本實(shí)用新型屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種3D打印機(jī)的安全控制系統(tǒng)。該3D打印機(jī)的安全控制系統(tǒng)具有斷絲檢測(cè)和斷電續(xù)打功能。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)，又稱積層制造，是指采用分層加工，疊加成型的方式逐層增加材料來生成三維實(shí)體。由于采用熔融堆積方式，如果打印過程中出現(xiàn)材料斷裂或用完，斷電等其他故障造成不能完成打印模型的一次成型，則不得不重新打印，造成時(shí)間和成本的浪費(fèi)。因此，為保障模型打印過程中的一次成型，提高打印效率，需要在打印過程中進(jìn)行斷絲檢測(cè)從而及時(shí)續(xù)接打印材料；并實(shí)現(xiàn)在斷電的情況下，可以重新上電后繼續(xù)完成上次打印。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：本實(shí)用新型的目的是為了提高在打印過程中一次成型的可靠率，在出現(xiàn)材料斷裂或用完，以及斷電等原因造成的打印中止等情況，可以避免重新進(jìn)行打印，從而節(jié)省時(shí)間和成本。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種3D打印機(jī)的安全控制系統(tǒng)，所述3D打印機(jī)包括電源模塊、控制模塊、以及執(zhí)行模塊；所述安全控制系統(tǒng)至少包括：

用于檢測(cè)電源模塊工作狀態(tài)的斷電檢測(cè)模塊；所述斷電檢測(cè)模塊包括比較器和穩(wěn)壓芯片；

用于檢測(cè)打印材料是否斷裂和/或耗盡的斷絲檢測(cè)模塊；其中：

所述電源模塊包括將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的供電電源、以及備用電源；所述供電電源和備用電源的正負(fù)極輸入端子均與穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸入端子電連接；所述穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸出端子與控制模塊的電源端子電連接；在所述供電電源的正負(fù)極輸出端子之間設(shè)置有儲(chǔ)能元件；所述儲(chǔ)能元件的兩端分別通過一個(gè)限壓電阻與比較器的一個(gè)輸入端子電連接；所述穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸出端子分別通過一個(gè)限壓電阻與比較器的另一個(gè)輸入端子電連接；所述比較器的輸出端子與控制模塊的I/O端子電連接；所述斷絲檢測(cè)模塊包括設(shè)置于從打印材料至打印探頭路徑上的斷絲檢測(cè)傳感器；該斷絲檢測(cè)傳感器 的輸出端子與控制模塊的I/O端子電連接；所述控制模塊通過繼電器與備用電源連接。

進(jìn)一步：所述儲(chǔ)能元件為電容或電感中的一種。

進(jìn)一步：所述控制模塊為單片機(jī)或ARM控制器中的一種。

進(jìn)一步：所述斷絲檢測(cè)傳感器為機(jī)械式限位開關(guān)或?qū)ι涫焦怆婇_關(guān)中的一種。

進(jìn)一步：在所述控制模塊I/O端子上電連接有指令輸入模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。

進(jìn)一步：所述指令輸入模塊為U盤或SD卡；所述數(shù)據(jù)輸出模塊為顯示器或蜂鳴器。

進(jìn)一步：所述比較器為電壓比較器或電流比較器中的一種。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

為了提高在打印過程中的可靠率，降低打印成本，本實(shí)用新型采用了斷絲檢測(cè)模塊斷電檢測(cè)模塊。在不同氣候條件下，受光照，溫度，濕度等環(huán)境因素影響，或者用戶使用方式不當(dāng)?shù)惹闆r，打印材料容易出現(xiàn)斷裂；另外，當(dāng)打印較大模型時(shí)，打印材料已消耗完仍未完成打印時(shí)，這就需要在打印過程中及時(shí)檢測(cè)到斷絲，提醒用戶更換打印材料，以免造成打印失敗。在打印過程中，如果出現(xiàn)意外斷電，或者由于某些客觀因素影響，需要人為斷電來重新選擇時(shí)間地點(diǎn)進(jìn)行續(xù)打的情況，這就需要打印機(jī)具有斷電續(xù)打控制功能，給用戶提供方便，并提高打印效率。

附圖說明：

圖1是本實(shí)用新型第一優(yōu)選實(shí)施例的電路框圖；

圖2是本實(shí)用新型第二優(yōu)選實(shí)施例的電路框圖；

圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中斷絲檢測(cè)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中斷電檢測(cè)模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的實(shí)用新型內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請(qǐng)參閱圖1至圖4，一種3D打印機(jī)的安全控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的3D打印機(jī)包括電源模塊、控制模塊、以及執(zhí)行模塊；其中電源模塊為將交流電轉(zhuǎn)換為3D打印機(jī)所需直流電能的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，執(zhí)行模塊為多個(gè)電機(jī)和3D打印機(jī)的一些動(dòng)作部件，由于這些部件并非本專利的創(chuàng)新點(diǎn)，且該部分為公知技術(shù)，因此此次并不對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)贅述；控制模塊為整個(gè)3D打印機(jī)的核心部件，其具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和軟件處理的功能。本專利要解決的技術(shù)問題是斷電檢測(cè)、斷電續(xù)打和斷絲檢測(cè)，其創(chuàng)新點(diǎn)具體如下：

