本發(fā)明涉及打印控制，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種便攜式折疊3d打印機(jī)的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在3d打印技術(shù)發(fā)展的幾十年來(lái)，3d打印機(jī)逐漸走向民用市場(chǎng)，并占有一席地位，傳統(tǒng)桌面3d打印機(jī)因其笨重的體積和重量，無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)戶(hù)外或異地打印產(chǎn)品，因此改進(jìn)并制造了折疊式的3d打印機(jī)，而為了確保折疊式3d打印機(jī)能夠保持高質(zhì)量且安全的3d打印效果，就需要對(duì)3d打印機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)且可靠的控制，避免發(fā)生打印異?；蚬收犀F(xiàn)象。

2、參考公開(kāi)號(hào)為cn105751519a的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了3d打印機(jī)的安全控制系統(tǒng)及控制方法，包括用于檢測(cè)電源模塊工作狀態(tài)的斷電檢測(cè)模塊；斷電檢測(cè)模塊包括比較器和穩(wěn)壓芯片；用于檢測(cè)打印材料是否斷裂和/或耗盡的斷絲檢測(cè)模塊；電源模塊包括將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的供電電源、以及備用電源；供電電源和備用電源的正負(fù)極輸入端子均與穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸入端子電連接；穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸出端子與控制模塊的電源端子電連接；以實(shí)現(xiàn)對(duì)3d打印機(jī)的高效且安全的控制效果；

3、現(xiàn)有的3d打印機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)打印過(guò)程中實(shí)時(shí)打印數(shù)據(jù)的采集和分析，能夠在發(fā)現(xiàn)異常打印數(shù)據(jù)時(shí)立即觸發(fā)預(yù)警提示，并對(duì)打印過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制操作，由于3d打印機(jī)的打印部件在打印時(shí)會(huì)不間斷且多方向的持續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)打印部件運(yùn)動(dòng)到某一節(jié)點(diǎn)并反方向運(yùn)動(dòng)打印時(shí)，會(huì)導(dǎo)致打印數(shù)據(jù)出現(xiàn)臨時(shí)且短暫的異常變化，從而容易發(fā)生預(yù)警提示和優(yōu)化控制誤觸發(fā)的現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)3d打印機(jī)的正常打印操作造成干擾，降低了3d打印機(jī)的控制準(zhǔn)確性。

4、鑒于此，本發(fā)明提出一種便攜式折疊3d打印機(jī)的控制系統(tǒng)以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種便攜式折疊3d打印機(jī)的控制系統(tǒng)，應(yīng)用于打印控制器，包括：

2、第一采集模塊，在折疊開(kāi)啟狀態(tài)下，標(biāo)記出采樣時(shí)段內(nèi)的采樣時(shí)刻，并獲取3d打印機(jī)在采樣時(shí)刻的基礎(chǔ)參數(shù)，基礎(chǔ)參數(shù)包括打印功率、噴頭溫度和熱床溫度；

3、階段判定模塊，將采樣時(shí)刻和基礎(chǔ)參數(shù)構(gòu)建成階段圖，標(biāo)記出階段圖中的有效波形，有效波形包括有效功率波形、有效噴頭波形和有效熱床波形，并基于準(zhǔn)入準(zhǔn)則，判定3d打印機(jī)是否進(jìn)入打印階段；

4、第二采集模塊，基于區(qū)段構(gòu)建準(zhǔn)則，在控制區(qū)段內(nèi)構(gòu)建出子區(qū)段，并獲取3d打印機(jī)在子區(qū)段中的綜合打印參數(shù)，綜合打印參數(shù)包括功率波動(dòng)值、熱床溫度值、噴頭溫度值和最大偏移值；

5、模式選擇模塊，對(duì)綜合打印參數(shù)進(jìn)行安全性識(shí)別，從子區(qū)段中識(shí)別出異常區(qū)段，并選擇對(duì)應(yīng)的打印控制模式，打印控制模式包括不停機(jī)優(yōu)化模式和停機(jī)檢修模式；

6、打印控制模塊，識(shí)別出異常區(qū)段的異常參數(shù)，制定出與異常參數(shù)相對(duì)應(yīng)的控制指令，并根據(jù)打印控制模式，控制3d打印機(jī)執(zhí)行控制指令。

