器
(104)輸出P麗占空比控制一號電機(208)正常轉動；物料的直徑key_Average不在參考值Refl和Ref2之間時代表物料有缺陷，此時控制器(104)輸出P麗占空比為O，一號電機(208)停轉并控制蜂鳴器(106)報警。
[0028]所述張力控制部分(102)，將二號料盤(207)中檢測好的物料放在三號料盤(212)處，三號料盤(212)位于二號暗箱(216)的進料口側，物料的另一端經(jīng)過四號滑輪(218)與3D打印機的進料口相連。物料通過三號滑輪(213)進入二號暗箱(216)，將二號攝像頭(217)固定在物料軌跡的正上方，物料下方固定二號透光板(219)，兩層透光板作為物料通過時二號攝像頭(217)檢測的物料背景，在二號透光板(219)下放置二號LED燈陣列(215)，使光能正射入攝像頭，二號電機(214)固定在三號滑輪(213)處，推動物料的進入。
[0029]二號攝像頭(217)的測量原理與一號攝像頭(204)相同，二號LED燈陣列(215)發(fā)出的光經(jīng)過透光板(219)后產生一束平行光，然后打在位于二號攝像頭(217)下方的物料上，在CCD芯片(302)，即攝像頭內部的光電轉換元件，上就會產生與被測物體直徑成比例的陰影，通過檢測被遮擋像素個數(shù)N，被遮擋像素產生低電平，未被遮擋像素產生高電平，通過相應計算得到低電平寬度的中心像素位置，用此代表物料的位置dl。
[0030]張力控制具體流程如圖6所示，控制過程如圖7所示，物料經(jīng)過圖4所示的光學系統(tǒng)，二號攝像頭(204)依次輸出128X1個模擬電壓信號，控制器(104)對此電壓信號進行A/D轉換，并進行二值化處理得到128個高低電平信號，每采128個像素為一個周期，計算128個像素中低電平寬度的中心像素位置作為物料的位置dl，得到dl與中心參考位置dref的偏差距離d可以判定物料的張力狀態(tài)，d越小代表物料的張力越大，二號電機(214)此時應加快轉速，加快進料速度，防止3D打印機的進料電機將材料拉斷;d越大代表物料的張力越小，二號電機(214)此時應減緩轉速，避免物料在二號暗箱(216)內彎曲程度過大導致折斷。由此，控制器(104)根據(jù)d的大小進行比例控制得到控制二號電機(214) PWM占空比的大小，控制二號電機(214)的轉速使物料的張力處于一定的范圍內，防止3D打印機的進料電機將材料拉斷或折斷，以此達到張力檢測和控制的目的。
[0031 ]本發(fā)明的3D打印機輔助進料裝置的實現(xiàn)方法如下:
[0032]步驟1:將原物料放在一號料盤(201)處，將物料通過一號滑輪(202)軌道穿過一號暗箱(203)中的一號進料通道(205)和一號出料通道(209)，再經(jīng)過二號滑輪(210)，固定在二號料盤(206)上。
[0033]步驟2:啟動控制器(104)進入待機狀態(tài)，打開一號LED燈陣列(206)，一號電機
(208)啟動，帶動二號料盤(207)開始轉動，物料開始前進，一號LED燈陣列(206)發(fā)出的光經(jīng)過透光板(211)后產生一束平行光，然后打在位于間隔(224)的物料上。
[0034]步驟3:—號攝像頭(204)工作，得到一系列模擬電壓信號反饋到控制器(104)，控制器(104)對采集到的信號進行A/D轉換及二值化處理后得到低電平所占像素的個數(shù)代表物料的直徑key_average。
[0035]步驟4:當直徑key_average不在控制器(104)設定值的范圍內時，代表物料有缺陷，此時控制器(104)會自動控制一號電機(208)停轉并控制蜂鳴器(106)報警，進行步驟5;當直徑key_average在控制器(104)在設定值的范圍內時，進行步驟6。
[0036]步驟5:將物料從一號進料通道(205)和一號出料通道(209)處同時剪斷，如果需要繼續(xù)檢測需重復步驟I。
[0037]步驟6: 二號LED燈陣列(15)工作，將步驟4或步驟5檢測完的二號料盤(207)中的物料放在三號料盤(212)處，將物料穿過三號滑輪(213)進入二號暗箱(216)，物料從二號暗箱(216)出來后通過四號滑輪(218)軌道進入3D打印機的進料口，二號LED燈陣列(215)發(fā)出的光經(jīng)過透光板(219)后產生一束平行光，然后打在位于二號攝像頭(217)下方的物料上。
[0038]步驟7: 二號電機(14)、二號攝像頭(217)啟動，二號攝像頭(217)將檢測到一系列模擬電壓信號反饋到控制器(104)中，控制器(104)對采集到的信號進行A/D轉換及二值化處理，可以得到低電平的中心位置的像素位置，用此位置代表物料的位置dl，與中心參考位置dref的偏差距離d作為誤差信號，通過比例調節(jié)控制二號電機(214)的轉速，使物料的張力處于一定的范圍內，從而減輕3D打印機進料電機的負載，防止噴頭出絲斷裂，達到輔助進料的目的。
【主權項】
