3D金属打印机的维护系统以及方法与流程

本发明涉及3d打印领域，更具体地说它涉及一种3d金属打印机的维护系统。

背景技术

当今社会科学技术发展迅速，高新合金材料在科技中占有比重越来越大，钛合金，钴铬合金在航天医疗行业应用越来越多。尤其在代表当今最高科技生产力的3d金属激光打印中被广泛利用，3d金属打印机长时间工作后，会有粉尘的积累，零部件的磨损，器材的损耗和折旧等，长时间的机械磨损会导致部分零部件的损坏，进而影响打印机的正常运行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种3d金属打印机的维护方法，其优点在于根据3d金属打印机状态，提示用户进行维护。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种3d金属打印机的维护方法，包括：

步骤1、开机；

步骤2、是否达到报警时长，若是则执行报警流程；

步骤3、运行并开始打印计时；

步骤4、打印结束，完成计时；

步骤5、累加打印时长；

步骤6、判断是否继续打印工件，若是返回步骤2，若否执行步骤7；

步骤7、关机。

通过采用上述技术方案，对打印时间进行计时，根据打印时间推算，能够大致获取3d金属打印机内部的粉尘的堆积量；由于将报警流程设置在打印之前，因此在3d金属打印机执行打印的过程中，不会发出报警流程，避免在打印过程中产生报警。而在打印时间到一定程度后，执行报警流程与外部的操作人员进行信息的交互，让操作人员在适应时间执行相应的清理工作。综上本方案具有根据3d金属打印机状态，提示用户进行维护，提升用户的维护意识，从而达到提升3d金属打印机寿命的目的。

本发明进一步设置为：所述步骤3中打印计时的方式包括激光扫描计时、电机铺粉计时和打印成型计时。

通过采用上述技术方案，在3d金属打印的过程中主要通过电机进行逐层的铺粉、激光进行逐层的扫描打印。因此无论是单独的激光扫描计时、单独的电机铺粉计时或者结合激光扫描和电机铺粉的打印成型计时；都能够对打印进行相对准确的计时。

本发明进一步设置为：所述激光扫描计时在激光驱动器启动后开始计时，当激光驱动器停止时结束计时；

所述电机铺粉计时，在铺粉伺服电机启动时开始计时，在铺粉伺服电机停止时结束计时；

所述打印成型计时，在3d金属打印机接收到上位机的开始指令时开始计时，在3d金属打印机结束打印时停止计时。

通过采用上述技术方案，激光驱动器启动时会输出启动的脉冲信号，在激光驱动器停止时会输出结束的脉冲信号；因此通过对激光驱动器的启停脉冲进行检测就能够准确的检测到激光扫描时长。同理铺粉伺服电机启动时，输出启动的脉冲信号，在铺粉伺服电机停止时会输出结束的脉冲信号；因此通过对铺粉伺服电机的启停脉冲进行检测就能够准确的获得电机铺粉时长；而3d金属打印机接收到上位机的开始指令时开始计时，在3d金属打印机结束打印时停止计时，也能对3d金属打印机打印成型的整体时长进行准确计时。

本发明进一步设置为：所述步骤2中的报警流程包括：

s1、执行报警提示；

s2、保持报警提示；

s3、检测是否接收复位信号，若否返回s2，若是执行s4；

s4、报警时长置零，退出警报提示。

通过采用上述技术方案，通过接收复位信息的方式解除警报，以确认操作人员已经接收到报警信号。当现实状态下操作人员在清洁完毕3d金属打印机内部后，触发复位的信号复位归零，进入下一次循环，以维护3d金属打印机。

本发明进一步设置为：s1中的报警提示包括轻度报警、中度报警和严重报警，所述轻度报警、中度报警和严重报警的报警时长阀值依次提升。

通过采用上述技术方案，轻度报警、中度报警和严重报警分别对应不同的阀值，同时也能够输出不同的指示信息，以达到在不同时长累计后，让用户进行不同程度的维护，适应3d打印机的实际生产。

本发明进一步设置为：所述轻度报警包括一类指示警报，所述中度报警包括二类指示警报，所述严重报警包括三类指示警报。

通过采用上述技术方案，一类指示警报、二类指示警报、三类指示警报的指示信息不同，便于让用户了解现有3d金属打印机的状态。

本发明进一步设置为：所述一类指示警报、二类指示警报、三类指示警报包括用于发出不同颜色的灯光指示和/或用于发出不同频率的蜂鸣指示。

通过采用上述技术方案，灯光和蜂鸣器的组合，能够在视觉上和听觉上提供指示，让操作人员能够轻易获得相对应的指示信息。

本发明进一步设置为：所述中度报警还包括降低铺粉伺服电机转速的二类动作，所述严重报警包括停止铺粉伺服电机转动的三类动作。

通过采用上述技术方案，中度报警通过降低伺服铺粉伺服电机转速的方式，减少在铺粉过程中出现的粉尘积累；而在严重报警下停止铺粉伺服电机的转动，来停止粉尘积累。

本发明进一步设置为：所述轻度报警的报警时长阀值为100至200小时，所述中度报警的报警时长阀值为200小时至500小时，所述严重报警的报警时长阀值为500小时以上。

