3D打印机及其控制方法与流程

3d打印机及其控制方法
技术领域
1.本技术属于3d打印技术领域，具体涉及一种3d打印机及其控制方法。


背景技术：

2.dlp光固化3d打印机根据投影装置在打印平台上投射出的画面进行打印，画面的形状和大小决定了打印出来的产品的形状和大小。但现有的dlp光固化3d打印机的打印尺寸是在出厂时固定设置好的，用户无法在使用时进行更改。例如一台dlp光固化3d打印机的分辨率为1080p，出厂时将打印精度固定为75um，则对应的打印尺寸固定设置为144*81mm，无法实现可变打印尺寸，也就无法打印出不同尺寸的产品，严重限制了打印机的使用范围。


技术实现要素：

3.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种3d打印机及其控制方法，其中，3d打印机能够调整在打印平台上形成的画面的大小，进而改变打印出的产品的尺寸，扩大打印机的使用范围。
4.为了解决上述问题，本技术提供了一种3d打印机，包括打印平台、投影装置、调整装置和控制装置，所述投影装置和所述调整装置分别与所述控制装置电连接，所述控制装置控制所述投影装置发出光线并在所述打印平台上形成初始画面，所述调整装置设置在所述投影装置发出的所述光线的光路上，所述控制装置控制所述调整装置调整所述初始画面的大小。
5.可选地，所述3d打印机还包括输入装置，所述输入装置与所述控制装置电连接，所述输入装置用于供用户输入目标参数，所述控制装置控制所述调整装置基于所述目标参数调整所述初始画面的大小，所述目标参数包括打印精度和/或目标尺寸。
6.可选地，所述3d打印机还包括图像获取装置，所述图像获取装置朝向所述打印平台设置，以获取所述调整装置调整所述初始画面时在所述打印平台上形成的实时画面，所述图像获取装置与所述控制装置电连接，以将获取到的所述实时画面发送至所述控制装置。
7.可选地，所述控制装置获取所述实时画面的尺寸，所述控制装置比较所述实时画面的尺寸与目标尺寸，基于比较结果，所述控制装置控制所述调整装置调整所述实时画面的大小，其中，所述目标尺寸为所述目标参数、由所述目标参数计算所得参数、预存参数中的一种。
8.可选地，当所述实时画面的尺寸大于所述目标尺寸时，所述控制装置控制所述调整装置缩小所述实时画面的尺寸，以使所述实时画面尺寸达到所述目标尺寸；
9.当所述实时画面的尺寸小于所述目标尺寸时，所述控制装置控制所述调整装置扩大所述实时画面的尺寸，以使所述实时画面尺寸达到所述目标尺寸。
10.可选地，所述打印平台上设置有标尺，所述图像获取装置获取所述打印平台的图像，所述实时画面和所述标尺的图像处于所述打印平台的图像中，所述控制装置解析所述
打印平台的图像，以获取所述实时画面的尺寸。
11.可选地，所述投影装置为光机，所述调整装置包括变焦镜头和驱动电机，所述变焦镜头包括镜片，所述变焦镜头设置在所述光机的输出端上，以使所述光机发出的光线经由所述镜片照射至所述打印平台上，所述镜片与所述驱动电机相连接，所述控制装置与所述驱动电机电连接，以控制所述驱动电机在所述光机的出光方向上带动所述镜片移动，以调整所述变焦镜头的焦距。
12.本技术的另一方面，提供了一种3d打印机的控制方法，所述3d打印机包括打印平台、投影装置、调整装置和控制装置，所述控制方法包括：
13.控制所述投影装置发出光线并在所述打印平台上形成初始图像；控制所述调整装置调整所述初始图像的大小。
14.可选地，所述3d打印机还包括输入装置，所述控制方法还包括：
15.接收所述输入装置发送的目标参数，根据所述目标参数调整所述初始图像，其中，所述目标参数包括打印精度和/或目标尺寸。
16.可选地，所述3d打印机还包括图像获取装置，所述控制方法还包括：
17.控制图像获取装置实时采集平台图像，以得到实时图像；
18.计算所述实时图像的尺寸，并与目标尺寸进行比较；
19.若所述实时图像的尺寸大于所述目标尺寸，则控制所述调整装置缩小所述实时图像，直至所述实时图像的尺寸达到所述目标尺寸；若所述实时图像的尺寸小于所述目标尺寸，则控制所述调整装置放大所述实时图像，直至所述实时图像的尺寸达到所述目标尺寸。
20.有益效果
