本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種3D打印機(jī)及3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
目前，市場上3D打印機(jī)機(jī)頭上設(shè)置有加熱電源線、溫控器信號線、電機(jī)信號線、風(fēng)扇控制線以及電源線。這些線纜暴露在機(jī)頭外，一方面只有高質(zhì)量的線材才能滿足使用要求，另一方面，機(jī)頭中各種傳輸電線纏繞在一起，打印過程中，隨著機(jī)頭的移動，各種傳輸電線隨著機(jī)頭同步運(yùn)動而不斷發(fā)生折彎，為了避免傳輸電線彎折可能帶來的潛在的危害，不得不對其進(jìn)行包裹保護(hù)，這種占用機(jī)頭頂部空間的包裹保護(hù)造成打印空間的浪費(fèi)，無形中導(dǎo)致了打印面積的縮小，另外，繁雜的布線給安裝和使用帶來不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種3D打印機(jī)及3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有3D打印機(jī)機(jī)頭中所存在的空間浪費(fèi)，打印面積縮小的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：3D打印機(jī)，包括控制主板、打印機(jī)頭以及打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)上設(shè)置有光信號發(fā)射件以及光信號反射板，所述打印機(jī)頭上設(shè)置有光信號接收件；所述光信號發(fā)射件與控制主板電連接，用于將接收自所述控制主板的電信號轉(zhuǎn)化為光信號并發(fā)出；所述光信號反射板用于將所述光信號發(fā)射件所發(fā)射的光信號接收并反射；所述光信號接收件用于接收來自所述光信號反射板的光信號并解析后對打印機(jī)頭內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。所述的3D打印機(jī)中，所述光信號發(fā)射件位置固定地安裝于打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)上；所述光信號反射板安裝于滑移件上，所述滑移件使所述光信號反射板的滑移路線與所述光信號發(fā)射件所發(fā)射光信號的信號路線重合以保證所述光信號發(fā)射件與所述光信號反射板之間的位置對應(yīng)，所述光信號反射板與所述打印機(jī)頭在與信號路線平行的方向上同步移動以保證所述光信號接收件與所述光信號反射板之間的位置對應(yīng)。所述的3D打印機(jī)中，所述打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括兩條長度相同且平行布置的條板、在所述兩條板各端部固定的承載座、在所述承載座上安裝的X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)以及在相鄰的所述各承載座之間安裝的傳動桿、滑動桿；所述X軸電機(jī)、所述Y軸電機(jī)驅(qū)動的X軸主傳動桿、Y軸主傳動桿通過X軸傳動帶、Y軸傳動帶驅(qū)動X軸從動桿、Y軸從動桿；在所述X軸傳動帶、所述Y軸傳動帶上均設(shè)置有X軸滑移件、Y軸滑移件，所述X軸滑移件、所述Y軸滑移件上設(shè)置有滑動軸承或穿接孔，用于穿接在X軸滑動桿、Y軸滑動桿；所述X軸滑移件之間設(shè)置有機(jī)頭Y軸中心滑桿，所述Y軸滑移件之間設(shè)置有機(jī)頭X軸中心滑桿，打印機(jī)頭上設(shè)置有兩個滑移孔，所述兩個滑移孔分別穿接機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿；所述光信號發(fā)射件安裝于承載座上，所述光信號反射板安裝于所述機(jī)頭X軸中心滑桿或機(jī)頭Y軸中心滑桿，所述的光信號反射板與所述光信號的入射方向成45°角設(shè)置。所述的3D打印機(jī)中，還包括底板和承載打印產(chǎn)品的升降基礎(chǔ)板；在所述底板上安裝有縱軸滑動支撐桿、縱軸電機(jī)以及由縱軸電機(jī)驅(qū)動的縱向螺桿軸；所述升降基礎(chǔ)板通過螺接件安裝于所述縱向螺桿軸上；所述打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝于縱軸滑動支撐桿頂部。所述的3D打印機(jī)中，所述的機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿分接電源兩極，用于向設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置供電。所述的3D打印機(jī)中，所述的光信號發(fā)射件包括發(fā)射端MCU芯片和紅外信號發(fā)射器；所述發(fā)射端MCU芯片用于接收來自所述控制主板的電信號并依據(jù)該電信號控制紅外信號發(fā)射器發(fā)出紅外μs波閃信號。所述的3D打印機(jī)中，所述的光信號接收件包括紅外信號接收器和接收端MCU芯片；所述紅外信號接收器用于接收紅外μs波閃信號并發(fā)送至接收端MCU芯片，所述接收端MCU芯片將接收到的信號進(jìn)行解析后向擠料電機(jī)發(fā)送控制信號。