所述安全控制系統(tǒng)至少包括：

用于檢測(cè)電源模塊工作狀態(tài)的斷電檢測(cè)模塊；所述斷電檢測(cè)模塊包括比較器和穩(wěn)壓芯片；

用于檢測(cè)打印材料是否斷裂和/或耗盡的斷絲檢測(cè)模塊；其中：

所述電源模塊包括將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的供電電源、以及備用電源；備用電源為蓄電池組或者是UPS等；上述蓄電池組優(yōu)選的是鋰電池組；如圖4所示：所述供電電源和備用電源的正負(fù)極輸入端子均與穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸入端子電連接；所述穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸出端子與控制模塊的電源端子電連接；在所述供電電源的正負(fù)極輸出端子之間設(shè)置有儲(chǔ)能元件；所述儲(chǔ)能元件的兩端分別通過一個(gè)限壓電阻與比較器的一個(gè)輸入端子電連接；所述穩(wěn)壓芯片的正負(fù)極輸出端子分別通過一個(gè)限壓電阻與比較器的另一個(gè)輸入端子電連接；所述比較器的輸出端子與控制模塊的I/O端子電連接；所述斷絲檢測(cè)模塊包括設(shè)置于從打印材料至打印探頭路徑上的斷絲檢測(cè)傳感器；該斷絲檢測(cè)傳感器的輸出端子與控制模塊的I/O端子電連接；所述控制模塊通過繼電器與備用電源連接。在該優(yōu)選實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能元件為電容，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中，儲(chǔ)能元件也可以選用電感。上述控制模塊為單片機(jī)或ARM控制器中的一種。在上述優(yōu)選實(shí)施例中：交流電壓AC經(jīng)AC/DC供電電源(如開關(guān)電源等)，轉(zhuǎn)換為直流電壓DC，后接儲(chǔ)能元件電容，該電容不僅用于濾波，并應(yīng)在斷電瞬間為系統(tǒng)提供短時(shí)電能，用于打印狀態(tài)數(shù)據(jù)保存和切換備用電源。穩(wěn)壓芯片用于給控制器，電壓比較器，繼電器等其他功能模塊供電。AC/DC電源模塊的直流電壓DC1后接儲(chǔ)能電容，并經(jīng)電阻R1，R2分壓后接入電壓比較器輸入端IN2，DC/DC穩(wěn)壓芯片的直流電壓DC2經(jīng)電阻R3，R4分壓后接入電壓比較器輸入端IN1，通過兩個(gè)輸入端的比較進(jìn)行斷電檢測(cè)，控制器檢測(cè)到電壓比較器輸出信號(hào)OUT后，通過儲(chǔ)能元件電容儲(chǔ)存的短時(shí)能量，保存當(dāng)前打印狀態(tài)并切換備用電源。

所述斷絲檢測(cè)傳感器為機(jī)械式限位開關(guān)或?qū)ι涫焦怆婇_關(guān)中的一種。具體檢測(cè)原理為：當(dāng)有打印材料從斷絲檢測(cè)傳感器的探頭經(jīng)過時(shí)，斷絲檢測(cè)傳感器會(huì)輸出一個(gè)特定的信號(hào)，比如高電平，也可以是低電平，此處為了敘述方便，假設(shè)為高電平，則當(dāng)打印材料斷裂或者是耗盡時(shí)，斷絲檢測(cè)傳感器則檢測(cè)不到打印物流的信息，此時(shí)輸出信號(hào)的電平翻轉(zhuǎn)，由高電平轉(zhuǎn)換為低電平，該低電平為控制模塊提供一個(gè)觸發(fā)模塊，在該觸發(fā)模塊的驅(qū)動(dòng)下，控制模塊通過繼電器開啟備用電源，在此過程中，蓄能元件(電容)為控制模塊提供電能，在此過程中，控制模塊將3D打印機(jī)當(dāng)前的打印狀態(tài)進(jìn)行保存；

在該優(yōu)選實(shí)施例中：在所述控制模塊I/O端子上電連接有指令輸入模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。所述指令輸入模塊為U盤或SD卡；所述數(shù)據(jù)輸出模塊為顯示器或蜂鳴器。這樣工程師可以在實(shí)驗(yàn)室或者是其他地方將工序代碼軟件寫入U(xiǎn)盤或SD卡中，隨后將該U盤或SD卡與控制模塊連接，即可將工序代碼導(dǎo)入3D打印機(jī)；同時(shí)，在打印的過程中，可以通過顯示器將打印狀態(tài)進(jìn)行顯示，同時(shí)當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，故障信息也可以通過顯示器或者是報(bào)警器進(jìn)行顯示。

在本優(yōu)選實(shí)施例中：所述比較器為電壓比較器，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)也可以選用電流比較器中的一種。該電壓比較器比較的是蓄能元件與穩(wěn)壓芯片輸出的電壓比較；當(dāng)供電電源發(fā)生斷電時(shí)，在本優(yōu)選實(shí)施例中，供電電源輸出的是24V直流電，穩(wěn)壓芯片是24V轉(zhuǎn)5V，當(dāng)穩(wěn)壓芯片的24V輸入斷電時(shí)會(huì)有電壓下降的一個(gè)延時(shí)，穩(wěn)壓芯片的輸出5V電壓不會(huì)迅速歸零，但是供電電源的輸出24V經(jīng)限壓電阻分壓后給比較器輸入的電壓會(huì)下降，比較器另一個(gè)輸入電壓IN1此時(shí)未變化，這樣比較器兩個(gè)輸入電壓信號(hào)IN1和IN2進(jìn)行的比較輸出。供電電源正常工作時(shí)，比較器兩端的輸入電壓是24V經(jīng)電容后面的電阻分壓后電壓大一些。正常供電時(shí)，實(shí)際用到的是比較器24V分壓后輸入端大約是2.7V，5V輸入端是2.5V，24V降到21V左右時(shí)，分壓后會(huì)低于2.5V，產(chǎn)生比較輸出。

以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。