一種3dp金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)用在3D打印中的控制方法，具體的涉及一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，屬于機(jī)械自動(dòng)化打印類領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]噴墨黏粉式(3DP) 3D打印技術(shù)是噴頭在電腦控制下，按照模型截面的二維數(shù)據(jù)運(yùn)行，選擇性地在相應(yīng)位置噴射粘結(jié)劑，最終構(gòu)成層。在每一層粘結(jié)完畢后，成型缸下降一個(gè)等于層厚度的距離，供粉缸上升一段高度，推出多余粉末，并由鋪粉輥推到成型缸，鋪平再被壓實(shí)；如此循環(huán)，直至完成整個(gè)物體的粘結(jié)。在此過(guò)程中，形成的每一層二位數(shù)據(jù)模型截面，圖幅大小固定。打印控制系統(tǒng)裝載整個(gè)圖幅，將整個(gè)圖幅作為打印區(qū)域，無(wú)法有效的控制噴頭在無(wú)圖部分實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，只在相應(yīng)的噴射位置進(jìn)行噴射，嚴(yán)重影響了打印效率。
[0003]為此，如何提供一種高效的3D打印控制方法，是本發(fā)明研究的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，能夠有效的剔除無(wú)圖部分，只保留需打印部分，實(shí)現(xiàn)噴頭按需求快速走位和高效打印。
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，包括以下步驟:
第一，解析CLI切片文件，構(gòu)建3D打印模型的數(shù)據(jù)模型；
第二，按層加載數(shù)據(jù)模型，每層呈現(xiàn)的是一幅3D打印模型的截面圖；按照給定參數(shù)對(duì)每層的輪廓中的多義線進(jìn)行分割、重組，這樣每一層的截面圖被分割沿同一方向上的幾塊不同截面分割圖，這些分割圖數(shù)據(jù)形成新的層數(shù)據(jù)模型；
第三，分析新層分割截面數(shù)據(jù)，構(gòu)建各分割截面打印區(qū)域位置坐標(biāo)；
第四，處理新層數(shù)據(jù)，生成BMP位圖；
第五，循環(huán)新層信息，加載BMP位圖數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)打印頭到分割截面打印區(qū)域起點(diǎn)，開(kāi)始打印。
[0006]進(jìn)一步的，在步驟一中，所述的CLI文件中構(gòu)成模型截面圖的多義線都是閉合曲線，所述多義線為一系列坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成。
[0007]進(jìn)一步的，在步驟二中，分割的具體方法包括以下步驟:
將截面圖沿分割線分割為上下兩部分，然后從起始點(diǎn)開(kāi)始，利用定比分點(diǎn)公式依次判斷相鄰兩點(diǎn)是否位于分割線兩端，如在兩端，則計(jì)算出分割點(diǎn)坐標(biāo)。
[0008]將整個(gè)多義線分割為上下兩部分多條非閉合坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列，將上部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列按規(guī)則進(jìn)行連接后得到上部閉合多義線，形成上部分割圖，將下部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列按規(guī)則進(jìn)行連接后得到下部閉合多義線，形成下部分割圖；
分別計(jì)算出上部分割圖及下部分割圖X和y方向上的最大和最小值；將上部分割圖及下部分割圖分別載入打印控制器，控制打印機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)至圖幅開(kāi)始位置，該位置由計(jì)算機(jī)控制，當(dāng)需正向打印時(shí)，運(yùn)行至X方向最小值，y方向最小值；反向打印時(shí)，運(yùn)行至X方向最大值，y方向最小值，開(kāi)始打印。
[0009]當(dāng)每層按分割參數(shù)計(jì)算多于2層時(shí)，將圖層按上述方法分割為上下兩部分，并以此循環(huán)分割上部分圖，直到分割完畢。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:一種靈活有效的圖幅分割方法能夠有效的剔除無(wú)圖部分，只保留需打印部分，實(shí)現(xiàn)噴頭按需求快速走位和高效打印。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為3D模型截面圖。
