遠(yuǎn)程控制的3d打印機(jī)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，技術(shù)方案為：包括進(jìn)料機(jī)構(gòu)、輸入設(shè)備、顯示器、存儲器、上位機(jī)、打印控制芯片、監(jiān)控溫度傳感器、加溫裝置和噴量控制閥，上位機(jī)分別與輸入設(shè)備、顯示器、存儲器和打印控制芯片電連接，打印控制芯片與電機(jī)、監(jiān)控溫度傳感器和加溫裝置電連接，3D打印噴頭包括噴頭控制器、供應(yīng)機(jī)構(gòu)、熔絲機(jī)構(gòu)、料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)、流道、定徑器和噴口，噴量控制閥安裝在噴口上，供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸入端與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸出端與熔絲機(jī)構(gòu)的輸入端連接，熔絲機(jī)構(gòu)的輸出端與料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸入端連接，料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端通過流道與定徑器的輸入端連接，定徑器的輸出端與噴口連接。
【專利說明】
遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，特別涉及一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時代的進(jìn)步，我們的生活水平日漸提升，同時，人口也在急劇的增長，我們需要越來越多的物品來滿足物質(zhì)生活條件。這就勢必造成我們對物品的要求也會越來越高，做工精細(xì)、獨特且非量產(chǎn)的物品會受廣大人們的喜愛。如今，我們擁有了 3D打印這一先進(jìn)的技術(shù)，我們可以通過遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)來打印各種我們所需要的、想要的。3D打印技術(shù)應(yīng)用面廣，它可以用于醫(yī)療行業(yè)、科學(xué)研究、產(chǎn)品模型、建筑設(shè)計、制造業(yè)及食品等，前景廣泛。
[0003]3D打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)則出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，即一種利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機(jī)上的藍(lán)圖變成實物。如今這一技術(shù)在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的打印時間長，等待冷卻時間長，同時打印精度需要提高而且，若遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)用來打印違禁品的話會導(dǎo)致社會安全隱患的技術(shù)問題，提供一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)及其控制方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，由電源供電，包括打印機(jī)機(jī)體、打印平臺、X軸驅(qū)動電機(jī)、Y軸驅(qū)動電機(jī)、Z軸驅(qū)動電機(jī)和3D打印噴頭，所述打印平臺通過驅(qū)動軸安裝在所述打印機(jī)機(jī)體內(nèi)，3D打印噴頭通過噴頭驅(qū)動軸與打印平臺連接，打印機(jī)機(jī)體上開設(shè)有成品槽，所述3D打印噴頭對準(zhǔn)所述的成品槽，還包括進(jìn)料機(jī)構(gòu)、輸入設(shè)備、顯示器、存儲器、上位機(jī)、打印控制芯片、和噴量控制閥，所述上位機(jī)分別與輸入設(shè)備、顯示器、存儲器和打印控制芯片電連接，所述打印控制芯片分別與X軸驅(qū)動電機(jī)、Y軸驅(qū)動電機(jī)和Z軸驅(qū)動電機(jī)監(jiān)控溫度傳感器電連接，所述3D打印噴頭包括噴頭控制器、供應(yīng)機(jī)構(gòu)、熔絲機(jī)構(gòu)、料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)、流道、定徑器和噴口，所述噴量控制閥安裝在噴口上，所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸入端與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述熔絲機(jī)構(gòu)的輸入端連接，所述熔絲機(jī)構(gòu)的輸出端與料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸入端連接，所述料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端通過流道與定徑器的輸入端連接，定徑器的輸出端與所述噴口連接，所述噴量控制閥、供應(yīng)機(jī)構(gòu)、熔絲機(jī)構(gòu)、料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)、定徑器和噴口均與所述噴頭控制器電連接，噴頭控制器與所述上位機(jī)電連接，所述上位機(jī)還與違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器通信連接，所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還包括紅外線掃描裝置，所述紅外線掃描裝置包括掃描裝置移動架、掃描裝置發(fā)射器、掃描裝置接收器和掃描裝置轉(zhuǎn)換器，所述掃描裝置移動架整體呈η字形，所述掃描裝置移動架的頂部固定在噴口處，所述掃描裝置移動架的底部與所述噴口的底端平行，所述掃描裝置移動架的一個底端與掃描裝置發(fā)射器連接，所述掃描裝置移動架的另一個底端與掃描裝置接收器連接，所述掃描裝置發(fā)射器對準(zhǔn)所述的掃描裝置接收器，所述掃描裝置接收器低于所述的噴口底端，所述掃描裝置接收器的輸出端通過掃描裝置轉(zhuǎn)換器與所述上位機(jī)電連接；所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還配設(shè)有若干個非接觸式的成品表面溫度傳感器，所述成品表面溫度傳感器與所述3D打印噴頭固定連接，所述成品表面溫度傳感器對準(zhǔn)所述的成品槽，成品表面溫度傳感器與打印控制芯片電連接;所述打印機(jī)機(jī)體上還開設(shè)有一個定位槽，所述定位槽處開設(shè)有若干個接近傳感器，所述噴口處配設(shè)有感應(yīng)磁鐵，所述定位槽內(nèi)固定有一個電控壓力推桿，所述電控壓力推桿與所述打印控制芯片電連接，所述電控壓力推桿的頂端設(shè)置有一個接觸式的溫度傳感器，所述接觸式的溫度傳感器與打印控制芯片電連接。