3D打印机光栅数据采集卡测试系统及测试方法技术方案

本申请提供一种3D打印机光栅数据采集卡测试系统，其包括依次连接的测试板块、运算单元和模拟3D打印主控制器；测试板块还连接至至少一个模拟输出光栅信号模块，该至少一个模拟输出光栅信号模块用于分别连接至至少一个待测光栅数据采集卡。本申请还提供一种3D打印机光栅数据采集卡测试方法，其包括发出控制指令；根据该控制指令生成模拟光栅信号；采集待测光栅数据采集卡发出的反馈光栅信号；将模拟光栅信号与反馈光栅信号进行对比。本申请的光栅数据采集卡测试系统及测试方法不需要依赖真实的3D打印机设备即可测试3D打印机光栅数据采集卡，能够提高组织生产效率，节约用户的物质成本、时间成本以及人力成本。

【技术实现步骤摘要】
3D打印机光栅数据采集卡测试系统及测试方法
本专利技术涉及3D打印机
，具体涉及一种3D打印机光栅数据采集卡测试系统及测试方法。
技术介绍
3D打印技术，又称快速成型技术，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据零件或者物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式就可以制造出实物或者实物模型。申请人为解决现有技术3D打印机打印精度严重不够、打印出的产品无法满足预期要求的技术缺陷，设计了高精度3D打印机光栅数据采集卡，该光栅数据采集卡可以实时同步采集3D打印机X轴、Y轴和Z轴的光栅信号，并根据采集的光栅信号检测各轴电机是否出现卡顿现象等问题。但光栅数据采集卡作为一种产品，现有技术中不存在针对该产品进行质量检测的技术方案。
技术实现思路
根据本申请的第一方面，提供一种3D打印机光栅数据采集卡测试系统，其包括依次连接的测试板块(20)、运算单元(10)和模拟3D打印主控制器(40)；测试板块用于连接至至少一个模拟输出光栅信号模块(31、32、33)，该至少一个模拟输出光栅信号模块用于对应连接至至少一个待测3D打印机光栅数据采集卡(01、02、03)；运算单元用于向测试板块发出控制指令；该控制指令包含模拟打印状态信息；测试板块用于根据该控制指令生成模拟光栅信号并通过模拟输出光栅信号模块发送至其对应的待测3D打印机光栅数据采集卡；模拟3D打印主控制器用于连接至该至少一个待测3D打印机光栅数据采集卡，用于采集待测3D打印机光栅数据采集卡发出的反馈光栅信号并发送至运算单元；运算单元还用于将模拟光栅信号与反馈光栅信号进行对比。根据本申请的第二方面，提供一种3D打印机光栅数据采集卡测试方法，其包括如下过程：发出控制指令，该控制指令包含模拟打印状态信息；根据该控制指令生成模拟光栅信号并发送至至少一个待测3D打印机光栅数据采集卡；采集待测3D打印机光栅数据采集卡发出的反馈光栅信号；将模拟光栅信号与反馈光栅信号进行对比。本申请的光栅数据采集卡测试系统及测试方法能测试3D打印机光栅数据采集卡，进行测试的过程不需要依赖真实的3D打印机设备即可检测光栅数据采集卡的功能是否正常，能够提高组织生产效率，节约用户的物质成本、时间成本以及人力成本。附图说明图1为实施例一的3D打印机光栅数据采集卡测试系统结构示意图；图2为实施例一的测试板块结构示意图；图3为实施例一的模拟光栅信号生成器模块电路结构示意图；图4为实施例一的测试系统用以检测的3D打印机光栅数据采集卡结构示意图；图5为实施例一的3D打印机光栅数据采集卡测试方法流程图；图6为实施例一的模拟光栅信号状态转移图及状态转移表示意图；图7为实施例一的模拟光栅尺正向移动时输出信号仿真图；图8为实施例一的模拟光栅尺反向移动时输出信号仿真图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。实施例一：如图1所示，本实施例的高精度3D打印机光栅数据采集卡测试系统包括PC机50(个人计算机，PersonalComputer，即运算单元)、测试板块20、模拟3D打印主控制器40以及多个模拟输出光栅信号模块。如图2所示，测试板块20包括FPGA核心板21和光栅单端信号转差分信号电路模块22；FPGA核心板21包括以太网接口模块211、主控制模块212和模拟光栅信号生成器模块213。本实施例中，模拟输出光栅信号模块为三个，即1号3D打印机模拟X/Y/Z轴输出光栅信号模块31、2号3D打印机模拟X/Y/Z轴输出光栅信号模块32和3号3D打印机模拟X/Y/Z轴输出光栅信号模块33。