本發(fā)明涉及3d打印技術(shù)領域，尤其涉及一種3d打印閉環(huán)控制方法、裝置、3d打印機和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

3d打印是采用熔融沉積制造(fuseddepositionmodeling，以下簡稱fdm)工藝進行打印三維物體的技術(shù)。在當前3d打印機中應用fdm工藝，將絲狀的abs、尼龍等熱塑性材料輸入打印噴頭中，熱塑性材料在打印噴頭內(nèi)被加熱熔化，通過驅(qū)動機構(gòu)控制打印噴頭沿所要打印的三維物體的截面輪廓和填充軌跡運動，將熔化的熱塑性材料擠出，熔化的熱塑性材料迅速凝固，并與周圍的材料凝結(jié)，以打印出三維物體。

當前3d打印機主要采用開環(huán)控制方式控制驅(qū)動機構(gòu)沿x軸、y軸和z軸方向移動，無法精確控制打印精度和質(zhì)量。這種開環(huán)控制方式?jīng)]有實時監(jiān)控打印效果，如對于表面質(zhì)量較差、物體翹邊、移動或打印精度不符合預期等異常效果無法進行實時監(jiān)控處理，而打印過程存在異常效果的三維物體多為不合格產(chǎn)品，使得打印出的產(chǎn)品不合格率較高，導致打印材料和打印時間的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種3d打印閉環(huán)控制方法、裝置、3d打印機和存儲介質(zhì)，以解決當前3d打印閉環(huán)控制過程無法對打印效果異常進行實時監(jiān)控處理所存在的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

第一方面，本發(fā)明提供一種3d打印閉環(huán)控制方法，包括：

控制驅(qū)動模塊依據(jù)預設數(shù)據(jù)模型中每一層預設打印參數(shù)進行打?。?/p>

控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)；

計算所述實際打印參數(shù)相對于所述預設打印參數(shù)的實際誤差值；

判斷所述實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)；

若所述實際誤差值在所述預設誤差范圍內(nèi)，則獲取補償調(diào)整參數(shù)，基于所述補償調(diào)整參數(shù)控制所述驅(qū)動模塊進行下一層打?。?/p>

若所述實際誤差值不在所述預設誤差范圍內(nèi)，則控制所述驅(qū)動模塊停止打印。

優(yōu)選地，所述預設打印參數(shù)包括多個預設圖像輪廓坐標，每一所述預設圖像輪廓坐標包括預設x軸坐標和預設y軸坐標；

所述實際打印參數(shù)包括多個實際圖像輪廓坐標，每一所述實際圖像輪廓坐標包括實際x軸坐標和實際y軸坐標；

所述計算所述實際打印參數(shù)相對于所述預設打印參數(shù)的實際誤差值，包括：

基于多個所述預設圖像輪廓坐標的預設x軸坐標計算預設x軸最大距離；

基于多個所述實際圖像輪廓坐標的實際x軸坐標計算實際x軸最大距離；

基于所述預設x軸最大距離和所述實際x軸最大距離計算x軸實際誤差；

基于多個所述預設圖像輪廓坐標的預設y軸坐標和多個所述實際圖像輪廓坐標的實際y軸坐標，計算y軸實際誤差；

判斷判斷所述實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)，包括：

判斷所述x軸實際誤差是否在x軸預設誤差范圍內(nèi)；

判斷所述y軸實際誤差是否在y軸預設誤差范圍內(nèi)；

若所述x軸實際誤差在所述x軸預設誤差范圍內(nèi)，且所述y軸實際誤差在所述y軸預設誤差范圍內(nèi)，則認定所述實際誤差值在所述預設誤差范圍內(nèi)；

若所述x軸實際誤差不在所述x軸預設誤差范圍內(nèi)，或所述y軸實際誤差不在所述y軸預設誤差范圍內(nèi)，則認定所述實際誤差值不在所述預設誤差范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述基于多個所述預設圖像輪廓坐標的預設y軸坐標和多個所述實際圖像輪廓坐標的實際y軸坐標，計算y軸實際誤差，包括：

比較所述預設x軸最大距離和所述實際x軸最大距離的大??；

若所述預設x軸最大距離大于或等于所述實際x軸最大距離，則基于所述預設x軸坐標，計算每一所述預設y軸坐標與所述實際y軸坐標的y軸差值，將所有所述y軸差值的方差作為所述y軸實際誤差；