[0012]圖2為3D模型截面圖上部分分割圖。
[0013]圖3為3D模型截面圖下部分分割圖。
[0014]其中:0為起始點(diǎn)、1為第一分割點(diǎn)、2為第二分割點(diǎn)、3為第三分割點(diǎn)、4為第四分割點(diǎn)、5為分割線。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]下面結(jié)合附圖1-3對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步分析。
[0017]本發(fā)明的一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，包括以下步驟:
第一，解析CLI切片文件，構(gòu)建3D打印模型的數(shù)據(jù)模型；
第二，按層加載數(shù)據(jù)模型，每層呈現(xiàn)的是一幅3D打印模型的截面圖；按照給定參數(shù)對(duì)每層的輪廓中的多義線進(jìn)行分割、重組，這樣每一層的截面圖被分割沿同一方向上的幾塊不同截面分割圖，這些分割圖數(shù)據(jù)形成新的層數(shù)據(jù)模型；
第六，分析新層分割截面數(shù)據(jù)，構(gòu)建各分割截面打印區(qū)域位置坐標(biāo)；
第七，處理新層數(shù)據(jù)，生成BMP位圖；
第八，循環(huán)新層信息，加載BMP位圖數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)打印頭到分割截面打印區(qū)域起點(diǎn)，開(kāi)始打印。
[0018]具體的，如圖1所示，本發(fā)明在解析CLI文件后，獲得的其中一層3D模型截面為圖中所示，CLI文件中，構(gòu)成模型截面圖的多義線都是閉合曲線，多義線有一系列坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成。
[0019]按分割參數(shù)，需將圖1沿分割線5分割為上下兩部分，上部圖如圖2，下部圖如圖3 ;分割步驟:從起始點(diǎn)0開(kāi)始，利用定比分點(diǎn)公式(χ=(χ1+λ*χ2)/(l+λ)、y= (yl+ λ *y2)/(l+λ))，其中:(xl,yl), (x2，y2)為兩點(diǎn)A、B坐標(biāo)，P (x，y)為AB連線上一點(diǎn)，λ為向量ΑΡ與向量ΡΒ的比值；依次判斷相鄰兩點(diǎn)是否位于分割線兩端，如在兩端，則計(jì)算出分割點(diǎn)坐標(biāo)。
[0020]按照分割順序，可將整個(gè)多義線分割為上下兩部分多條非閉合坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列，上部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列為:(0……1)，(2……3)，(4……0);下部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列為:(1……2)，(3……
4)0
[0021]將上部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列按規(guī)則進(jìn)行連接后得到上部閉合多義線，形成上部分割圖，如圖2。將下部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列按規(guī)則進(jìn)行連接后得到下部閉合多義線，形成下部分割圖，如圖3。
[0022]在分割過(guò)程中，分別計(jì)算出上部分割圖(圖2)及下部分割圖(圖3)x和y方向上的最大和最小值；將圖2和圖3分別載入打印控制器，控制打印機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)至圖幅開(kāi)始位置(該位置由計(jì)算機(jī)程序控制，當(dāng)需正向打印時(shí)，運(yùn)行至X方向最小值，y方向最小值；反向打印時(shí)，運(yùn)行至X方向最大值，y方向最小值)開(kāi)始打印。
[0023]當(dāng)每層按分割參數(shù)計(jì)算多于2層時(shí)，將圖層按上述方法分割為上下兩部分，并以此循環(huán)分割上部分圖，直到分割完畢。
[0024]其他層可依此過(guò)程，循環(huán)執(zhí)行。
[0025]綜上所述，本發(fā)明通過(guò)對(duì)CLI切片文件解析獲取3D打印模型分層，輪廓，多義線等信息；通過(guò)對(duì)多義線按照給定的分割參數(shù)(打印頭的物理寬度或指定的一個(gè)數(shù)值)進(jìn)行分害J，重組，將每一分層輪廓分割為多個(gè)分割輪廓，形成新的多義線；對(duì)新的層數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取打印頭動(dòng)態(tài)移動(dòng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行走位打印。本發(fā)明中靈活有效的圖幅分割方法，能夠有效的剔除無(wú)圖部分，只保留需打印部分，實(shí)現(xiàn)噴頭按需求快速走位，高效打印。