本發(fā)明可以通過違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器防止違禁品的打印。
[0006]作為優(yōu)選，所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括滾筒和立軸，所述滾筒安裝在所述的立軸上，所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)打印材料繞設(shè)在所述滾筒的表面，還包括加溫裝置，所述加溫裝置配設(shè)在進(jìn)料機(jī)構(gòu)與所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)之間，所述加溫裝置包括加熱驅(qū)動器、加溫管和加溫支架，所述加溫管通過加溫支架固定在所述打印機(jī)機(jī)體的上表面，所述加溫管的入口側(cè)配設(shè)有一個監(jiān)控溫度傳感器，所述加溫管的管壁內(nèi)設(shè)置有若干股電熱絲，所述電熱絲通過加熱驅(qū)動器與所述打印控制芯片電連接。本發(fā)明通過加溫支架，在料絲送入之前進(jìn)行預(yù)熱，降低打印噴頭的加溫要求，可以針對當(dāng)前料絲溫度進(jìn)行自動調(diào)整。
[0007]作為優(yōu)選，所述3D打印噴頭上還固定有若干個噴氣裝置和一個進(jìn)氣栗，所述噴氣裝置包括噴氣固定架、儲氣室、出氣管和電磁閥，所述儲氣室通過固定架固定配設(shè)在噴口的周圍，所述儲氣室與所述進(jìn)氣栗的輸出端連通，所述進(jìn)氣栗與所述打印控制芯片電連接，所述出氣管的輸入端與所述儲氣室連接，所述出氣管上配設(shè)有電磁閥，所述電磁閥與所述打印控制芯片電連接，所述出氣管的輸出端呈弧形，所述出氣管的輸出端內(nèi)側(cè)與位于噴口的外側(cè)。本發(fā)明這樣設(shè)置，可以通過氣體出去過多的打印材料或支撐材料。
[0008]作為優(yōu)選，所述輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)和通信器、指紋識別器以及讀卡器，所述上位機(jī)還通過通信器與身份認(rèn)證服務(wù)器通信連接，所述鍵盤、鼠標(biāo)指紋識別器和讀卡器均與所述的上位機(jī)電連接。
[0009]作為優(yōu)選，所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還配設(shè)有若干個非接觸式的成品表面溫度傳感器，所述成品表面溫度傳感器與所述3D打印噴頭固定連接，所述成品表面溫度傳感器對準(zhǔn)所述的成品槽，成品表面溫度傳感器與打印控制芯片電連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述X軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸、Y軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸和Z軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上均配設(shè)有位置傳感器，所述位置傳感器均與所述打印控制芯片電連接。
[0011]作為優(yōu)選，所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括支撐材料進(jìn)料機(jī)構(gòu)，所述打印平臺上還固定有支撐材料噴頭，所述支撐材料噴頭與支撐材料進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，所述支撐材料噴頭的噴口處也設(shè)置有噴量控制閥，噴量控制閥與所述的噴頭控制器電連接。
[0012]作為優(yōu)選，所述定位槽整體呈十字形。
[0013]作為優(yōu)選，所述定位槽的至少一側(cè)槽壁上設(shè)置有一組光柵尺，所述光柵尺與所述打印控制芯片電連接。
[0014]一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)控制方法，適用于如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:包括以下步驟:
[0015]步驟一，遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)初始化，上位機(jī)接收通信器信號進(jìn)行身份認(rèn)證，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)存設(shè)有預(yù)設(shè)的違禁品3D圖形，同時上位機(jī)進(jìn)行初次定位并上傳材料硬度數(shù)據(jù)；
[0016]步驟二，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對違禁品3D圖形進(jìn)行解析，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器選擇每個違禁品3D圖形中最大的部件并分解為符合遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的切片形式的構(gòu)成圖，得到違禁品主體部件切片圖；