若所述預設x軸最大距離小于所述實際x軸最大距離，則基于所述實際x軸坐標，計算每一所述預設y軸坐標與所述實際y軸坐標的y軸差值，將所有所述y軸差值的方差作為所述y軸實際誤差。

優(yōu)選地，所述獲取補償調(diào)整參數(shù)，包括：

獲取當前位置的預設y軸坐標和實際y軸坐標的當前y軸距離差值；

基于所述預設數(shù)據(jù)模型獲取當前位置的下一步y(tǒng)軸移動距離；

基于所述當前y軸距離差值和所述下一步y(tǒng)軸移動距離，獲取目標y軸移動距離；

基于所述目標y軸移動距離和步進電機每步移動距離，獲取所述步進電機的目標移動步數(shù)，將所述目標移動步數(shù)作為所述補償調(diào)整參數(shù)輸出。

優(yōu)選地，所述控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)，包括：

獲取所述驅(qū)動模塊的當前打印進度；

判斷所述當前打印進度是否完成所述當前打印層的打??；

若完成所述當前打印層的打印，則輸出打印完成信號；

基于所述打印完成信號，控制所述視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)。

第二方面，本發(fā)明還提供一種3d打印閉環(huán)控制裝置，包括：

驅(qū)動控制模塊，用于控制驅(qū)動模塊依據(jù)預設數(shù)據(jù)模型中每一層預設打印參數(shù)進行打印；

捕捉控制模塊，用于控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)；

誤差計算模塊，用于計算所述實際打印參數(shù)相對于所述預設打印參數(shù)的實際誤差值；

比較判斷模塊，用于判斷所述實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)；

第一處理模塊，用于在所述實際誤差值在所述預設誤差范圍內(nèi)時，獲取補償調(diào)整參數(shù)，基于所述補償調(diào)整參數(shù)控制所述驅(qū)動模塊進行下一層打?。?/p>

第二處理模塊，用于在所述實際誤差值不在所述預設誤差范圍內(nèi)時，控制所述驅(qū)動模塊停止打印。

優(yōu)選地，所述預設打印參數(shù)包括多個預設圖像輪廓坐標，每一所述預設圖像輪廓坐標包括預設x軸坐標和預設y軸坐標；

所述實際打印參數(shù)包括多個實際圖像輪廓坐標，每一所述實際圖像輪廓坐標包括實際x軸坐標和實際y軸坐標；

所述誤差計算模塊包括：

預設距離計算單元，用于基于多個所述預設圖像輪廓坐標的預設x軸坐標計算預設x軸最大距離；

實際距離計算單元，用于基于多個所述實際圖像輪廓坐標的實際x軸坐標計算實際x軸最大距離；

x軸誤差計算單元，用于基于所述預設x軸最大距離和所述實際x軸最大距離計算x軸實際誤差；

y軸誤差計算單元，用于基于多個所述預設圖像輪廓坐標的預設y軸坐標和多個所述實際圖像輪廓坐標的實際y軸坐標，計算y軸實際誤差；

所述y軸誤差計算單元包括：

距離大小比較子單元，用于比較所述預設x軸最大距離和所述實際x軸最大距離的大小；

第一誤差計算子單元，用于在所述預設x軸最大距離大于或等于所述實際x軸最大距離時，基于所述預設x軸坐標，計算每一所述預設y軸坐標與所述實際y軸坐標的y軸差值，將所有所述y軸差值的方差作為所述y軸實際誤差；

第二誤差計算子單元，用于在所述預設x軸最大距離小于所述實際x軸最大距離時基于所述實際x軸坐標，計算每一所述預設y軸坐標與所述實際y軸坐標的y軸差值，將所有所述y軸差值的方差作為所述y軸實際誤差；

所述比較判斷模塊包括：

第一比較判斷單元，用于判斷所述x軸實際誤差是否在x軸預設誤差范圍內(nèi)；

第二比較判斷單元，用于判斷所述y軸實際誤差是否在y軸預設誤差范圍內(nèi)；

第一結(jié)果認定單元，用于在所述x軸實際誤差在所述x軸預設誤差范圍內(nèi)，且所述y軸實際誤差在所述y軸預設誤差范圍內(nèi)時，認定所述實際誤差值在所述預設誤差范圍內(nèi)；

第二結(jié)果認定單元，用于在所述x軸實際誤差不在所述x軸預設誤差范圍內(nèi)，或所述y軸實際誤差不在所述y軸預設誤差范圍內(nèi)時，認定所述實際誤差值不在所述預設誤差范圍內(nèi)；

