本发明专利技术公开了一种用于FDM 3D打印机的故障测试-定位方法，包括如下步骤：A.构建能完整描述被测对象的功能模型；B.对应各测试行为建立测试用例集；C.发送测试用例至所述功能模型以激励所述功能模型输出比较信息，同时发送测试用例至所述被测FDM 3D打印机的主控电路中的单片机；D.收集并处理所述数字信号和来自所述FDM 3D打印机的驱动电路的模拟信号，打包成报文反馈至上位机；E.通过所述上位机对比所述比较信息和所述报文，并将比较结果编辑成log文本，用于定位故障。本发明专利技术解决了现有技术的测试方法功能覆盖率低且无法判定出现异常情况是控制算法问题、电路驱动问题还是机械问题引起的缺陷。
【技术实现步骤摘要】
一种用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法
本专利技术涉及3D打印机
，特别是涉及一种用于FDM3D打印机的故障测试及定位方法。
技术介绍
目前，各FDM3D打印机生产厂商通过在开源的固件上做修改以适应自身的机型，样机研发完成后的功能测试以传统的目测为主，即通过反复打印观察并收集其异常状态，如异常原因是由固件引起的，则通过修改固件消除。其测试流程如图1所示。该测试方法主要有以下几个弊端：1.功能覆盖率低：由于打印文件的造型和打印速度的制约，传统测试过程中的运动控制无法覆盖基于任意运动速率的任意运动路径，因此，永远无法保证打印机在打印某个之前没有打印过的文件时会出现由固件引起的异常情况。同理，单靠目测本地人机界面(以触摸屏为例)的有限状态的手动操作，也难以保证所有的人机操作都不会使控制界面进入死循环等异常情况。2.出现异常情况时无法判定是控制算法问题、电路驱动问题还是机械问题：例如Delta机中所有的运动轨迹都要通过同时驱动三个电机来完成，为了确保精确地控制，不仅三个电机的步进脉冲输出要通过固件进行精密计算后方可匹配，而且三个传输皮带间的松紧度也要很好地匹配。因此，挤出头运动过程中若出现丢步情况，无法判断其根本原因何在。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法，以解决上述现有测试技术存在的功能覆盖率低且无法判定出现异常情况是控制算法问题、电路驱动问题还是机械问题引起的缺陷。为此，本专利技术提出一种用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法，包括：A.构建能完整描述被测对象的功能模型；B.对应各测试行为建立测试用例集，所述测试用例集中的每个测试用例至少描述一个测试行为；C.发送测试用例至所述功能模型以激励所述功能模型输出比较信息，同时发送所述测试用例至所述被测FDM3D打印机的主控电路中的单片机，所述功能模型具备与被测对象控制部件完全相同的信号输入端口、信号输出端口和信号处理部件；D.收集并处理所述数字信号和来自所述FDM3D打印机的驱动电路的模拟信号，打包成报文反馈至上位机；E.通过所述上位机对比所述比较信息和所述报文，并将比较结果编辑成log文本，用于定位故障。优选地，本专利技术还可以具有如下技术特征：所述步骤D中的收集和处理通过测试电路完成，所述测试电路包括用于接收所述比较信息的数据反馈编码器，用于接收所述模拟信号的模数转换电路。所述测试电路还包括用于接收各传感器信号的闭环周期计时器。所述测试用例用于实现两个极限坐标间的往复运动，并通过所述功能模型计算所述被测FDM3D打印机的挤出头在两个极限位置运动时各电机的步进数，所述步骤E中的所述对比所述比较信息和所述报文包括：1)将所述单片机输出至所述FDM3D打印机的各电机的实际步进数经线性转换得出的总位移与所述功能模型中计算出的步进数进行对比；2)将所述单片机输出至所述FDM3D打印机的各电机的实际步进数与所述FDM3D打印机中各gcode命令中相应参数累计的运动位移进行对比；3)将所述单片机输出至各电机的实际步进数与所述FDM3D打印机中各电机驱动器给电机的实际脉冲经模数转换并解码的数据进行对比；当测试通过所述2)和3)的比较但未通过所述1)的比较时，判定为机械故障或机械误差；当测试通过所述1)的比较但未通过所述2)、3)的比较时，判定为单片机的固件故障。通过所述测试用例使所述FDM3D打印机的挤出头在给定的随机坐标、随机运动半径及随机运动方向与所述FDM3D打印机的三轴相交的随机运动夹角之间作随机运动速率的往复运动，所述步骤E中对比所述比较信息和所述报文包括：1)将所述单片机输出至所述FDM3D打印机的各电机的实际步进数经线性转换得出的总位移与所述FDM3D打印机中各gcode命令中相应参数累计的运动位移进行对比；2)将所述单片机输出至各电机的实际步进数与所述FDM3D打印机中各电机驱动器给电机的实际脉冲经模数转换并解码的数据进行对比；当测试通过了所述1)的比较但没通过所述2)的比较时，判定为驱动电路功能不稳定；当测试未通过所述1)的比较但通过了所述2)的比较，则判定为固件故障。在所述FDM3D打印机工作的任意时间点随机插入至少一个传感器的极限值，并通过所述闭环周期计时器计数，直到接收到所述单片机对该极限值的响应后计数停止，再通过所述数据反馈编码器上传到所述上位机，并将计算得到的响应时间通过log文本输出。在打印机工作期间的预定时段，通过所述测试用例模拟手动、随机且快速地按压触屏各个区域，以产生报文并下发所述单片机，并将所述报文连同所述FDM3D打印机的各电机的运动反馈信息通过所述数据反馈编码器返回至所述上位机，当所述触屏显示挂死或运动异常现象，则判定为单片机的固件故障。该故障测试-定位方法还采用测试缓存来缓存所述测试用例及该FDM3D打印机的各传感器状态数据。