一种3D打印机旋转喷头控制方法与流程

本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印机旋转喷头控制方法。

背景技术：

3d是英文“threedimensions”的简称，中文是指三维，即长、宽、高，是一种基于电脑、互联网的数字化立体技术。应用了3d技术的3d打印机属于一种快速成型技术，由cad数据通过激光束、热熔喷嘴等成型设备，将金属粉末、陶瓷粉末、塑料粉末或细胞组织等特殊材料将物体截面进行逐层堆积、黏结，最终叠加成型，打印输出、制造出实物及模型。

由于3d打印机的打印成型过程不再需要传统的刀具、夹具和机床就能快速、直接、精确地将计算机中的三维cad设计图纸转化为模型，甚至直接制造零件或模具，比如运用3d打印技术进行数码产品的开模，能在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品到市场的开发时间，从而能有效缩短产品的设计、研发周期，提高了效率，降低了生产成本。

3d打印的发展前景中，提高打印精度，实现微小型产品的打印非常重要，而这，不仅需要提高打印设备的精度，也需要优化打印方法。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种3d打印机旋转喷头控制方法。

本发明提出的一种3d打印机旋转喷头控制方法，包括以下步骤：

s1、设置打印平台和打印喷头，打印喷头相对于打印平台转动且沿着转动轨迹所在圆的半径直线滑动；设立三维坐标系，在三维坐标系中对打印平台和打印喷头建模；

s2、获取打印模型，并将打印模型分层切割形成多层分层模型，并由低到高逐一获取各分层模型作为目标模型；

s3、将目标模型移动到三维坐标系中的打印平台上，并以打印喷头相对于打印平台的转动轨迹所在圆的同心圆对目标模型进行切割；

s4、针对每一个与目标模型相交的同心圆建立一各坐标集合，将各同心圆上与目标模型相交的点的坐标归纳到对应的坐标集合中；

s5、依次选取各坐标集合作为执行对象，将打印喷头相对于打印平台直线滑动到执行对象对应的同心圆上；然后控制打印喷头相对于打印平台转动对执行对象中的各坐标点进行打印。

优选的，步骤s1中，打印平台水平转动安装，打印喷头直线移动地安装在平行于打印平台转动轨迹所在同心圆的安装面上，且打印喷头的移动轨迹在打印平台转动平面上的投影与打印平台转动轨迹所在同心圆的半径重合。

优选的，步骤s1中，打印喷头直线滑动的安装在连接杆上，连接杆转动安装，连接杆沿着其转动轨迹的半径方向延伸。

优选的，步骤s1中，打印平台直线滑动的安装在支撑架上，支撑架转动安装，打印平台直线滑动所在直线经过支撑架转动轨迹所在圆的中心点。5、如权利要求1所述的3d打印机旋转喷头控制方法，其特征在于，步骤s1中三维坐标系以打印平台转动轨迹所在圆的圆心作为原点。

优选的，步骤s4中，坐标集合中的各坐标点周向顺序排列。

优选的，步骤s1中打印喷头还相对于打印平台上下移动，步骤s3中还包括根据目标模型在打印平台上的高度距离设置打印喷头的高度值，步骤s5中在对每一个目标模型中的坐标集合进行打印前，首先根据高度值调整打印喷头在垂直方向上的位置。

优选的，步骤s5中，根据所在同心圆由内到外的顺序依次选取各坐标集合作为执行对象。

优选的，打印执行对象的具体方式为：将打印喷头相对于打印平台直线滑动到执行对象对应的同心圆上，获取打印喷头当前位置坐标，并获取执行对象中与当前位置坐标最接近的坐标点作为初始打印点，根据初始打印点决定打印喷头的转动方向，并转动打印喷头逐一对执行对象中各坐标点进行打印。

优选的，打印执行对象的具体方式为：预设打印喷头的转动方向，将打印喷头相对于打印平台直线滑动到执行对象对应的同心圆上，根据预设的转动方向转动打印喷头头逐一对执行对象中各坐标点进行打印。

本发明提出的一种3d打印机旋转喷头控制方法，通过打印喷头和打印平台的相对运动方式，从而使得打印喷头可通过性对于打印平台进行圆周转动以及通过直线运动调节伸缩半径来调整打印喷头相对于打印平台的坐标。

本发明中，首先通过转动轨迹所在同心圆分割目标模型，然后注意打印单个同心圆上的打印点，将一个同心圆上的打印点打印完成，则进行下一个同心圆上的打印点的打印。如此，本发明中，在执行一个执行对象时，首先将打印喷头直线移动到对应的同心圆上，然后通过打印喷头相对于打印平台转动，便可快速的完成该执行对象中各坐标点的打印。如此，本实施方式中，通过同心圆切割和坐标集合的归纳，将打印点具象化的同时，还明确了打印顺序，将打印喷头相对于打印平台的运动简洁化，有利于降低失误，提高打印效率和精度。