所述捕捉控制模塊包括：

進度獲取單元，用于獲取所述驅(qū)動模塊的當前打印進度；

進度監(jiān)控單元，用于判斷所述當前打印進度是否完成所述當前打印層的打印；

信號輸出單元，用于在完成所述當前打印層的打印時，輸出打印完成信號；

捕捉控制單元，用于基于所述打印完成信號，控制所述視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)。

優(yōu)選地，所述獲取補償調(diào)整參數(shù)，包括：

獲取當前位置的預設y軸坐標和實際y軸坐標的當前y軸距離差值；

基于所述預設數(shù)據(jù)模型獲取當前位置的下一步y(tǒng)軸移動距離；

基于所述當前y軸距離差值和所述下一步y(tǒng)軸移動距離，獲取目標y軸移動距離；

基于所述目標y軸移動距離和步進電機每步移動距離，獲取所述步進電機的目標移動步數(shù)，將所述目標移動步數(shù)作為所述補償調(diào)整參數(shù)輸出。

第三方面，本發(fā)明還提供一種3d打印機，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的3d打印閉環(huán)控制方法。

第四方面，本發(fā)明還提供一種非易失性計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的3d打印閉環(huán)控制方法。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：本發(fā)明所提供的3d打印閉環(huán)控制方法、裝置、3d打印機和存儲介質(zhì)，通過視覺捕捉模塊實時獲取實際打印參數(shù)，基于實際打印參數(shù)與預設打印參數(shù)計算實際誤差值，判斷實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)，以確定是基于獲取到的補償調(diào)整參數(shù)進行打印控制還是直接控制停止打印。這種采用閉環(huán)控制方式，可實時監(jiān)控打印過程中的異常效果，基于異常效果獲取補償調(diào)整參數(shù)進行打印控制，以提高打印產(chǎn)品的合格度；或基于異常效果直接停止打印，從而節(jié)省打印材料和打印時間。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例1中3d打印閉環(huán)控制方法的一流程圖。

圖2是本發(fā)明實施例2中3d打印閉環(huán)控制裝置的一原理框圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細敘述體現(xiàn)本發(fā)明特征和優(yōu)點的的具體實施方式。本發(fā)明中提供的上、下、左、右、頂和底等方位，僅用于說明各部件之間的相對位置關(guān)系，并不限定本發(fā)明中各部件具體安裝方位。

實施例1

圖1是本實施例中的3d打印閉環(huán)控制方法的流程圖。該3d打印閉環(huán)控制方法應用在3d打印機中，該3d打印機包括控制模塊、與控制模塊相連的驅(qū)動模塊和與控制模塊相連的視覺捕捉模塊。其中，控制模塊包括處理器和存儲器，該存儲器中存儲有計算機程序，當處理器執(zhí)行該計算程序時實現(xiàn)該3d打印閉環(huán)控制方法。該驅(qū)動模塊包括設置在打印平臺上方的打印噴頭和用于帶動打印噴頭沿x軸、y軸和z軸方向移動的移動組件。打印時，控制模塊控制移動組件沿x軸、y軸和z軸方向移動，并控制打印噴頭融化熱塑性材料、擠出并定型。該視覺捕捉模塊采用雙目立體視覺攝像機，該雙目立體視覺攝像機設置在打印平臺上方，以便實時對驅(qū)動模塊打印在打印平臺上的物體進行拍攝，并將拍攝后的實際圖像發(fā)送給控制模塊，控制模塊基于實際圖像和預設數(shù)據(jù)模塊判斷是否存在異常，以實現(xiàn)閉環(huán)控制3d打印過程。

如圖1所示，該3d打印閉環(huán)控制方法包括如下步驟：

s10：控制驅(qū)動模塊依據(jù)預設數(shù)據(jù)模型中每一層預設打印參數(shù)進行打印。

由于fdm工藝是一種層疊式打印技術(shù)，因此，在3d打印機打印三維物體過程中，需預先輸入預設數(shù)據(jù)模型，該預設數(shù)據(jù)模型包括所要打印的三維物體的層數(shù)，每一層對應設有預設打印參數(shù)，該預設打印參數(shù)與該層所要打印的輪廓圖像和填充軌跡相關(guān)聯(lián)。本實施例中，控制模塊控制驅(qū)動模塊逐層依據(jù)其對應的預設打印參數(shù)進行打印，如先依據(jù)第1層的預設打印參數(shù)進行打印，再依據(jù)第2層的預設打印參數(shù)進行打印……直到依據(jù)最后1層的預設打印參數(shù)進行打印。

