[发明专利]采用闭环控制的熔融沉积成型高速3D打印机及控制方法

权利要求书

1.一种采用闭环控制的熔融沉积成型高速3D打印机，其包括：

机框；

打印平台，连接于所述的机框；

打印行走机构，连接于所述的机框；

挤出喷头，连接于所述的打印行走机构；

驱动模块，连接并驱动所述的打印行走机构；

其特征在于，还包括：

光栅模块，固定于所述的机框和挤出喷头，用于检测挤出喷头的实际位移；以及

控制模块，用于根据设定的打印数据控制所述的驱动模块，并根据所述的挤出喷头的实际位移与所述的打印数据之间的误差进行补偿控制。

2.根据权利要求1所述的采用闭环控制的熔融沉积成型高速3D打印机，其特征在于，所述的打印行走机构为具有相互垂直的X轴与Y轴的十字形打印行走机构，所述的挤出喷头固定于所述的X轴与Y轴相交的位置并可在所述的驱动模块的控制下沿所述的X轴和Y轴移动。

3.根据权利要求2所述的采用闭环控制的熔融沉积成型高速3D打印机，其特征在于，所述的光栅模块包括：

X轴光栅尺，固定于所述的机框，并平行于所述的X轴；

Y轴光栅尺，固定于所述的机框，并平行于所述的Y轴；

X轴光栅读取器，固定于所述的挤出喷头并连接所述的控制模块，用以配合所述的X轴光栅尺读取挤出喷头沿X轴的位移数据；

Y轴光栅读取器，固定于所述的挤出喷头并连接所述的控制模块，用以配合所述的Y轴光栅尺读取挤出喷头沿Y轴的位移数据。

4.根据权利要求3所述的采用闭环控制的熔融沉积成型高速3D打印机，其特征在于，所述的驱动模块包括：

X轴电机，连接所述的控制模块，并在控制模块的控制下驱动所述的挤出喷头沿所述的X轴运动；

Y轴电机，连接所述的控制模块，并在控制模块的控制下驱动所述的挤出喷头沿所述的Y轴运动。

5.根据权利要求4所述的采用闭环控制的熔融沉积成型高速3D打印机，其特征在于，所述的控制模块包括补偿控制单元，所述的X轴电机和Y轴电机均为步进电机，所述的补偿控制单元根据下式确定所述的X轴步进电机和Y轴步进电机补偿后的步数N'：

N′=Sp+(M-m)dp,(M>m)]]>或N′=Sp+(m-M)dp,(m>M);]]>

其中，S为挤出喷头需要移动的距离，p为步进电机每一步驱动挤出喷头移动的距离；d为所述的光栅模块的栅距；M为根据打印数据挤出喷头移动距离S所需走过的栅数，m为挤出喷头实际所需移动的栅数。

6.根据权利要求2所述的采用闭环控制的熔融沉积成型高速3D打印机，其特征在于，所述的打印行走机构为双十字形打印行走机构，该双十字形打印行走机构包括两根平行的X轴和两根平行的Y轴，所述的X轴与Y轴垂直，所述的挤出喷头固定于所述的两根X轴与两根Y轴相交的位置。