3D打印的控制方法、装置以及电子设备与流程

3d打印的控制方法、装置以及电子设备
技术领域
1.本技术属于增材制造技术领域，尤其是涉及一种3d打印的控制方法、 装置以及电子设备。


背景技术：

2.目前，三维(3-dimension，3d)打印技术广泛的应用于各个领域，其 打印精度至关重要。例如，在生物3d打印的组织工程支架中，特定孔径的 大小直接影响到了细胞的生长，多孔连通结构有利于细胞的生成和代谢废 物的运输，实现与设计模型一致的高保真结构至关重要。但是，生物三维打 印过程中的材料流变特性不稳定以及打印中三轴运动误差、打印环境参数 随时间的漂移均会使得三维打印支架的内部空间结构和微观形态与预设不 一致，几何结构误差会严重影响到机械和生物性能。
3.因此，现有技术中存在着3d打印精度较低的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种3d打印的控制方法、装置以及电子设备， 以缓解现有技术中3d打印精度较低的技术问题。
5.第一方面，本技术提供了一种3d打印的控制方法，所述方法包括：
6.获取预设打印参数，基于所述预设打印参数通过预设打印控制策略控 制3d打印设备进行打印，得到打印结果；
7.通过监测设备对打印过程环境、打印结构以及所述打印结果进行监测， 得到与所述打印过程环境、所述打印结构以及所述打印结果对应的监测信 息；
8.基于所述监测信息，通过打印过程反馈控制策略对所述预设打印参数 进行调整，得到打印参数调整结果；
9.基于所述监测信息，通过时空重组调控策略对所述打印结果进行时间 编程定位打印，得到时空定位调控的打印结果。
10.在一个可能的实现中，在所述获取预设打印参数，基于所述预设打印参 数通过预设打印控制策略控制3d打印设备进行打印，得到打印结果的步骤 之前，所述方法还包括：
11.获取多个待打印数据，利用预设测试函数对所述多个待打印数据分别 进行打印测试，得到多个测试结果；
12.基于所述多个待打印数据以及对应的所述多个测试结果，建立打印工 艺参数库；
13.对所述打印工艺参数库进行深度学习训练，得到所述预设打印控制策 略；
14.其中，所述预设打印控制策略是所述打印过程反馈控制策略和所述时 空重组反馈控制策略中打印参数调整的依据。
15.在一个可能的实现中，所述监测设备包括环境监测设备以及3d成像设 备；所述通过监测设备对打印过程环境、打印结构以及所述打印结果进行监 测，得到与所述打印过程环境、所述打印结构以及所述打印结果对应的监测 信息的步骤，包括：
16.通过所述环境监测设备对所述打印过程环境进行监测，得到与所述打 印过程环境对应的环境监测信息；
17.通过所述3d成像设备对所述打印结构以及所述打印结果进行监测，得 到与所述打印过程以及所述打印结果对应的3d成像结构监测信息；
18.基于所述环境监测信息以及所述3d成像结构监测信息，得到与所述打 印过程环境、所述打印结构以及所述打印结果对应的监测信息。
19.在一个可能的实现中，所述基于所述监测信息，通过打印过程反馈控制 策略对所述预设打印参数进行调整，得到打印参数调整结果的步骤，包括：
20.对所述监测信息进行第一信息处理操作，得到与所述监测信息对应的 成像视场尺寸；
21.将所述成像视场尺寸与预设横向尺寸进行对比，得到第一对比结果；
22.基于所述第一对比结果，对所述预设打印参数进行第一调整。
23.在一个可能的实现中，所述基于所述监测信息，通过打印过程反馈控制 策略对所述预设打印参数进行调整，得到打印参数调整结果的步骤，包括：
24.对所述监测信息进行第二信息处理操作，得到与所述监测信息对应的 有效穿透深度；
25.将所述有效穿透深度与预设纵向尺寸进行对比，得到第二对比结果；
26.基于所述第二对比结果，对所述预设打印参数进行第二调整。
27.在一个可能的实现中，所述基于所述监测信息，通过打印过程反馈控制 策略对所述预设打印参数进行调整，得到打印参数调整结果的步骤，包括：
28.对所述监测信息进行第三信息处理操作，得到与所述监测信息对应的 量化分析结果；
29.将所述量化分析结果与预设阈值进行对比，得到第三对比结果；
30.基于所述第三对比结果，对所述预设打印参数进行第三调整。
31.在一个可能的实现中，所述基于所述监测信息，通过时空重组调控策略 对所述打印结果进行时间编程定位打印，得到时空定位调控的打印结果的 步骤，包括：
32.获取针对所述监测信息的时空重组调控指令；
33.基于所述时空重组调控指令控制所述3d打印设备对目标位置进行时 间编程定位打印，得到时间编程定位打印结果；
34.其中所述时空重组调控指令包括所述目标位置以及打印开启时间、打 印材料选择、打印参数设置。
35.在一个可能的实现中，所述预设测试函数包括下述任意一项或多项：
36.直线段路径控制传递函数、起止点控制传递函数以及拐角处控制传递 函数。
37.第二方面，提供了一种3d打印的控制装置，所述装置包括：
38.获取模块，用于获取预设打印参数，基于所述预设打印参数通过预设打 印控制策略控制3d打印设备进行打印，得到打印结果；
39.监测模块，用于通过监测设备对打印过程环境、打印结构以及所述打印 结果进行监测，得到与所述打印过程环境、所述打印结构以及所述打印结果 对应的监测信息；
40.调整模块，用于基于所述监测信息，通过打印过程反馈控制策略对所述 预设打印
参数进行调整，得到打印参数调整结果；
41.定位模块，用于基于所述监测信息，通过时空重组调控策略对所述打印 结果进行时间编程定位打印，得到时空定位调控的打印结果。
42.第三方面，本技术实施例又提供了一种电子设备，包括存储器、处理器， 所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执 行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
43.本技术实施例带来了以下有益效果：
44.本技术实施例一种3d打印的控制方法、装置以及电子设备，首先获取 预设打印参数，基于预设打印参数通过预设打印控制策略控制3d打印设备 进行打印，得到打印结果，之后通过监测设备对打印结果进行监测，得到与 打印结果对应的监测信息，进而基于监测信息，通过打印过程反馈控制策略 对预设打印参数进行调整，得到打印参数调整结果，并且同步获得调整结果 的整体结构信息。在获得整体结构信息的基础上，还可以根据打印模型功能 再生需求，进行二次时空重组定位打印。本方案中，首先应用从材料打印结 果而非打印机械的框架提出预构建打印系统控制策略进行打印。由于打印 材料的机械特性灵活多变，打印机械本身的精度不能决定打印结果的精度， 从材料打印结构来预构建系统控制策略，更能体现打印材料和打印系统的 精准匹配，能更准确的确定系统控制方案以提高打印的精度和保真度。之后 通过监测设备(例如，环境监测设备以及3d成像设备)对打印结果进行实 时监测，打印过程反馈控制将打印过程的环境参数和过程结构信息放在一 起考虑，从而可以高效根据打印监测结构及时调整打印参数，进而保证打印 结果的精度，缓解了现有技术中3d打印精度较低的技术问题。提出一种图 像指导的时空结构重组调控策略，3d打印喷头可以精确的对打印后的组织 模型进行时间编程定位打印，实现对组织模型再生过程的定位调控，为有序 调控组织模型再生提供新方法。