本實施例中，預設打印參數(shù)包括多個預設圖像輪廓坐標，每一預設圖像輪廓坐標包括預設x軸坐標和預設y軸坐標。在打印平臺上打印三維物體時，需保證每層所要打印的輪廓圖像無較大誤差，否則可能打印出的三維物體質(zhì)量較差，為不合格產(chǎn)品。若任一層所要打印的輪廓圖像誤差較大，可能存在表面質(zhì)量較差、物體翹邊、移動和打印精度不符合該層的預設打印參數(shù)。因此，需預設數(shù)據(jù)模型設置時，需設置對應的打印層數(shù)，每一層通過多個預設圖像輪廓點及其位置限定該層所要打印的物體的預設輪廓。其中，每個預設圖像輪廓點的位置表現(xiàn)為預設圖像輪廓坐標。

s20：控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)。

本實施例中，采用設置在打印平臺上方的雙目立體視覺攝像機作為視覺捕捉模塊，實時拍攝打印在打印平臺上的物體的當前打印層的實際圖像，并將所拍攝到的實際圖像發(fā)送給控制模塊，以使控制模型基于該實際圖像與預設打印參數(shù)確定當前打印層的打印是否存在打印異常，并進行閉環(huán)控制，以調(diào)整下一層物體的打印。

本實施例中，實際打印參數(shù)包括多個實際圖像輪廓坐標，每一實際圖像輪廓坐標包括實際x軸坐標和實際y軸坐標。由于預設數(shù)據(jù)模型中設置每一層的預設打印參數(shù)，該預設打印參數(shù)中通過多個預設圖像輪廓點及其位置限制該層所要打印的物體的輪廓。相應地，視覺捕捉模塊通過實時采集物體的當前打印層的實際圖像，并將該實際圖像發(fā)送給控制模塊；控制模塊基于實際圖像獲取當前打印層的實際輪廓。該實際輪廓由多個實際圖像輪廓點及其位置進行限定，而每個實際圖像輪廓點的位置表現(xiàn)為實際圖像輪廓坐標。

步驟s20中，控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)，具體包括如下步驟：

s21：獲取驅(qū)動模塊的當前打印進度。

其中，驅(qū)動模塊在打印過程依據(jù)該層對應的預設打印參數(shù)進行打印控制，每打印完一個預設圖像輪廓點給控制模塊發(fā)送一個反饋信號，以使控制模塊實際獲取驅(qū)動模塊的當前打印進度。

s22：判斷當前打印進度是否完成當前打印層的打印。

控制模塊根據(jù)步驟s21中接收到反饋信號判斷是否完成當前打印層的打印。具體地，在預設數(shù)據(jù)模型包括所要打印的三維物體的層數(shù)和每一層對應的預設打印參數(shù)，將相鄰層之間銜接處的預設圖像輪廓點設有定位圖像輪廓點。當控制模塊接收到的反饋信號是定位圖像輪廓點對應的反饋信號時，即可獲知當前打印進度是已完成當前打印層的打印。

s23：若完成當前打印層的打印，則輸出打印完成信號。

可以理解地，若控制模塊根據(jù)接收到的反饋信號確定當前打印層的打印工作已完成，可輸出打印完成信號。

s24：基于打印完成信號，控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)。

具體地，控制模塊基于獲取到的打印完成信號，給視覺捕捉模塊發(fā)送控制指令，以控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)，即控制視覺捕捉模塊拍攝當前打印層的實際圖像，并將該實際圖像反饋給控制模塊。

可以理解地，通過實時監(jiān)控驅(qū)動模塊的當前打印進度，并在當前打印進度是已完成當前打印層的打印時，才控制視覺捕捉模塊捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)，以實現(xiàn)對當前打印層的實際打印參數(shù)的精確控制，保證后續(xù)計算的準確率。

s30：計算實際打印參數(shù)相對于預設打印參數(shù)的實際誤差值。

即以預設打印參數(shù)為參考，計算實際打印參數(shù)相對于預設打印參數(shù)的實際誤差值，以便基于該實際誤差值確定當前打印層的打印過程是否存在打印異常，在存在打印異常時分別執(zhí)行不同操作，以實際對3d打印的閉環(huán)控制，提高打印精度和打印效率，降低打印產(chǎn)品的不合格率，并節(jié)省打印時間和打印材料。