[0026]以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本申請(qǐng)的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于:包括以下步驟: 第一，解析CLI切片文件，構(gòu)建3D打印模型的數(shù)據(jù)模型； 第二，按層加載數(shù)據(jù)模型，每層呈現(xiàn)的是一幅3D打印模型的截面圖；按照給定參數(shù)對(duì)每層的輪廓中的多義線進(jìn)行分割、重組，這樣每一層的截面圖被分割沿同一方向上的幾塊不同截面分割圖，這些分割圖數(shù)據(jù)形成新的層數(shù)據(jù)模型； 分析新層分割截面數(shù)據(jù)，構(gòu)建各分割截面打印區(qū)域位置坐標(biāo)； 處理新層數(shù)據(jù)，生成BMP位圖； 循環(huán)新層信息，加載BMP位圖數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)打印頭到分割截面打印區(qū)域起點(diǎn)，開(kāi)始打印。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于:在步驟一中，所述的CLI文件中構(gòu)成模型截面圖的多義線都是閉合曲線，所述多義線為一系列坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于:在步驟二中，分割的具體方法包括以下步驟: 將截面圖沿分割線分割為上下兩部分，然后從起始點(diǎn)開(kāi)始，利用定比分點(diǎn)公式依次判斷相鄰兩點(diǎn)是否位于分割線兩端，如在兩端，則計(jì)算出分割點(diǎn)坐標(biāo)。4.將整個(gè)多義線分割為上下兩部分多條非閉合坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列，將上部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列按規(guī)則進(jìn)行連接后得到上部閉合多義線，形成上部分割圖，將下部分坐標(biāo)點(diǎn)隊(duì)列按規(guī)則進(jìn)行連接后得到下部閉合多義線，形成下部分割圖； 分別計(jì)算出上部分割圖及下部分割圖X和y方向上的最大和最小值；將上部分割圖及下部分割圖分別載入打印控制器，控制打印機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)至圖幅開(kāi)始位置，該位置由計(jì)算機(jī)控制，當(dāng)需正向打印時(shí)，運(yùn)行至X方向最小值，y方向最小值；反向打印時(shí)，運(yùn)行至X方向最大值，y方向最小值，開(kāi)始打印。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3DP金字塔打印的集成運(yùn)動(dòng)控制方法，包括以下步驟：第一，解析CLI切片文件，構(gòu)建3D打印模型的數(shù)據(jù)模型；第二，按層加載數(shù)據(jù)模型，每層呈現(xiàn)的是一幅3D打印模型的截面圖；按照給定參數(shù)對(duì)每層的輪廓中的多義線進(jìn)行分割、重組，這樣每一層的截面圖被分割沿同一方向上的幾塊不同截面分割圖，這些分割圖數(shù)據(jù)形成新的層數(shù)據(jù)模型；第三，分析新層分割截面數(shù)據(jù)，構(gòu)建各分割截面打印區(qū)域位置坐標(biāo)；第四，處理新層數(shù)據(jù)，生成BMP位圖；循環(huán)新層信息，加載BMP位圖數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)打印頭到分割截面打印區(qū)域起點(diǎn)，開(kāi)始打印。本發(fā)明的有益效果是：一種靈活有效的圖幅分割方法能夠有效的剔除無(wú)圖部分，只保留需打印部分，實(shí)現(xiàn)噴頭按需求快速走位和高效打印。
【IPC分類】B29C67/00, B22F3/115, B33Y50/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105313337
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510773519
【發(fā)明人】周子翔
【申請(qǐng)人】寧夏共享模具有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日