[发明专利]3D打印机喷头挤出量全自动控制监测器及监测方法

权利要求书

1.一种3D打印机喷头挤出量全自动控制监测器，设于3D打印机主板与电机之间，所述电机包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机及喷头挤压电机，其特征在于：包括单片机，以及分别与该单片机连接的PWM信号输入端、信号处理输出端、数据输出端、若干电机状态传感器，所述PWM信号输入端对接3D打印机主板对各电机的驱动信号输出端，所述信号处理输出端对接各电机以输出驱动信号，所述数据输出端用于输出经单片机处理的打印模型数据，所述电机状态传感器分别连接各电机以获取各电机的运转情况。

2.根据权利要求1所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测器，其特征在于：所述单片机扩展连接有存储体，于该存储体上存有电机传感器数据或/和单片机处理后数据。

3.根据权利要求2所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测器，其特征在于：所述存储体包括可移动存储体。

4.一种3D打印机喷头挤出量全自动控制监测方法，其特征在于：包含有以下步聚：

将权利要求1所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测器，设于3D打印机主板与电机之间，获取3D打印机主板发出的一次驱动信号，经由单片机处理生成对电机的二次驱动信号；并根据X轴电机、Y轴电机的运转情况，处理Z轴方向的平均挤出量，同时通过与电机连接的各个电机状态传感器实时监测打印状态；其中，

对X轴电机、Y轴电机、Z轴电机以及喷头挤压电机进行实时的打印任务监测，获取并记录X轴电机、Y轴电机和喷头挤压电机的状态数据，从而得出当前打印层上的多个数据点，且该些数据点包含有喷头挤压电机的状态信息；

通过对数据点的处理得出当前打印层的打印路径，以及若干线段中喷头挤压电机的平均电机转动量；当Z轴电机转动时，表示当前打印层数据记录和分析结束，触发进行下一打印层的数据记录和分析，直至打印结束；根据对各打印层的数据分析导出一个带有数据的三维打印模型，从而提供直观可视的打印模型结构。

5.根据权利要求4所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测方法，其特征在于，对Z轴方向的平均挤出量控制包括有以下操作：

设定有以下的运转状态S1-S4；

运转状态S1，当X轴电机减速，Y轴电机急加速时；提升挤压喷头电机的转速；

运转状态S2，当X轴电机减速急加速，Y轴电机急减速；

运转状态S3，当X轴电机急加速，Y轴电机急加速；

运转状态S4，当Y轴电机的转速为零时，X轴电机的变换量急加速或者急减速；或当，Y轴电机的转速为零时，Y轴电机的变换量急加速或者急减速；

在上述各运转状态中,打印机的喷头进入原点到最终点，在这两点中与X轴形成的区域内，喷头的移动路径为该区域内的一条曲线，通过电机状态的改变量判读打印机系统是否进入运转状态S1、S2、S3或S4；

此时，针对每一运转状态会进入到一个对应设定的运转数据模型，按照各电机的实时状态，通过喷头挤压电机调整喷头的挤压量，根据该线段所用的时间，以及设定好的层高数据及克/毫米的数据，均匀的控制挤压喷头的挤压速度。

6.根据权利要求5所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测方法，其特征在于：当打印层存在若干种运转状态时，由各运转状态下的打印数据点共同组成当前层的打印途径。

7.根据权利要求5所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测方法，其特征在于：所述单片机对一次驱动信号进行分析处理，将生成延时的二次驱动信号输出至各电机。

8.根据权利要求5所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测方法，其特征在于：所述单片机设置有监控系统，通过电机状态传感器对各电机的运转状态进行模拟量的监控，将模拟量输入至单片机内，将模拟量转化为数字量，并根据切片软件输入的打印模型，还原成对应的3D打印件各层的线段的均匀度数据模型，以获取内部的打印结构。

9.根据权利要求4-8任一项所述的3D打印机喷头挤出量全自动控制监测方法，其特征在于：在打印过程中，将监控系统与信号处理输出端的信号进行数据的拟合对比，发现异常数据将在三维打印模型处提示异常信息。