步驟s30中，計算實際打印參數(shù)相對于預設打印參數(shù)的實際誤差值，具體包括如下步驟：

s31：基于多個預設圖像輪廓坐標的預設x軸坐標計算預設x軸最大距離。

本實施例中，當前打印層對應設置的預設打印參數(shù)中設有多個預設圖像輪廓點，每個預設圖像輪廓點可用預設圖像輪廓坐標來表示。可基于多個預設圖像輪廓點對應的預設x軸坐標確定當前打印層在x軸方向的最大距離，即預設x軸最大距離。其中，該預設x軸最大距離的計算包括如下兩個步驟：計算多個預設x軸坐標中任意兩個預設x軸坐標的差值的絕對值；選取絕對值最大的兩個預設x軸坐標的差值作為該預設x軸最大距離。

s32：基于多個實際圖像輪廓坐標的實際x軸坐標計算實際x軸最大距離。

本實施例中，當前打印層對應設置的實際打印參數(shù)中設有多個實際圖像輪廓點，每個實際圖像輪廓點可用實際圖像輪廓坐標來表示。可基于多個實際圖像輪廓點對應的實際x軸坐標確定當前打印層在x軸方向的最大距離，即實際x軸最大距離。其中，該實際x軸最大距離的計算包括如下兩個步驟：計算多個實際x軸坐標中任意兩個實際x軸坐標的差值的絕對值；選取絕對值最大的兩個實際x軸坐標的差值作為該實際x軸最大距離。

s33：基于預設x軸最大距離和實際x軸最大距離計算x軸實際誤差。

其中，計算預設x軸最大距離和實際x軸最大距離的差值作為x軸實際誤差。在基于每一層的預設打印參數(shù)進行打印控制時，每一層的預設x軸最大距離是確定的，如果實際打印獲取到的實際x軸最大距離與預設x軸最大距離的x軸實際誤差較大，可能存在打印異常，需進行補償調(diào)整或停止打印。

s34：基于多個預設圖像輪廓坐標的預設y軸坐標和多個實際圖像輪廓坐標的實際y軸坐標，計算y軸實際誤差。

在基于每一層的預設打印參數(shù)進行打印控制時，需實時獲取y軸實際誤差，以便基于y軸實際誤差確定是否存在打印異常，從而進行補償調(diào)整或停止打印。

進一步地，步驟s34具體包括如下步驟：

s341：比較預設x軸最大距離和實際x軸最大距離的大小。

s342：若預設x軸最大距離大于或等于實際x軸最大距離，則基于預設x軸坐標，計算每一預設y軸坐標與實際y軸坐標的y軸差值，將所有y軸差值的方差作為y軸實際誤差。

s343：若預設x軸最大距離小于實際x軸最大距離，則基于實際x軸坐標，計算每一預設y軸坐標與實際y軸坐標的y軸差值，將所有y軸差值的方差作為y軸實際誤差。

本實施例中，設x為實際x軸坐標，x’為預設x軸坐標，y為實際y軸坐標，y’為預設y軸坐標，dmaxx'為預設x軸最大距離，dmaxx為實際x軸最大距離。則步驟s342可用如下公式表示：dmaxx'≥dmaxx，則步驟s343可用如下公式表示：dmaxx>dmaxx'，則

s40：判斷實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)。

即控制模塊判斷實際誤差值是否在該預設數(shù)據(jù)模型配置時設置的預設誤差范圍內(nèi)，該預設誤差范圍可以為±5％?？梢岳斫獾?，若實際誤差值在預設誤差范圍內(nèi)，則說明當前打印層的打印基本上不存在打印異常；反之，若實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)，則說明當前打印層的打印存在打印異常。

步驟s40中，判斷判斷實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)，具體包括如下步驟：

s41：判斷x軸實際誤差是否在x軸預設誤差范圍內(nèi)。

其中，預設誤差范圍包括x軸預設誤差范圍；本實施例中，將步驟s33計算出的x軸實際誤差和x軸預設誤差范圍進行比較，以確定當前打印層的x軸打印是否存在異常。

s42：判斷y軸實際誤差是否在y軸預設誤差范圍內(nèi)。

其中，預設誤差范圍還包括y軸預設誤差范圍；本實施例中，將步驟s34計算出的y軸實際誤差與y軸預設誤差范圍進行比較，以確定當前打印層的y軸打印是否存在異常。

s43：若x軸實際誤差在x軸預設誤差范圍內(nèi)，且y軸實際誤差在y軸預設誤差范圍內(nèi)，則認定實際誤差值在預設誤差范圍內(nèi)。

可以理解地，只有x軸實際誤差在x軸預設誤差范圍和y軸實際誤差在y軸預設誤差范圍內(nèi)這兩個條件同時滿足時，才可認定實際誤差值在預設誤差范圍內(nèi)，執(zhí)行步驟s50。

s44：若x軸實際誤差不在x軸預設誤差范圍內(nèi)，或y軸實際誤差不在y軸預設誤差范圍內(nèi)，則認定實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)。