[0017]步驟三，上位機(jī)通過通信器接收初始3D圖形，上位機(jī)上傳初始3D圖形和初始3D圖形來源的身份信息至違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對初始3D圖形進(jìn)行加色渲染后與違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行整體對比，若初始3D圖形與違禁品3D圖形相似度大于設(shè)定閾值，則判定當(dāng)前初始3D圖形屬于違禁品，上位機(jī)停止打印初始3D圖形，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器記錄當(dāng)前初始3D圖形來源的身份信息；
[0018]步驟四，對初始3D圖形進(jìn)行解析，將初始3D圖形分解為符合遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的切片形式的構(gòu)成圖，同時將切片形式的構(gòu)成圖上傳至違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對上傳的切片形式的構(gòu)成圖進(jìn)行整理，
[0019]直接去掉切片面積小于平均切片形式的構(gòu)成圖中平均切片面積10%的切片，得到真實切片形式的構(gòu)成圖，然后將真實切片形式的構(gòu)成圖與違禁品主體部件切片圖進(jìn)行對比，若違禁品主體部件切片圖與真實切片形式的構(gòu)成圖相似度大于設(shè)定值且材料硬度數(shù)據(jù)也大于設(shè)定值時，則判定當(dāng)前初始3D圖形屬于違禁品，上位機(jī)停止打印初始3D圖形，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器記錄當(dāng)前初始3D圖形來源的身份信息；
[0020]步驟六，上位機(jī)利用定位槽進(jìn)行模擬打印并采集遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)運行的數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)包括成品打印點目標(biāo)位置信息和成品打印點實際位置信息；
[0021]步驟七，對采集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和結(jié)構(gòu)化處理，根據(jù)設(shè)定的采集成品打印點實際位置信息的時間序列數(shù)據(jù)(C1, C2，C3,…，Ct，Cn)的集合，其中Ct為t時間點的成品打印點實際位置信息，Cn為當(dāng)前點的成品打印點實際位置信息；
[0022]步驟八，選用歷史數(shù)據(jù)作為樣本通過深度自動編碼器模型采用自下而上的無監(jiān)督學(xué)習(xí)，逐層構(gòu)建神經(jīng)元，形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);輸入的樣本均配設(shè)有標(biāo)簽，根據(jù)當(dāng)前輸出和帶有標(biāo)簽的目標(biāo)之間的差去改變前面各層的參數(shù)，直到收斂；
[0023]將輸入的成品打印點實際位置信息(CiC2X3r^CtXn)輸入至編碼器，得到一個輸出編碼(gl(1)，g2(1)，g3(1)，"_gt(1)，…，gn(1))，通過解碼器輸出一個重構(gòu)信息，根據(jù)輸出編碼和重構(gòu)信息與輸入的成品打印點實際位置信息對比獲得重構(gòu)誤差，每一層通過調(diào)整編碼器和解碼器的參數(shù)，使得重構(gòu)誤差最小，最終得到編碼器和解碼器的參數(shù)參數(shù)空間；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每個隱含單元的輸入作為下一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并對下一層進(jìn)行訓(xùn)練，將第一層成品打印點實際位置信息(C1,C2，C3,...，&，(:?)作為第二層的輸入流數(shù)據(jù)，同樣調(diào)整編碼器和解碼器的參數(shù)最小化重構(gòu)誤差，得到第二層成品打印點實際位置信息的輸出編碼(gl(2)，g2(2)，g3⑵，‘"gt⑵，…，gn(2))并逐層調(diào)整；
[0024]在自動編碼器的最頂編碼層增加支持向量分類器，然后通過標(biāo)準(zhǔn)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督訓(xùn)練方法訓(xùn)練實現(xiàn)微調(diào)；
[0025]步驟九，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每個隱含單元的輸入作為下一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并對下一層進(jìn)行訓(xùn)練；
[0026]步驟十，通過標(biāo)準(zhǔn)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督訓(xùn)練方法進(jìn)行微調(diào)；
[0027]步驟^^一，將實時獲取的成品打印點實際位置信息作為有標(biāo)簽樣本和深度自動編碼器模型預(yù)測系統(tǒng)預(yù)測的短期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比對的結(jié)果如果差值大，就用有標(biāo)簽樣本對深度自動編碼器模型進(jìn)行有監(jiān)督的訓(xùn)練，調(diào)整編碼器的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，直到預(yù)測結(jié)果和成品打印點目標(biāo)位置信息差值落在合理區(qū)間為止，輸出深度自動編碼器訓(xùn)練模型；
[0028]步驟十二，根據(jù)實時的成品打印點實際位置信息通過深度自動編碼器訓(xùn)練模型預(yù)測遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的誤差點以及誤差方式，調(diào)整當(dāng)前遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)中的運行態(tài)勢，開始打印。