通过采用上述技术方案，100至200小时的轻度报警的报警时长，200小时至500小时的中度报警的报警时长和500小时以上严重报警时长的报警时长首先时间长度合适，能够达到清理干净和不过于频繁的清理的特点。

本发明的第二目的在于提供一种3d金属打印机的维护系统，其优点在于适时的提醒用户进行维护。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种3d金属打印机的维护系统，执行上述的3d金属打印机的维护方法。

通过采用上述技术方案，通过提示，提升用户的维护意识，从而达到提升3d金属打印机寿命的目的。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、通过对打印时间进行计时，能够大致获取3d金属打印机内部的粉尘的堆积量，并适时提示用户进行维护，提升用户的维护意识，从而达到提升3d金属打印机寿命的目的；

2、应用激光扫描计时、电机铺粉计时或者打印成型计时多种计时方式，适应不同计时情况。

附图说明

图1是本实施例系统的连接框图；

图2是本实施例维护方法的流程图；

图3是本实施例维护方法中步骤3的流程图；

图4是本实施例维护方法中步骤2的流程图。

附图标记说明：1、控制中心；2、交换机；3、报警指示装置；4、激光驱动器；5、激光控制器；6、激光扫描组件；7、电机驱动器；8、铺粉伺服电机；9、红灯；10、黄灯；11、绿灯；12、蜂鸣器；13、上位机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例，一种3d金属打印机的维护系统，如图1所示，包括控制中心1、交换机2、报警指示装置3、激光驱动器4、激光控制器5、激光扫描组件6、电机驱动器7和铺粉伺服电机8。

如图1所示，控制中心1和报警指示装置3连接，并输出控制报警指示装置3启动的控制信号。具体的，报警指示装置3包括红灯9、黄灯10、绿灯11和蜂鸣器12，控制中心1分别连接红灯9、黄灯10、绿灯11和蜂鸣器12，通过输出不同的控制信号，对红灯9、黄灯10、绿灯11和蜂鸣器12实行开闭的控制。另外，控制中心1还能够通过控制输出控制信号频率控制蜂鸣器12的输出频率。

如图1所示，控制中心1和交换机2连接，使得控制中心1与外部数据之间的信息交互通过交换机2实现。交换机2上设置有连接数据接口，外部的上位机13通过数据接口连接交换机2。实现控制中心1和上位机13之间的通讯。

如图1所示，电机驱动器7分别连接铺粉伺服电机8和交换机2。电机驱动器7通过输出信号控制铺粉伺服电机8的启停以及调节转速。交换机2实现电机驱动器7和控制中心1之间的信号通信。控制中心1通过获取电机驱动器7的启停脉冲信号的时间间隔，计算铺粉伺服电机8运行的时长。同时控制中心1也能向电机驱动器7输出控制信号，通过电机驱动器7控制铺粉伺服电机8的转速。

如图1所示，激光驱动器4和激光控制器5均连接激光扫描组件6，激光扫描组件6包括激光发射头和振镜。激光驱动器4通过控制激光发射头的启闭以及驱动振镜，实现对激光扫描位置的控制。激光控制器5控制激光发射头发射出激光的强度。交换机2分别连接激光驱动器4和激光控制器5，实现激光驱动器4和激光控制器5两者与控制中心1之间的信号通信。从而控制中心1获取激光驱动器4的启停脉冲信号的时间间隔，计算激光扫描的时长。同时控制中心1也能向激光驱动器4和激光控制器5输出控制信号，控制激光扫描的路径和激光的强弱。