可以理解地，只要x軸實際誤差不在x軸預設誤差范圍和y軸實際誤差不在y軸預設誤差范圍內(nèi)這兩個條件中的一個滿足時，就認定實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)，執(zhí)行步驟s60。

s50：若實際誤差值在預設誤差范圍內(nèi)，則獲取補償調(diào)整參數(shù)，基于補償調(diào)整參數(shù)控制驅(qū)動模塊進行下一層打印。

可以理解地，若實際誤差值在預設誤差范圍內(nèi)，則說明當前打印層的打印基本上不存在較大異常，打印出的成品合格機率高，需繼續(xù)控制驅(qū)動模塊進行下一層打印。而在控制驅(qū)動模塊進行下一層打印時，先獲取補償調(diào)整參數(shù)，以使控制模塊基于該補償調(diào)整參數(shù)而非原有的預設打印參數(shù)進行打印控制，以提高打印精度，可避免多層實際誤差值累加，使得打印到最上層時實際誤差值較大，甚至超過預設誤差范圍內(nèi)，導致成品的不合格機率增加，并浪費打印時間和打印材料。

步驟s50中，獲取補償調(diào)整參數(shù)，包括：

s51：獲取當前位置的預設y軸坐標和實際y軸坐標的當前y軸距離差值。

在打印控制過程中，控制模塊給驅(qū)動模塊輸出控制指令，以使驅(qū)動模塊在打印平臺上依序打印多個預設圖像輪廓點；而每打印完一個預設圖像輪廓點時會給控制模塊發(fā)送一個反饋信號?？刂颇K接收反饋信號后，可獲取打印噴頭所在的當前位置的預設y軸坐標和實際y軸坐標，將預設y軸坐標和實際y軸坐標相減，其差值作為當前y軸距離差值輸出。

s52：基于預設數(shù)據(jù)模型獲取當前位置的下一步y(tǒng)軸移動距離。

具體地，控制模塊接收到反饋信號后，查詢預設數(shù)據(jù)模型，以獲取當前位置的下一步y(tǒng)軸移動距離。在當前打印控制過程中，可基于下一步y(tǒng)軸移動距離與步進電機每步移動距離的商計算原始移動步數(shù)，以實現(xiàn)移動控制，但此時，未考慮打印過程中的誤差，可能影響打印精度。

s53：基于當前y軸距離差值和下一步y(tǒng)軸移動距離，獲取目標y軸移動距離。

本實施例中，將當前y軸距離差值和下一步y(tǒng)軸移動距離的和值作為目標y軸移動距離輸出。若當前y軸距離差值為正數(shù)，則說明當前位置打印時，其實際打印的實際y軸坐標未達到預設y軸坐標，使得目標y軸移動距離需比下一步y(tǒng)軸移動距離長。相應地，若當前y軸距離差值為負數(shù)，則說明當前位置打印時，其實際打印的實際y軸坐標超過預設y軸坐標，使得目標y軸移動距離比下一步y(tǒng)軸移動距離短。因此，可基于該目標y軸移動距離實現(xiàn)補償移動控制，從而提高打印精度。

s54：基于目標y軸移動距離和步進電機每步移動距離，獲取步進電機的目標移動步數(shù)，將目標移動步數(shù)作為補償調(diào)整參數(shù)輸出。

其中，將目標y軸移動距離和步進電機每步移動距離的商作為步進電機的目標移動步數(shù)，基于該目標移動步數(shù)控制下一步打印，以提高打印精度。本實施例中采用閉環(huán)控制方法，實時獲取經(jīng)過補償計算獲取的目標y軸移動距離，該目標y軸移動距離克服當前位置打印時存在的誤差，從而保證下一步打印的打印精度，避免誤差累積，影響最后打印成品的打印質(zhì)量。

本實施例中，設n’為目標移動步數(shù)，p為步進電機每步移動距離，y為實際y軸坐標，y’為預設y軸坐標，則其n’為目標移動步數(shù)的計算公式如下：n'＝s/p+(y'-y)/p，其中，s/p是原始移動步數(shù)，(y'-y)/p是補償移動步數(shù)。

s60：若實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)，則控制驅(qū)動模塊停止打印。

可以理解地，若實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)，則說明當前打印層的打印存在較大異常，使得打印的成品不合格，為了節(jié)省打印時間和打印材料，控制模塊在判斷任一層的實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)時，即控制驅(qū)動模塊停止打印。

