[发明专利]一种支持云服务的3D打印系统

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印制造系统技术领域，尤其涉及一种支持云服务的3D打印系统。

背景技术

3D打印是本世纪最热门的技术之一，尤其熔融型3D打印技术的低设备成本和低价耗材，使得此类3D打印机逐步成为人们的日常生活工具，甚至成为人人都买得起的3D打印机。3D打印正在逐步改变人们的生活方式，未来的产品销售以卖设计为主流，用户购买产品设计后直接用家用3D打印机将产品制造出来。然而，已有的熔融型3D打印机的使用和操作难度却很高，要求使用者必须具备一定的专业知识，这是普及3D打印的主要障碍。

以开源的MakerBot、Ultimaker、Reprap等熔融型3D打印机为例，使用者首先须在PC电脑上运行切片程序将3D设计作品转换成打印文件，然后使用USB传输线将打印文件传输到3D打印机的SD卡等存储介质内，最后再启动打印，或使用3D打印机自带的按钮和LCD显示器选择打印文件启动打印。众所周知，USB接口需要安装专用驱动，而且驱动程序随操作系统及其版本不同而变化，给很多不熟悉计算机驱动安装的使用者带来麻烦，同时USB传输线质量还会造成打印文件传输不完整甚至失败。为解决这一问题，最近出现使用无线网络(如WIFI、蓝牙)传输打印文件，如公开号为CN103223791A的中国专利，就是通过无线数据传输模块来驱动3D打印；或者直接让用户使用SD卡将打印文件拷贝至3D打印机后再使用机身按钮启动打印，如ZortraxM2003D打印机。进入后PC时代，很多设备(如iPAD、iPhone等)不支持文件拷贝，源于移动网络的普及，且更方便、更易用。于是，出现基于云的3D打印系统，如专利CN103144447A和CN103747101A。尽管这些专利都提出了基于云的3D打印系统，并没有给出支持云服务的3D打印机控制器设计，至多提出对应的3D打印机控制器必须带有网卡。事实上，上述两专利中所提出的“云打印系统”都是把切片程序搬至云服务端，仅为现有的3D打印机控制增加网卡，以达到网络文件传输之目的。然而，3D打印机打印头的运动控制对实时性要求极高，而文件传输网络是非实时的。一般高实时性嵌入式控制系统的网络接口能力，所以现有的3D打印机控制器都是离线打印，使用有线的、无线的文件传输接口，或直接将打印文件拷贝至3D打印机控制器的SD卡上，然后再启动打印。

将打印文件先传输到或直接拷贝至3D打印机的SD卡，带来另一个问题就是，就是无法很好地保护3D设计作品的产权，使花费精力设计的3D设计作品随意打印。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种支持云服务的3D打印系统，该系统双电源供能，有效防止外界断电时造成数据的丢失，与已有的3D打印机控制器相比，没有增加成本，甚至成本更低，特别相比已有的3D打印机机身还自带LCD显示器，本发明可以省去LCD显示器。

根据本发明实施例的一种支持云服务的3D打印系统，主要包括网络接口与控制单元、运动控制单元、供能单元；所述供能单元包括供电电源与备用电源，所述供电电源与备用电源均与运动控制单元电性连接；所述运动控制单元包括3D打印运动控制器和3D打印所必须的驱动器和传感器接口，所述的3D打印运动控制器采用高实时性能的微控制器作为中央处理器，实现打印头的实时运动、喂料和挤出的实时控制等；网络接口与控制单元还包括缓存控制装置，缓存控制装置根据3D打印数据流的大小及网络速度来调整3D打印数据流的请求速度；运动控制单元与网络接口与控制单元通过同步串行或异步串行接口实现双向信息交换，所述运动控制单元与网络接口与控制单元电性连接；所述网络接口与控制单元包括Ethernet接口、WIFI接口及网络处理器，所述的网络处理器能够执行Ethernet和WIFI接口、TCP/IP协议栈，能够独立与云服务端通讯，以实现在线3D打印所必须的网络接口与控制，能够与运动控制单元通讯，以实现3D打印数据和状态等信息交换。

在本发明的一些实施例中，所述网络处理器为带智能路由功能的中央处理器。

在本发明的另一些实施例中，所述供电电源与备用电源与的输出电压为3.3-24V。

在本发明的另一些实施例中，所述网络接口与控制单元还包括与之连接的相机、及用于存储相机摄像画面的存储器；还包括与网络接口与控制单元连接的一组用于相机照明的LED。

在本发明的另一些实施例中，所述运动控制单元还包括执行器与传感器单元。