7、進(jìn)一步的，采樣時(shí)刻的標(biāo)記方法包括：

8、通過(guò)時(shí)間戳查詢(xún)出折疊機(jī)構(gòu)上的限位傳感器的工作信號(hào)為1的時(shí)刻，記為起始時(shí)刻，并將起始時(shí)刻至當(dāng)前時(shí)刻之間的時(shí)段記為采樣時(shí)段；

9、通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)出3d打印機(jī)的a個(gè)數(shù)據(jù)記錄事件，并逐一統(tǒng)計(jì)出a個(gè)數(shù)據(jù)記錄事件的時(shí)長(zhǎng)跨度，獲得a個(gè)時(shí)長(zhǎng)值，將a個(gè)時(shí)長(zhǎng)值累加后求平均，獲得處理時(shí)長(zhǎng)；

10、以處理時(shí)長(zhǎng)為間隔標(biāo)準(zhǔn)，以起始時(shí)刻為起始點(diǎn)，在采樣時(shí)段內(nèi)標(biāo)記出b個(gè)不相鄰的時(shí)刻，獲得b個(gè)采樣時(shí)刻。

11、進(jìn)一步的，階段圖包括第一階段圖、第二階段圖和第三階段圖，第一階段圖、第二階段圖和第三階段圖的構(gòu)建方法包括：

12、繪制出三個(gè)直角坐標(biāo)系，從三個(gè)直角坐標(biāo)系上截取出第一象限，并將橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的交點(diǎn)賦值為0；

13、按照時(shí)間的先后順序?qū)個(gè)采樣時(shí)刻依次排序，并將排序后的采樣時(shí)刻作為第一象限的橫坐標(biāo)，分別將打印功率值、噴頭溫度值和熱床溫度值作為縱坐標(biāo)，構(gòu)建出第一基礎(chǔ)圖、第二基礎(chǔ)圖和第三基礎(chǔ)圖；

14、在第一基礎(chǔ)圖、第二基礎(chǔ)圖和第三基礎(chǔ)圖上，分別標(biāo)記出與b個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的打印功率值、噴頭溫度值和熱床溫度值的點(diǎn)位，獲得b個(gè)第一點(diǎn)位、b個(gè)第二點(diǎn)位和b個(gè)第三點(diǎn)位；

15、分別將b個(gè)第一點(diǎn)位、b個(gè)第二點(diǎn)位和b個(gè)第三點(diǎn)位依次連線后，構(gòu)建出第一階段圖、第二階段圖和第三階段圖。

16、進(jìn)一步的，準(zhǔn)入準(zhǔn)則為：每一個(gè)目標(biāo)波形對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻的數(shù)量均大于數(shù)量下限值；

17、是否進(jìn)入打印階段的判定方法包括：

18、分別將c個(gè)有效功率波形、d個(gè)有效噴頭波形和e個(gè)有效熱床波形中的最后一個(gè)采樣時(shí)刻記為終止時(shí)刻，獲得c個(gè)第一終止時(shí)刻、d個(gè)第二終止時(shí)刻和e個(gè)第三終止時(shí)刻；

19、按照時(shí)間的先后順序，分別將c個(gè)第一終止時(shí)刻、d個(gè)第二終止時(shí)刻和e個(gè)第三終止時(shí)刻依次排列，并將位于最后一位的第一終止時(shí)刻、第二終止時(shí)刻和第三終止時(shí)刻對(duì)應(yīng)的有效功率波形、有效噴頭波形和有效熱床波形記為功率目標(biāo)波形、噴頭目標(biāo)波形和熱床目標(biāo)波形；

20、分別統(tǒng)計(jì)出功率目標(biāo)波形、噴頭目標(biāo)波形和熱床目標(biāo)波形中采樣時(shí)刻的數(shù)量，獲得第一量值、第二量值和第三量值；

21、當(dāng)?shù)谝涣恐?、第二量值和第三量值均大于?shù)量下限值時(shí)，判定進(jìn)入打印階段；

22、當(dāng)存在第一量值、第二量值或第三量值小于等于數(shù)量下限值時(shí)，判定不進(jìn)入打印階段。

23、進(jìn)一步的，區(qū)段構(gòu)建準(zhǔn)則為：上一個(gè)子區(qū)段的最后一個(gè)時(shí)刻與下一個(gè)子區(qū)段的第一個(gè)時(shí)刻為相鄰時(shí)刻；