附图说明
45.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下 面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通 技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。
46.图1为本技术实施例提供的一种3d打印的控制方法的流程示意图；
47.图2为本技术实施例提供的一种多输入多输出迭代学习控制框图；
48.图3为本技术实施例提供的一种反馈前后支架多参数量化结果图示意 图；
49.图4为本技术实施例提供的一种丝径量化方法实验结果示意图；
50.图5为本技术实施例提供的一种层厚量化方法实验结果示意图；
51.图6为本技术实施例提供的一种直线段路径反馈机制实验结果示意图；
52.图7为本技术实施例提供的一种起止点反馈机制实验结果示意图；
53.图8为本技术实施例提供的一种拐角处反馈机制实验结果示意图；
54.图9为本技术实施例提供的一种在线监测与反馈方法流程示意图；
55.图10为本技术实施例提供的一种图像指导的时空结构重组控制打印示 意图；
56.图11为本技术实施例提供的一种3d打印的控制装置的结构示意图；
57.图12为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
58.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图 对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申 请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本技术保护的范围。
59.本技术实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意 图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系 统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没 有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固 有的其它步骤或单元。
60.在组织工程支架中，特定孔径的大小直接影响到了细胞的生长，多孔连 通结构有利于细胞的生成和代谢废物的运输，实现与设计模型一致的高保 真结构至关重要，然而，生物三维打印过程中的材料流变特性不稳定以及打 印中三轴运动误差均会使得三维打印支架的内部空间结构和微观形态与预 设不一致。几何结构误差会严重影响到机械和生物性能。因此，为更好地提 高三维打印的精度和保真度，亟待解决的三个问题有：根据不同材料的流变 性准确建立打印系统的控制策略；打印过程参数和结构的在线检测或传感 设备，监测打印过程的环境参数，打印过程的三维结构，以此作为反馈控制 的依据；量化定义打印保真度，根据打印保真度要求和传感检测信息，建立 提高打印精度和保真度的反馈控制策略。
61.由上述缺陷可知，现有技术中存在着3d打印精度较低的技术问题。
62.基于此，本技术实施例提供了一种3d打印的控制方法、装置以及电子 设备，通过该方法可以缓解现有技术中3d打印精度较低的技术问题。
63.下面结合附图对本技术实施例进行进一步地介绍。
64.图1为本技术实施例提供的一种3d打印的控制方法的流程示意图。如 图1所示，该方法包括：
65.步骤s110，获取预设打印参数，基于预设打印参数通过预设打印控制 策略控制3d打印设备进行打印，得到打印结果。
66.示例性的，预设打印控制策略是根据打印材料流变性和打印出丝实测 结果建立的控制传递函数，即出丝丝径、层厚与打印系统控制参数(喷头控 制气压、控制延时、平台移动速度、喷头温度等)的控制传递函数，可以包 括但不限于直线段路径的控制传递函数、起止点的控制传递函数和拐角处 反馈机制的控制传递函数。由于打印材料的机械特性灵活多变，打印机械本 身的精度不能决定打印结果的精度，从材料打印结构来预构建系统控制策 略，更能体现打印材料和打印系统的精准匹配，能更准确的确定系统控制方 案以提高打印的精度和保真度。
67.其中出丝丝径、层厚的量化，通过三维成像仪器获得单层出丝的三维结 构图像数据，再根据图像数据进行量化计算。三维成像仪器的分辨率要求高 于打印设备最小出丝直径(打印分辨率)的两倍以上，推荐10倍以上，成 像仪器的穿透深度要大于打印设备最小出丝层厚，以便能够准确量化出丝 丝径、层厚，建立准确的材料打印控制传递函数。三维成像
仪器，可以是微 电子计算机断层扫描(micro computed tomography，micro-ct)、三维超声、 磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)、激光共聚焦扫描、多光 子显微成像(multi-photon microscopy,mpm)、光学相干层析成像(opticalcomputed tomography，oct)或打印辅助的光学计算层析成像(printing-aid optical computed tomography，p-oct)，可以根据实验条件和打印设备打印 分辨率灵活选择。
68.在实际应用中，系统可以首先获取需要打印的参数，例如预设的层厚、 丝径、孔径、孔连通率等参数，之后基于这些参数通过预设打印控制策略控 制3d打印设备进行打印，得到打印结果。
69.步骤s120，通过监测设备对打印过程环境、打印结构以及打印结果进 行监测，得到与打印过程环境、打印结构以及打印结果对应的监测信息。
70.示例性的，监测设备可以采用分布式传感来监测打印过程环境参数，包 括各个独立打印喷头温度(材料存储区、流动区、喷射区温度)、成型环境 温度、成型平台温度、成型环境湿度、喷头控制气压、运动平台的三轴运动 速度、起始位置的三轴坐标等；监测设备还可以采用三维成像在线监测打印 过程结构变化，优选可以与打印系统集成，能够在线检测打印过程三维结构 的成像仪器。成像仪器的成像分辨率要求高于打印设备最小出丝直径(打印 分辨率)的两倍以上，优选10倍以上，成像仪器的穿透深度要大于打印设 备最小出丝层厚，以便能够准确成像和量化打印过程结构。通过监测设备实 施监测打印结果，可以得到与打印结果对应的监测信息，便于系统根据监测 信息进行分析，进行下一步的调整。