PC机50、太网接口模块211、主控制模块212、模拟光栅信号生成器模块213和光栅单端信号转差分信号电路模块22依次连接，光栅单端信号转差分信号电路模块22分别连接至1号3D打印机模拟X/Y/Z轴输出光栅信号模块31、2号3D打印机模拟X/Y/Z轴输出光栅信号模块32和3号3D打印机模拟X/Y/Z轴输出光栅信号模块33。如图3所示，模拟光栅信号生成器模块213包括第五SN74LVC4245A芯片U5、第十二SN74LVC4245A芯片U12、第六MC3487芯片U6、第七MC3487芯片U7和第九MC3487芯片U9。芯片U5的第13号GND引脚、OE引脚以及芯片U12的第13号GND引脚、B4引脚、B3引脚、B2引脚、B1引脚和OE引脚接地。芯片U5的B8引脚、B7引脚、B6引脚、B5引脚、B4引脚、B3引脚、B2引脚、B1引脚以及芯片U12的B8引脚、B7引脚、B6引脚和B5引脚分别连接至插针P3的第12口(传输THA1信号)、第11口(THB1信号)、第10口(THZ1信号)、第9口(RA1信号)、第8口(RB1信号)、第7口(RZ1信号)、第6口(ZA1信号)、第5口(ZB1信号)、第4口(ZZ1信号)、第3口(TA1信号)、第2口(TB1信号)和第1口(TZ1信号)。芯片U5的第23号3.3V引脚、第24号3.3V引脚以及芯片U12的第23号3.3V引脚和第24号3.3V引脚连接至3.3V电源。芯片U5的第12号GND引脚、第11号GND引脚、DIR引脚以及芯片U12的第12号GND引脚、第11号GND引脚和DIR引脚接地。芯片U5的A8引脚(传递THA信号)、A7引脚(THB信号)、A6引脚(THZ信号)、A5引脚(RA信号)、A4引脚(RB信号)、A3引脚(RZ信号)、A2引脚(ZA信号)、A1引脚(ZB信号)以及芯片U12的A8引脚(ZZ信号)、A7引脚(TA信号)、A6引脚(TB信号)和A5引脚(TZ信号)分别连接至芯片U6的2A引脚、1A引脚、4A引脚、3A引脚以及芯片U7的2A引脚、1A引脚、4A引脚、3A引脚以及芯片U9的2A引脚、1A引脚、4A引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印机光栅数据采集卡测试系统，其特征在于，/n包括依次连接的测试板块(20)、运算单元(10)和模拟3D打印主控制器(40)；/n所述测试板块用于连接至至少一个模拟输出光栅信号模块(31、32、33)，该至少一个模拟输出光栅信号模块用于对应连接至至少一个待测3D打印机光栅数据采集卡(01、02、03)；/n所述运算单元用于向所述测试板块发出控制指令；该控制指令包含模拟打印状态信息；/n所述测试板块用于根据该控制指令生成模拟光栅信号并通过模拟输出光栅信号模块发送至其对应的待测3D打印机光栅数据采集卡；/n所述模拟3D打印主控制器用于连接至该至少一个待测3D打印机光栅数据采集卡，用于采集待测3D打印机光栅数据采集卡发出的反馈光栅信号并发送至所述运算单元；/n所述运算单元还用于将模拟光栅信号与反馈光栅信号进行对比。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机光栅数据采集卡测试系统，其特征在于，
包括依次连接的测试板块(20)、运算单元(10)和模拟3D打印主控制器(40)；
所述测试板块用于连接至至少一个模拟输出光栅信号模块(31、32、33)，该至少一个模拟输出光栅信号模块用于对应连接至至少一个待测3D打印机光栅数据采集卡(01、02、03)；
所述运算单元用于向所述测试板块发出控制指令；该控制指令包含模拟打印状态信息；
所述测试板块用于根据该控制指令生成模拟光栅信号并通过模拟输出光栅信号模块发送至其对应的待测3D打印机光栅数据采集卡；
所述模拟3D打印主控制器用于连接至该至少一个待测3D打印机光栅数据采集卡，用于采集待测3D打印机光栅数据采集卡发出的反馈光栅信号并发送至所述运算单元；
所述运算单元还用于将模拟光栅信号与反馈光栅信号进行对比。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述测试板块(20)包括FPGA核心板(21)和光栅单端信号转差分信号电路模块(22)；
所述FPGA核心板(21)包括依次连接的以太网接口模块(211)、主控制模块(212)和模拟光栅信号生成器模块(213)；
