一种3D打印机的供料控制系统的制作方法

本实用新型主要涉及一种控制系统，更具体地说，涉及一种3D打印机的供料控制系统。

背景技术：

三维打印(3D printer)，即快速成形技术的一种，他是运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式构造零对象，主要用于模具制造、工业设计、建造模型，现在发展成产品制造，形成“直接数字化制造”。而3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。简单说，3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。在打印机打印的过程中有一个重要的控制部分，那就是供料控制部分，只有准确的提供充足的材料才能完成打印，因此实现对供料的准确控制是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种3D打印机的供料控制系统，其具有进料感应器，时刻监测送料管中的供料情况，若送料管中没有材料，则检测模块向主控制器发送信号，主控制器向电机发送停止打印的控制指令，使打印机停止工作，并能过检测喷头的温度，当温度超过设定值时则停止供料，同时停止打印，保护打印机喷头的同时可以保证打印质量。

为解决上述技术问题，本实用新型一种3D打印机的供料控制系统包括主控制器、检测模块、驱动电路、挤压装置、供料箱、送料管、挤出头、喷头、伺服驱动器、伺服电机、报警模块、指示灯、显示模块、温度检测模块、按键模块、USB接口、电源模块，其具有进料感应器，时刻监测送料管中的供料情况，若送料管中没有材料，则检测模块向主控制器发送信号，主控制器向电机发送停止打印的控制指令，使打印机停止工作，并能过检测喷头的温度，当温度超过设定值时则停止供料，同时停止打印，保护打印机喷头的同时可以保证打印质量。

其中，所述主控制器的输出端连接着驱动电路的输入端；所述驱动电路的输出端连接着挤压装置的输入端；所述挤压装置的输出端连接着供料箱的输入端；所述供料箱的输出端连接着送料管的输入端；所述送料管的输出端连接着挤出头的输入端；所述挤出头的输出端连接着喷头的输入端；所述送料管的输出端连接着检测模块的输入端；所述检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述主控制器的输出端连接着电机模块的输入端；所述电机模块的输出端连接着挤出头的输入端；所述主控制器的输出端连接着伺服驱动器的输入端；所述伺服驱动器的输出端连接着伺服电机的输入端；所述伺服电机的输出端连接着喷头的输入端；所述主控制器的输出端连接着报警模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着指示灯的输入端；所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端；所述温度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述喷头的输出端连接着温度检测模块的输入端；所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述USB接口连接着主控制器；所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种3D打印机的供料控制系统所述主控制器采用ARM芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种3D打印机的供料控制系统所述挤压装置为步进电机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种3D打印机的供料控制系统所述检测模块为进料感应器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种3D打印机的供料控制系统所述显示模块采用LCD液晶显示屏。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种3D打印机的供料控制系统所述温度检测模块采用NTC热敏电阻。

控制效果：本实用新型一种3D打印机的供料控制系统，其具有进料感应器，时刻监测送料管中的供料情况，若送料管中没有材料，则检测模块向主控制器发送信号，主控制器向电机发送停止打印的控制指令，使打印机停止工作，并能过检测喷头的温度，当温度超过设定值时则停止供料，同时停止打印，保护打印机喷头的同时可以保证打印质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种3D打印机的供料控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种3D打印机的供料控制系统的单片机电路原理图。

图3为本实用新型一种3D打印机的供料控制系统的电机驱动电路原理图。

图4为本实用新型一种3D打印机的供料控制系统的报警模块电路原理图。

图5为本实用新型一种3D打印机的供料控制系统的温度检测电路原理图。

图6为本实用新型一种3D打印机的供料控制系统的USB接口电路原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，本实施方式所述一种3D打印机的供料控制系统包括主控制器、检测模块、驱动电路、挤压装置、供料箱、送料管、挤出头、喷头、伺服驱动器、伺服电机、报警模块、指示灯、显示模块、温度检测模块、按键模块、USB接口、电源模块，其具有进料感应器，时刻监测送料管中的供料情况，若送料管中没有材料，则检测模块向主控制器发送信号，主控制器向电机发送停止打印的控制指令，使打印机停止工作，并能过检测喷头的温度，当温度超过设定值时则停止供料，同时停止打印，保护打印机喷头的同时可以保证打印质量。

其中，所述主控制器的输出端连接着驱动电路的输入端，主控制器用于向驱动电路发送控制指令，驱动电路很据控制指令进行驱动。

所述驱动电路的输出端连接着挤压装置的输入端，驱动电路用于驱动挤压装置。

所述挤压装置的输出端连接着供料箱的输入端，挤压装置用于将供料箱中的打印材料挤压出去。

所述供料箱的输出端连接着送料管的输入端，供料箱用于向送料管中传送打印材料。

所述送料管的输出端连接着挤出头的输入端，送料管用于向挤出头传送打印材料。

所述挤出头的输出端连接着喷头的输入端，挤出头用于向喷头传送打印材料。

所述送料管的输出端连接着检测模块的输入端，检测模块用于检测送料管内是否有有打印材料。

所述检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，检测模块用于检测送料管中是否由打印材料，并将检测到的信号传送给主控制器。