本发明中，通过同心圆分割目标模型，可保证对目标模型上各打印点的完全归纳，避免打印点的丢失，保证最终打印成品与打印模型的完全一致。

附图说明

图1为本发明提出的一种3d打印机旋转喷头控制方法流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种3d打印机旋转喷头控制方法，包括以下步骤：

s1、设置打印平台和打印喷头，打印喷头相对于打印平台转动且沿着转动轨迹所在圆的半径直线滑动；设立三维坐标系，在三维坐标系中对打印平台和打印喷头建模。本步骤中，通过打印喷头和打印平台的相对运动方式，从而使得打印喷头可通过性对于打印平台进行圆周转动以及通过直线运动调节伸缩半径来调整打印喷头相对于打印平台的坐标。

具体实施时，本步骤中，可设置打印平台静止安装，打印喷头直线滑动的安装在连接杆上，连接杆转动安装，连接杆沿着其转动轨迹的半径方向延伸，以实现打印喷头的转动和直线滑动。或者，打印喷头静止安装，打印平台直线滑动的安装在支撑架上，支撑架转动安装，打印平台直线滑动所在直线经过支撑架转动轨迹所在圆的中心点，以实现打印平台的转动和直线滑动。或者，打印平台水平转动安装，打印喷头直线移动地安装在平行于打印平台转动轨迹所在同心圆的安装面上，且打印喷头的移动轨迹在打印平台转动平面上的投影与打印平台转动轨迹所在同心圆的半径重合，以实现打印喷头相对于打印平台转动且沿着转动轨迹所在圆的半径直线滑动。第三种实施方式中，打印喷头和打印平台均单向运动，有利于提高运动稳定和精确，提高三维打印的精度。

s2、获取打印模型，并将打印模型分层切割形成多层分层模型，并由低到高逐一获取各分层模型作为目标模型。具体的，本实施方式中，在三维坐标系中对打印模型进行切割，以便获取精确的分层模型。

s3、将目标模型移动到三维坐标系中的打印平台上，并以打印喷头相对于打印平台的转动轨迹所在圆的同心圆对目标模型进行切割。

s4、针对每一个与目标模型相交的同心圆建立一各坐标集合，将各同心圆上与目标模型相交的点的坐标归纳到对应的坐标集合中。

s5、依次选取各坐标集合作为执行对象，将打印喷头相对于打印平台直线滑动到执行对象对应的同心圆上；然后控制打印喷头相对于打印平台转动对执行对象中的各坐标点进行打印。

如此，本实施方式中，首先通过转动轨迹所在同心圆分割目标模型，然后注意打印单个同心圆上的打印点，将一个同心圆上的打印点打印完成，则进行下一个同心圆上的打印点的打印。如此，本实施方式中，在执行一个执行对象时，首先将打印喷头直线移动到对应的同心圆上，然后通过打印喷头相对于打印平台转动，便可快速的完成该执行对象中各坐标点的打印。如此，本实施方式中，通过同心圆切割和坐标集合的归纳，将打印点具象化的同时，还明确了打印顺序，将打印喷头相对于打印平台的运动简洁化，有利于降低失误，提高打印效率和精度。

此外，本实施方式中，通过同心圆分割目标模型，可保证对目标模型上各打印点的完全归纳，避免打印点的丢失，保证最终打印成品与打印模型的完全一致。

本发明的进一步实施方式中，步骤s1中三维坐标系以打印平台转动轨迹所在圆的圆心作为原点，以方便坐标集合的整理和执行。

本发明的进一步实施方式中，步骤s1中打印喷头还相对于打印平台上下移动，步骤s3中还包括根据目标模型在打印平台上的高度距离设置打印喷头的高度值，步骤s5中在对每一个目标模型中的坐标集合进行打印前，首先根据高度值调整打印喷头在垂直方向上的位置。如此，本实施方式中，通过对每一个目标模型的垂直打印距离的精确控制，有利于进一步提高打印过程的可控性，避免失误。

本发明的进一步实施方式中，步骤s4中，坐标集合中的各坐标点周向顺序排列。如此，步骤s5中打印喷头相对于打印平台转动过程中顺序完成各坐标点的打印，即针对每一个坐标集合的打印，避免了打印喷头的往复运动，进一步提高了打印效率，并且通过保证打印喷头的单向运动的稳定，进一步提高了打印质量。

本发明的进一步实施方式中，步骤s5中，根据所在同心圆由内到外的顺序依次选取各坐标集合作为执行对象。如此，本实施方式中，对每一个目标模型，均从内到外进行打印，提高了打印工作的伸缩性，有利于保证各打印点的顺利执行。

本发明的进一步实施方式中，打印执行对象的具体方式为：将打印喷头相对于打印平台直线滑动到执行对象对应的同心圆上，获取打印喷头当前位置坐标，并获取执行对象中与当前位置坐标最接近的坐标点作为初始打印点，根据初始打印点决定打印喷头的转动方向，并转动打印喷头逐一对执行对象中各坐标点进行打印。

或者，本发明中，打印执行对象的具体方式为：预设打印喷头的转动方向，将打印喷头相对于打印平台直线滑动到执行对象对应的同心圆上，根据预设的转动方向转动打印喷头头逐一对执行对象中各坐标点进行打印。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。