如图2所示，3d金属打印机的维护方法：包括：

步骤1、开机；

步骤2、是否达到报警时长，若是则执行报警流程；

步骤3、运行并开始打印计时；

步骤4、打印结束，完成计时；

步骤5、累加打印时长；

步骤6、判断是否继续打印工件，若是返回步骤2，若否执行步骤7；

步骤7、关机。

具体的，如图3所示，步骤3包括以下几种流程：

第一种：自动打印流程。

t1、上位机13输出自动打印开始指令；

t2、控制中心1导入打印层文件；

t3、铺粉动作开始；

t4、铺粉动作停止；

t5、是否处于自动打印状态，若是执行步骤t6，若否则进入步骤4；

t6、控制中心1加载路径到激光驱动器4中；

t7、激光驱动器4驱动振镜和激光发射头进行路径扫描；

t8、判断是否为最后一条路径，若否返回步骤t7，若是则进入步骤t9；

t9、激光驱动器4停止驱动振镜和激光发射头，结束自动打印；

t10、是否处于自动打印状态，若是执行步骤t11，若否则进入步骤4；

t11、是否为最后一层文件，若否返回t2，若是执行步骤t12；

t12、结束自动打印，进入步骤4。

第二种：手动铺粉流程。

u1、输入手动铺粉指令；

t3、铺粉动作开始；

t4、铺粉动作停止；

t5、是否处于自动打印状态，若是执行步骤t6，若否则进入步骤4。

第三种：手动扫描当前层流程。

v1、输入手动扫描当前层指令；

t6、控制中心1加载路径到激光驱动器4中；

t7、激光驱动器4驱动振镜和激光发射头进行路径扫描；

t8、激光驱动器4判断是否为最后一条路径，若否返回步骤t7，若是则进入步骤t9；

t9、激光驱动器4停止驱动振镜和激光发射头，结束自动打印；

t10、是否处于自动打印状态，若是执行步骤t11，若否则进入步骤4。

如图3所示，步骤3中打印计时的方式包括激光扫描计时、电机铺粉计时和打印成型计时中。

如图3所示，激光扫描计时的区间段在步骤t6时和步骤t9之间，在步骤t6时激光驱动器4收到控制中心1加载路径后，输出启动脉冲时开始计时；而在步骤t9时激光驱动器4停止驱动振镜和激光发射头，输出停止脉冲时停止计时。

如图3所示，电机铺粉计时的区间段在步骤t3和步骤t4之间，在步骤t3时电机驱动器7控制中心1启动信号，输出启动脉冲时开始计时；而在步骤t4时电机驱动器7输出停止脉冲信号关闭铺粉伺服电机8，停止计时。

如图3所示，打印成型计时的区间段在步骤t1和步骤t12之间，在控制中心1接收到上位机13的自动打印指令时开始计时，在控制中心1结束自动打印时停止计时。

如图2所示，步骤2中的报警流程包括：

s1、执行报警提示；

s2、保持报警提示；

s3、检测是否接收复位信号，若否返回s2，若是执行s4；

s4、报警时长置零，退出警报提示。

具体的，如图2所示，s1中的报警提示包括轻度报警、中度报警和严重报警，轻度报警、中度报警和严重报警的报警时长阀值依次提升，且分别计时。其中轻度报警要求提醒操作员做清理轨道、清除机仓内粉尘等常规保养。中度报警除了要求操作员进行常规保养，还具有提示操作员更换滤芯此类定期维护的工作。严重报警则要求操作员对设备进行全面的保养，包括更换滤芯，清理通风管道之类的操作。

具体的，如图4所示，轻度报警步骤包括：

s11、是否达到轻度报警时长阀值，若是则进入s12；

s12、控制中心1输出一类报警信号，报警指示装置3发出一类指示警报；

s13、检测是否接收复位信号，若否返回s12，若是执行s14；

s14、轻度报警时长置零，退出警报提示。

如图4所示，中度报警步骤包括：

s21、是否达到中度报警时长阀值，若是则进入s22；

s22、控制中心1输出二类报警信号和二类动作信号，报警指示装置3发出二类指示警报，铺粉伺服电机8铺粉时降低转速；

s23、检测是否接收复位信号，若否返回s22，若是执行s24；

s24、中度报警时长置零，退出警报提示。

如图4所示，严重报警步骤包括：

s31、是否达到严重报警时长阀值，若是则进入s32；

s32、控制中心1输出三类报警信号和三类动作信号，报警指示装置3发出三类指示警报，铺粉伺服电机8铺粉时不启动；

s33、检测是否接收复位信号，若否返回s32，若是执行s34；

s34、严重报警时长置零，退出警报提示。

具体的，本实施例中一类指示警报包括点亮绿灯11和长间隔的输出蜂鸣器12指示；二类指示警报包括点亮黄灯10和中等间隔的蜂鸣器12指示；三类指示包括点亮红灯9和短间隔的蜂鸣器12指示。较优的，长间隔10秒进行一次蜂鸣器12指示，中等间隔的蜂鸣器12为5秒进行一次蜂鸣器12指示，短间隔为2秒进行一次蜂鸣器12指示；进一步的，为了防止蜂鸣器12过于吵闹，蜂鸣器12指示将在一分钟后自动停止。

较优的，轻度报警的报警时长阀值为100至200小时，中度报警的报警时长阀值为200小时至500小时，严重报警的报警时长阀值为500小时以上。优选的，本实施中轻度报警的报警时长阀值为100小时，中度报警的报警时长阀值为200小时，严重报警的报警时长阀值为600小时；值得一提的，轻度报警、中度报警和严重报警将根据不同的铺粉粉末和不同的3d金属打印机机型做相应的调整。

上述的复位信号，可以通过在上位机13或控制中心1上设置分别对应轻度报警、中度报警和严重报警的三个复位按钮。通过按下复位按钮实现复位信号的输出。

综上，本实施例通过对打印时间进行计时，根据打印时间推算，能够大致获取3d金属打印机内部的粉尘的堆积量；在适应时间让提示用户进行维护，提升用户的维护意识，从而达到提升3d金属打印机寿命的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。