24、子區(qū)段的構(gòu)建方法包括：

25、按照時(shí)間的先后順序，將功率目標(biāo)波形、噴頭目標(biāo)波形和熱床目標(biāo)波形中的第一個(gè)采樣時(shí)刻依次排序，獲得采樣排列行；

26、將采樣排列行中位于最后一位的采樣時(shí)刻記為區(qū)段起點(diǎn)，將當(dāng)前時(shí)刻記為區(qū)段終點(diǎn)，并將區(qū)段起點(diǎn)至區(qū)段終點(diǎn)之間的時(shí)段記為控制區(qū)段；

27、將處理時(shí)長(zhǎng)的三分之一記為區(qū)段間隔，以一個(gè)區(qū)段間隔為標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)，在控制區(qū)段內(nèi)間隔標(biāo)記出q+1個(gè)時(shí)刻，并將相鄰兩個(gè)時(shí)刻之間的時(shí)段記為子區(qū)段，獲得q個(gè)子區(qū)段；

28、將第一個(gè)子區(qū)段編號(hào)為1，并對(duì)余下的q-1個(gè)子區(qū)段依次升序編號(hào)。

29、進(jìn)一步的，功率波動(dòng)值的獲取方法包括：

30、分別標(biāo)記出q個(gè)子區(qū)段中的第一個(gè)時(shí)刻、中間位置的時(shí)刻和最后一個(gè)時(shí)刻，并通過(guò)功率傳感器分別檢測(cè)3d打印機(jī)在第一個(gè)時(shí)刻、中間位置的時(shí)刻和最后一個(gè)時(shí)刻的實(shí)時(shí)功率，獲得第一功率值、第二功率值和第三功率值；

31、分別將q個(gè)子區(qū)段的第一功率值、第二功率值和第三功率值相加后求平均，獲得q個(gè)實(shí)時(shí)功率值；

32、將q個(gè)實(shí)時(shí)功率值依次與3d打印機(jī)的額定功率值作差后，獲得q個(gè)功率波動(dòng)值；

33、功率波動(dòng)值的表達(dá)式為：

34、；

35、式中，為第個(gè)子區(qū)段的功率波動(dòng)值，=1,2...q，為第個(gè)子區(qū)段的第一功率值，為第個(gè)子區(qū)段的第二功率值，為第個(gè)子區(qū)段的第三功率值，為額定功率值。

36、進(jìn)一步的，最大偏移值的獲取方法包括：

37、在q個(gè)子區(qū)段內(nèi)，通過(guò)位移傳感器分別檢測(cè)3d打印機(jī)的x軸位移值、y軸位移值、z軸位移值和噴頭位移值；

38、將x軸位移值的最大值、y軸位移值的最大值、z軸位移值的最大值和噴頭位移值的最大值進(jìn)行比較，并將比較后的最大值記為最大位移值，獲得q個(gè)最大位移值；

39、將q個(gè)最大位移值依次與標(biāo)定位移值作差后，獲得q個(gè)最大偏移值；

40、最大偏移值的表達(dá)式為：

41、；

42、式中，為第個(gè)子區(qū)段的最大偏移值，為第個(gè)子區(qū)段的最大位移值，為標(biāo)定位移值。

43、進(jìn)一步的，異常區(qū)段的識(shí)別方法包括：

44、按照編號(hào)由小到大的方式，將q個(gè)子區(qū)段的功率波動(dòng)值、熱床溫度值、噴頭溫度值和最大偏移值分別與安全波動(dòng)值、安全熱床范圍、安全噴頭范圍和安全偏移值比較；

45、當(dāng)子區(qū)段中不存在功率波動(dòng)值大于安全波動(dòng)值、熱床溫度值不處于安全熱床范圍、噴頭溫度值不處于安全噴頭范圍或最大偏移值大于安全偏移值時(shí)，不將子區(qū)段記為異常區(qū)段；

46、當(dāng)子區(qū)段中存在功率波動(dòng)值大于安全波動(dòng)值、熱床溫度值不處于安全熱床范圍、噴頭溫度值不處于安全噴頭范圍或最大偏移值大于安全偏移值時(shí)，將子區(qū)段記為異常區(qū)段，獲得p個(gè)異常區(qū)段。

