基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法和装置

摘要

本发明提供了基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法和装置，包括：获取托盘重量和喷墨参数，喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；根据喷头的喷墨频率和喷墨时间进行喷墨的情况下，获取托盘和墨水的整体重量；根据托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，得到喷墨总量；根据喷墨总量计算喷墨衰减量；将喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；如果喷墨衰减量大于或等于预设衰减量，则喷头处于堵塞严重状态；如果喷墨衰减量小于预设衰减量，则喷头处于正常状态，通过喷墨衰减量及时判断打印头是否堵塞，确定是否更换和清洗打印头，从而提高打印质量。

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域，尤其是涉及基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法和装置。

背景技术

3D打印技术因其独特的技术优势已成为现代工业制造中不可或缺的技术，喷墨打印头也被成功应用到各行各业。在扫描式打印过程中，打印头是影响打印质量的重要因素，对打印头堵塞情况的判断是通过所有喷孔同时喷墨来进行估计，从而导致判断结果不准确，不能及时发现打印头是否堵塞，并影响打印质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法和装置，通过喷墨衰减量及时判断打印头是否堵塞，确定是否更换和清洗打印头，从而提高打印质量。

第一方面，本发明实施例提供了基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法，所述方法包括：

获取托盘重量和喷墨参数，所述喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；

根据所述喷头的喷墨频率和所述喷墨时间进行喷墨的情况下，获取所述托盘和墨水的整体重量；

根据所述托盘重量以及所述托盘和所述墨水的整体重量，得到喷墨总量；

根据所述喷墨总量计算喷墨衰减量；

将所述喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；

如果所述喷墨衰减量大于且等于所述预设衰减量，则所述喷头处于堵塞严重状态；

如果所述喷墨衰减量小于所述预设衰减量，则所述喷头处于正常状态。

进一步的，所述根据所述喷墨总量计算喷墨衰减量，包括：

根据下式计算所述喷墨衰减量：

其中，Y为所述喷墨衰减量，M₂为所述托盘和所述墨水的整体重量，M₁为所述托盘重量，M₂-M₁为所述喷墨总量，M为所述喷头使用预设时间后的喷墨总量。

进一步的，所述喷墨参数还包括每个喷头的喷孔数目，所述方法还包括：

根据所述喷头的喷墨频率、所述喷墨时间、每个喷头的喷孔数目、所述托盘重量以及所述托盘和所述墨水的整体重量，计算单滴墨水质量。

进一步的，所述根据所述喷头的喷墨频率、所述喷墨时间、每个所述喷头的喷孔数目、所述托盘重量以及所述托盘和所述墨水的整体重量，计算单滴墨水质量，包括：

根据下式计算所述单滴墨水质量：

其中，m为所述单滴墨水质量，f为所述喷头的喷墨频率，t为所述喷墨时间，n为每个所述喷头的喷孔数目，M₂为所述托盘和所述墨水的整体重量，M₁为所述托盘重量，M₂-M₁为所述喷墨总量。

进一步的，所述方法还包括：

获取打印参数，所述打印参数包括X方向两墨点的距离、Y方向两墨点的距离、单层粉末厚度和粉末密度；

根据所述X方向两墨点的距离、所述Y方向两墨点的距离、所述单层粉末厚度和所述粉末密度，得到粉料质量；

根据所述单滴墨水质量和所述粉料质量，得到墨水加入量。

进一步的，所述根据所述单滴墨水质量和所述粉料质量，得到墨水加入量，包括：

根据下式计算所述墨水加入量：

m₁＝x₀×y₀×h₀×ρ

其中，m为所述单滴墨水质量，m₁为所述粉末质量，x₀为所述X方向两墨点的距离，y₀为所述Y方向两墨点的距离，h₀为所述单层粉末厚度，ρ为所述粉末密度。

第二方面，本发明实施例提供了基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算装置，所述装置包括：

喷墨参数获取模块，用于获取托盘重量和喷墨参数，所述喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；

重量获取模块，用于根据所述喷头的喷墨频率和所述喷墨时间进行喷墨的情况下，获取所述托盘和墨水的整体重量；

喷墨总量获取模块，用于根据所述托盘重量以及所述托盘和所述墨水的整体重量，得到喷墨总量；

衰减量计算模块，用于根据所述喷墨总量计算喷墨衰减量；

比对模块，用于将所述喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；如果所述喷墨衰减量大于且等于所述预设衰减量，则所述喷头处于堵塞严重状态；如果所述喷墨衰减量小于所述预设衰减量，则所述喷头处于正常状态。