本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：解决了现有技术的测试方法功能覆盖率低且无法判定出现异常情况是控制算法问题、电路驱动问题还是机械问题引起的缺陷。附图说明图1是现有技术的测试流程图；图2是本专利技术一个具体实施方式的测试环境架构图；图3是一个具体实施方式的H型结构3D打印机的驱动皮带设置示意图；图4是一个实施方式的闭环周期计时器状态转换示意图。具体实施方式所述闭环周期计时器用于计算从传感器信号输出到单片机响应该信号后所用的时间。本专利技术提出一种用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法，其原理图如图2所示，包括：A.构建能完整描述被测对象的功能模型101；B.对应各测试行为建立测试用例集，所述测试用例集中的每个测试用例102至少描述一个测试行为；C.发送所述测试用例至所述功能模型101以激励所述功能模型输出比较信息，同时发送测试用例至所述被测FDM3D打印机的主控电路20中的单片机201，所述功能模型101具备与被测对象控制部件完全相同的信号输入端口、信号输出端口和信号处理部件；D.收集并处理所述数字信号和来自所述FDM3D打印机的驱动电路202的模拟信号，打包成报文反馈至上位机10；E.通过所述上位机10对比所述比较信息和所述报文，并将比较结果编辑成log文本，用于定位故障。其中:所述功能模型在上位机模拟整个打印机的功能，包括但不限于如下功能：a.用于计算所述被测FDM3D打印机的挤出头在两个极限位置运动时各电机的步进数。b.用于各随机坐标往复运动时步进数的计算。c.用于计算触摸屏接收到某些输入时应当正确响应的输出；并将应当正确响应的输出和实际的输出作对比，来判断实际输出是否正确。所述功能模型可作为所述上位机中的一个软件模块，该软件模块模拟了充当下位机的打印机的所有的功能，可看作是一个虚拟的打印机。在正常情况下，当同时对打印机和所述功能模型输入同一组数据时，所述功能模型的输出应与实际打印机的输出完全相同。那么，在功能模型是完善而准确的情况下，若上述两者输出的结果存在差异，则说明打印机的功能在此处有bug或故障。所述步骤D中的收集和处理可通过测试本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于FDM 3D打印机的故障测试‑定位方法，其特征在于包括如下步骤：A.构建能完整描述被测对象的功能模型；B.对应各测试行为建立测试用例集，所述测试用例集中的每个测试用例至少描述一个测试行为；C.发送测试用例至所述功能模型以激励所述功能模型输出比较信息，同时发送所述测试用例至所述被测FDM 3D打印机的主控电路中的单片机，所述功能模型具备与被测对象控制部件完全相同的信号输入端口、信号输出端口和信号处理部件；D.收集并处理所述数字信号和来自所述FDM 3D打印机的驱动电路的模拟信号，打包成报文反馈至上位机；E.通过所述上位机对比所述比较信息和所述报文，并将比较结果编辑成log文本，用于定位故障。
【技术特征摘要】
1.一种用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法，其特征在于包括如下步骤：A.构建能完整描述被测对象的功能模型；B.对应各测试行为建立测试用例集，所述测试用例集中的每个测试用例至少描述一个测试行为；C.发送测试用例至所述功能模型以激励所述功能模型输出比较信息，同时发送所述测试用例至所述被测FDM3D打印机的主控电路中的单片机，所述功能模型具备与被测对象控制部件完全相同的信号输入端口、信号输出端口和信号处理部件；D.收集并处理数字信号和来自所述FDM3D打印机的驱动电路的模拟信号，打包成报文反馈至上位机；E.通过所述上位机对比所述比较信息和所述报文，并将比较结果编辑成log文本，用于定位故障。2.如权利要求1所述的用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法，其特征在于：所述步骤D中的收集和处理通过测试电路完成，所述测试电路包括用于接收所述比较信息的数据反馈编码器，用于接收所述模拟信号的模数转换电路。3.如权利要求2所述的用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法，其特征在于：所述测试电路还包括用于接收各传感器信号的闭环周期计时器。4.如权利要求2所述的用于FDM3D打印机的故障测试-定位方法，其特征在于，通过所述功能模型计算所述被测FDM3D打印机的挤出头在两个极限位置运动时各电机的步进数，并通过所述测试用例实现两个极限坐标间的往复运动，所述步骤E中对比所述比较信息和所述报文包括：1)将所述单片机输出至所述FDM3D打印机的各电机的实际步进数与所述功能模型中计算出的步进数进行对比；2)将所述单片机输出至所述FDM3D打印机的各电机的实际步进数经线性转换得出的总位移与由所述上位机下发至所述FDM3D打印机中的各gcode命令中相应参数所累计的运动位移进行对比；3)将所述单片机输出至各电机的实际步进数与所述FDM3D打印机中各电机驱动器给电机的实际脉冲经模数转换并解码的数据进行对比；当测试通过所述2)和3)的比较但未通过所述1)的比较时，判定...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘豫章，
申请(专利权)人：深圳市七号科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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