71.步骤s130，基于监测信息，通过打印过程反馈控制策略对预设打印参 数进行调整，得到打印参数调整结果。
72.示例性的，打印过程反馈控制策略是根据打印过程监测到的环境参数 和三维过程结构信息，进行多输入多输出迭代学习控制(multi-input multi
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output iterative learning control，mimo ilc)，以达到设计期望的结构和结 构保真度。打印过程三维成像监测的探头可以平行安装在挤出喷头边上，三 维成像仪器非接触式成像，优选为光学相干层析成像oct仪、激光扫描共 聚焦显微仪(laser scanning confocal microscopy，lscm)、光声成像仪 (photoacoustic imaging，pai)、多光子显微成像mpm仪，可以包括但不限 于扫频oct、谱域oct、时域oct、全场时域oct、全场扫频oct等不 同形式的oct仪、不同形式的lscm仪、pai仪及双光子、三光子等不同 形式的mpm仪，也可以是他们中两者的整合仪。在打印过程中进行oct、 lscm、pai或mpm离散微层析成像监测，为方便起见，将该监测方法定 义为打印辅助的光学计算层析成像p-oct；p-oct利用3d打印离散-堆积 成型原理，对打印中获得的离散oct、lscm、pai或mpm图像进行三维 拼接重建，获得制造体的过程结构信息和整体结构信息，以便进行过程反馈 和整体质量评估，进而系统可以及时的对预设打印参数进行调整和整体结 束后的时空重组定位打印。
73.步骤s140，基于监测信息，通过时空重组调控策略对打印结果进行时 间编程定位打印，得到时空定位调控的打印结果。
74.在实际应用中，如图2所示，在3d打印设备中输入设定的打印参数， 包括：预设的层厚、丝径、孔径、孔连通率等打印结构参数，并通过于打印 设备集成的监测装置对打印过程的环境参数以及打印过程的结构进行监测， 打印过程的环境参数包括各个独立打印喷头温度(材料存储区、流动区、喷 射区温度)、成型环境温度、成型平台温度、成型环境湿度、
喷头控制气压、 运动平台的三轴运动速度、起始位置的三轴坐标等信息。在3d打印设备中 设定预设输入参数与监测得到的实际信息之间的差值定义为误差，该误差 通过低通滤波器c1主要分为两个部分去进行调节：粗调节和细调节。将打印 环境参数变化对打印结构响应迟滞大的变量的调节作为3d打印设备的粗 调节部分，斜率m1为丝径与层厚关于该变量(如气压)的线性拟合斜率。 将打印环境参数变化对打印结构响应跟踪快的变量的调节作为3d打印设 备的细调节部分，也即将其作为打印过程中参数实时调节，斜率m2为丝径 与层厚关于阶跃输入快变量(如速度)的线性拟合斜率。传递函数g1和传递 函数g2分别为该3d打印设备对于跟踪阶跃快变量(如速度)、慢变量(如 气压)输入表现出的响应，也即对于两种输入的闭环传递函数。将两种参数 调控后的结果累加作为3d打印设备的误差补偿输出。同时3d打印设备集 成的三维成像仪器的输出结果再次进入打印设备，监测反馈输出结构与预 设值的偏差，以此实现打印过程中的迭代反馈控制，最终当打印模型与设计 模型的偏差在认为可接受范围内，停止迭代，完成打印。利用本方案的3d 打印检测及控制方法进行支架的高精度高保真打印，对比结果如图3所示， 其中，未反馈支架的打印参数设置为：打印气压为0.26mpa，打印速度设置 为9mm/s，打印的支架实物图以及三维成像重建结果分别如图3中(a1)和(a2) 所示，采用丝径层厚反馈机制的支架打印参数设定为0.24mpa，打印速度设 置为11mm/s，支架实物图以及三维成像重建结果分别如图3中(b1)和(b2)所 示。经三维成像重建后测得，反馈前支架的整体尺寸为15.469mm(x)
×
15.918mm(y)
×
3.453mm(z)，反馈后支架的整体尺寸 15.102mm(x)
×
15.061mm(y)
×
3.401mm(z)。计算出整体保真度分别为84.67％ 和93.07％，且基于该监测方法，在打印过程中，可以实现对每一层的支架 结构参数原位检测，并利用三维成像仪器进行反馈控制，反馈前后两支架各 层保真度的计算结果分别如图3中(d)和(e)所示，图3中(c)显示了反馈前打 印支架的孔隙率与孔连通率计算结果分别为37.68％和98.14％，反馈后支架 孔隙率与孔连通率计算结果为46.32％和98.78％。
75.本技术实施例中，首先应用从材料打印结果而非打印机械的框架提出 预构建打印系统控制策略进行打印。由于打印材料的机械特性灵活多变，打 印机械本身的精度不能决定打印结果的精度，从材料打印结构来预构建系 统控制策略，更能体现打印材料和打印系统的精准匹配，能更准确的确定系 统控制方案以提高打印的精度和保真度。之后通过监测设备(例如，环境监 测设备以及3d成像设备)对打印过程和结果进行实时监测，打印过程反馈 控制将打印过程的环境参数和过程结构信息放在一起考虑，从而可以根据 打印监测结构、高效及时调整打印参数，进而保证打印结果的精度，缓解了 现有技术中3d打印精度较低的技术问题。
76.下面对上述步骤进行详细介绍。
77.在一些实施例中，系统可以针对不同的打印材料，重复直线段路径的控 制传递函数、起止点控制传递函数、拐角处控制传递函数的测试实验，建立 不同打印材料的打印工艺参数库，对打印工艺参数库进行深度学习训练，以 此构建打印系统的预构建系统控制策略，实现不同材料、不同打印丝径层厚 需求的打印工艺参数智能匹配。示例性的，在上述步骤s110之前，该方法 还可以包括如下步骤：
78.步骤a)，获取多个待打印数据，利用预设测试函数对多个待打印数据 分别进行打印测试，得到多个测试结果。
79.步骤b)，基于多个待打印数据以及对应的多个测试结果，建立打印工 艺参数库。
80.步骤c)，打印工艺参数库进行深度学习训练，得到预设打印控制策略。
81.对于上述步骤c)，其中的预设打印控制策略是打印过程反馈控制策略 和时空重组反馈控制策略中打印参数调整的依据。
82.作为一种示例，预设打印控制策略是根据打印材料流变性和打印出丝 实测结果建立的控制传递函数，即出丝丝径、层厚与打印系统控制参数的控 制传递函数，包括但不限于直线段路径的控制传递函数、起止点的控制传递 函数和拐角处反馈机制的控制传递函数。
83.其中，可以利用丝径量化方法对出丝丝径进行计算。丝径量化方法是利 用每一层打印结构的三维图像数据进行更准确的丝径计算，可避免二维数 据带来的误差。具体流程步骤为：首先获取已打印结构的三维图像数据 i(x,y,z)；之后对三维图像数据i(x,y,z)进行二值化处理i
bw
(x,y,z)和图像反 转处理所谓反转处理是将原二值化图像中信号值为1的体素 置为0，将原二值化图像中信号值为0的体素置为1；之后对进 行欧式距离变换得到i