3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，包括安裝于打印機(jī)機(jī)頭殼體內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)、安裝于打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制主板以及將控制主板內(nèi)的控制信息傳輸至擠料步進(jìn)電機(jī)的信號傳輸系統(tǒng)；所述信號傳輸系統(tǒng)包括安裝于打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)的光信號發(fā)射件、光信號反射板以及光信號接收件，所述光信號發(fā)射件與控制主板電連接，所述光信號接收件設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)并與機(jī)頭內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)電連接。所述的3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中，其特征在于，光信號發(fā)射件包括電連接的發(fā)射端MCU芯片和紅外信號發(fā)射器；光信號接收件包括電連接的紅外信號接收器和接收端MCU芯片。本發(fā)明的3D打印機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如底板、升降基礎(chǔ)板的結(jié)構(gòu)、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)以及縱軸電機(jī)的控制等可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何已知的或是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以常規(guī)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一個關(guān)鍵點(diǎn)是對打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)作了改進(jìn)。本發(fā)明的另一個關(guān)鍵改進(jìn)點(diǎn)在于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置的供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括分接電源兩極的打印機(jī)頭的機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿，所述機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿用于向設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置供電。所述的用電裝置包括擠料步進(jìn)電機(jī)、風(fēng)扇、加熱器、溫控器等機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用中心滑動軸代替電源線，光信號無線傳輸替代信號連接輸送線，有效解決了多條電源線和信號線做綜合電纜時，會產(chǎn)生信號互相干擾以及機(jī)頭行走過程中造成線纜疲勞、線纜老化等問題，完全解決了信號干擾、線路老化及疲勞度問題。附圖說明圖1是本發(fā)明3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明3D打印機(jī)的擠料布進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作例舉性說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。圖1、圖2所示，3D打印機(jī)包括底板18，在底板18上對稱安裝有四根縱軸滑動支撐桿14、對稱設(shè)置的兩縱軸電機(jī)17以及由各縱軸電機(jī)驅(qū)動的兩縱向螺桿軸15。在縱向螺桿軸15上通過螺接件安裝有升降基礎(chǔ)板16，在升降基礎(chǔ)板16上還安裝有穿接于縱軸滑動支撐桿14的基礎(chǔ)板滑桿固定件19。在縱軸滑動支撐桿14的頂部安裝有承載打印機(jī)頭28的打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)。打印機(jī)頭28位于升降基礎(chǔ)板16的上方。打印機(jī)頭承載驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括固定于縱軸滑動支撐桿14頂部的兩條長度相同且平行布置的條板11，縱向螺桿軸15的上端穿接在固定于條板11上的滑動軸承內(nèi)。在兩條板11的各端部固定有承載座10。共計四個，該四個承載座對稱布置。在其中一承載座上安裝有X軸電機(jī)1，另一承載座上安裝有Y軸電機(jī)23。在相鄰的各承載座之間安裝有傳動桿及滑動桿，與X軸電機(jī)1、Y軸電機(jī)23的輸出軸相接的傳動桿為X軸主傳動桿27、Y軸主傳動桿22。與X軸主傳動桿27、Y軸主傳動桿22平行設(shè)置的傳動桿為X軸從動桿12、Y軸從動桿5。X軸主傳動桿27與X軸從動桿12的兩端部之間設(shè)置有兩平行的Y軸傳動帶9。在Y軸主傳動桿22與Y軸從動桿5的兩端部之間設(shè)置有兩平行的X軸傳動帶31。在兩Y軸傳動帶9上分別設(shè)置有對應(yīng)設(shè)置的Y軸滑移件8，在兩X軸傳動帶31上分別設(shè)置有對應(yīng)設(shè)置的X軸滑移件13。