一种3DP金字塔打印的集成运动控制方法

摘要

本发明涉及一种3DP金字塔打印的集成运动控制方法，包括以下步骤：第一，解析CLI切片文件，构建3D打印模型的数据模型；第二，按层加载数据模型，每层呈现的是一幅3D打印模型的截面图；按照给定参数对每层的轮廓中的多义线进行分割、重组，这样每一层的截面图被分割沿同一方向上的几块不同截面分割图，这些分割图数据形成新的层数据模型；第三，分析新层分割截面数据，构建各分割截面打印区域位置坐标；第四，处理新层数据，生成BMP位图；循环新层信息，加载BMP位图数据，驱动打印头到分割截面打印区域起点，开始打印。本发明的有益效果是：一种灵活有效的图幅分割方法能够有效的剔除无图部分，只保留需打印部分，实现喷头按需求快速走位和高效打印。

说明书

技术领域

本发明涉及一种运用在3D打印中的控制方法，具体的涉及一种3DP金字塔打印的集成运动控制方法，属于机械自动化打印类领域。

背景技术

喷墨黏粉式(3DP)3D打印技术是喷头在电脑控制下，按照模型截面的二维数据运行，选择性地在相应位置喷射粘结剂，最终构成层。在每一层粘结完毕后，成型缸下降一个等于层厚度的距离，供粉缸上升一段高度，推出多余粉末，并由铺粉辊推到成型缸，铺平再被压实；如此循环，直至完成整个物体的粘结。在此过程中，形成的每一层二位数据模型截面，图幅大小固定。打印控制系统装载整个图幅，将整个图幅作为打印区域，无法有效的控制喷头在无图部分实现快速移动，只在相应的喷射位置进行喷射，严重影响了打印效率。

为此，如何提供一种高效的3D打印控制方法，是本发明研究的目的。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种3DP金字塔打印的集成运动控制方法，能够有效的剔除无图部分，只保留需打印部分，实现喷头按需求快速走位和高效打印。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种3DP金字塔打印的集成运动控制方法，包括以下步骤：

第一，解析CLI切片文件，构建3D打印模型的数据模型；

第二，按层加载数据模型，每层呈现的是一幅3D打印模型的截面图；按照给定参数对每层的轮廓中的多义线进行分割、重组，这样每一层的截面图被分割沿同一方向上的几块不同截面分割图，这些分割图数据形成新的层数据模型；

第三，分析新层分割截面数据，构建各分割截面打印区域位置坐标；

第四，处理新层数据，生成BMP位图；

第五，循环新层信息，加载BMP位图数据，驱动打印头到分割截面打印区域起点，开始打印。

进一步的，在步骤一中，所述的CLI文件中构成模型截面图的多义线都是闭合曲线，所述多义线为一系列坐标点构成。

进一步的，在步骤二中，分割的具体方法包括以下步骤：

将截面图沿分割线分割为上下两部分，然后从起始点开始，利用定比分点公式依次判断相邻两点是否位于分割线两端，如在两端，则计算出分割点坐标。

将整个多义线分割为上下两部分多条非闭合坐标点队列，将上部分坐标点队列按规则进行连接后得到上部闭合多义线，形成上部分割图，将下部分坐标点队列按规则进行连接后得到下部闭合多义线，形成下部分割图；

分别计算出上部分割图及下部分割图x和y方向上的最大和最小值；将上部分割图及下部分割图分别载入打印控制器，控制打印机械臂运动至图幅开始位置，该位置由计算机控制，当需正向打印时，运行至x方向最小值，y方向最小值；反向打印时，运行至x方向最大值，y方向最小值，开始打印。

当每层按分割参数计算多于2层时，将图层按上述方法分割为上下两部分，并以此循环分割上部分图，直到分割完毕。

本发明的有益效果是：一种灵活有效的图幅分割方法能够有效的剔除无图部分，只保留需打印部分，实现喷头按需求快速走位和高效打印。

附图说明

图1为3D模型截面图。

图2为3D模型截面图上部分分割图。

图3为3D模型截面图下部分分割图。

其中：0为起始点、1为第一分割点、2为第二分割点、3为第三分割点、4为第四分割点、5为分割线。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

下面结合附图1-3对本发明做进一步分析。

本发明的一种3DP金字塔打印的集成运动控制方法，包括以下步骤：

第一，解析CLI切片文件，构建3D打印模型的数据模型；

第二，按层加载数据模型，每层呈现的是一幅3D打印模型的截面图；按照给定参数对每层的轮廓中的多义线进行分割、重组，这样每一层的截面图被分割沿同一方向上的几块不同截面分割图，这些分割图数据形成新的层数据模型；

第六，分析新层分割截面数据，构建各分割截面打印区域位置坐标；

第七，处理新层数据，生成BMP位图；

第八，循环新层信息，加载BMP位图数据，驱动打印头到分割截面打印区域起点，开始打印。

具体的，如图1所示，本发明在解析CLI文件后，获得的其中一层3D模型截面为图中所示，CLI文件中，构成模型截面图的多义线都是闭合曲线，多义线有一系列坐标点构成。

按分割参数，需将图1沿分割线5分割为上下两部分，上部图如图2，下部图如图3；分割步骤：从起始点0开始，利用定比分点公式（x=(x1+λ*x2)/(1+λ)、y=(y1+λ*y2)/(1+λ)），其中：(x1,y1），（x2,y2）为两点A、B坐标，P（x,y）为AB连线上一点，λ为向量AP与向量PB的比值；依次判断相邻两点是否位于分割线两端，如在两端，则计算出分割点坐标。

按照分割顺序，可将整个多义线分割为上下两部分多条非闭合坐标点队列，上部分坐标点队列为：（0……1）,(2……3),(4……0)；下部分坐标点队列为：(1……2),(3……4)。

将上部分坐标点队列按规则进行连接后得到上部闭合多义线，形成上部分割图，如图2。将下部分坐标点队列按规则进行连接后得到下部闭合多义线，形成下部分割图，如图3。

在分割过程中，分别计算出上部分割图（图2）及下部分割图（图3）x和y方向上的最大和最小值；将图2和图3分别载入打印控制器，控制打印机械臂运动至图幅开始位置（该位置由计算机程序控制，当需正向打印时，运行至x方向最小值，y方向最小值；反向打印时，运行至x方向最大值，y方向最小值）开始打印。

当每层按分割参数计算多于2层时，将图层按上述方法分割为上下两部分，并以此循环分割上部分图，直到分割完毕。

其他层可依此过程，循环执行。

综上所述,本发明通过对CLI切片文件解析获取3D打印模型分层，轮廓，多义线等信息；通过对多义线按照给定的分割参数（打印头的物理宽度或指定的一个数值）进行分割，重组，将每一分层轮廓分割为多个分割轮廓，形成新的多义线；对新的层数据进行处理，获取打印头动态移动坐标数据，并进行走位打印。本发明中灵活有效的图幅分割方法，能够有效的剔除无图部分，只保留需打印部分，实现喷头按需求快速走位，高效打印。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。