[发明专利]一种工业级3D打印机控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种工业级3D打印机控制系统及控制方法，系统采用Cortex‑M3内核主控板，包括丝材管理模块、堵丝检测模块、人机交互模块以及通信模块、喷头移动控制模块、送丝控制模块、编码器检测模块、存储器模块、温度控制模块、烘箱控制模块、照明灯、工控机控制模块、指示灯控制模块、限位检测模块，喷头加热控制模块；挤丝轮上安装有丝材检测编码器，用于检测丝材用量和丝材运动位置；固件参数修改模块，通过人机交互模块对固件配置参数进行修改输入，用户修改的固件配置参数信息存储在主控板连接的EEPROM中。解决了丝材管理、堵丝检测、固件参数修改、烘箱控制、开关量实时监控等难题。

技术领域

本发明属于3D打印设备技术领域，具体涉及一种工业级3D打印机控制系统及控制方法。

背景技术

3D打印技术，即快速成型技术的一种。熔融堆积成型是3D打印技术中应用最广泛的一种，适合生产形状复杂小批量的产品，已经成为世界各国战略发展的技术方向。熔融堆积成型是热塑性材料加热至熔融状态，在计算机控制下，喷头根据零件截面轮廓信息，将熔融液按照截面轮廓轨迹涂敷在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，一层成型完成后，工作台下移一层高，再次涂敷下一层，这样逐层堆积直至工件完全成型。这种特殊的成型方式使得3D打印无需专用刀具、夹具、模具，可以制造任意复杂形状的零件，特别适合于新产品及核心零部件的研发，目前已经广泛应用于徐工重型、铲运、汽车等公司新产品开发试制，尤其内饰件、覆盖件等部件的应用，有效缩短了产品开发周期，降低了试制成本。

对于工业级3D打印设备，打印尺寸一般比较大，成型过程中容易发生翘曲变形，为了更好的控制翘曲变形，根据工艺需求需要配备加热系统，使成型环境温度更加稳定，对于温度控制的要求就比较高，难度也比较大，同时一些国外的工业级3D打印机自身的控制系统对丝材进行了专用芯片识别，并且软硬件完全是自主研发，只能使用专用的丝材进行打印，限制了国内3D打印丝材的使用，增加了3D打印机的运行成本。

现有技术存在以下缺陷：现有的3D打印机控制系统功能对比桌面级控制系统都没有更多的扩展，主控板的复杂性教高或者集成度较低，基本功能没有大的变化，缺少烘箱温控、堵丝检测，人机交互模块实时监控、固件参数修改等功能，自动化程度不高，并且打印速度较慢。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种工业级3D打印机控制系统及控制方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种工业级3D打印机控制系统，所述控制系统采用Cortex-M3内核主控板，包括丝材管理模块、堵丝检测模块、人机交互模块；

挤丝轮上安装有丝材检测编码器，用于检测丝材用量和丝材运动位置；

所述丝材管理模块中存储有丝材档案信息，用于实现丝材管理，获取编码器检测到的丝材用量，基于丝材用量得到丝材未使用量，当丝材未使用量低于设定值时，发出报警信息，并在人机交互模块进行显示提醒；

所述堵丝检测模块通过设置检测时间阈值，对比前后两次编码器检测到的丝材用量，如果用量没有变化，说明丝材运动停止，发生堵丝，随即主控板发出故障报警信息，上位机检测识别故障报警信息后，暂停当前打印；待用户修理喷头之后，点击人机交互模块继续打印按钮，从暂停位置继续打印。

进一步的，所述的工业级3D打印机控制系统，还包括固件参数修改模块，通过人机交互模块对固件配置参数进行修改输入，用户修改的固件配置参数信息存储在主控板连接的EEPROM中。

进一步的，所述丝材档案信息包括各种丝材的线径、颜色、重量、已使用量及未使用量。

进一步的，所述的工业级3D打印机控制系统，还包括开关量实时监控模块，用于实时获取烘箱门锁、照明灯、喷头、烘箱加热状态信息，并发送给人机交互模块进行显示。