ed
(x,y,z)，所谓欧式距离是三维空间中，两点 (x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)的欧氏距离为:
[0084][0085]
所谓欧式距离变换是指对于一组二值化图像(在此假定白色为前景色， 黑色为背景色)，将前景中的像素的值转化为该点到达最近的背景点的欧式 距离；从而可以获得在连续的打印结构中，每一处挤出丝对应的欧式距离变 换的最大值的两倍即为当前位置的丝径值。丝径量化方法结果如图4所示， 图4中(a)是3d打印单根丝的p-oct三维成像结果及实物图(右侧放大处)， 图4中(b)为(a)中虚线处的x-z方向断层图(图4中(c)为对应的二值化结果。 对3d p-oct数据进行二值化处理、反转及欧氏距离变换可以得到丝径信 息。上述断层图对应的欧式距离变换结果如图4中(d)所示，该处丝径可用 中间最大值的2倍表示。整根丝的丝径分布如图4中(e)所示，其中端点处 丝径较大，中间直线段丝径分布均匀。
[0086]
作为另一种示例，3d成像仪器还可以同步利用层厚量化方法对层厚进 行计算。层厚量化方法是结合由gcode(一种3d打印指令)路径生成的设 计模型和由三维成像仪器扫描得到的重建模型，进行层厚的量化分析，具体 流程步骤为首先利用gcode路径生成设计模型，对gcode路径节点进行线 性插值，使其分辨率与三维成像仪器的分辨率一致(x-y方向)；插值前后 的gcode路径节点分别如图5中(a)和图5中(b)所示。之后基于椭圆等效模 型，利用插值后的gcode节点、目标丝径、目标层厚分别作为椭圆中心、 椭圆长轴和椭圆短轴生成3d设计模型，并将三维成像仪器得到的重建模型 与gcode路径生成的3d设计模型进行配准，配准后结果如图5中(c)示； 之后获取配准后的gcode各节点pt
gcode
以及在三维成像仪器扫描重建模 型的上表面点pt
s_p-oct
，将pt
gcode
和pt
s_p-oct
投影到xy平面中，在xy 平面上，对于gcode节点投影后的各点pt
xy_gcode
(i)，在其所在的xz平面 寻找具其最近的pt
xy_s_p-pct
(i)(称为匹配点)，距离记为：
[0087]
dis
xy
(i)＝||pt
xy_gcode
(i)-pt
xy_s_p-oct
(i)||2；
[0088]
然后，利用pt
xy_s_p-oct
(i)在xy平面的坐标，寻找其3d空间中的对 应点pt
s_p-oct
(i)，
并将其z坐标记录为此处的层厚值进而计 算上述各点pt
xy_gcode
(i)与其匹配点pt
xy_s_p-oct
(i)之间距离的均值和标准 差：
[0089][0090][0091]
对于匹配点之间距离在均值3倍标准差处的层厚用上述表 示。对于在匹配点距离超出均值3倍标准差处的层厚认为是0，即存在断丝 缺陷。
[0092][0093]
以上各式中，i表示插值后gcode各节点序号。在xy方向上，将各处 的层厚提取出来并赋予伪彩展示，得到的层厚分布，如图5中(d)所示。若 lt(i)＝0，表示该节点存在断丝缺陷，因此可利用层厚计算方法检测断丝缺陷 并提取断丝位置坐标。
[0094]
作为另一种示例，在直线段路径部分，易出现的打印缺陷包括丝径和 层厚误差，这主要与打印材料的流变特性、打印过程环境的时间漂移等相 关。针对目标打印材料、目标打印丝径及层厚，通过预实验的方式构建相 应控制策略。针对目标打印材料(例如羟基磷灰石)，目标丝径(例如0.48mm) 以及目标层厚(例如0.33mm)，选择合适内径的针头(例如0.41mm)，并 且以不同的输入速度和气压参数进行材料特性测试实验。具体地，可以依 据打印经验选择预实验中的输入气压范围p
min
～p
max
和气压间隔δp，以及输 入速度范围v
min
～v
max
和气压间隔δv，如p
min
＝0.22mpa，p
max
＝0.34mpa， δp＝0.02mpa；v
min
＝6mm/s，v
max
＝13mm/s，δv＝1mm/s。利用上 述输入参数组合进行预打印，并利用三维成像仪器进行数据采集以及基于 上述量化方法的丝径和层厚分析。考虑到打印路径起止点附近的丝径和层 厚与目标值偏差过大，以不同输入气压和速度参数组合下得到的丝径和层 厚均值进行分析，并利用该数据进行曲面拟合，得到采用相应材料和针头 条件下的丝径和层厚的曲面拟合函数。针对直线段路径的预实验中，打印 路径及对应打印参数如图6中(a)所示，每一段的打印长度设置为8mm，整 体在x-y方向的视场大小在19mm*19mm范围内。p-oct可对其进行2*2 的视场采集并进行一次性的大视场数据拼接。打印体的实物照片如图6中(b) 所示，矩形框对应的三维成像仪器成像结果如图6中(c)所示，对应虚线601 位置的断层图如图6中(d)所示。针对不同输入参数下得到的三维成像数据， 进行上一节中的丝径和层厚分析，可得到图6中(e)所示的不同气压和速度 输入参数下的丝径值及其曲面拟合结果，以及图6中(f)所示的不同气压和 速度输入参数下的层厚值及其曲面拟合结果。图6中(g)为可打印参数的分 布(灰色表示正常打印参数，黑色表示打印细的丝径或层厚值超出目标可 接受范围。如图6中(h)和图6中(i)所示，针对目标丝径fs(0.48mm)和目标 层厚lt(0.33mm)，最优的气压和速度组合为0.24mpa和11mm/s。
[0095]
作为另一种示例，由于气动挤出式3d打印设备存在气压响应迟滞，导 致材料沉积误差，包括路径起始点一定距离内无材料沉积，材料沉积开始处 出现材料沉积过多；路径终止点同样存在材料沉积过多。为避免气压响应迟 滞带来的材料沉积误差，包括路径误差和材料沉积过多，针对目标打印材料、 目标丝径、目标层厚以及目标针头，选择对直线段路
径合适的最优输入气压 p和速度v组合(如0.24mpa和11mm/s)进行响应迟滞补偿的预实验。为确 定材料的挤出延迟，利用三维成像仪器对补偿前的结构进行成像，如图7中 (a)所示，对比设计路径以及实际材料沉积路径，获取气压响应迟滞导致的 路径误差δl，相应气压响应延迟时间其中里面包含了一定的速度响 应的延迟，占比较小，此处可忽略。然而单纯依靠τ1进行补偿，即提前τ1进 行挤出出丝时如图7中(b)所示，尽管设计路径与实际材料路径一致，但起 点处存在材料沉积过多，存在丝径误差(如图7中(c)所示)和层厚误差(如 图7中(d)所示)。这是由于针头挤出的材料需要积累到一定量才会在基底上 开始沉积，因此还存在一个沉积延迟时间τ2。同样的，在路径终止点同样存 在材料沉积过多，因此在终止点处受到停止挤出响应迟滞τ3的影响。上述τ2和τ3的确定与材料沉积过量、基底材料有关，为精确修正气压响应的迟滞(τ1， τ2，τ3)，选择预实验的方法进行确定最终的提前出丝时间t1，和提前断丝时 间t2。图7中(e)所示为采用不同提前出丝时间和提前断丝时间(t1＝50ms， 100ms，150ms，200ms，250ms，300ms；t2＝50ms，100ms，150ms，200ms， 250ms，300ms)得到的打印结果。对应的，丝径和层厚统计结果如图7中 (f)和图7中(g)所示。对起止点的路径误差、丝径偏差、层厚偏差进行统计， 其中路径误差用设计路径与实际材料路径的差值δl表示，丝径偏差分别用 起止点处实际丝径和目标丝径的平均偏差δfs来统计，层厚偏差分别用起止 点处实际层厚和目标层厚的平均偏差δlt来统计。图7中(h)所示的不同提 前出丝时间和提前断丝时间下材料沉积误差值及其曲面拟合结果。据此可 选择针对目标材料、目标丝径和目标层厚的最优提前出丝时间和提前断丝 时间，降低材料气压响应迟滞带来的材料沉积误差。