21.本发明的实施例中所提供的一种3d打印机及其控制方法，其中，3d打印机能够调整在打印平台上形成的画面的大小，使3d打印机能够根据用户需求改变打印出的产品的尺寸，进而扩大打印机的使用范围，提高使用体验。
附图说明
22.图1为本技术实施例的3d打印机的立体结构示意图；
23.图2为本技术实施例的打印平台的结构示意图。
24.附图标记表示为：
25.1、打印平台；2、投影装置；3、调整装置；4、图像获取装置；5、标尺；6、实时画面；7、料盒；8、反射镜。
具体实施方式
26.结合参见图1至图2所示，一种3d打印机，包括打印平台1、投影装置2、调整装置3和控制装置，投影装置2和调整装置3分别与控制装置电连接，控制装置控制投影装置2发出光线并在打印平台1上形成初始画面，调整装置3设置在投影装置2发出的光线的光路上，控制装置控制调整装置3调整初始画面的大小。通过设置调整装置3，能够对投影装置2发出的光线进行调整，进而调整打印平台1上形成的初始画面的大小，使3d打印机能够改变打印出的产品的尺寸，可根据用户需求打印出适当大小的产品，进而扩大打印机的使用范围。例如，同样的分辨率下，打印精度越高，则产品尺寸越小，打印精度越低，则产品尺寸越大，进而可
通过设置不同的打印精度来调整产品尺寸的大小。
27.进一步的，打印精度指打印机在每英寸可打印的点数。
28.进一步的，投影装置2发出光线，光线可经反射镜8反射后传播至打印平台1，并在打印平台1上形成画面。
29.进一步的，调整装置3设置在投影装置2与反射镜8之间的光路上，反射镜8用于将光线反射到打印平台1上。
30.进一步的，打印平台1可为透明玻璃制成，打印平台1的顶部设置有料盒7，料盒7内存储有打印耗材，通过投影装置2发出的光线的照射以及料盒7内成型平台的向上移动，实现dlp光固化3d打印。
31.可以理解的是，也可通过人工操作调整装置3来调整在打印平台1上形成的画面的大小。例如，调整装置3为变焦镜头，变焦镜头设置在投影装置的输出端上，通过人工调整变焦镜头的焦距来调整初始画面的大小。
32.本实施方式中，通过设置控制装置，并使控制装置与投影装置2电连接，通过控制装置来控制投影装置2发出光线并在打印平台1上形成初始画面，控制装置与调整装置3电连接，进而控制调整装置3调整初始画面的大小，可实现自动化调整，避免增加人工劳动量，而且调整精度更高。
33.进一步的，控制装置可集成设置在3d打印机的控制系统上，也可单独设置为一个控制装置。
34.3d打印机还包括输入装置，输入装置与控制装置电连接，输入装置用于供用户输入目标参数，控制装置控制调整装置3基于目标参数调整初始画面的大小，目标参数包括打印精度和/或目标尺寸。通过设置输入装置，能够使用户输入所需要的目标参数，进而使3d打印机能够根据用户的需求进行打印，扩大了使用范围。
35.进一步的，输入装置可以为触摸屏或者键盘等，能够实现向控制装置输入参数即可。
36.作为一种实施方式，目标参数为打印精度。目标尺寸可由打印精度和打印分辨率计算得出。打印分辨率包括水平像素和垂直像素，水平像素和垂直像素分别与打印精度相乘，即可计算出目标尺寸。本实施方式中，打印分辨率为定值，调整装置3用于改变打印精度，进而调整目标尺寸的大小。
37.具体的，打印分辨率以1080p(1920*1080)的为例，在输入装置上手动输入打印精度或者选择预先录入的固定打印精度，预先录入的固定打印精度可为20um、30um、40um、50um、60um、70um、80um、90um和100um等，手动输入可输入任意适当的精度。精度为s，计算出对应的目标尺寸：x方向xw＝1920*s，y方向yw＝1080*s。例如精度选择为s＝20um，则xw＝1920*0.02＝38.4mmyw＝1080*0.02＝21.6mm，得到目标尺寸为38.4*21.6mm。
38.作为另一种实施方式，目标参数为目标尺寸。也即用户也可以直接输入目标尺寸，通过输入的目标尺寸直接进行打印。
39.作为又一种实施方式，目标参数为打印精度和目标尺寸。用户可以同时输入打印精度和目标尺寸，通过打印精度与打印分辨率进行计算得到目标尺寸，再通过输入的目标尺寸进行复核，避免打印出的产品出现尺寸错误。
40.进一步的，控制装置内可预存有多个目标尺寸供操作人员选择，操作人员只需点
