基于物联网的智能3D打印机及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于物联网的智能3D打印机及其控制方法，包括MCU主控模块、加热平台、送料单元和出料单元，所述MCU主控模块通过内部数据总线和扩展板相连，所述出料单元位于加热平台上方并可沿X轴和Y轴平移，所述出料单元以及加热平台通过丝杆和联轴器进行Z轴平移，其中，所述加热平台的上方设置有摄像头，所述MCU主控模块通过UART接口与路由器控制板连接,所述路由器控制板通过USB接口与摄像头相连。本发明专利技术在传统3D上集成了路由器控制板和USB摄像头，在远程PC机或移动设备上通过web或app，远程监视打印机状态，控制打印速度和温度参数，从而解决传统3D打印机打印时间长，且无人值守，造成耗材浪费等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种3D打印机及其控制方法，尤其涉及一种网络化3D打印机及其监控方法。
技术介绍
3D打印是一种快速成型技术，它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。现有桌面级3D打印机，一个模型的打印时间一般都比较久，且打印机工作一段时间后，都需要维护。此外，现有桌面级3D打印机容易存在耗材用尽、喷头堵料、模型滑动或断层等异常现象，以至浪费耗材，甚至造成危险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的智能3D打印机及其控制方法，能够远程、实时监视打印机状态，控制打印机动作，避免打印机工作异常，导致的耗材浪费，甚至造成危险。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于物联网的智能3D打印机，包括MCU主控模块、加热平台、送料单元和出料单元，所述MCU主控模块通过内部数据总线和扩展板相连，所述出料单元位于加热平台上方并可沿X轴和Y轴平移，所述出料单元以及加热平台通过丝杆和联轴器进行Z轴平移，其中，所述加热平台的上方设置有摄像头，所述MCU主控模块通过UART接口与路由器控制板连接,所述路由器控制板通过USB接口与摄像头相连。上述的基于物联网的智能3D打印机，其中，所述摄像头为红外摄像头，所述摄像头安装在摄像头固定座中，所述摄像头固定座固定在转轴连接板上，所述转轴连接板通过扭矩转轴和转轴固定座固定相连，所述转轴固定座安装在主壳体的内壁上。上述的基于物联网的智能3D打印机，其中，所述出料单元包括分离式喷嘴、铝板固定座、不锈钢固定座、铁氟龙固定座和铁氟龙管，所述铁氟龙固定座插入不锈钢固定座中，所述铁氟龙管贯穿铁氟龙固定座、不锈钢固定座和铝板固定座，并通过加热铜块和分离式喷嘴相连。上述的基于物联网的智能3D打印机，其中，所述铝板固定座上设有散热风扇，所述不锈钢固定座上设置攻丝螺纹孔，并通过内六角螺丝固定铁氟龙管。上述的基于物联网的智能3D打印机，其中，所述送料单元包括送料电机、挤出机和导料管，所述送料电机的微型轴承通过相互啮合的第一减速齿轮和第二减速齿轮连接挤出机上的松紧调节推板，所述第一减速齿轮和第二减速齿轮齿轮比为1:3。上述的基于物联网的智能3D打印机，其中，所述MCU主控模块为ATMEGA2560控制板，所述路由器控制板为MT7620核心板，所述扩展板包含显示屏单元、旋钮和SD卡单元。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种上述基于物联网的智能3D打印机的控制方法，包括如下步骤：将所述智能3D打印机通过互联网和远程PC机或移动设备相连；在远程PC机或移动设备上打开web界面，手绘任意图形或载入图片，远程发送至所述智能3D打印机，实现远程无线手绘打印；在远程PC机或移动设备上通过web或app，远程监视打印机状态，控制打印速度和温度参数。上述的基于物联网的智能3D打印机的控制方法，其中，远程监视时，如果发现送料单元的喷嘴和加热平台上的打印物品存在0.5～1.5的落差，则判定送料单元的喷嘴堵料，并停止打印；如果发现打印物品存在棉絮状，则判定电机失步导致移位，并停止打印。上述的基于物联网的智能3D打印机的控制方法，其中，还包括将打印视频或打印文件集中上传至平台社区，并通过平台社区对打印视频或打印文件进行分类或分割，并将分类或分割后的文件块分发给不同打印机实现同时打印。上述的基于物联网的智能3D打印机的控制方法，其中，所述扩展板包含显示屏单元、旋钮和SD卡单元，所述控制方法还包括获取SD卡单元内的文件进行离线打印。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术提供的基于物联网的智能3D打印机及其控制方法，在传统3D上集成了路由器控制板和USB摄像头实现远程查看打印机工作状态，MCU主控模块通过UART接口与路由器控制板相连，实现远程控制打印；从而解决传统3D打印机打印时间长，且无人值守，造成耗材浪费等问题。