[0029]本發(fā)明的實質(zhì)性效果是:本發(fā)明一旦出現(xiàn)料絲多擠出或關(guān)閉噴口不及時的情況，上位機(jī)自動計算下一層的運動方向和噴口的開閉情況，降低誤差。本發(fā)明可以適用各種打印材料，特別是適應(yīng)料絲形式的打印材料，本發(fā)明可以通過違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器防止違禁品的打印。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的一種控制體系結(jié)構(gòu)框圖；
[0031 ]圖2為本發(fā)明中噴氣裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中:1、違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器，2、上位機(jī)，3、位置傳感器，4、打印控制芯片，5、加熱驅(qū)動器，6、電熱絲，7、3D打印噴頭，8、噴量控制閥，9、進(jìn)氣栗，1、電磁閥，11、監(jiān)控溫度傳感器，12、成品表面溫度傳感器，21、料絲，22、供應(yīng)機(jī)構(gòu)，23、儲氣室，24、紅外線掃描裝置。
【具體實施方式】
[0033]下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0034]實施例1:
[0035]一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，由電源供電，包括打印機(jī)機(jī)體、打印平臺、X軸驅(qū)動電機(jī)、Y軸驅(qū)動電機(jī)、Z軸驅(qū)動電機(jī)和3D打印噴頭7，所述打印平臺通過驅(qū)動軸安裝在所述打印機(jī)機(jī)體內(nèi)，3D打印噴頭通過噴頭驅(qū)動軸與打印平臺連接，打印機(jī)機(jī)體上開設(shè)有成品槽，所述3D打印噴頭對準(zhǔn)所述的成品槽，其特征在于:還包括進(jìn)料機(jī)構(gòu)、輸入設(shè)備、顯示器、存儲器、上位機(jī)2、打印控制芯片4、和噴量控制閥8，所述上位機(jī)分別與輸入設(shè)備、顯示器、存儲器和打印控制芯片電連接，所述打印控制芯片分別與X軸驅(qū)動電機(jī)、Y軸驅(qū)動電機(jī)和Z軸驅(qū)動電機(jī)監(jiān)控溫度傳感器11電連接，所述3D打印噴頭包括噴頭控制器、供應(yīng)機(jī)構(gòu)22、熔絲機(jī)構(gòu)、料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)、流道、定徑器和噴口，所述噴量控制閥安裝在噴口上，所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸入端與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述熔絲機(jī)構(gòu)的輸入端連接，所述熔絲機(jī)構(gòu)的輸出端與料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸入端連接，所述料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端通過流道與定徑器的輸入端連接，定徑器的輸出端與所述噴口連接，所述噴量控制閥、供應(yīng)機(jī)構(gòu)、熔絲機(jī)構(gòu)、料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)、定徑器和噴口均與所述噴頭控制器電連接，噴頭控制器與所述上位機(jī)電連接，所述上位機(jī)還與違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器I通信連接，所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還包括紅外線掃描裝置24，所述紅外線掃描裝置包括掃描裝置移動架、掃描裝置發(fā)射器、掃描裝置接收器和掃描裝置轉(zhuǎn)換器，所述掃描裝置移動架整體呈η字形，所述掃描裝置移動架的頂部固定在噴口處，所述掃描裝置移動架的底部與所述噴口的底端平行，所述掃描裝置移動架的一個底端與掃描裝置發(fā)射器連接，所述掃描裝置移動架的另一個底端與掃描裝置接收器連接，所述掃描裝置發(fā)射器對準(zhǔn)所述的掃描裝置接收器，所述掃描裝置接收器低于所述的噴口底端，所述掃描裝置接收器的輸出端通過掃描裝置轉(zhuǎn)換器與所述上位機(jī)電連接；
[0036]所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還配設(shè)有若干個非接觸式的成品表面溫度傳感器12，所述成品表面溫度傳感器與所述3D打印噴頭固定連接，所述成品表面溫度傳感器對準(zhǔn)所述的成品槽，成品表面溫度傳感器與打印控制芯片電連接;所述打印機(jī)機(jī)體上還開設(shè)有一個定位槽，所述定位槽處開設(shè)有若干個接近傳感器，所述噴口處配設(shè)有感應(yīng)磁鐵，所述定位槽內(nèi)固定有一個電控壓力推桿，所述電控壓力推桿與所述打印控制芯片電連接，所述電控壓力推桿的頂端設(shè)置有一個接觸式的溫度傳感器，所述接觸式的溫度傳感器與打印控制芯片電連接。
[0037]所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括滾筒和立軸，所述滾筒安裝在所述的立軸上，所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)打印材料繞設(shè)在所述滾筒的表面，還包括加溫裝置，所述加溫裝置配設(shè)在進(jìn)料機(jī)構(gòu)與所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)之間，所述加溫裝置包括加熱驅(qū)動器5、加溫管和加溫支架，所述加溫管通過加溫支架固定在所述打印機(jī)機(jī)體的上表面，所述加溫管的入口側(cè)配設(shè)有一個監(jiān)控溫度傳感器，所述加溫管的管壁內(nèi)設(shè)置有若干股電熱絲6，所述電熱絲通過加熱驅(qū)動器與所述打印控制芯片電連接。