击选取预存的目标尺寸即可进行打印。例如，可点击预存的分辨率为1080p(1920*1080)、精度为20um的选项，直接进行打印。。
41.3d打印机还包括图像获取装置4，图像获取装置4朝向打印平台1设置，以获取调整装置3调整初始画面时在打印平台1上形成的实时画面6，图像获取装置4与控制装置电连接，以将获取到的实时画面6发送至控制装置。通过设置图像获取装置4来获取实时画面6，保证实现自动化实时调整初始画面的同时，能够实时监测调整过程，也能进一步保证良好的调整精度。
42.进一步的，当3d打印机包括图像获取装置4，但不包括输入装置时，可通过图像获取装置4实时调整画面。当3d打印机包括图像获取装置4和输入装置时，可根据输入装置接收到的目标参数和图像获取装置4获取的实时画面6,实时调整画面。
43.进一步的，本实施方式中，图像获取装置4为摄像头，摄像头朝向打印平台1设置，进而对平台上的画面进行拍照、录像，并将获取的实时画面6发送到控制装置，使控制装置能够准确接收到调整装置3对画面调整的实时情况，进而实现准确的调整。
44.进一步的，从调整装置3开始调整时的初始画面至调整结束时的画面均为实时画面6，即图像获取装置4能够获取初始画面和调整初始画面过程中的画面以及调整完成时的画面。
45.控制装置获取实时画面6的尺寸，控制装置比较实时画面6的尺寸与目标尺寸，基于比较结果，控制装置控制调整装置3调整实时画面6的大小，其中，目标尺寸为目标参数、由目标参数计算所得参数、预存参数中的一种。通过比较实时画面6的尺寸与目标尺寸，能够将实时画面6的尺寸调整为目标尺寸，进而能够按用户的设定来调整画面大小，实现改变打印产品的尺寸，扩大打印机的使用范围。
46.作为一种实施方式，目标参数为通过输入的目标尺寸。
47.作为又一种实施方式，目标尺寸为由目标参数计算所得参数，也即根据输入的打印精度计算所得的目标尺寸。
48.作为又一种实施方式，目标尺寸为预存参数，也即目标尺寸可为预存在控制装置内的目标尺寸。也可以根据预存的打印精度计算得到目标尺寸。
49.具体的，当实时画面6的尺寸大于目标尺寸时，控制装置控制调整装置3缩小实时画面6的尺寸，以使实时画面6尺寸达到目标尺寸；当实时画面6的尺寸小于目标尺寸时，控制装置控制调整装置3扩大实时画面6的尺寸，以使实时画面6尺寸达到目标尺寸。
50.打印平台1上设置有标尺5，图像获取装置4能够获取打印平台1的图像，实时画面6和标尺的图像处于打印平台1的图像中，控制装置解析打印平台1的图像，以获取实时画面的尺寸。通过设置标尺5，并使图像获取装置4能够同时获取到包括实时画面6和标尺的图像，即实时画面6和标尺同时位于图像内，将图像解析后，即可通过图像上的标尺来测量实时画面的尺寸，进而能够更为精确地获取实时画面6的尺寸。
51.进一步的，打印平台1为矩形，标尺5设置在打印平台1的长、宽方向上。
52.进一步的，标尺5沿打印平台1的边缘设置。
53.具体的，打印平台1包括玻璃和玻璃支撑板，标尺5印在打印平台1的玻璃支撑板上。
54.进一步的，图像解析为对图片进行数字化处理，以使计算机能够将图像上的实时
画面与标尺的画面进行比较，通过标尺的画面测得实时画面的尺寸。
55.投影装置2为光机，调整装置3包括变焦镜头和驱动电机，变焦镜头包括镜片，变焦镜头设置在光机的输出端上，以使光机发出的光线经由镜片照射至打印平台上，镜片与驱动电机相连接，控制装置与驱动电机电连接，以控制驱动电机在光机的出光方向上带动镜片移动，以调整变焦镜头的焦距。通过设置变焦镜头能够实现改变光机在打印平台1上照射形成的初始画面的大小，通过设置驱动电机，并使驱动电机与控制装置电连接，能够通过控制装置直接控制驱动电机带动镜片进行调焦，实现自动调焦，保证便捷且精准的对初始画面进行调整。
56.进一步的，调整装置3可以理解为电动变焦镜头，通过控制装置控制电动镜头改变焦距，进而改变打印精度，来实现实时画面6尺寸的调整。
57.进一步的，驱动电机与变焦镜头的变焦环相连接，通过带动变焦环转动来实现变焦。
58.进一步的，当实时画面6的尺寸大于目标尺寸时，控制装置控制电动变焦镜头改变焦距，以使实时画面6尺寸变小至目标尺寸相同。当实时画面6的尺寸小于目标尺寸时，控制装置控制电动变焦镜头改变焦距，以使实时画面6尺寸变大至与目标尺寸相同。
