[发明专利]一种基于温度检测的3D打印机故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印机故障检测技术领域，具体涉及一种基于温度检测的3D打印机故障检测方法。

背景技术

随着3D打印技术的不断进步，人们对3D打印机的功能、性能及可靠性都提出了更高的要求。3D打印机作为一种新兴的加工设备，具有越来越广阔的应用前景和市场潜力。目前市面上3D打印机多基于FDM原理，也就是熔融沉积制造原理。这类3D打印机的原材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等，对于温度的检测至关重要。

由于3D打印机的使用存在断续过程，即可能使用一段时间以后需要由于各种原因停止运行一段时间，然后再次启动运行，因此，在再次运行时可能造成加热部件、输送部件等部件存在上一次加热后冷却剩余的残迹。这些残迹分布不均匀且随着使用寿命的缩短而变得愈发严重。现有的3D打印机在加热过程中只是检测有限的温度信息，例如加热部件温度等。然而，对于上述残迹情况却缺乏有效的检测，造成了再次使用3D打印机过程中温度检测不准确的问题。这种3D打印机累次效应对于材料加工精密度要求较高的场合尤其不利。

发明内容

为克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种基于温度检测的3D打印机故障检测方法。

本发明提供的技术方案是：

一种基于温度检测的3D打印机故障检测方法，其具体步骤如下：

(1)在3D打印机开始进料及加热前，检测3D打印机加热部件所在处的空间温度，记录为第一环境温度；

(2)开启3D打印机，记录时间点为t₀，检测进料口的进料量，记录该物料的进料量相对于时间的比值，记录为本次比值；

(3)当所述本次比值大于预定阈值时，检测3D打印机加热部件的温度，记录此温度为第一物料温度；

(4)检测3D打印机喷料口处的物料温度，记录此温度为第二物料温度；

(5)记录所述第一物料温度超过第一环境温度预定阈值的时间点t₁,将t₁减去t₀得到第一变化时间T₁；

(6)当第一物料温度在一段时间内均高于第一物料预定温度时，记录该段时间结束的时间点为t₂，将t₂减去t₁，获得第一稳定时间T₂；

(7)当第二物料温度在一段时间内均高于第二物料预定温度时，记录该段时间结束的时间点为t₃，将t₂减去t₀，获得第二稳定时间T₃；

(8)存储本次使用3D打印机的所述的第一变化时间T₁、第一稳定时间T₂和第二稳定时间T₃，并根据所述的第一变化时间T₁、第一稳定时间T₂和第二稳定时间T₃计算残迹累积系数；

(9)根据本次使用3D打印机的上述本次比值、第一变化时间T₁、第一稳定时间T₂和第二稳定时间T₃、残迹累积系数以及存储的之前使用3D打印机的平均残迹系数判断3D打印机是否处于故障状态；

所述步骤(2)还包括：开启3D打印机后，累积记录3D打印机的使用时间，记为累积使用时间。

所述步骤(8)中计算残迹累积系数为：残迹累积系数＝((第一稳定时间-第一变化时间)/(第二稳定时间-第一变化时间))*100％。

如出现故障，将本次故障发生的状态记录，并通过无线传输装置发送到远程的控制端进行储存，为下次出现问题时作为参考数据。

本发明的原理是：通过采集多个位置处于稳定工作状态时的温度和所经历的时间，并减掉从环境温度上升到预定阈值(例如物料的规定融化温度)这种准备时间(因其随环境温度变化而具有不确定性，故需要去掉这种因素)，再通过与历史记录中近似的进料速度的残迹累积系数、物料的进料量相对于时间的比值等相乘，最终得到表征3D打印机本次工作时物料融化造成3D打印机融化物料的温度控制精度变差的故障的系数，并根据经验值作为阈值进行故障判断。

本发明在使用3D打印机制作融料温度差别较小、控制要求精密的场合，例如医疗器械产品、复合型工件等场合，能够确保3D打印机的灵敏度和控制灵活度满足复杂应用需求并起到故障数据储存的作用，为以后出现故障检测作为参考，提高了效率。

具体实施方式