[0038]所述3D打印噴頭上還固定有若干個噴氣裝置和一個進(jìn)氣栗9，所述噴氣裝置包括噴氣固定架、儲氣室23、出氣管和電磁閥10，所述儲氣室通過固定架固定配設(shè)在噴口的周圍，所述儲氣室與所述進(jìn)氣栗的輸出端連通，所述進(jìn)氣栗與所述打印控制芯片電連接，所述出氣管的輸入端與所述儲氣室連接，所述出氣管上配設(shè)有電磁閥，所述電磁閥與所述打印控制芯片電連接，所述出氣管的輸出端呈弧形，所述出氣管的輸出端內(nèi)側(cè)與位于噴口的外側(cè)。
[0039]所述輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)和通信器、指紋識別器以及讀卡器，所述上位機(jī)還通過通信器與身份認(rèn)證服務(wù)器通信連接，所述鍵盤、鼠標(biāo)指紋識別器和讀卡器均與所述的上位機(jī)電連接。
[0040]所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還配設(shè)有若干個非接觸式的成品表面溫度傳感器，所述成品表面溫度傳感器與所述3D打印噴頭固定連接，所述成品表面溫度傳感器對準(zhǔn)所述的成品槽，成品表面溫度傳感器與打印控制芯片電連接。
[0041 ]所述X軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸、Y軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸和Z軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上均配設(shè)有位置傳感器3，所述位置傳感器均與所述打印控制芯片電連接。
[0042]所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括支撐材料進(jìn)料機(jī)構(gòu)，所述打印平臺上還固定有支撐材料噴頭，所述支撐材料噴頭與支撐材料進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，所述支撐材料噴頭的噴口處也設(shè)置有噴量控制閥，噴量控制閥與所述的噴頭控制器電連接。
[0043]所述定位槽整體呈十字形。
[0044]所述定位槽的至少一側(cè)槽壁上設(shè)置有一組光柵尺，所述光柵尺與所述打印控制芯片電連接。
[0045]一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)控制方法，適用于如上所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，包括以下步驟:
[0046]步驟一，遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)初始化，上位機(jī)接收通信器信號進(jìn)行身份認(rèn)證，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)存設(shè)有預(yù)設(shè)的違禁品3D圖形，同時上位機(jī)進(jìn)行初次定位并上傳材料硬度數(shù)據(jù)；
[0047]步驟二，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對違禁品3D圖形進(jìn)行解析，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器選擇每個違禁品3D圖形中最大的部件并分解為符合遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的切片形式的構(gòu)成圖，得到違禁品主體部件切片圖；
[0048]步驟三，上位機(jī)通過通信器接收初始3D圖形，上位機(jī)上傳初始3D圖形和初始3D圖形來源的身份信息至違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對初始3D圖形進(jìn)行加色渲染后與違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行整體對比，若初始3D圖形與違禁品3D圖形相似度大于設(shè)定閾值，則判定當(dāng)前初始3D圖形屬于違禁品，上位機(jī)停止打印初始3D圖形，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器記錄當(dāng)前初始3D圖形來源的身份信息；
[0049]步驟四，對初始3D圖形進(jìn)行解析，將初始3D圖形分解為符合遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的切片形式的構(gòu)成圖，同時將切片形式的構(gòu)成圖上傳至違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對上傳的切片形式的構(gòu)成圖進(jìn)行整理，
[0050]直接去掉切片面積小于平均切片形式的構(gòu)成圖中平均切片面積10%的切片，得到真實切片形式的構(gòu)成圖，然后將真實切片形式的構(gòu)成圖與違禁品主體部件切片圖進(jìn)行對比，若違禁品主體部件切片圖與真實切片形式的構(gòu)成圖相似度大于設(shè)定值且材料硬度數(shù)據(jù)也大于設(shè)定值時，則判定當(dāng)前初始3D圖形屬于違禁品，上位機(jī)停止打印初始3D圖形，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器記錄當(dāng)前初始3D圖形來源的身份信息；
[0051]步驟六，上位機(jī)利用定位槽進(jìn)行模擬打印并采集遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)運行的數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)包括成品打印點目標(biāo)位置信息和成品打印點實際位置信息；
[0052]步驟七，對采集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和結(jié)構(gòu)化處理，根據(jù)設(shè)定的采集成品打印點實際位置信息的時間序列數(shù)據(jù)(C1, C2，C3,…，Ct，Cn)的集合，其中Ct為t時間點的成品打印點實際位置信息，Cn為當(dāng)前點的成品打印點實際位置信息；