59.本实施方式中，3d打印机为dlp光固化3d打印机。
60.本技术的另一方面，提供了一种3d打印机的控制方法，3d打印机包括打印平台1、投影装置2、调整装置3和控制装置，控制方法包括：
61.s2：控制投影装置2发出光线并在打印平台1上形成初始图像；
62.s3：控制调整装置3调整初始图像的大小。
63.初始图像为3d打印机在打印前接收到需打印图像时默认的图像，在初始图像的尺寸与目标尺寸不同时，对初始图像的尺寸进行调整。
64.光线为光机发出的光线，并在打印平台1上形成需打印的初始图像。
65.通过上述控制方法，能够调整打印平台1上形成的图像的大小，使3d打印机能够改变打印出的产品的尺寸，可实现打印不同大小的产品，进而扩大打印机的使用范围。例如，同样的分辨率下，打印精度越高，则产品尺寸越小，打印精度越低，则产品尺寸越大，进而可通过设置不同的打印精度来调整产品尺寸的大小。
66.3d打印机还包括输入装置，控制方法还包括：
67.s1：接收输入装置发送的目标参数，根据目标参数调整初始图像，其中，目标参数包括打印精度和/或目标尺寸。
68.可以理解的是，可通过触摸屏或者键盘等，能够实现向控制装置输入目标参数。
69.作为一种实施方式，目标参数为打印精度。目标尺寸可由打印精度和打印分辨率计算得出。打印分辨率包括水平像素和垂直像素，水平像素和垂直像素分别与打印精度相乘，即可计算出目标尺寸。本实施方式中，打印分辨率为定值，调整装置3用于改变打印精度，进而调整目标尺寸的大小。
70.具体的，以1080p(1920*1080)的分辨率为例，在输入装置上手动输入打印精度或者选择预先录入的固定打印精度，预先录入的固定打印精度可为20um、30um、40um、50um、60um、70um、80um、90um和100um等，手动输入可输入任意适当的精度。精度为s，计算出对应的目标尺寸：x方向xw＝1920*s，y方向yw＝1080*s。例如精度选择为s＝20um，则xw＝1920*
0.02＝38.4mmyw＝1080*0.02＝21.6mm，得到目标尺寸为38.4*21.6mm。
71.作为另一种实施方式，目标参数为目标尺寸。也即用户也可以直接输入目标尺寸，通过输入的目标尺寸直接进行打印。
72.作为又一种实施方式，目标参数为打印精度和目标尺寸。用户可以同时输入打印精度和目标尺寸，通过打印精度与打印分辨率进行计算得到目标尺寸，再通过输入的目标尺寸进行复核，避免打印出的产品出现尺寸错误。
73.进一步的，控制装置内可预存有多个目标尺寸供操作人员选择，操作人员只需点击选取预存的目标尺寸即可进行打印。例如，可点击预存的分辨率为1080p(1920*1080)、精度为20um的选项，直接进行打印。
74.3d打印机还包括图像获取装置4，控制方法还包括：
75.s31：控制图像获取装置4实时采集平台图像，以得到实时图像；
76.s32：计算实时图像的尺寸，并与目标尺寸进行比较；
77.s33：若实时图像的尺寸大于目标尺寸，则控制调整装置3缩小实时图像，直至实时图像的尺寸达到目标尺寸；若实时图像的尺寸小于目标尺寸，则控制调整装置3放大实时图像，直至实时图像的尺寸达到目标尺寸。
78.进一步的，目标尺寸为目标参数、由目标参数计算所得参数、预存参数中的一种。
79.作为一种实施方式，目标尺寸为输入装置接收到的目标尺寸。
80.作为又一种实施方式，目标尺寸为由目标参数计算所得参数，也即根据输入装置接收到的打印精度计算所得的目标尺寸。
81.作为又一种实施方式，目标尺寸为预存参数，也即目标尺寸可为预存在控制装置内的目标尺寸。也可以根据预存的打印精度计算得到目标尺寸。
82.当将实时图像6的尺寸调整至达到目标尺寸后，控制装置控制调整装置3停止运行，完成调整。
83.图像获取装置4为摄像头，摄像头朝向打印平台1设置，进而对平台上的图像进行拍照、录像，实时获取实时图像6，并将获取的实时图像6发送到控制装置，使控制装置能够准确接收到调整装置3对图像调整的实时情况，即通过实时图像6与标尺进行比较，确定实时图像6的实时尺寸，进而实现准确的调整。
84.从调整装置3开始调整时的初始图像至调整结束时的图像均为实时图像6，即图像获取装置4能够获取初始图像和调整初始图像过程中的图像以及调整完成时的图像。