所述主控制器的输出端连接着电机模块的输入端，主控制器用于向电机模块发送控制指令，电机模块根据控制指令动作。

所述电机模块的输出端连接着挤出头的输入端，电机模块用于控制挤出头的供料情况。

所述主控制器的输出端连接着伺服驱动器的输入端，主控制器用于向伺服驱动器发送控制指令，伺服驱动器根据控制指令进行动作。

所述伺服驱动器的输出端连接着伺服电机的输入端，伺服驱动器用于驱动伺服电机动作。

所述伺服电机的输出端连接着喷头的输入端，伺服电机用于带动喷头动作，将喷头移动到合适的打印位置。

所述主控制器的输出端连接着报警模块的输入端，主控制器用于向报警模块发送控制指令，报警模块根据控制指令进行报警。

所述主控制器的输出端连接着指示灯的输入端，主控制器用于向指示灯发送控制指令，指示灯根据控制指令进行发光。

所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端，主控制器用于向显示模块发送控制指令，显示模块根据控制指令进行显示。

所述温度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，温度检测模块用于检测喷头的温度信息，并将检测到的温度信息传送给主控制器。

所述喷头的输出端连接着温度检测模块的输入端，温度检测模块用于检测喷头的温度信息。

所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端，按键模块用于将所需键入信息发送给主控制器。

所述USB接口连接着主控制器，USB接口用于连接主控制器和上位机。

所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端，电源模块用于给系统供电，保证系统正常工作。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述主控制器采用ARM芯片。所述ARM芯片相比Intel公司的芯片，指令集较简单，所以功耗低、成本低，特别适用于移动设备。随着性能不断提高，它已经开始装备上网本和平板电脑。所述ARM芯片采用LPC1768芯片，此芯片为基于ARM Cortex-M3内核的微控制器LPC17XX系列中的一员。LPC17XX系列Cortex-M3微处理器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。LPC1700系列微控制器的操作频率可达100MHz(新推出的LPC1769和LPC1759可达120MHz)。ARM Cortex-M3 CPU具有3级流水线和哈佛结构。LPC17XX系列微控制器的外设组件包含高达512KB的flash存储器、64KB的数据存储器、以太网MAC、USB主机/从机/OTG接口、8通道DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个SSP控制器、SPI接口、3个IIC接口、2输入和2输出的IIS接口、8通道的12位ADC、10位DAC、电机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、6输出的通用PWM、带有独立电池供电的超低功耗RTC和多达70个的通用IO管脚。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述挤压装置为步进电机。主控制器控制驱动电路，驱动步进电机转动，将供料箱中的材料推送至送料管中，从而传送给挤出头，由电机模块控制挤出头的供料给喷头，进行打印。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述检测模块为进料感应器。进料感应器用于感应送料管里的打印材料的有无，并将信息传送给主控制器，主控制器控制打印机停止打印任务，并驱动报警模块和指示灯发声报警和闪烁发光报警提示。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述显示模块采用LCD液晶显示屏，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。LCD液晶显示屏用于显示温度信息和报警提示信息。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6说明本实施方式，所述温度检测模块采用NTC热敏电阻。所述NTC热敏电阻即负温度系数热敏电阻，当温度上升时，热敏电阻的阻值减小，测温范围可达(-50～350℃)，其特点是稳定性、一致性都很好。非常适用于采集3D打印机喷头的温度信息，并将采集到的温度信息传送给控制器，由控制器进行分析处理，与内部设定的温度范围对比，若超出设定温度范围，则停止打印任务，保护打印喷头。

本实用新型一种3D打印机的供料控制系统的工作原理为：本实用新型一种3D打印机的供料控制系统，通过按键接通电源开启系统，通过USB接口与上位机进行连接，接收上位机的打印数据信息，由按键模块设定好相应的打印参数后，主控制器通过伺服驱动器驱动伺服电机控制喷嘴的位置，同时主控制器通过驱动电路控制挤压装置将供料箱中的打印材料推送至送料管中，检测模块检测送料管中的进料情况，并将进料信号传送给主控制器，由主控制器进行分析处理后判断打印材料的有无，当没有打印材料时，则向伺服电机发送停止指令，停止打印任务，同时，驱动报警模块发声报警，指示灯闪烁发光，提示用户及时添加打印材料，显示模块显示报警信息。送料管将打印材料传送给挤出头，由控制器驱动电机模块，控制挤出头给料的多少与速度快慢，喷头喷出材料完成打印。打印过程中温度检测模块时刻检测喷头温度，并实时将喷头温度信息反馈给主控制器，主控制器将接收到的温度值与设定温度值进行比较，当超过设定温度值时，系统停止打印任务，保护喷头的同时保证打印品的质量。显示模块显示喷头当前温度值。电源模块用于给系统供电，保证系统的正常工作。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。