[0096]
作为另一种示例，除了上述的直线部分和起止点部分，打印路径的拐角 处也常出现材料沉积误差。在拐角处节点附近存在速度变化，当输入速度v 与气压p的值和材料流变特性不匹配时，会导致材料沉积误差。本发明针 对常见的直角拐角路径(图8中(a))中拐角处的丝径和层厚缺陷进行反馈 补偿。在3d打印中，通常将gcode节点设置在拐角处。由于节点前后存 在加速和减速区，较低的平均速度易导致材料沉积过量，出现丝径和层厚缺 陷。为了进行拐角处丝径和层厚缺陷的补偿，可以对gcode中拐角附近的 节点位置及速度进行调整，避免材料沉积过量。实际调整参数通过预实验获 取，包括拐角前la距离处和拐角后la距离处增加节点，以及拐角处速度提升 δv两方面。具体地，设置不同的la和δv进行预实验(如la＝ 0.5mm,1.0mm,1.5mm,2.0mm；δv＝0.5mm/s,1.0mm/s,1.5mm/ s,2.0mm/s)。通过对拐角处的丝径和层厚量分析，统计平均丝径误差δfs和 平均层厚误差δlt，则拐角处材料沉积误差δt可表示为δfs和δlt之和。如 图8中(a-e)所示，分别是路径图、三维成像数据、三维成像的截面、丝径分 布和层厚分布。其中，左侧拐角处是未进行缺陷补偿的结果，gcode节点位 于直角拐角处，丝径和层厚比目标值偏大，存在材料沉积误差。右侧拐角处 是进行缺陷补偿后的结果，其中图8中(a)图右侧的roi3、roi4、roi5、 roi6的部分表示分别在拐角处节点前(或后)0.5mm、1mm、1.5mm、2mm 处增加的节点，同时将速度由原来的11mm/s提升至12mm/s。通过对四个 目标区域roi3-6中丝径和层厚的分析如图8中(f)所示，其中，roi1-roi6 的平均丝径分别为0.531
±
0.073mm,0.483
±
0.021mm,0.475
±
0.022mm,0.471
ꢀ±
0.028mm,0.443
±
0.036mm,0.430
±
0.040mm；roi1-6的平均层厚分别为 0.378
±
0.052mm,0.333
±
0.021mm,0.333
±
0.050mm,0.313
±
0.056mm,0.298
ꢀ±
0.0489mm,0.288
±
0.035mm。由此可知，补偿后的拐角处丝径和层厚缺陷 均小于补偿前拐角处(roi1)的丝径和层厚缺陷；其中与直线段路径中目 标丝径和目标层厚(roi2)最接近的是roi3。针对目标材料(如羟基磷灰石)， 在拐角节点前(或后)0.5mm处增加节点并对节点间路径进行速度提升(由 11mm/s提升至12mm/s)的补偿条件下，可以在拐角处得到目标丝径 (0.480mm)和层厚(0.330mm)结果，消除拐角处的材料沉积误差。
[0097]
基于此，可以针对不同的打印材料，重复直线段路径的控制传递函数、 起止点控制传递函数、拐角处控制传递函数的测试实验，建立不同打印材料 的打印工艺参数库，并对打印工艺参数库进行深度学习训练，以此构建打印 系统的预构建系统控制策略，更加可以体现打印材料和打印系统的精准匹 配，能更准确的确定系统控制方案以提高打印的精度和保真度。
[0098]
基于上述步骤a)、步骤b)和步骤c)，系统可以通过环境监测设备以 及三维图像监测设备对打印过程和结果进行实时的监测，通过多方面的监 测充分获取打印过程和结果的相关信息，进而便于与预设反馈控制策略结 合，进一步提高打印精度。作为一个示例，监测设备包括环境监测设备以及 3d成像设备；上述方法s120具体可以包括如下步骤：
[0099]
步骤d)，通过环境监测设备对打印过程环境进行监测，得到与打印过 程环境对应的环境监测信息。
[0100]
步骤e)，通过3d成像设备对打印结构以及打印结果进行监测，得到与 打印过程以及打印结果对应的3d成像结构监测信息。
[0101]
步骤f)，基于环境监测信息以及3d成像结构监测信息，得到与打印过 程环境、打印结构以及打印结果对应的监测信息。
[0102]
示例性的，可以采用分布式传感来监测打印过程环境参数，包括各个独 立打印喷头温度(例如，材料存储区、流动区、喷射区温度)、成型环境温 度、成型平台温度、成型环境湿度、喷头控制气压、运动平台的三轴运动速 度、起始位置的三轴坐标等；还可以采用三维成像在线监测打印过程结构变 化，优选可以与打印系统集成，能够在线检测打印过程三维结构的成像仪器。
[0103]
现有技术中的单点测量和手动测量无空间分布；2d相机、3d扫描仪表 面轮廓信息、3d体成像数据投影图，无法获取完整的三维结构信息；本申 请实施例基于三维体数据的丝径、层厚、保真度的量化方法，量化检测更准 确，为控制策略制定奠定基础。并且打印过程环境参数检测采用分布式传感， 与传统的打印环境整体传感比，可以对储料槽、喷头通道、喷头尖等多个区 域进行独立的温度、湿度以及挤出气压、运动速度的监测，非常适合生物墨 水的大尺寸打印和模型的长时间连续打印。
[0104]
基于上述步骤d)、步骤e)和步骤f)，通过提出打印过程传感监测方 法，打印过程反馈控制将打印过程的环境参数和过程结构信息放在一起考 虑，并采用mimo ilc控制方案，可以高效根据打印监测结构及时调整打 印参数，并及时修复断丝、塌陷、压缩等缺陷，而非通过打印完成后的三维 检测进行迭代反馈，可以提高打印效率和成功率，减少材料浪费。作为一个 示例，上述方法s130具体可以包括如下步骤：
[0105]
步骤g)，对监测信息进行第一信息处理操作，得到与监测信息对应的 成像视场尺寸。
[0106]
步骤h)，将成像视场尺寸与预设横向尺寸进行对比，得到第一对比结 果。
[0107]
步骤i)，基于第一对比结果，对预设打印参数进行第一调整。
[0108]
示例性的，如图9所示，系统可以首先获取oct、lscm、pai或mpm 强度数据，对原始3d oct、3d lscm、3d pai或3d mpm数据进行处理， 生成一系列三维oct、三维lscm、三维pai或三维mpm强度图像；之 后对三维oct、三维lscm、三维pai或mpm强度图像进行预处理，可 以包括但不限于高斯滤波、二值化、形态学处理等，抑制散斑噪声和条纹噪 声。之后将单个oct、三维lscm、三维pai或mpm成像场与打印结构 尺寸(xy平面)进行比较，如果满足要求，则进行其他方面的调整；如果打 印结构尺寸较大，不满足要求，则进入横向视场扩展，生成点云，迭代最近 点计算，进行点云刚性变换，然后进行oct、lscm、pai或mpm横向体 数据拼接，之后再进行其他方面的调整。