47、進(jìn)一步的，不停機(jī)優(yōu)化模式和停機(jī)檢修模式的選擇方法包括：

48、按照編號(hào)由小到大的方式，將p個(gè)異常區(qū)段的編號(hào)依次排列，并統(tǒng)計(jì)出編號(hào)為連續(xù)狀態(tài)的編號(hào)數(shù)量，記為連續(xù)值；

49、當(dāng)連續(xù)值小于等于2時(shí)，選擇不停機(jī)優(yōu)化模式；

50、當(dāng)連續(xù)值大于2時(shí)，選擇停機(jī)檢修模式。

51、進(jìn)一步的，控制指令包括降低供電功率指令、增大或減小熱床溫度指令、增大或減小噴頭溫度指令和減少電機(jī)行程指令，降低供電功率指令、增大或減小熱床溫度指令、增大或減小噴頭溫度指令和減少電機(jī)行程指令的制定方法包括：

52、當(dāng)功率波動(dòng)值大于安全波動(dòng)值時(shí)，將功率波動(dòng)值記為異常參數(shù)，制定出降低供電功率指令；

53、當(dāng)熱床溫度值不處于安全熱床范圍時(shí)，將熱床溫度值記為異常參數(shù)，制定出增大或減小熱床溫度指令；

54、當(dāng)噴頭溫度值不處于安全噴頭范圍時(shí)，將噴頭溫度值記為異常參數(shù)，制定出增大或減小噴頭溫度指令；

55、當(dāng)最大偏移值大于安全偏移值時(shí)，將最大偏移值記為異常參數(shù)，制定出減少電機(jī)行程指令。

56、本發(fā)明一種便攜式折疊3d打印機(jī)的控制系統(tǒng)的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

57、本發(fā)明通過(guò)在折疊開(kāi)啟狀態(tài)下，標(biāo)記出采樣時(shí)段內(nèi)的采樣時(shí)刻，并獲取3d打印機(jī)在采樣時(shí)刻的基礎(chǔ)參數(shù)，將采樣時(shí)刻和基礎(chǔ)參數(shù)構(gòu)建成階段圖，標(biāo)記出階段圖中的有效波形，并基于準(zhǔn)入準(zhǔn)則，判定3d打印機(jī)是否進(jìn)入打印階段，基于區(qū)段構(gòu)建準(zhǔn)則，在控制區(qū)段內(nèi)構(gòu)建出子區(qū)段，并獲取3d打印機(jī)在子區(qū)段中的綜合打印參數(shù)，對(duì)綜合打印參數(shù)進(jìn)行安全性識(shí)別，從子區(qū)段中識(shí)別出異常區(qū)段，并選擇對(duì)應(yīng)的打印控制模式，識(shí)別出異常區(qū)段的異常參數(shù)，制定出與異常參數(shù)相對(duì)應(yīng)的控制指令，并根據(jù)打印控制模式，控制3d打印機(jī)執(zhí)行控制指令；相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)在采樣時(shí)刻對(duì)3d打印機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行采集，將其構(gòu)建成階段圖后，可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)參數(shù)的圖形化展示效果，便于后續(xù)對(duì)基礎(chǔ)參數(shù)的分析識(shí)別，并通過(guò)對(duì)階段圖中的有效波形進(jìn)行準(zhǔn)入分析，即可實(shí)現(xiàn)3d打印機(jī)打印狀態(tài)的準(zhǔn)確識(shí)別和判斷效果，確保后續(xù)打印分析和控制操作能夠建立在3d打印機(jī)處于打印階段上，同時(shí)通過(guò)對(duì)子區(qū)段內(nèi)的綜合打印參數(shù)的采集和分析，能夠?qū)?d打印機(jī)在打印階段的打印穩(wěn)定性進(jìn)行判定，從而能夠多維度、及時(shí)且準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)3d打印機(jī)出現(xiàn)的打印異常和故障現(xiàn)象，避免了打印階段中短暫異常而導(dǎo)致的打印控制誤觸發(fā)的現(xiàn)象，并根據(jù)導(dǎo)致異常和故障現(xiàn)象的參數(shù)來(lái)制定出針對(duì)性的控制指令，最終控制3d打印機(jī)在合理的模式下對(duì)存在異常和安全隱患的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制，進(jìn)而避免出現(xiàn)3d打印機(jī)的打印質(zhì)量降低的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了3d打印機(jī)的精準(zhǔn)、及時(shí)且高效的控制效果。