85.实时图像6的尺寸可通过设置标尺并配合图像获取装置4来获取。具体的，打印平台1上设置有标尺5，图像获取装置4获取打印平台1的图像，实时图像6和标尺的图像处于打印平台1的图像中，控制装置解析打印平台1的图像，通过将实时图像6与标尺的图像进行比较。控制装置根据标尺5的测得实时图像6的尺寸，通过设置标尺5，并使图像获取装置4能够同时获取到包括实时图像6和标尺的图像，即实时图像6和标尺同时位于图像内，将图像解析后，使计算机能够将图像上的实时画面与标尺的画面进行比较，通过标尺的画面测得实时画面的尺寸，进而能够更为精确地获取实时图像6的尺寸。
86.实施例
87.图1是本实施例的3d打印机的立体结构示意图，图2是本实施例的打印平台的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例提供了一种3d打印机，包括打印平台1、投影装置2、调整
装置3和控制装置，投影装置2和调整装置3分别与控制装置电连接，控制装置控制投影装置2发出光线并在打印平台1上形成初始画面，调整装置3设置在投影装置2发出的光线的光路上，控制装置控制调整装置3调整初始画面的大小。
88.其中，3d打印机还包括输入装置，输入装置与控制装置电连接，输入装置用于供用户输入目标参数，控制装置控制调整装置3基于目标参数调整初始画面，目标参数包括打印精度和/或目标尺寸。
89.其中，3d打印机还包括图像获取装置4，图像获取装置4朝向打印平台1设置，以获取调整装置3调整初始画面时在打印平台1上形成的实时画面6，图像获取装置4与控制装置电连接，以将获取到的实时画面6发送至控制装置。
90.其中，控制装置获取实时画面6的尺寸，控制装置比较实时画面6的尺寸与目标尺寸，基于比较结果，控制装置控制调整装置3调整实时画面6的大小，其中，目标尺寸为目标参数、由目标参数计算所得参数、预存参数中的一种。
91.其中，当实时画面6的尺寸大于目标尺寸时，控制装置控制调整装置3缩小实时画面6的尺寸，以使实时画面6尺寸达到目标尺寸；
92.当实时画面6的尺寸小于目标尺寸时，控制装置控制调整装置3扩大实时画面6的尺寸，以使实时画面6尺寸达到目标尺寸。
93.其中，打印平台1上设置有标尺5，图像获取装置4获取打印平台1的图像，实时画面6和标尺的图像处于打印平台1的图像中，控制装置解析打印平台1的图像，以获取实时画面的尺寸。
94.其中，投影装置2为光机，调整装置3包括变焦镜头和驱动电机，变焦镜头包括镜片，变焦镜头设置在光机的输出端上，以使光机发出的光线经由镜片照射至打印平台上，镜片与驱动电机相连接，控制装置与驱动电机电连接，以控制驱动电机在光机的出光方向上带动镜片移动，以调整变焦镜头的焦距。
95.本实施例的另一方面，提供了一种3d打印机的控制方法，3d打印机包括打印平台1、投影装置2、调整装置3、图像获取装置4和控制装置，控制方法包括：
96.s1：接收输入装置发送的目标参数，根据目标参数调整初始图像，其中，目标参数包括打印精度和/或目标尺寸。
97.s2：控制投影装置2发出光线并在打印平台1上形成初始图像；
98.s3：控制调整装置3调整初始图像的大小。
99.s31：控制图像获取装置4实时采集平台图像，以得到实时图像；
100.s32：计算实时图像的尺寸，并与目标尺寸进行比较；
101.s33：若实时图像的尺寸大于目标尺寸，则控制调整装置3缩小实时图像，直至实时图像的尺寸达到目标尺寸；若实时图像的尺寸小于目标尺寸，则控制调整装置3放大实时图像，直至实时图像的尺寸达到目标尺寸。
102.本发明的实施例中所提供的一种3d打印机，能够调整在打印平台1上形成的初始画面的大小，进而改变打印出的产品尺寸，特别对于高精度小尺寸的打印件具有明显的优势。现有打印机的打印精度在50um，本实施例中的3d打印机可以提供20-100um的打印精度，大大增加了打印机的使用范围，提高了使用体验。
103.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由
地组合、叠加。
104.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。