[发明专利]一种多头协作FDM打印控制构架及打印系统

说明书

本发明涉及一种多头协作FDM打印控制构架，用于对一台FDM打印机的阵列式执行机构进行协调控制，所述阵列式执行机构包括多个挤出模块，所述控制构架包括主控微处理器和与所述主控微处理器连接的多个独立的执行MCU，各所述执行MCU连接若干个挤出模块，所述主控微处理器存储有各执行MCU与挤出模块的对应关系表；所述主控微处理器包括主控制程序，该主控制程序被调用时执行的操作包括：读取外部输入的FDM打印任务指令；基于所述对应关系表，对所述FDM打印任务指令进行任务规划划分，将划分后的子任务指令发送给对应的执行MCU；各所述执行MCU基于所述子任务指令协同完成整个打印任务。与现有技术相比，本发明具有有效提升打印效率等优点。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种多头协作FDM打印控制构架及打印系统。

背景技术

FDM(Fused Deposition Modeling，工艺熔融沉积制造)工艺由美国学者ScottCrump于1988年研制成功。FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等。以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。

FDM是生产定制热塑性塑料零件和原型的最具成本效益的方式。由于该技术的高可用性，它还具有最短的交付周期-与次日交付一样快。FDM有多种热塑性材料可供选择，适用于原型设计和某些功能性应用。

然而，目前打印较为精细的丝材FDM打印机(FFF打印机)单头挤出效率太低，传统机型不能打印太大的物件(一般小于50cm见方)，否则加工时间可达数周，失去乐3D打印原本的速度优势；为此，诞生了适用于大型打印的颗粒料FDM打印机FGF，该类打印机直接通过颗粒原料，可以速率可以达到FFF打印机的上百倍，但是FGF的挤出头的直径达到几到十几个毫米，精度和表面质量严重下降，导致打印件往往需要较多的人工后处理，成本和效率优势也有较大挑战。所以FGF打印方式并不能很好的解决FDM打印机的速度问题。但是目前的多头协同工作仅为打印支撑而设计的双头打印机，实际工作时只有一个头在工作(打印实体部分或支撑部分之一)，而多头同时工作仅为简单复制而无法实现协同效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效提升打印效率的多头协作FDM打印控制构架及打印系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多头协作FDM打印控制构架，用于对一台FDM打印机的阵列式执行机构进行协调控制，所述阵列式执行机构包括多个挤出模块，所述控制构架包括主控微处理器和与所述主控微处理器连接的多个独立的执行MCU，各所述执行MCU连接若干个挤出模块，所述主控微处理器存储有各执行MCU与挤出模块的对应关系表；

所述主控微处理器包括主控制程序，该主控制程序被调用时执行的操作包括：

读取外部输入的FDM打印任务指令；

基于所述对应关系表，对所述FDM打印任务指令进行任务规划划分，将划分后的子任务指令发送给对应的执行MCU；

各所述执行MCU基于所述子任务指令协同完成整个打印任务。

进一步地，所述主控微处理器包括MCU或FPGA。

进一步地，所述子任务指令转化为适于芯片解码的内读代码后发送给对应的执行MCU。

进一步地，所述内读代码包括ASCII码或十六进制代码。

进一步地，所述执行MCU包括执行程序，该执行程序被调用时执行的操作包括：

接收所述子任务指令，对挤出模块实现运动控制、挤出控制和辅助控制。

进一步地，所述辅助控制包括加热控制和位置校准控制。