本實施例所提供的3d打印閉環(huán)控制方法中，通過視覺捕捉模塊實時獲取實際打印參數(shù)，基于實際打印參數(shù)與預設打印參數(shù)計算實際誤差值，判斷實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)，以確定是基于獲取到的補償調(diào)整參數(shù)進行打印控制還是直接控制停止打印。這種采用閉環(huán)控制方式，可實時監(jiān)控打印過程中的異常效果，基于異常效果獲取補償調(diào)整參數(shù)進行打印控制，以提高打印產(chǎn)品的合格度；或基于異常效果直接停止打印，從而節(jié)省打印材料和打印時間。

實施例2

圖2示出本實施例中的3d打印閉環(huán)控制裝置的一原理框圖。該3d閉環(huán)控制裝置是與實施例1中3d打印閉環(huán)控制一一對應的裝置。如圖2所示，該3d打印閉環(huán)控制裝置包括驅(qū)動控制模塊10、捕捉控制模塊20、誤差計算模塊30、比較判斷模塊40、第一處理模塊50和第二處理模塊60。其中，驅(qū)動控制模塊10、捕捉控制模塊20、誤差計算模塊30、比較判斷模塊40、第一處理模塊50和第二處理模塊60的實現(xiàn)功能與實施例1中對應的步驟一一對應，為避免贅述，本實施例不一一詳述。

驅(qū)動控制模塊10，用于控制驅(qū)動模塊依據(jù)預設數(shù)據(jù)模型中每一層預設打印參數(shù)進行打印。

捕捉控制模塊20，用于控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)。

誤差計算模塊30，用于計算實際打印參數(shù)相對于預設打印參數(shù)的實際誤差值。

比較判斷模塊40，用于判斷實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)。

第一處理模塊50，用于在實際誤差值在預設誤差范圍內(nèi)時，獲取補償調(diào)整參數(shù)，基于補償調(diào)整參數(shù)控制驅(qū)動模塊進行下一層打印。

第二處理模塊60，用于在實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)時，控制驅(qū)動模塊停止打印。

優(yōu)選地，預設打印參數(shù)包括多個預設圖像輪廓坐標，每一預設圖像輪廓坐標包括預設x軸坐標和預設y軸坐標。

實際打印參數(shù)包括多個實際圖像輪廓坐標，每一實際圖像輪廓坐標包括實際x軸坐標和實際y軸坐標。

誤差計算模塊30包括預設距離計算單元31、實際距離計算單元32、x軸誤差計算單元33和y軸誤差計算單元34。

預設距離計算單元31，用于基于多個預設圖像輪廓坐標的預設x軸坐標計算預設x軸最大距離。

實際距離計算單元32，用于基于多個實際圖像輪廓坐標的實際x軸坐標計算實際x軸最大距離。

x軸誤差計算單元33，用于基于預設x軸最大距離和實際x軸最大距離計算x軸實際誤差。

y軸誤差計算單元34，用于基于多個預設圖像輪廓坐標的預設y軸坐標和多個實際圖像輪廓坐標的實際y軸坐標，計算y軸實際誤差。

其中，y軸誤差計算單元34包括距離大小比較子單元341、第一誤差計算子單元342和第二誤差計算子單元343。

距離大小比較子單元341，用于比較預設x軸最大距離和實際x軸最大距離的大小。

第一誤差計算子單元342，用于在預設x軸最大距離大于或等于實際x軸最大距離時，基于預設x軸坐標，計算每一預設y軸坐標與實際y軸坐標的y軸差值，將所有y軸差值的方差作為y軸實際誤差。

第二誤差計算子單元343，用于在預設x軸最大距離小于實際x軸最大距離時基于實際x軸坐標，計算每一預設y軸坐標與實際y軸坐標的y軸差值，將所有y軸差值的方差作為y軸實際誤差。

比較判斷模塊40包括第一比較判斷單元41、第二比較判斷單元42、第一結(jié)果認定單元43和第二結(jié)果認定單元44。

第一比較判斷單元41，用于判斷x軸實際誤差是否在x軸預設誤差范圍內(nèi)。

第二比較判斷單元42，用于判斷y軸實際誤差是否在y軸預設誤差范圍內(nèi)。

第一結(jié)果認定單元43，用于在x軸實際誤差在x軸預設誤差范圍內(nèi)，且y軸實際誤差在y軸預設誤差范圍內(nèi)時，認定實際誤差值在預設誤差范圍內(nèi)。