在兩X軸滑移件13之間安裝有機(jī)頭Y軸中心滑桿26，在兩Y軸滑移件8之間安裝有機(jī)頭X軸中心滑桿21。打印機(jī)頭28上設(shè)置有用于分別穿接機(jī)頭X軸中心滑桿21和機(jī)頭Y軸中心滑桿26的滑移孔。Y軸滑移件8設(shè)置有滑動軸承7，用于穿接在Y軸滑動桿6，X軸滑移件13設(shè)置有滑動軸承25，用于穿接在X軸滑動桿32。所述的機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿分接電源兩極，用于向設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置供電，從而避免在機(jī)頭內(nèi)布置眾多電線電纜。圖1、圖2所示，光信號發(fā)射件3固定安裝于承載座10上。控制主板2與光信號發(fā)射件3之間電連接，兩者均為固定位置安裝，因此其相對位置也固定，兩者通過有線實(shí)現(xiàn)電連接。光信號發(fā)射件3包括電連接的發(fā)射端MCU芯片和紅外信號發(fā)射器，發(fā)射端MCU芯片用于讀取來自控制主板的電信號并據(jù)此控制紅外信號發(fā)射器以連續(xù)波的形式向外發(fā)射紅外μs波閃信號。光信號反射板29安裝于滑移件上，滑移件帶動光信號反射板29沿紅外μs波閃信號的信號路線滑移，使光信號反射板在滑移過程中始終能正常接收紅外μs波閃信號并進(jìn)行反射，本實(shí)施方式中將承載光信號反射板29的滑移件固定于機(jī)頭X軸中心滑桿21的端部。打印機(jī)頭上設(shè)置有與機(jī)頭內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)電連接的光信號接收件30。光信號接收件30包括電連接的紅外信號接收器和接收端MCU芯片。紅外信號接收器用于接收光信號反射板29反射來的紅外μs波閃信號并由接收端MCU芯片進(jìn)行解析后發(fā)送電控信號至打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)的擠料電機(jī)供其執(zhí)行。光信號反射板29與打印機(jī)頭主體殼28在與紅外信號發(fā)射器發(fā)射的信號路線平行的方向上同步移動以保證光信號接收件30與光信號反射板29之間的位置始終對應(yīng)，從而保證光信號始終正常接收。圖2中，光信號反射板29以與紅外信號發(fā)射器發(fā)射的光信號的入射方向成45°角的方向固定于機(jī)頭X軸中心滑桿21的端部，從而使得其在打印過程中既始終位于紅外信號發(fā)射器發(fā)射的信號線路上，又與打印機(jī)頭同步移動，進(jìn)而保證紅外μs波閃信號自紅外信號發(fā)射器經(jīng)紅外信號反射板至紅外信號接收器的順利傳送、接收。光信號發(fā)射件3和光信號反射板29也可以安裝于其它位置，如光信號反射板也可以安裝于機(jī)頭Y軸中心滑桿26的端部，只要各個部件的相對位置能滿足紅外μs波閃信號自紅外信號發(fā)射器經(jīng)紅外信號反射板至紅外信號接收器的順利傳送、接收即可。本發(fā)明中，光信號發(fā)射件3中的發(fā)射端MCU芯片通過讀取來自控制主板的信息控制紅外信號發(fā)射器發(fā)送紅外μs波閃信號。光信號接收件30中的接收端MCU芯片讀取并解析紅外信號接收器所接收到的紅外μs波閃信號后向擠料步進(jìn)電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的電控信號，擠料電機(jī)完成相應(yīng)動作。本發(fā)明是通過編程技術(shù)配合芯片技術(shù)，將電子信號或光信號轉(zhuǎn)化為以微秒為單位發(fā)射一個命令信號從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射、接收、執(zhí)行的信號傳輸技術(shù)。其速度更快，傳播的信息量更大，是不間斷的持續(xù)傳播，并且不會相互干擾，也不會受到任何電磁干擾，用于3D打印機(jī)信號傳輸，可有效避免多臺打印機(jī)頭之間信息傳輸?shù)幕ハ喔蓴_。普通的紅外線信號和線信號是點(diǎn)式單命令信號傳輸，其命令速度以秒為單位計算。本發(fā)明的紅外μs波閃信號傳輸?shù)拿钏俣纫晕⒚霝閱挝唬笳叩男盘柫渴乔罢咝盘柫康?500倍。信號持續(xù)時間在500微秒（μs）以上的為長波信號；信號持續(xù)時間在500微秒（μs）以下的為短波信號；1秒內(nèi)閃2000次以下的為慢閃信號；1秒內(nèi)閃2000次以上的為快閃信號。前述長波信號、短波信號、快閃信號以及慢閃信號的界定值可以根據(jù)實(shí)際需求而定。長短波信號更穩(wěn)定，不受外界光的影響，可以準(zhǔn)確的發(fā)送和接收，因此用長波信號來控制步進(jìn)電機(jī)的前進(jìn)后退?？扉W信號與慢閃信號用來控制電機(jī)的解鎖與開鎖，在機(jī)頭移動過程中材料會有拉動的力量，這種力量可使電機(jī)倒轉(zhuǎn)，材料從機(jī)頭中脫出，電機(jī)鎖死后就不會有這種情況發(fā)生。長短波信號用來控制步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)退，波源快速穩(wěn)定準(zhǔn)確，少受外界信號和光的干擾，快慢閃信號控制電機(jī)鎖開關(guān)是為了和電機(jī)進(jìn)退有較好的區(qū)別，所有信號是由一個發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的，一個接受點(diǎn)接收并分類執(zhí)行的，由此互不干擾，達(dá)到對設(shè)備精確指揮的目的。