[发明专利]一种打印路径规划方法、系统和3D打印机

权利要求书

1.一种打印路径规划方法，其特征在于，包括：

S1、根据待打印模型的任一二维分层切片图像得到待打印形状；

S2、利用优化的改进x扫描方法，并按照预设角度增量对所述待打印形状进行分条，得到每个角度所分别对应的多个分条矩形；

S3、采用按照z字扫描的方式并基于最优距离原则对每个角度所分别对应的多个分条矩形进行分区处理，得到每个角度对应的每个子域的每个分区的分条矩形；

S4、根据预设算法和每个角度对应的每个子域的每个分区的分条矩形得到最低打印耗时对应的打印路径，将所述最低打印耗时对应的打印路径确定为最优打印路径；

S2包括：

利用改进x扫描方法对待打印形状按照任一角度进行x轴扫描，获取x轴与待打印形状的交点，对已获得的多个交点之间的区域进行条形覆盖，得到该角度对应的多个分条矩形，直至得到每个角度所分别对应的多个分条矩形。

2.根据权利要求1所述的一种打印路径规划方法，其特征在于，所述预设算法为遗传退火算法，则S4包括：

S40、确定遗传退火算法中每个角度对应的染色体的形式，其中，第q个角度对应的染色体的形式为：从第q个角度中的第j个子域选取第i个分区的分区端点作为该子域的遍历起始点N_ijq，i＝1,2,……2m_qj，m_qj表示第q个角度中分区个数，S_jq表示第q个角度中的第j个子域，1≤j≤n，n表示第q个角度对应的子域个数，分区端点为分条矩形的宽边中点；

S41、确定遗传退火算法中每个角度对应的适值函数，其中，T_q＝∑D_j(q)/v1+d/v2，T_q表示第q个角度对应的打印耗时，D_j(q)表示第q个角度的第j个子域对应的路径长度，d表示连接第q个角度对应的所有子域的空程长度，v1表示曝光移动速度，v2为空程移动速度；

S42、利用配置每个角度对应的染色体和每个角度对应的适值函数的遗传退火算法得到每个角度对应的打印路径和打印耗时，选取最低打印耗时对应的打印路径。

3.根据权利要求1所述的一种打印路径规划方法，其特征在于，所述根据待打印模型的任一二维分层切片图像得到待打印形状，包括：

采用跨平台计算机视觉库OpenCV中的approxPolyDP函数从待打印模型的任一二维分层切片图像得到所述待打印形状。

4.一种打印路径规划系统，其特征在于，包括获取模块、分条模块、分区模块和确定最优打印路径模块；

所述获取模块用于根据待打印模型的任一二维分层切片图像得到待打印形状；

所述分条模块用于利用优化的改进x扫描方法，并按照预设角度增量对所述待打印形状进行分条，得到每个角度所分别对应的多个分条矩形；

所述分区模块用于采用按照z字扫描的方式并基于最优距离原则对每个角度所分别对应的多个分条矩形进行分区处理，得到每个角度对应的每个子域的每个分区的分条矩形；

所述确定最优打印路径模块用于根据预设算法和每个角度对应的每个子域的每个分区的分条矩形得到最低打印耗时对应的打印路径，将所述最低打印耗时对应的打印路径确定为最优打印路径；

所述分条模块具体用于：

利用改进x扫描方法对待打印形状按照任一角度进行x轴扫描，获取x轴与待打印形状的交点，对已获得的多个交点之间的区域进行条形覆盖，得到该角度对应的多个分条矩形，直至得到每个角度所分别对应的多个分条矩形。