所述以太网接口模块还连接至所述运算单元，用于接收所述运算单元发送的控制指令并按设定时序发送至所述主控制模块；
所述主控制模块用于根据控制指令产生方向信号和脉冲信号并发送至所述模拟光栅信号生成器模块；
所述模拟光栅信号生成器模块用于将方向信号和脉冲信号转换成单端信号形式的模拟光栅信号，并发送至所述光栅单端信号转差分信号电路模块；
所述光栅单端信号转差分信号电路模块用于将单端信号形式的模拟光栅信号转换成差分信号形式的模拟光栅信号并通过模拟输出光栅信号模块发送至待测3D打印机光栅数据采集卡。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述单端信号形式的模拟光栅信号包括模拟光栅A信号、模拟光栅B信号和模拟光栅Z信号；
所述差分信号形式的模拟光栅信号包括模拟光栅A+/A-信号、模拟光栅B+/B-信号和模拟光栅Z+/Z-信号；
模拟光栅A信号、模拟光栅B信号和模拟光栅Z信号分别对应模拟光栅A+/A-信号、模拟光栅B+/B-信号和模拟光栅Z+/Z-信号；
模拟光栅A+/A-信号对应3D打印机的X运动轴的运动状态，模拟光栅B+/B-信号对应3D打印机的Y运动轴的运动状态，模拟光栅Z+/Z-信号对应3D打印机的Z运动轴的运动状态；
所述模拟3D打印主控制器采集的待测3D打印机光栅数据采集卡发出的反馈光栅信号包括反馈光栅A+/A-信号、反馈光栅B+/B-信号和反馈光栅Z+/Z-信号；
所述运算单元用于将模拟光栅信号的模拟光栅A+/A-信号与反馈光栅信号的反馈光栅A+/A-信号进行对比，将模拟光栅信号的模拟光栅B+/B-信号与反馈光栅信号的反馈光栅B+/B-信号进行对比，将模拟光栅信号的模拟光栅Z+/Z-信号与反馈光栅信号的反馈光栅Z+/Z-信号进行对比。


4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述模拟光栅信号生成器模块(213)包括第五SN74LVC4245A芯片U5、第十二SN74LVC4245A芯片U12、第六MC3487芯片U6、第七MC3487芯片U7和第九MC3487芯片U9；
芯片U5的第13号GND引脚、OE引脚以及芯片U12的第13号GND引脚、B4引脚、B3引脚、B2引脚、B1引脚和OE引脚接地；芯片U5的B8引脚、B7引脚、B6引脚、B5引脚、B4引脚、B3引脚、B2引脚、B1引脚以及芯片U12的B8引脚、B7引脚、B6引脚和B5引脚分别连接至插针P3的第12口、第11口、第10口、第9口、第8口、第7口、第6口、第5口、第4口、第3口、第2口和第1口；芯片U5的第23号3.3V引脚、第24号3.3V引脚以及芯片U12的第23号3.3V引脚和第24号3.3V引脚连接至电源；
芯片U5的第12号GND引脚、第11号GND引脚、DIR引脚以及芯片U12的第12号GND引脚、第11号GND引脚和DIR引脚接地；芯片U5的A8引脚、A7引脚、A6引脚、A5引脚、A4引脚、A3引脚、A2引脚、A1引脚以及芯片U12的A8引脚、A7引脚、A6引脚和A5引脚分别连接至芯片U6的2A引脚、1A引脚、4A引脚、3A引脚以及芯片U7的2A引脚、1A引脚、4A引脚、3A引脚以及芯片U9的2A引脚、1A引脚、4A引脚和3A引脚；
芯片U6的VCC引脚、1,2EN引脚、3,4EN引脚以及芯片U7的VCC引脚、1,2EN引脚、3,4EN引脚以及芯片U9的VCC引脚、1,2EN引脚和3,4EN引脚连接至电源；芯片U6的GND引脚、芯片U7的GND引脚和芯片U9的GND引脚接地；
芯片U6的1Y引脚、1Z引脚、2Y引脚、2Z引脚、3Y引脚、3Z引脚、4Y引脚和4Z引脚连接至插针J1的第3号口、第4号口、第1号口、第2号口以及插针J2的第1号口、第2号口以及插针J1的第6号口和第7号口；
芯片U7的1Y引脚、1Z引脚、2Y引脚、2Z引脚、3Y引脚、3Z引脚、4Y引脚和4Z引脚连接至插针J2的第6号口、第7号口、第3号口、第4号口以及插针J4的第3号口、第4号口...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海刚，刘培超，刘主福，
申请(专利权)人：深圳市越疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44