[0053]步驟八，選用歷史數(shù)據(jù)作為樣本通過深度自動編碼器模型采用自下而上的無監(jiān)督學(xué)習(xí)，逐層構(gòu)建神經(jīng)元，形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);輸入的樣本均配設(shè)有標(biāo)簽，根據(jù)當(dāng)前輸出和帶有標(biāo)簽的目標(biāo)之間的差去改變前面各層的參數(shù)，直到收斂；
[0054]將輸入的成品打印點實際位置信息(C1,C2，C3,…，(^，(^)輸入至編碼器，得到一個輸出編碼(gi(1)，g2(1)，g3(1)，"_gt(1)，…，gn(1))，通過解碼器輸出一個重構(gòu)信息，根據(jù)輸出編碼和重構(gòu)信息與輸入的成品打印點實際位置信息對比獲得重構(gòu)誤差，每一層通過調(diào)整編碼器和解碼器的參數(shù)，使得重構(gòu)誤差最小，最終得到編碼器和解碼器的參數(shù)參數(shù)空間；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每個隱含單元的輸入作為下一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并對下一層進(jìn)行訓(xùn)練，將第一層成品打印點實際位置信息(C1, C2，C3,...，&，(:?)作為第二層的輸入流數(shù)據(jù)，同樣調(diào)整編碼器和解碼器的參數(shù)最小化重構(gòu)誤差，得到第二層成品打印點實際位置信息的輸出編碼(gl(2)，g2(2)，g3⑵，…辦⑵，…，gn(2))并逐層調(diào)整；
[0055]在自動編碼器的最頂編碼層增加支持向量分類器，然后通過標(biāo)準(zhǔn)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督訓(xùn)練方法訓(xùn)練實現(xiàn)微調(diào)；
[0056]步驟九，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每個隱含單元的輸入作為下一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并對下一層進(jìn)行訓(xùn)練；
[0057]步驟十，通過標(biāo)準(zhǔn)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督訓(xùn)練方法進(jìn)行微調(diào)；
[0058]步驟^^一，將實時獲取的成品打印點實際位置信息作為有標(biāo)簽樣本和深度自動編碼器模型預(yù)測系統(tǒng)預(yù)測的短期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比對的結(jié)果如果差值大，就用有標(biāo)簽樣本對深度自動編碼器模型進(jìn)行有監(jiān)督的訓(xùn)練，調(diào)整編碼器的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，直到預(yù)測結(jié)果和成品打印點目標(biāo)位置信息差值落在合理區(qū)間為止，輸出深度自動編碼器訓(xùn)練模型；
[0059]步驟十二，根據(jù)實時的成品打印點實際位置信息通過深度自動編碼器訓(xùn)練模型預(yù)測遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的誤差點以及誤差方式，調(diào)整當(dāng)前遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)中的運行態(tài)勢，開始打印。
[0060]本發(fā)明通過加溫支架，在料絲21送入之前進(jìn)行預(yù)熱，降低打印噴頭的加溫要求，可以針對當(dāng)前料絲溫度進(jìn)行自動調(diào)整。
[0061]以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項】
1.一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，由電源供電，包括打印機(jī)機(jī)體、打印平臺、X軸驅(qū)動電機(jī)、Y軸驅(qū)動電機(jī)、Z軸驅(qū)動電機(jī)和3D打印噴頭，所述打印平臺通過驅(qū)動軸安裝在所述打印機(jī)機(jī)體內(nèi)，3D打印噴頭通過噴頭驅(qū)動軸與打印平臺連接，打印機(jī)機(jī)體上開設(shè)有成品槽，所述3D打印噴頭對準(zhǔn)所述的成品槽，其特征在于:還包括進(jìn)料機(jī)構(gòu)、輸入設(shè)備、顯示器、存儲器、上位機(jī)、打印控制芯片、和噴量控制閥，所述上位機(jī)分別與輸入設(shè)備、顯示器、存儲器和打印控制芯片電連接，所述打印控制芯片分別與X軸驅(qū)動電機(jī)、Y軸驅(qū)動電機(jī)和Z軸驅(qū)動電機(jī)監(jiān)控溫度傳感器電連接，所述3D打印噴頭包括噴頭控制器、供應(yīng)機(jī)構(gòu)、熔絲機(jī)構(gòu)、料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)、流道、定徑器和噴口，所述噴量控制閥安裝在噴口上，所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸入端與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述熔絲機(jī)構(gòu)的輸入端連接，所述熔絲機(jī)構(gòu)的輸出端與料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸入端連接，所述料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端通過流道與定徑器的輸入端連接，定徑器的輸出端與所述噴口連接，所述噴量控制閥、供應(yīng)機(jī)構(gòu)、熔絲機(jī)構(gòu)、料絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)、定徑器和噴口均與所述噴頭控制器電連接，噴頭控制器與所述上位機(jī)電連接，所述上位機(jī)還與違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器通信連接，所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還包括紅外線掃描裝置，所述紅外線掃描裝置包括掃描裝置移動架、掃描裝置發(fā)射器、掃描裝置接收器和掃描裝置轉(zhuǎn)換器，所述掃描裝置移動架整體呈η字形，所述掃描裝置移動架的頂部固定在噴口處，所述掃描裝置移動架的底部與所述噴口的底端平行，所述掃描裝置移動架的一個底端與掃描裝置發(fā)射器連接，所述掃描裝置移動架的另一個底端與掃描裝置接收器連接，所述掃描裝置發(fā)射器對準(zhǔn)所述的掃描裝置接收器，所述掃描裝置接收器低于所述的噴口底端，所述掃描裝置接收器的輸出端通過掃描裝置轉(zhuǎn)換器與所述上位機(jī)電連接； 