进一步的，所述衰减量计算模块包括：

根据下式计算所述喷墨衰减量：

其中，Y为所述喷墨衰减量，M₂为所述托盘和所述墨水的整体重量，M₁为所述托盘重量，M₂-M₁为所述喷墨总量，M为所述喷头使用预设时间后的喷墨总量。

进一步的，所述喷墨参数还包括每个喷头的喷孔数目，所述装置还包括：

墨水质量计算模块，用于根据所述喷头的喷墨频率、所述喷墨时间、每个喷头的喷孔数目、所述托盘重量以及所述托盘和所述墨水的整体重量，计算单滴墨水质量。

进一步的，所述墨水质量计算模块包括：

根据下式计算所述单滴墨水质量：

其中，m为所述单滴墨水质量，f为所述喷头的喷墨频率，t为所述喷墨时间，n为每个所述喷头的喷孔数目，M₂为所述托盘和所述墨水的整体重量，M₁为所述托盘重量，M₂-M₁为所述喷墨总量。

本发明实施例提供了基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法和装置，包括：获取托盘重量和喷墨参数，喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；根据喷头的喷墨频率和喷墨时间进行喷墨的情况下，获取托盘和墨水的整体重量；根据托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，得到喷墨总量；根据喷墨总量计算喷墨衰减量；将喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；如果喷墨衰减量大于或等于预设衰减量，则喷头处于堵塞严重状态；如果喷墨衰减量小于预设衰减量，则喷头处于正常状态，通过喷墨衰减量及时判断打印头是否堵塞，确定是否更换和清洗打印头，从而提高打印质量。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法流程图；

图2为本发明实施例一提供的墨水加入量计算方法流程图；

图3为本发明实施例二提供的基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算装置示意图；

图4为本发明实施例二提供的墨水加入量计算模块示意图。

图标：

10-喷墨参数获取模块；20-重量获取模块；30-喷墨总量获取模块；40-衰减量计算模块；50-比对模块；60-墨水加入量计算模块；61-打印参数获取单元；62-粉料质量获取单元；63-墨水加入量获取单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法流程图。

参照图1，该方法是通过客户端上的软件系统执行的，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取托盘重量和喷墨参数，喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；

步骤S102，根据喷头的喷墨频率和喷墨时间进行喷墨的情况下，获取托盘和墨水的整体重量；

这里，在获取托盘重量和喷墨参数之后，通过墨滴观测仪去记录喷墨情况，捕捉画面，并在界面上显示喷墨信息。其中，墨滴观测仪的结构包括滑动机构，在滑动机构上设置有喷头，喷头下方安装有相对设置的光源和摄像机，喷头上连接有供墨机构。墨滴观测仪的工作原理是光源和摄像机分别连接控制模块，控制模块对摄像头采集的数据进行分析和处理，从而计算墨滴的体积和下降速度。

在喷头下面悬挂有一个收集喷墨墨水的托盘，通过称量获取托盘重量M₁，喷墨参数的获取具体可参照表1，在表1中，每个喷头的喷孔数目用n表示，n为256个，喷头喷墨频率用f表示，f为9kHz，喷墨时间用t表示，t为10s。

表1

喷墨参数数据喷头数量N1每个喷头的喷孔数目n256喷头喷墨频率f9kHz喷墨时间t10s灰度级1

步骤S103，根据托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，得到喷墨总量；

步骤S104，根据喷墨总量计算喷墨衰减量；

步骤S105，将喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；

这里，预设衰减量可以为20％。

步骤S106，如果喷墨衰减量大于且等于预设衰减量，则喷头处于堵塞严重状态；

步骤S107，如果喷墨衰减量小于预设衰减量，则喷头处于正常状态。

进一步的，步骤S104包括：

根据公式(1)计算喷墨衰减量：

其中，Y为喷墨衰减量，M₂为托盘和所述墨水的整体重量，M₁为托盘重量，M₂-M₁为喷墨总量，M为喷头使用预设时间后的喷墨总量。

这里，一个喷头在使用预设时间后的喷墨总量比喷头在未使用过的喷墨总量会减少，因此，一个未使用过的喷墨总量为M₂-M₁，在使用预设时间后，该喷墨总量为M，在使用预设时间后得到的喷墨总量的计算过程与未使用过的喷墨总量的计算过程类似，在此不作赘述。

进一步的，喷墨参数还包括每个喷头的喷孔数目，该方法还包括以下步骤：

步骤S201，根据喷头的喷墨频率、喷墨时间、每个喷头的喷孔数目、托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，计算单滴墨水质量。

这里，根据喷头的喷墨频率和喷墨时间进行喷墨，在喷墨结束后，取下托盘，称取托盘和墨水的整体重量。

进一步的，步骤S201包括：

根据公式(2)计算单滴墨水质量：

其中，m为单滴墨水质量，f为喷头的喷墨频率，t为喷墨时间，n为每个喷头的喷孔数目，M₂为托盘和墨水的整体重量，M₁为托盘重量，M₂-M₁为喷墨总量。

进一步的，参照图2，该方法还包括以下步骤：

步骤S301，获取打印参数，打印参数包括X方向两墨点的距离、Y方向两墨点的距离、单层粉末厚度和粉末密度；

步骤S302，根据X方向两墨点的距离、Y方向两墨点的距离、单层粉末厚度和粉末密度，得到粉末质量；

步骤S303，根据单滴墨水质量和粉料质量，得到墨水加入量。

这里，墨水加入量即墨水质量占粉料质量的比重，以单个喷墨点来计算，单滴墨水质量由公式(2)可知，单点喷墨粉料质量即为X方向两墨点的距离、Y方向两墨点的距离、单层粉末厚度和粉末密度的乘积。