[0109]
通过使系统对监测信息进行第一信息处理操作，得到与监测信息对应 的成像视场尺寸，之后将成像视场尺寸与预设横向尺寸进行对比，得到第一 对比结果，从而基于第一对比结果，对预设打印参数进行第一调整，可以使 得系统可以实时对打印参数进行调整，保证打印的精准度。
[0110]
基于上述步骤d)、步骤e)和步骤f)，通过提出打印过程传感监测方 法，打印过程反馈控制将打印过程的环境参数和过程结构信息放在一起考 虑，并采用mimo ilc控制方案，可以高效根据打印监测结构及时调整打 印参数，并及时修复断丝、塌陷、压缩等缺陷，而非通过打印完成后的三维 检测进行迭代反馈，可以提高打印效率和成功率，减少材料浪费。作为另一 个示例，上述方法s130具体可以包括如下步骤：
[0111]
步骤j)，对监测信息进行第二信息处理操作，得到与监测信息对应的 有效穿透深度。
[0112]
步骤k)，将有效穿透深度与预设纵向尺寸进行对比，得到第二对比结 果。
[0113]
步骤l)，基于第二对比结果，对预设打印参数进行第二调整。
[0114]
示例性的，如图9所示，系统可以将oct、lscm、pai或mpm的有 效穿透深度与打印结构尺寸z轴方向进行比较，如果满足条件，则可以再进 行其他方面的调整；如果打印结构尺寸z轴方向较大，不满足条件，进入纵 向视场扩增，对当前层点云提取，迭代在最近点计算，进行点云刚性变换， 然后进行oct、lscm、pai或mpm纵向体数据拼接，之后再进行其他方 面的调整。
[0115]
通过使系统对监测信息进行第二信息处理操作，得到与监测信息对应 的有效穿透深度，之后将有效穿透深度与预设纵向尺寸进行对比，得到第二 对比结果，从而基于第二对比结果，对预设打印参数进行第二调整，可以使 得系统可以实时对打印参数进行调整，保证打印的精准度。
[0116]
基于上述步骤d)、步骤e)和步骤f)，通过提出打印过程传感监测方 法，打印过程反馈控制将打印过程的环境参数和过程结构信息放在一起考 虑，并采用mimo ilc控制方案，可以高效根据打印监测结构及时调整打 印参数，并及时修复断丝、塌陷、压缩等缺陷，而非通过打印完成后的三维 检测进行迭代反馈，可以提高打印效率和成功率，减少材料浪费。作为另一 个示例，上述方法s130具体可以包括如下步骤：
[0117]
步骤m)，对监测信息进行第三信息处理操作，得到与监测信息对应的 量化分析结果。
[0118]
步骤n)，将量化分析结果与预设阈值进行对比，得到第三对比结果。
[0119]
步骤o)，基于第三对比结果，对预设打印参数进行第三调整。
[0120]
示例性的，如图9所示，系统可以对打印支架的丝径和层厚进行量化 分析，对断丝进行鉴定，反馈缺陷的细节和位置，包括压力和速度调整，断 丝修复，并对当前层的保真度进行评估。若当前层的保真度低于期望值，进 一步分析丝径、层厚与预设的差别，根据多输入多输出迭代控制策略建立的 控制传递函数调整打印参数，优先调整响应快的参数，如喷头温度、平台温 度和轴运动速度，以新的打印参数进行下一层打印。并且还可以利用打印支 架的全体成像结果，进行支架整体量化分析，包括孔隙率、孔连通率和整体 保真度等分析。
[0121]
保真度量化方法是在打印过程中对每一层进行数据采集和三维结构重 建，可用于每层的保真度分析和整体保真度分析，具体流程步骤为：首先基 于椭圆等效模型，利用插值后的gcode节点、目标丝径、目标层厚分别作 为椭圆中心、椭圆长轴和椭圆短轴生成3d设计模型；之后对3d p-oct重 建模型pt
p-oct
与3d设计模型进行配准，配准方法包括但不限于 基于点云的icp配准，配准后，遍历3d设计模型中各点pt
3d_gcode
(i)，并 在重建模型中寻找距离其最近的点pt
p-oct
(i)，并计算两对应点之间的距离 dis(pt
p-oct
(i),pt
3d_gcode
(i))，通过判断两点间距离与匹配点距离阈值δ 的关系，确定上述两点的匹配程度：
[0122][0123]
match(pt
p-oct
(i),pt
3d_gcode
(i))表示两模型中各点的匹配程度，当其 为1时表示两点成功匹配，当其为0时表示两点未成功匹配。进一步，三 维打印结构的保真度fidelity可用下式表示：
[0124][0125]
其中，n是中点云个数。
[0126]
打印模型的孔隙率的计算方法为：首先基于同步获取的打印模型的三 维体数据，并将其体积大小记为(v
filament
)。对整个三维数据运用自适应阈值 方法(ostu)获取三维二值化数据(v
bw
)，利用腐蚀膨胀和开闭运算填充孔洞 信息，得到整个支架的数据的三维二值化掩膜体数据(v
total
)，孔隙大小(v
pore
) 可以由两者差值计算得到，即v
pore
＝v
total-v
filament
，具体的孔隙率计算公式如 下式所示：
[0127][0128]
打印模型孔连通性参数量化方法如下：将获取的打印模型的p-oct体 数据二值化取反后(v
bw
)边界沿三个方向(x-y-z)各扩展一个像素，将扩展后 的支架后的二值化数据记为(v
″
bw
)，将与最外层扩增相连通的区域标记，并 计算该区域的体积，记为vc。则扩增的边界体积也可计算得到：vb＝v
″
bw-v
′
bw
。 因此与外界相连通的孔可计算得到v
porec
＝v
c-vb，最终的孔连通率计算公式 如下式所示：
[0129][0130]
需要说明的是，图9中展示的逻辑顺序仅作为一种示例进行说明，本 申请实施例对此不作限定。
[0131]
通过使系统对监测信息进行第三信息处理操作，得到与监测信息对应 的量化分析结果，之后将量化分析结果与预设阈值进行对比，得到第三对比 结果，从而基于第三对比结果，对预设打印参数进行第三调整，可以使得系 统可以实时对打印参数进行调整，保证打印的精准度。
[0132]
在一些实施例中，还可以通过一种图像指导的时空重组调控策略，3d 打印喷头可以精确的对打印后的组织模型进行再次定位打印，实现对组织 模型再生过程的定位调控，为有序调控组织模型再生提供新方法。作为一个 示例，上述步骤s140具体可以包括如下步骤：
[0133]
步骤p)，获取针对监测信息的时空重组调控指令。
[0134]
步骤q)，基于时空重组调控指令控制3d打印设备对目标位置进行时 间编程定位打印，得到时间编程定位打印结果。
[0135]
对于上述步骤p)，其中的时空重组调控指令包括目标位置以及打印开 启时间、打印材料选择、打印参数设置。
[0136]
