加熱控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種加熱控制裝置，且特別是有關(guān)于一種利用硬件電路來直接控制加熱模塊的加熱溫度的加熱控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著打印技術(shù)的不斷進(jìn)步，立體打印已經(jīng)成為相當(dāng)熱門的產(chǎn)業(yè)。立體打印又稱作加成式制造(Additive Manufacturing),屬于快速成型技術(shù)(Rapid Prototyping ;簡(jiǎn)稱RP)的一種。立體打印基于電腦輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design ;簡(jiǎn)稱CAD)等軟體所建構(gòu)的三維(Three Dimens1nal ;簡(jiǎn)稱3D)模型的數(shù)字成型圖檔而轉(zhuǎn)換為連續(xù)堆疊的多個(gè)薄(準(zhǔn)二維)橫截面層(例如，X-Y平面層)，并運(yùn)用例如粉末狀金屬或塑料等材料，通過逐層打印(例如，沿Z軸方向)的方式使建構(gòu)材料在逐層固化的狀態(tài)下來建構(gòu)立體實(shí)物。
[0003]由于上述的建構(gòu)材料因?yàn)槠湮锪咸匦远哂刑囟ǖ娜埸c(diǎn)，使得立體打印對(duì)于噴嘴的溫度必須精準(zhǔn)地掌握，否則可能使建構(gòu)材料燒焦或是無法呈現(xiàn)完全的熔融狀態(tài)等現(xiàn)象?，F(xiàn)有技術(shù)通常是利用立體打印裝置中的處理器通過噴嘴上的溫度傳感器來感應(yīng)目前的噴嘴溫度，再通過目前的噴嘴溫度以及當(dāng)前所需的預(yù)定噴嘴溫度來產(chǎn)生控制信號(hào)，以動(dòng)態(tài)控制噴嘴的加熱設(shè)備是否加熱。然而，由于處理器在判斷噴嘴溫度以及產(chǎn)生控制信號(hào)之間仍有較長的操作時(shí)間，使得噴嘴的溫度變化量仍然可能不符預(yù)期。藉此，廠商仍在尋找可以即時(shí)地控制加熱裝置以提供穩(wěn)定地噴頭溫度的加熱控制技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種加熱控制裝置及其控制方法，可直接利用硬件電路(例如，利用比較器)來即時(shí)控制加熱模塊的加熱情況，并有效地降低物體(例如，噴頭)中目前溫度及預(yù)設(shè)溫度之間的變化量。
[0005]本發(fā)明的加熱控制裝置包括加熱模塊、溫度感測(cè)模塊、脈寬調(diào)制(Pulse WidthModulat1n ;簡(jiǎn)稱PWM)電路及比較器。其中加熱模塊用以加熱噴嘴，溫度感測(cè)模塊用以感測(cè)加熱模塊的加熱溫度，以依據(jù)加熱溫度相應(yīng)產(chǎn)生從而提供溫度感測(cè)信號(hào)。脈寬調(diào)制電路用以產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)。并且，比較器的輸入端分別耦接耦接溫度感測(cè)模塊及脈寬調(diào)制電路，且其輸出端耦接至加熱模塊。比較器用以接收溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)，且比較溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)以產(chǎn)生比較脈寬調(diào)制信號(hào)，從而利用比較脈寬調(diào)制信號(hào)來控制加熱模塊的加熱溫度。
[0006]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的比較器脈寬調(diào)制電路共構(gòu)于處理器，且處理器耦接至比較器的輸入端，以通過脈寬調(diào)制電路調(diào)整脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的加熱控制裝置還包括反向器(Inverter)，其中反向器耦接處理器及比較器，并用以接收脈寬調(diào)制信號(hào)，其中當(dāng)反向器尚未自脈寬調(diào)制電路接收到脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，提供第一位準(zhǔn)信號(hào)至比較器，且當(dāng)反向器自脈寬調(diào)制電路接收到脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，提供脈寬調(diào)制信號(hào)至比較器。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的加熱控制裝置還包括緩沖電路，其中緩沖電路耦接脈寬調(diào)制電路及比較器，并用以接收脈寬調(diào)制信號(hào)，并提供調(diào)整后的脈寬調(diào)制信號(hào)至比較器。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的緩沖電路包括電阻電容電路。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的加熱控制裝置還包括開關(guān)，其中開關(guān)耦接比較器，并用以接收比較脈寬調(diào)制信號(hào)，且當(dāng)開關(guān)接收到比較器所提供的第二位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，開關(guān)反應(yīng)于第二位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)而導(dǎo)通，并藉以增加加熱模塊的加熱溫度，而當(dāng)開關(guān)接收到比較器所提供的第三位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，開關(guān)反應(yīng)于第三位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)而截止，并藉以停止增加加熱模塊的加熱溫度。
