[发明专利]一种3D打印机断电保护系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在3D打印机中使用的断电保护技术，尤其涉及一种3D打印机断电保护系统及其实现方法，具体就是当外界突然停止供电时，3D打印机能够存储断电前的工作信息，当恢复供电后，能够继续断电前的作业任务。 

背景技术

3D打印是一种由CAD(计算机辅助设计)通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术，可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，不再需要传统的刀具、夹具和机床，就可以打造出任意形状。3D打印带来了世界性制造业的革命，它将会取代传统制造业所用的各种各样的传统加工机械，颠覆性改变制造业的生产方式，最大的特点是不需要大规模的流水线制造。 

3D打印机的应用对象可以是任何行业，3D打印已经成为一种潮流，目前，3D打印机已经成功应用在很多领域中，比如医疗行业、科学研究、制造业以及建筑设计等领域。由于3D打印无论是在成本、速度和精确度上都要比传统制造好很多，而且3D打印技术本身非常适合大规模生产，所以未来3D打印机的应用将会更加广泛和普及。 

在3D打印机的工作过程中，难免会有突发事件造成系统断电，例如，在打印一个很大的模型过程中，当作业任务完成一半时，突然断电，如果打印机没有完善的断电保护功能，要想完成打印任务，就只能完全从头打印，这样既要浪费时间，又浪费原材料，从而大大降低了打印的效率。因此3D打印机的工作稳定性成为影响打印机打印质量和效率的一个重要因素。 

常用于对设备进行断电保护的方法有连接UPS电源和电解电源供电，其中 UPS(不间断电源)是一种能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的设备，但UPS体积较大，价格昂贵，而且充放电次数有限，不适合用于对3D打印机进行断电保护。电解电容器也是常用的断电保护设备，电容可以直接为3D打印机的控制电路板供电，但电容所储存的电能有限，所释放的电压也不稳定，而且电解电容直接与市电相连，会出现过度充电现象，如果电解液溢出，会对电路板造成腐蚀。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用在3D打印机中的断电保护技术。 

本发明的目的是为了进一步提高3D打印机的工作稳定性及工作效率，节省原材料的消耗，设计了一种应用在3D打印机中的断电保护技术。 

本发明为了实现上述目的，所采用的技术方案是： 

一种3D打印机断电保护系统，它包括断电/上电检测电路、CPU、片外存储器和供电电源，所述断电/上电检测电路的作用是将断电信号发送给CPU；所述CPU接收断电/上电检测电路发出的信号，随时将执行指令的即时执行状况存储在片外存储器中，或者随时从片外存储器中取出所存储的指令；在电源断电后，CPU采用软件程序控制的方式将打印信息数据保存到断电不丢失数据的存储器中，当再次上电时，CPU从片外存储器中读取所存信息；所述的供电电源为片外存储器提供电源； 

所述的断电/上电检测电路包括单相变压器、桥式整流器、7806稳压电路、电压比较器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、单向二极管D1和稳压二极管D_W；桥式整流器的输入端接单相变压器的输出端，其输出端分为两路，其中一路接7806稳压电路，进而连接单向二极管D1，为CPU供电；另一路顺序串联第一电阻R1和第二电阻R2后接地；第三电阻R3的一端连接电源，另一端 串联稳压二极管D_W后接地；电压比较器的负输入端连接第三电阻R3和稳压二极管D_W的接点，电压比较器正输入端连接第一电阻R1和第二电阻R2的接点，电压比较器的输出端连接CPU。 

所述一种3D打印机断电保护系统的实现方法，该方法包括如下内容： 

在3D打印机上电开机后，首先查询是否有断电标志，如果有，采用程序识别断电标志位的方式来检测上次打印是意外断电还是正常打印结束而人为关机，从而进一步选择是否从断电位置继续打印；如果没有断电标志或选择了不从断电处继续打印，则读取打印机的默认参数，从原始位置开始打印；如果选择继续打印，则系统读取断电前所存储的打印信息，从断电处继续打印；在上述程序运行过程中，检测电路随时都会检测电源是否断电，一旦检测出断电信号，CPU立刻结束上述程序，利用主电源上滤波电容上剩余的储电，以最短的时间转入断电保护子程序；