應元件示意圖；
[0014]圖6為本發(fā)明另一實施例的一種3D打印機控制機構的示意圖；
[0015]圖7為本發(fā)明實施例的一種3D打印機控制信號發(fā)生裝置的結構示意圖；
[0016]圖8a為本發(fā)明實施例的一種3D打印機正向運動控制裝置的結構示意圖；
[0017]圖8b為本發(fā)明實施例的一種3D打印機反向運動控制裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了描述上的簡潔和直觀，下文通過描述若干代表性的實施例來對本發(fā)明的方案進行闡述。實施例中大量的細節(jié)僅用于幫助理解本發(fā)明的方案。但是很明顯，本發(fā)明的技術方案實現(xiàn)時可以不局限于這些細節(jié)。為了避免不必要地模糊了本發(fā)明的方案，一些實施方式?jīng)]有進行細致地描述，而是僅給出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根據(jù)……”是指“至少根據(jù)……，但不限于僅根據(jù)……”。下文中沒有特別指出一個成分的數(shù)量時，意味著該成分可以是一個也可以是多個，或可理解為至少一個。
[0019]圖1為3D打印機結構示意圖。3D打印機一般包括機架1、底座2、X軸移動系統(tǒng)3、Y軸移動系統(tǒng)4、Z軸移動系統(tǒng)5、打印裝置6、工作面板7、控制器(未示出)和電源(未示出)。
[0020]打印裝置6包括打印頭、連接機構、送料機構等。X軸移動系統(tǒng)3、Y軸移動系統(tǒng)4、Z軸移動系統(tǒng)5分別用于控制打印裝置和工作面板的移動，使得打印裝置和工作面板相對運動，使得打印頭將送料機構提供的原料按照打印數(shù)據(jù)打印在工作面板7上，從而完成3D打印。X軸移動系統(tǒng)3、Υ軸移動系統(tǒng)4和Z軸移動系統(tǒng)分別包括電機8、移動導軌、齒輪、齒輪帶等。在圖1的例子中，X軸移動系統(tǒng)3和Z軸移動系統(tǒng)5設置在機架I上，用于控制打印裝置6分別在X軸方向和Z軸方向上的移動，Y軸移動系統(tǒng)4設置在底座2上，用于控制工作面板7在Y軸方向上移動。也有一些3D打印機采用X軸移動系統(tǒng)、Y軸移動系統(tǒng)控制打印裝置分別沿X軸、Y軸的移動，Z軸移動系統(tǒng)控制工作面板沿Z軸的移動，其結構也會與圖1所示有一些差別。
[0021]控制器(未示出)和電源(未示出)一般設置在機架I或底座2上?？刂破饔糜诟鶕?jù)設定的打印數(shù)據(jù)控制各移動系統(tǒng)的電機以及送料機構的電機運轉?？刂破骺梢砸杂蓪ｉT的硬件或執(zhí)行機器可讀指令的硬件實現(xiàn)。例如，控制器可以是專門設計的永久性電路或邏輯器件(如專用處理器，如FPGA或ASIC)用于完成設定的控制操作，也可以包括由軟件臨時配置的可編程邏輯器件或電路(如包括通用處理器、單片機或其它可編程處理器)用于執(zhí)行設定的控制操作。電源用于向各電機和控制器提供動力。
[0022]圖2本發(fā)明實施例的一種3D打印機系統(tǒng)方塊圖。如圖2所示，該3D打印機可以包括:控制器8、X軸移動系統(tǒng)3、Y軸移動系統(tǒng)4、Z軸移動系統(tǒng)5、打印裝置6、工作面板7。
[0023]X軸移動系統(tǒng)3、Y軸移動系統(tǒng)4、Z軸移動系統(tǒng)5分別包括電機驅動器、電機和感應裝置。電機驅動器接收控制器8的控制信號，根據(jù)控制信號驅動電機運轉。感應裝置感應電機的運轉，并將感應信號提供給控制器8。各移動系統(tǒng)還可以包括傳動系統(tǒng)、限位開關(Endstop)等，這里不再贅述。
[0024]控制器8用于根據(jù)設定的打印數(shù)據(jù)和從各移動系統(tǒng)的感應裝置提供的感應信號產(chǎn)生各移動系統(tǒng)的控制信號，將各控制信號提供給各移動系統(tǒng)的電機驅動器用于控制各移動系統(tǒng)的電機的運轉?？刂破?可以由專門設計的永久性電路或邏輯器件(如專用處理器，如FPGA或ASIC)實現(xiàn)，也可以由軟件臨時配置的可編程邏輯器件或電路(如包括通用處理器、單片機或其它可編程處理器)實現(xiàn)。
[0025]控制器8還用于控制打印裝置6中送料裝置和電熱噴頭。打印裝置6的送料裝置(如擠出裝置)的電機驅動器根據(jù)控制器8提供的控制信號控制電機運轉，實現(xiàn)原料的擠出。控制器8還用于控制工作面板7上的熱床的加熱。
[0026]3D打印機提供至少一個數(shù)據(jù)端口 9，控制器8通過數(shù)據(jù)端口 9獲取打印數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)端口 9可以是一個卡槽，可以接收存儲卡插入。存儲卡可以是各種格式的Flash存儲設備，例如MMC卡、SD卡、min1-SD卡、micro-SD卡、記憶棒、xD圖像卡等。數(shù)據(jù)端口 9也可以是用于連接外部設備(如PC)的總線端口，例如通用串行總線(USB)端口、PCI接口等。如果控制器8的處理器芯片不支持該數(shù)據(jù)端口，則可以利用端口轉換器10提供數(shù)據(jù)端口 9和控制器8之間的端口轉換，例如UART等。
[0027]該3D打印機還包括電源11、電源穩(wěn)定器12和調(diào)節(jié)器13。電源11為各部件提供動力。電源穩(wěn)定器12是用于穩(wěn)定電源的器件，如穩(wěn)壓器。調(diào)節(jié)器13用于調(diào)節(jié)向各部件提供的電壓、電流，還可以實現(xiàn)對部件電源的開/關控制。調(diào)節(jié)器13可以由MOS、M0SFET、繼電器等器件，或專門設計的電路實現(xiàn)。