所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還配設(shè)有若干個非接觸式的成品表面溫度傳感器，所述成品表面溫度傳感器與所述3D打印噴頭固定連接，所述成品表面溫度傳感器對準(zhǔn)所述的成品槽，成品表面溫度傳感器與打印控制芯片電連接;所述打印機(jī)機(jī)體上還開設(shè)有一個定位槽，所述定位槽處開設(shè)有若干個接近傳感器，所述噴口處配設(shè)有感應(yīng)磁鐵，所述定位槽內(nèi)固定有一個電控壓力推桿，所述電控壓力推桿與所述打印控制芯片電連接，所述電控壓力推桿的頂端設(shè)置有一個接觸式的溫度傳感器，所述接觸式的溫度傳感器與打印控制芯片電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括滾筒和立軸，所述滾筒安裝在所述的立軸上，所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)打印材料繞設(shè)在所述滾筒的表面，還包括加溫裝置，所述加溫裝置配設(shè)在進(jìn)料機(jī)構(gòu)與所述供應(yīng)機(jī)構(gòu)之間，所述加溫裝置包括加熱驅(qū)動器、加溫管和加溫支架，所述加溫管通過加溫支架固定在所述打印機(jī)機(jī)體的上表面，所述加溫管的入口側(cè)配設(shè)有一個監(jiān)控溫度傳感器，所述加溫管的管壁內(nèi)設(shè)置有若干股電熱絲，所述電熱絲通過加熱驅(qū)動器與所述打印控制芯片電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述3D打印噴頭上還固定有若干個噴氣裝置和一個進(jìn)氣栗，所述噴氣裝置包括噴氣固定架、儲氣室、出氣管和電磁閥，所述儲氣室通過固定架固定配設(shè)在噴口的周圍，所述儲氣室與所述進(jìn)氣栗的輸出端連通，所述進(jìn)氣栗與所述打印控制芯片電連接，所述出氣管的輸入端與所述儲氣室連接，所述出氣管上配設(shè)有電磁閥，所述電磁閥與所述打印控制芯片電連接，所述出氣管的輸出端呈弧形，所述出氣管的輸出端內(nèi)側(cè)與位于噴口的外側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)和通信器、指紋識別器以及讀卡器，所述上位機(jī)還通過通信器與身份認(rèn)證服務(wù)器通信連接，所述鍵盤、鼠標(biāo)指紋識別器和讀卡器均與所述的上位機(jī)電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)還配設(shè)有若干個非接觸式的成品表面溫度傳感器，所述成品表面溫度傳感器與所述3D打印噴頭固定連接，所述成品表面溫度傳感器對準(zhǔn)所述的成品槽，成品表面溫度傳感器與打印控制芯片電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述X軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸、Y軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸和Z軸驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上均配設(shè)有位置傳感器，所述位置傳感器均與所述打印控制芯片電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括支撐材料進(jìn)料機(jī)構(gòu)，所述打印平臺上還固定有支撐材料噴頭，所述支撐材料噴頭與支撐材料進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，所述支撐材料噴頭的噴口處也設(shè)置有噴量控制閥，噴量控制閥與所述的噴頭控制器電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述定位槽整體呈十字形。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:所述定位槽的至少一側(cè)槽壁上設(shè)置有一組光柵尺，所述光柵尺與所述打印控制芯片電連接。10.一種遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)控制方法，適用于如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)，其特征在于:包括以下步驟:步驟一，遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)初始化，上位機(jī)接收通信器信號進(jìn)行身份認(rèn)證，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)存設(shè)有預(yù)設(shè)的違禁品3D圖形，同時上位機(jī)進(jìn)行初次定位并上傳材料硬度數(shù)據(jù)； 步驟二，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對違禁品3D圖形進(jìn)行解析，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器選擇每個違禁品3D圖形中最大的部件并分解為符合遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的切片形式的構(gòu)成圖，得到違禁品主體部件切片圖； 