[发明专利]3D打印机及其自动调平方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印快速成形技术领域，尤其涉及一种3D打印机及其自动调平方法。

背景技术

当3D打印机第一次使用、长期未使用或设备被搬动后，就需要进行一次调平操作。现有桌面级的3D打印机都需要手动的对打印平台进行调平操作，这个调平工作不但需要把打印平台调成水平，同时还需要合理控制打印平台与打印机构中喷头的间距。如果平台与喷头的间距过大，第一层的打印材料就无法粘在平台上，上层的打印质量就无从谈起。如果平台与喷头的间距过小，喷头就很有可能划伤平台。因此调平操作直接影响到整个3D打印成品的质量。

对于初级操作者来说，技术门槛比较高，需要较高的学习成本；即使对于资深操作者来说，也需要经常进行调整、维护。如果操作者第一次使用时没有认真的按照操作说明书的说明进行调平，不仅打印效果没有办法保证，甚至有可能划伤平台。而手动调平操作的过程是冗长的、并且需要经验的操作，需要操作者需要去通过多次的尝试，才能掌握平台与喷头之间合理的间距。

因此，需要提供一种3D打印机及自动调平方式，通过智能识别打印平台倾斜状况，并进行调节，从而减少操作者对3D打印机的调平及维护工作。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中3D打印机存在的调平操作要求高、过程繁琐，无法自动完成的问题，提供一种3D打印机及其自动调平方法，完善3D打印机的自动调平功能，通过增加接近传感器，实现智能控制打印平台与打印喷头的间距，以及智能识别打印平台倾斜状况并进行调节。

为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印机，包括设置在3D打印机的打印机构同一表面上的喷头、接近传感器，以及设置在3D打印机内的与所述打印机构相连的一控制器；所述接近传感器的工作面到所述表面的距离小于所述喷头的工作面到所述表面的距离；所述接近传感器用于获取检测信号并传送至所述控制器；当3D打印机的打印平台上升至与所述接近传感器的距离达到预设阈值范围内时，所述控制器根据接收到的接近传感器的第一检测信号，控制打印平台停止上升。

所述控制器进一步用于在打印平台停止上升后，控制所述接近传感器检测打印平台上多个预设检测点，获取相应多个第二检测信号，并根据每一第二检测信号获取相应检测点在以3D打印机的X、Y、Z轴为指定方向建立的空间直角坐标系中的空间坐标，获取打印平台倾斜角度和方向，从而调整打印机构移动线路，实现自动调平。

所述控制器进一步用于在打印平台停止上升后，控制打印机构按预设路线移动，从而使所述接近传感器依次检测打印平台上多个预设检测点，获取相应多个第二检测信号。

所述控制器进一步采样最小二乘法对每一检测点所对应的空间坐标进行空间平面拟合，获取平面方程，进而获取打印平台倾斜角度和方向。

为实现上述目的，本发明还提供了一种3D打印机自动调平方法，采用本发明所述3D打印机，包括：（1）接收所述接近传感器传送的第一检测信号，控制打印平台停止上升；（2）控制所述接近传感器检测打印平台上多个预设检测点，获取相应多个第二检测信号；（3）根据每一第二检测信号获取相应检测点在以3D打印机的X、Y、Z轴为指定方向建立的空间直角坐标系中的空间坐标，获取打印平台倾斜角度和方向；（4）调整打印机构移动线路，实现自动调平。

步骤（2）进一步包括：控制打印机构按预设路线移动，从而使所述接近传感器依次检测打印平台上多个预设检测点，获取相应多个第二检测信号。

所述方法进一步采样最小二乘法对每一检测点所对应的空间坐标进行空间平面拟合，获取平面方程，进而获取打印平台倾斜角度和方向。

本发明的优点在于：通过增加接近传感器，通过智能识别打印平台倾斜状况并进行调节，以较低的成本解决了3D打印机调平过程繁琐的问题，不仅降低了操作者的使用门槛，且使用方便，减少了操作者对3D打印机的调平及维护工作。

附图说明

图1，本发明所述3D打印机的架构示意图；

图2，本发明所述3D打印机自动调平方法的流程图；

图3，本发明一实施例所示打印机构移动路线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的3D打印机及其自动调平方法做详细说明。