[0011]本發(fā)明的加熱控制裝置的控制方法，此控制方法包括下列步驟。感測(cè)加熱溫度，以依據(jù)加熱溫度相應(yīng)產(chǎn)生而提供溫度感測(cè)信號(hào)。接收溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)。并且，比較溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)以產(chǎn)生比較脈寬調(diào)制信號(hào)，從而利用比較脈寬調(diào)制信號(hào)來控制加熱溫度。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述接收加熱溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)包括下列步驟。接收自處理器所調(diào)整的脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述接收加熱溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)包括下列步驟。當(dāng)尚未自處理器接收到脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，提供第一位準(zhǔn)信號(hào)。并且，當(dāng)自處理器接收到脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，提供脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述接收加熱溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)包括下列步驟。接收脈寬調(diào)制信號(hào)，并據(jù)以提供調(diào)整后的脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述比較溫度感測(cè)信號(hào)及脈寬調(diào)制信號(hào)以產(chǎn)生比較脈寬調(diào)制信號(hào)，從而利用比較脈寬調(diào)制信號(hào)來控制加熱溫度包括下列步驟。接收比較脈寬調(diào)制信號(hào)。當(dāng)接收第二位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，反應(yīng)于第二位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)而導(dǎo)通加熱控制裝置的開關(guān)，并藉以增加加熱溫度。此外，當(dāng)接收到第三位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)，反應(yīng)于第三位準(zhǔn)的比較脈寬調(diào)制信號(hào)而截止加熱控制裝置的開關(guān)，并藉以停止增加加熱溫度。
[0016]基于上述，本發(fā)明實(shí)施例的加熱控制裝置及其控制方法是通過比較器來接收溫度感測(cè)模塊所感測(cè)的溫度感測(cè)信號(hào)，其中此溫度感測(cè)信號(hào)是溫度感測(cè)模塊反應(yīng)于加熱模塊的加熱溫度所產(chǎn)生的。比較器比較處理器的脈寬調(diào)制電路所提供的脈寬調(diào)制信號(hào)及溫度感測(cè)信號(hào)，從而依據(jù)比較結(jié)果來控制加熱模塊的加熱溫度。藉此，本發(fā)明實(shí)施例的加熱控制裝置利用反應(yīng)速度較快的硬件邏輯電路(例如，比較器)來取代原有的處理器(例如，中央處理單元)進(jìn)行加熱裝置的加熱控制，便能提升控制加熱溫度的反應(yīng)速度，并有效地降低物體(例如，噴頭)中目前溫度及預(yù)設(shè)溫度之間的變化量。
[0017]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例說明一種加熱控制裝置的方塊圖；
[0019]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例說明圖1中的加熱控制裝置的控制方法的流程圖；
[0020]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例說明圖1中的溫度感測(cè)模塊的范例；
[0021]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例說明圖1中的比較器的范例；
[0022]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例說明圖1中的加熱模塊的范例；
[0023]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例說明加熱控制裝置的部分示意圖；
[0024]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例說明加熱控制裝置的部分示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]100,600,700:加熱控制裝置；
[0027]110:加熱模塊；
[0028]530:加熱頭；
[0029]130:溫度感測(cè)模塊；
[0030]670、770a、770b:反向器；
[0031]140:脈寬調(diào)制電路；
[0032]TS、TS2:溫度感測(cè)信號(hào)；
[0033]150、650、750:比較器；
[0034]NTCS:負(fù)溫度系數(shù)信號(hào)；
[0035]S210 ?S250:步驟；
[0036]IN:輸入腳位；
[0037]310:負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器；
[0038]NC:常閉腳位；
[0039]330:信號(hào)調(diào)整電路；
[0040]VCC、VDD:電源腳位；
[0041]510:開關(guān)；
[0042]GND、VEE:接地腳位；
[0043]690,790a,790b:電阻電容電路；
[0044]PWM、PWM2:脈寬調(diào)制信號(hào)；
[0045]OUT、0UT1、0UT2:輸出腳位；
[0046]CPWM、CPWM2:比較脈寬調(diào)制信號(hào)；
[0047]+INU+IN2:正輸入腳位；
[0048]-1N1、-1N2:負(fù)輸入腳位。
【具體實(shí)施方式】
[0049]—般而言，硬件電路可快速反應(yīng)于輸入信號(hào)，且于輸出端或特定腳位提供對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。對(duì)此，為了提供即時(shí)的溫度控制及維持穩(wěn)定的溫度，本發(fā)明便是通過硬件邏輯電路(例如，比較器)來接收溫度感測(cè)模塊所感測(cè)到反應(yīng)于加熱模塊的加熱溫度的溫度感測(cè)信號(hào)，并將溫度感測(cè)信號(hào)與處理器的脈寬調(diào)制電路所傳送的脈寬調(diào)制信號(hào)進(jìn)行比較，從而依據(jù)比較結(jié)果而提供比較脈寬調(diào)制信號(hào)來控制加熱模塊的加熱溫度。藉此，便能有效提升控制加熱溫度的反應(yīng)速度，且有效改善加熱溫度與預(yù)設(shè)溫度之間的變化量。
[0050]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例說明一種加熱控制裝置的方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，加熱控制裝置100包括加熱模塊110、溫度感測(cè)模塊130、脈寬調(diào)制電路140及比較器150。本發(fā)明的加熱控制裝置100可以是應(yīng)用于立體打印裝置中而用以加熱立體打印裝置中的至少一