附图说明图1为本专利技术的基于物联网的智能3D打印机的系统架构示意图；图2为本专利技术的基于物联网的智能3D打印机的机械结构示意图；图3为本专利技术的智能3D打印机的传动结构示意图；图4为本专利技术的智能3D打印机的主要零部件在主壳体上分布示意图；图5为本专利技术的智能3D打印机的摄像头安装结构示意图；图6为本专利技术的智能3D打印机的打印喷头结构示意图；图7为本专利技术的智能3D打印机的送料单元结构示意图。图中：1路由器控制板 2MCU主控模块 3扩展板4摄像头 5送料电机 6加热平台7限位开关 8温度检测装置 9电源模块10主壳体 11送料单元 12丝杆13光轴 14出料单元 15滑块16亚克力门 17拉手 18显示屏单元19旋钮 20显示屏控制板 21X轴电机22Y轴电机 23Z轴电机 24联轴器25光轴固定座 401摄像头固定座 402转轴连接板403扭矩转轴 404转轴固定座 1101气管接头1102第一齿轮 1103第二齿轮 1104微型轴承1105滚花螺杆 1106松紧调节推板 1107底座1401分离式喷嘴 1402加热铜块 1403铝板固定座1404不锈钢固定座 1405铁氟龙固定座 1406铁氟龙管具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。图1为本专利技术的基于物联网的智能3D打印机的系统架构示意图；图2为本专利技术的基于物联网的智能3D打印机的机械结构示意图；图3为本专利技术的智能3D打印机的传动结构示意图。请参见图1、图2和图3，本专利技术提供的基于物联网的智能3D打印机，包括MCU主控模块2、加热平台6、送料单元11和出料单元14，其中，所述MCU主控模块2通过内部数据总线和扩展板3相连，所述出料单元位于加热平台6上方并可沿X轴和Y轴平移，所述出料单元14以及加热平台6通过丝杆12和联轴器24进行Z轴平移，所述加热平台6的上方设置有摄像头4，所述MCU主控模块2通过UART接口与路由器控制板1连接,所述路由器控制板1通过USB接口与摄像头4相连。所述出料单元14固定在滑块15上并分别通过X轴电机21和Y轴电机22沿两根垂直分布的光轴13移动实现X轴和Y轴平移。加热平台上设置温度检测装置8、加热模块、加热板和耐高温玻璃板，所述出料单元14以及加热平台6由Z轴电机23驱动通过丝杆12和联轴器24进行Z轴平移。光轴13安装在光轴固定座25中，使加热平台更稳固。本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于物联网的智能3D打印机，包括MCU主控模块(2)、加热平台(6)、送料单元(11)和出料单元(14)，其特征在于，所述MCU主控模块(2)通过内部数据总线和扩展板(3)相连，所述出料单元(14)位于加热平台(6)上方并可沿X轴和Y轴平移，所述出料单元以及加热平台(6)通过丝杆(12)和联轴器(24)进行Z轴平移，所述加热平台(6)的上方设置有摄像头(4)，所述MCU主控模块(2)通过UART接口与路由器控制板(1)连接,所述路由器控制板(1)通过USB接口与摄像头(4)相连。

【技术特征摘要】
1.基于物联网的智能3D打印机，包括MCU主控模块(2)、加热平台(6)、送料单元(11)和出料单元(14)，其特征在于，所述MCU主控模块(2)通过内部数据总线和扩展板(3)相连，所述出料单元(14)位于加热平台(6)上方并可沿X轴和Y轴平移，所述出料单元以及加热平台(6)通过丝杆(12)和联轴器(24)进行Z轴平移，所述加热平台(6)的上方设置有摄像头(4)，所述MCU主控模块(2)通过UART接口与路由器控制板(1)连接,所述路由器控制板(1)通过USB接口与摄像头(4)相连。2.如权利要求1所述的基于物联网的智能3D打印机，其特征在于，所述摄像头(4)为红外摄像头，所述摄像头(4)安装在摄像头固定座(401)中，所述摄像头固定座(401)固定在转轴连接板上，所述转轴连接板(402)通过扭矩转轴(403)和转轴固定座(404)固定相连，所述转轴固定座(404)安装在主壳体(10)的内壁上。3.如权利要求1所述的基于物联网的智能3D打印机，其特征在于，所述出料单元包括分离式喷嘴(1401)、铝板固定座(1403)、不锈钢固定座(1404)、铁氟龙固定座(1405)和铁氟龙管(1406)，所述铁氟龙固定座(1405)插入不锈钢固定座(1404)中，所述铁氟龙管(1406)贯穿铁氟龙固定座(1405)、不锈钢固定座(1404)和铝板固定座(1403)，并通过加热铜块(1402)和分离式喷嘴(1401)相连。4.如权利要求3所述的基于物联网的智能3D打印机，其特征在于，所述铝板固定座(1403)上设有散热风扇，所述不锈钢固定座(1404)上设置攻丝螺纹孔，并通过内六角螺丝固定铁氟龙管(1406)。5.如权利要求1所述的基于物联网的智能3D打印机，其特征在于，所述送料单元包括送...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐少权，
申请(专利权)人：上海易教信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31