第二結(jié)果認定單元44，用于在x軸實際誤差不在x軸預設誤差范圍內(nèi)，或y軸實際誤差不在y軸預設誤差范圍內(nèi)時，認定實際誤差值不在預設誤差范圍內(nèi)。

捕捉控制模塊20包括進度獲取單元21、進度監(jiān)控單元22、信號輸出單元23和捕捉控制單元24。

進度獲取單元21，用于獲取驅(qū)動模塊的當前打印進度。

進度監(jiān)控單元22，用于判斷當前打印進度是否完成當前打印層的打印。

信號輸出單元23，用于在完成當前打印層的打印時，輸出打印完成信號。

捕捉控制單元24，用于基于打印完成信號，控制視覺捕捉模塊實時捕捉當前打印層的實際打印參數(shù)。

優(yōu)選地，獲取補償調(diào)整參數(shù)，包括：

獲取當前位置的預設y軸坐標和實際y軸坐標的當前y軸距離差值。

基于預設數(shù)據(jù)模型獲取當前位置的下一步y(tǒng)軸移動距離。

基于當前y軸距離差值和下一步y(tǒng)軸移動距離，獲取目標y軸移動距離。

基于目標y軸移動距離和步進電機每步移動距離，獲取步進電機的目標移動步數(shù)，將目標移動步數(shù)作為補償調(diào)整參數(shù)輸出。

本實施例所提供的3d打印閉環(huán)控制裝置中，捕捉控制模塊20通過視覺捕捉模塊實時獲取實際打印參數(shù)，誤差計算模塊30基于實際打印參數(shù)與預設打印參數(shù)計算實際誤差值，比較判斷模塊40判斷實際誤差值是否在預設誤差范圍內(nèi)，以使第一處理模塊50基于獲取到的補償調(diào)整參數(shù)進行打印控制，或者第二處理模塊60直接控制停止打印。這種采用閉環(huán)控制方式，可實時監(jiān)控打印過程中的異常效果，基于異常效果獲取補償調(diào)整參數(shù)進行打印控制，以提高打印產(chǎn)品的合格度；或基于異常效果直接停止打印，從而節(jié)省打印材料和打印時間。

實施例3

本實施例公開一種非易失性計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)實施例1中的3d打印閉環(huán)控制方法，為避免重復，這里不再贅述?；蛘?，該非易推性計算機可讀存儲介質(zhì)中的計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)實施例2中3d打印閉環(huán)控制裝置中各模塊/單元/子單元的功能，為避免重新，這里不在表述。

實施例4

本實施例公開一種3d打印機，包括存儲器和處理器，存儲器上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)實施例1中的3d打印閉環(huán)控制方法。該3d打印機包括控制模塊、與控制模塊相連的驅(qū)動模塊和與控制模塊相連的視覺捕捉模塊。其中，控制模塊包括處理器和存儲器，該存儲器中存儲有計算機程序，當處理器執(zhí)行該計算程序時實現(xiàn)該3d打印閉環(huán)控制方法。該驅(qū)動模塊包括設置在打印平臺上方的打印噴頭和用于帶動打印噴頭沿x軸、y軸和z軸方向移動的移動組件。打印時，控制模塊控制移動組件沿x軸、y軸和z軸方向移動，并控制打印噴頭融化熱塑性材料、擠出并定型。該視覺捕捉模塊采用雙目立體視覺攝像機，該雙目立體視覺攝像機設置在打印平臺上方，以便實時對驅(qū)動模塊打印在打印平臺上的物體進行拍攝，并將拍攝后的實際圖像發(fā)送給控制模塊，控制模塊基于實際圖像和預設數(shù)據(jù)模塊判斷是否存在異常，以實現(xiàn)閉環(huán)控制3d打印過程。

本實施例所提供的3d打印機，可執(zhí)行實施例1中的3d打印閉環(huán)控制方法，可實時監(jiān)控打印過程中的異常效果，基于異常效果獲取補償調(diào)整參數(shù)進行打印控制，以提高打印產(chǎn)品的合格度；或基于異常效果直接停止打印，從而節(jié)省打印材料和打印時間。

本領域普通技術(shù)人員可以意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的模塊及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結(jié)合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。

在本申請所提供的實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。