步驟三，上位機(jī)通過通信器接收初始3D圖形，上位機(jī)上傳初始3D圖形和初始3D圖形來源的身份信息至違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對初始3D圖形進(jìn)行加色渲染后與違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行整體對比，若初始3D圖形與違禁品3D圖形相似度大于設(shè)定閾值，則判定當(dāng)前初始3D圖形屬于違禁品，上位機(jī)停止打印初始3D圖形，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器記錄當(dāng)前初始3D圖形來源的身份信息； 步驟四，對初始3D圖形進(jìn)行解析，將初始3D圖形分解為符合遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的切片形式的構(gòu)成圖，同時將切片形式的構(gòu)成圖上傳至違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器對上傳的切片形式的構(gòu)成圖進(jìn)行整理， 直接去掉切片面積小于平均切片形式的構(gòu)成圖中平均切片面積10%的切片，得到真實切片形式的構(gòu)成圖，然后將真實切片形式的構(gòu)成圖與違禁品主體部件切片圖進(jìn)行對比，若違禁品主體部件切片圖與真實切片形式的構(gòu)成圖相似度大于設(shè)定值且材料硬度數(shù)據(jù)也大于設(shè)定值時，則判定當(dāng)前初始3D圖形屬于違禁品，上位機(jī)停止打印初始3D圖形，違禁品數(shù)據(jù)服務(wù)器記錄當(dāng)前初始3D圖形來源的身份信息； 步驟六，上位機(jī)利用定位槽進(jìn)行模擬打印并采集遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)運行的數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)包括成品打印點目標(biāo)位置信息和成品打印點實際位置信息； 步驟七，對采集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和結(jié)構(gòu)化處理，根據(jù)設(shè)定的采集成品打印點實際位置信息的時間序列數(shù)據(jù)(C1,C2，C3,…，(^，(^)的集合，其中Ct為t時間點的成品打印點實際位置信息，Cn為當(dāng)前點的成品打印點實際位置信息； 步驟八，選用歷史數(shù)據(jù)作為樣本通過深度自動編碼器模型采用自下而上的無監(jiān)督學(xué)習(xí)，逐層構(gòu)建神經(jīng)元，形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);輸入的樣本均配設(shè)有標(biāo)簽，根據(jù)當(dāng)前輸出和帶有標(biāo)簽的目標(biāo)之間的差去改變前面各層的參數(shù)，直到收斂； 將輸入的成品打印點實際位置信息(C^C2J3,-SCqCn)輸入至編碼器，得到一個輸出編碼(gl(1)，g2(1)，g3(1)，…辦⑴，…，gn(1))，通過解碼器輸出一個重構(gòu)信息，根據(jù)輸出編碼和重構(gòu)信息與輸入的成品打印點實際位置信息對比獲得重構(gòu)誤差，每一層通過調(diào)整編碼器和解碼器的參數(shù)，使得重構(gòu)誤差最小，最終得到編碼器和解碼器的參數(shù)參數(shù)空間；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每個隱含單元的輸入作為下一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并對下一層進(jìn)行訓(xùn)練，將第一層成品打印點實際位置信息(&，(:2，(:3，…，Ct，Cn)作為第二層的輸入流數(shù)據(jù)，同樣調(diào)整編碼器和解碼器的參數(shù)最小化重構(gòu)誤差，得到第二層成品打印點實際位置信息的輸出編碼(gl(2)，g2(2)，g3⑵，…gt⑵，…，gn(2))并逐層調(diào)整; 在自動編碼器的最頂編碼層增加支持向量分類器，然后通過標(biāo)準(zhǔn)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督訓(xùn)練方法訓(xùn)練實現(xiàn)微調(diào)； 步驟九，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中每個隱含單元的輸入作為下一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并對下一層進(jìn)行訓(xùn)練； 步驟十，通過標(biāo)準(zhǔn)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督訓(xùn)練方法進(jìn)行微調(diào)； 步驟十一，將實時獲取的成品打印點實際位置信息作為有標(biāo)簽樣本和深度自動編碼器模型預(yù)測系統(tǒng)預(yù)測的短期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，比對的結(jié)果如果差值大，就用有標(biāo)簽樣本對深度自動編碼器模型進(jìn)行有監(jiān)督的訓(xùn)練，調(diào)整編碼器的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，直到預(yù)測結(jié)果和成品打印點目標(biāo)位置信息差值落在合理區(qū)間為止，輸出深度自動編碼器訓(xùn)練模型； 步驟十二，根據(jù)實時的成品打印點實際位置信息通過深度自動編碼器訓(xùn)練模型預(yù)測遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)的誤差點以及誤差方式，調(diào)整當(dāng)前遠(yuǎn)程控制的3D打印機(jī)中的運行態(tài)勢，開始打印。
【文檔編號】B22F3/00GK105922583SQ201610290942
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】劉東升, 夏思東, 羅保寧, 陳健, 周翔, 劉春麗, 張紅偉, 胡香玲, 郭天華
【申請人】杭州研智科技有限公司