1.一種3D打印機輔助進料裝置，包括直徑檢測部分(101)、張力控制部分(102)、工作臺(103)、控制器(104)，直徑檢測部分(101)和張力控制部分(102)分別固定在工作臺(103)上，與控制器(104)電連接； 所述直徑檢測部分(101)包括一號暗箱(203)、一號攝像頭(204)、一號LED燈陣列(206)、二號料盤(207)、一號電機(208)、一號透光板(211)，所述一號電機(208)安裝在二號料盤(207)上，一號攝像頭(204)安裝在一號暗箱(203)內頂上，一號透光板(211)安裝在一號暗箱(203)內中間位置，一號LED燈陣列(206)安裝在一號暗箱(203)內并位于一號透光板(211)的下方； 所述張力控制部分(102)包括二號電機(214)、二號暗箱(216)、二號攝像頭(217)、二號LED燈陣列(215)、二號透光板(219)，所述二號攝像頭(217)安裝在二號暗箱(216)內頂上，二號透光板(219)安裝在二號暗箱(216)內中間位置，二號LED燈陣列(215)安裝在二號暗箱(216)內并位于二號透光板(219)的下方。2.如權利要求1所述的一種3D打印機輔助進料裝置，其特征在于，所述直徑檢測部分還包括一號料盤(201)、一號滑輪(202)、一號進料通道(205)、一號出料通道(209)、二號滑輪(210)、位于一號暗箱(203)左右兩側的一號工作臺(220)和二號工作臺(221)，所述一號進料通道(205)、一號出料通道(209)安裝在一號暗箱(203)內并位于一號透光板(211)的上方，一號料盤(201)、一號滑輪(202)安裝在一號工作臺(220)上，二號料盤(207)、二號滑輪(210)安裝在二號工作臺(221)上。3.如權利要求1所述的一種3D打印機輔助進料裝置，其特征在于，所述張力控制部分(102)還包括三號料盤(212)、三號滑輪(213)、四號滑輪(218)，位于二號暗箱(216)左右兩側的三號工作臺(222)和四號工作臺(223)，三號料盤(212)、三號滑輪(213)安裝在三號工作臺(221)上，所述二號電機(214)固定在三號滑輪(213)處，四號滑輪(218)安裝在四號工作臺(223)上。4.如權利要求1所述的一種3D打印機輔助進料裝置，其特征在于，一號進料通道(205)、一號出料通道(209)位于一條直線上，并且中間有一段間隔(224)，一號攝像頭(204)位于間隔距離(224)的正上方。5.如權利要求1所述的一種3D打印機輔助進料裝置，其特征在于，二號攝像頭(217)安裝在物料軌跡的正上方。6.—種3D打印機輔助進料裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述實現(xiàn)方法包括以下步驟: 步驟1:將物料穿過一號暗箱(203)固定在二號料盤(207)上； 步驟2:啟動控制器(104)進入待機狀態(tài)，打開一號LED燈陣列(206)，一號電機(208)啟動，帶動二號料盤(207)開始轉動，物料開始前進，一號LED燈陣列(206)發(fā)出的光經(jīng)過透光板(211)后產生一束平行光，然后打在的位于一號攝像頭(204)下方物料上； 步驟3:—號攝像頭(204)工作，得到一系列模擬電壓信號反饋到控制器(104)，控制器(104)對采集到的信號進行A/D轉換及二值化處理后得到低電平所占像素的個數(shù)代表物料的直徑。 步驟4:當直徑不在控制器(1 4)設定值的范圍內時，代表物料有缺陷，此時控制器(104)會自動控制一號電機(208)停轉并控制蜂鳴器(106)報警，進行步驟5;當直徑在控制器(104)在設定值的范圍內時，進行步驟6。 步驟5:將物料剪斷，如果需要繼續(xù)檢測需重復步驟I。 步驟6: 二號LED燈陣列(215)工作，將步驟4或步驟5檢測完的二號料盤(207)中的物料穿過二號暗箱(216 )，進入3D打印機的進料口，二號LED燈陣列(215)發(fā)出的光經(jīng)過透光板(219)后產生一束平行光，然后打在位于二號攝像頭(217)下方的物料上； 步驟7: 二號電機(214)、二號攝像頭(217)啟動，二號攝像頭(217)將檢測到一系列模擬電壓信號反饋到控制器(104)中，控制器(104)對采集到的信號進行A/D轉換及二值化處理，可以得到低電平的中心位置的像素位置，用此位置代表物料的位置，與中心參考位置的偏差距離作為誤差信號，通過比例調節(jié)控制二號電機(214)的轉速，使物料的張力處于一定的范圍內。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3D打印機輔助進料裝置及其實現(xiàn)方法，所述3D打印機輔助進料裝置主要包括直徑檢測部分、張力控制部分、工作臺、控制器，主要目的是提前檢測到打印材料上過粗和過細的地方，并根據(jù)當前物料的狀態(tài)主動輔助進料電機噴絲，達到不使噴絲中斷的目的。所述直徑檢測部分、張力控制部分均包含暗箱、LED燈陣列、攝像頭及透光板，攝像頭安裝在暗箱內頂上，透光板安裝在暗箱內中間位置，LED燈陣列安裝在暗箱內并位于透光板的下方。攝像頭接收到光的部分會產生高電平信號，光線暗的地方產生低電平，通過此判斷，經(jīng)過控制芯片的數(shù)據(jù)處理可以得到物料的直徑及位置。
【IPC分類】B29C67/00, B33Y30/00
【公開號】CN105459395
【申請?zhí)枴緾N201510751245
【發(fā)明人】張弘強
【申請人】北京匯天威科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月6日