示例性的，可以利用方案的3d打印检测及控制方法进行培养过程中组 织模型的再次打印，如图10所示，培养过程中支架的三维重建结果如图10 中(a)、(b)所示，在p-oct三维图像数据的横断面图用圆点标出需要程序调 控的三维坐标位置(如图10中(c)所示)，将3d打印喷头装载合适的打印材 料，通过切换3d打印喷头至定位区间，基于预构建打印系统控制策略获得 的打印工艺参数库设置合适的打印参数(温度、气压、湿度、速度等)，定 制gcode代码精确的对培养过程中的组织模型再次定位打印，从而实现组 织模型结构功能重建的定位调控。可调控的内容包括但不限于组织模型局 部区域的细胞、营养物质、生长因子、已诱导培养的类器官等，如在组织模 型培养过程中，需要定位诱导组织模型中特定细胞的分化，可再次定位需要 诱导的区域，将所需的生长因子进行定位打印。
[0137]
通过使系统获取针对监测信息的时空重组调控指令，之后基于时空重 组调控指令控制3d打印设备对目标位置进行时间编程定位打印，得到时间 编程定位打印结果，可以使3d打印喷头精确的对打印后的组织模型进行再 次时间编程定位打印，实现对组织模型再生过程的定位调控。
[0138]
在一些实施例中，预设测试函数可以包括多种类型，从而可以灵活的采 用不同的测试函数对打印系统进行测试，得到完善的预设打印控制策略，进 而便于在打印过程中进行实时反馈调整，提高打印精度。作为一个示例，预 设测试函数包括下述任意一项或多项：
[0139]
直线段路径控制传递函数、起止点控制传递函数以及拐角处控制传递 函数。
[0140]
示例性的，直线段路径的控制传递函数，是先限定打印材料和打印喷头 的出丝针头形状和内径、材料，即明确打印材料的流变特性，打印材料的存 储温度、流变温度以及从液态到固态的相转变温度(挤出温度)；在温度控 制确定的前提下，依据打印不同输入气压和速度参数组合下得到的丝径和 层厚均值进行分析，并利用该数据进行曲面拟合，得到采用相应材料和针头 条件下的丝径和层厚的曲面拟合函数：
[0141][0142]
其中，自变量v表示速度，p表示气压，fs表示丝径，lt表示层厚， m1,m2,
…
,m9表示fs函数表达式中待求解的各项系数；n1,n2,
…
,n9表示lt 函数表达式中待求解的各项系数。基于上述曲面函数，针对目标丝径和目标 层厚及可接受误差范围，选择合适的速度和气压组合。
[0143]
起止点控制传递函数是依据直线段合适的最优输入气压p和速度v组合 进行响应迟滞补偿的预实验，并利用预实验数据将响应迟滞引起的材料沉 积误差δr表示为t1和t2相关的函数，具体地可表示如下：
[0144]
δr＝c1t
12
+c2t1t2+c3t
22
+c4t1+c5t2+c6；
[0145]
其中，c1，c2，
…
,c6分别为δr函数表达式中待求解的各项系数；t1提 前出丝时间；t2提前断丝时间。
[0146]
拐角处控制传递函数，是通过预实验对gcode中拐角附近的节点位置 及速度进行参数调整，包括拐角前la距离处和拐角后la距离处增加节点，以 及拐角处速度提升δv两方面，利用预实验数据，可将拐角处材料沉积误差 表示为la和δv的函数，表示如下：
[0147]
δt＝c1l
a2
+c2laδv+c3δv2+c4la+c5δv+c6；
[0148]
其中，c1，c2，
…
,c6分别为δr函数表达式中待求解的各项系数。利用 上式可得到令拐角处材料沉积误差δt最小的控制参数la和δv。
[0149]
针对不同的打印材料，重复直线段路径的控制传递函数、起止点控制传 递函数、拐角处控制传递函数的测试实验，建立不同打印材料的打印工艺参 数库，对打印工艺参数库进行深度学习训练，以此构建打印系统的预构建系 统控制策略，实现不同材料、不同打印丝径层厚需求的打印工艺参数智能匹 配。预设打印控制策略是后续打印过程反馈控制策略和时空重组反馈控制 策略中打印参数调整的依据。
[0150]
通过使预设测试函数包括多种类型，从而可以灵活的采用不同的测试 函数对打印系统进行测试，得到完善的预设打印控制策略，进而便于在打印 过程中进行实时反馈调整，提高打印精度。
[0151]
图11为本技术实施例提供的一种3d打印的控制装置的结构示意图。
[0152]
如图11所示，该装置包括：
[0153]
获取模块1101，用于获取预设打印参数，基于预设打印参数通过预设 打印控制策略控制3d打印设备进行打印，得到打印结果；
[0154]
监测模块1102，用于通过监测设备对打印过程环境、打印结构以及打 印结果进行监测，得到与打印过程环境、打印结构以及打印结果对应的监测 信息；
[0155]
调整模块1103，用于基于监测信息，通过打印过程反馈控制策略对预 设打印参数进行调整，得到打印参数调整结果；
[0156]
定位模块1104，用于基于监测信息，通过时空重组调控策略对打印结 果进行时间编程定位打印，得到时空定位调控的打印结果。
[0157]
在一些实施例中，该装置还包括：
[0158]
建立模块，用于获取预设打印参数，基于预设打印参数通过预设打印控 制策略控制3d打印设备进行打印，得到打印结果之前，获取多个待打印数 据，利用预设测试函数对
多个待打印数据分别进行打印测试，得到多个测试 结果；
[0159]
基于多个待打印数据以及对应的多个测试结果，建立打印工艺参数库；
[0160]
对打印工艺参数库进行深度学习训练，得到预设打印控制策略；
[0161]
其中，预设打印控制策略是打印过程反馈控制策略和时空重组反馈控 制策略中打印参数调整的依据。
[0162]
在一些实施例中，监测设备包括环境监测设备以及3d成像设备，监测 模块1102具体用于：
[0163]
通过环境监测设备述打印过程环境进行监测，得到与打印过程环境对 应的环境监测信息；
[0164]
通过3d成像设备对打印结构以及打印结果进行监测，得到与打印过程 以及打印结果对应的3d成像结构监测信息；
[0165]
基于环境监测信息以及3d成像结构监测信息，得到与打印过程环境、 打印结构以及打印结果对应的监测信息。
[0166]
在一些实施例中，调整模块1103具体用于：
[0167]
对监测信息进行第一信息处理操作，得到与监测信息对应的成像视场 尺寸；
[0168]
将成像视场尺寸与预设横向尺寸进行对比，得到第一对比结果；
[0169]
基于第一对比结果，对预设打印参数进行第一调整。
[0170]
在一些实施例中，调整模块1103具体用于：
[0171]
对监测信息进行第二信息处理操作，得到与监测信息对应的有效穿透 深度；
[0172]
将有效穿透深度与预设纵向尺寸进行对比，得到第二对比结果；
[0173]
基于第二对比结果，对预设打印参数进行第二调整。
[0174]
在一些实施例中，调整模块1103具体用于：
[0175]
对监测信息进行第三信息处理操作，得到与监测信息对应的量化分析 结果；
[0176]
将量化分析结果与预设阈值进行对比，得到第三对比结果；