进一步的，步骤S303包括：

根据公式(3)计算墨水加入量：

其中，m为单滴墨水质量，m₁为粉末质量，x₀为X方向两墨点的距离，y₀为Y方向两墨点的距离，h₀为单层粉末厚度，ρ为粉末密度。

一般的，根据不同的打印工艺，墨水加入量是有区别的，该数值主要是表征墨水的加入量与产品的强度和表面质量之间的线性关系。

为了满足实际生产的产品的性能要求，将墨水加入量与工艺标准值进行比较，从而调整墨水加入量。具体为：当墨水加入量大于工艺标准值时，表明强度符合要求并且强度会比较高，但是表面粘粉较多，不易清除，产品不会棱角分明影响美观。当墨水加入量小于工艺标准值时，表明强度不合格，表面容易磨损，因此，通过计算墨水加入量，可以体现产品的强度和表面质量，从而不断调整墨水加入量，使其达到需求。其中，采用不同的工艺，对应的工艺标准值不同，例如，采用砂型3D打印工艺，对应的工艺标准值为2％，但并不限于上述工艺，还包括其他工艺，在此不作赘述。

本发明实施例提供了基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法，包括：获取托盘重量和喷墨参数，喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；根据喷头的喷墨频率和喷墨时间进行喷墨的情况下，获取托盘和墨水的整体重量；根据托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，得到喷墨总量；根据喷墨总量计算喷墨衰减量；将喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；如果喷墨衰减量大于或等于预设衰减量，则喷头处于堵塞严重状态；如果喷墨衰减量小于预设衰减量，则喷头处于正常状态，通过喷墨衰减量及时判断打印头是否堵塞，确定是否更换和清洗打印头，从而提高打印质量。

实施例二：

图3为本发明实施例二提供的基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算装置示意图。

参照图3，该装置包括：

喷墨参数获取模块10，用于获取托盘重量和喷墨参数，喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；

重量获取模块20，用于根据喷头的喷墨频率和喷墨时间进行喷墨的情况下，获取托盘和墨水的整体重量；

喷墨总量获取模块30，用于根据托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，得到喷墨总量；

衰减量计算模块40，用于根据喷墨总量计算喷墨衰减量；

比对模块50，用于将喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；如果喷墨衰减量大于且等于预设衰减量，则喷头处于堵塞严重状态；如果喷墨衰减量小于预设衰减量，则喷头处于正常状态。

进一步的，衰减量计算模块40包括：

根据公式(1)计算喷墨衰减量。

进一步的，喷墨参数还包括每个喷头的喷孔数目，该装置还包括：

墨水质量计算模块(未示出)，用于根据喷头的喷墨频率、喷墨时间、每个喷头的喷孔数目、托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，计算单滴墨水质量。

进一步的，墨水质量计算模块(未示出)包括：

根据公式(2)计算单滴墨水质量。

进一步的，参照图4，该装置还包括墨水加入量计算模块60，墨水加入量计算模块60包括打印参数获取单元61、粉料质量获取单元62和墨水加入量获取单元63。

打印参数获取单元61，用于获取打印参数，打印参数包括X方向两墨点的距离、Y方向两墨点的距离、单层粉末厚度和粉末密度；

粉料质量获取单元62，用于根据X方向两墨点的距离、Y方向两墨点的距离、单层粉末厚度和粉末密度，得到粉料质量；

墨水加入量获取单元63，用于根据单滴墨水质量和粉料质量，得到墨水加入量。

进一步的，墨水加入量获取单元63包括：

根据公式(3)计算墨水加入量。

本发明实施例提供了基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算装置，包括：获取托盘重量和喷墨参数，喷墨参数包括喷头的喷墨频率和喷墨时间；根据喷头的喷墨频率和喷墨时间进行喷墨的情况下，获取托盘和墨水的整体重量；根据托盘重量以及托盘和墨水的整体重量，得到喷墨总量；根据喷墨总量计算喷墨衰减量；将喷墨衰减量与预设衰减量进行比对；如果喷墨衰减量大于或等于预设衰减量，则喷头处于堵塞严重状态；如果喷墨衰减量小于预设衰减量，则喷头处于正常状态，通过喷墨衰减量及时判断打印头是否堵塞，确定是否更换和清洗打印头，从而提高打印质量。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的基于喷墨式打印头的喷墨衰减量的计算方法的步骤。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。