[0177]
基于第三对比结果，对预设打印参数进行第三调整。
[0178]
在一些实施例中，定位模块1104具体用于：
[0179]
获取针对监测信息的时空重组调控指令；
[0180]
基于时空重组调控指令控制3d打印设备对目标位置进行时间编程定 位打印，得到时间编程定位打印结果；
[0181]
其中时空重组调控指令包括目标位置以及打印开启时间、打印材料选 择、打印参数设置。
[0182]
在一些实施例中，预设测试函数包括下述任意一项或多项：
[0183]
直线段路径控制传递函数、起止点控制传递函数以及拐角处控制传递 函数。
[0184]
本发明实施例提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和 存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行 时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法。
[0185]
图12为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备 包括：处理器1201，存储器1202，总线1203和通信接口1204，所述处理 器1201、通信接口1204和存储器1202通过总线1203连接；处理器1201 用于执行存储器1202中存储的可执行模块，例如计算
机程序。
[0186]
其中，存储器1202可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)， 例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口1204(可以是有线或者 无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联 网，广域网，本地网，城域网等。
[0187]
总线1203可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以 分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一个双 向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0188]
其中，存储器1202用于存储程序，所述处理器1201在接收到执行指 令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装 置所执行的方法可以应用于处理器1201中，或者由处理器1201实现。
[0189]
处理器1201可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现 过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器1201中的硬件的集成逻辑电路 或者软件形式的指令完成。上述的处理器1201可以是通用处理器，包括中 央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor， np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集 成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列 (field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门 或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的 公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器 也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可 以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软 件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器， 可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存 储介质中。该存储介质位于存储器1202，处理器1201读取存储器1202中 的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0190]
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了 程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前 面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘 述。
[0191]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使 用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部 分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介 质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器， 或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前 述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory， rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘 等各种可以存储程序代码的介质。
[0192]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以 说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员 应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其 依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改
或可轻易想到变化，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使 相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保 护范围为准。