一种用于3D打印机的导料辅助监管系统的制作方法

本发明涉及3d打印机技术领域，具体为一种用于3d打印机的导料辅助监管系统。

背景技术：

3d打印是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，经逐层打印的方式来构造物体的一类技术；在珠宝类、工业设计类、建筑工程类、汽车类、医疗类和教育类等领域均有广泛的应用。

且现有的用于3d打印机的导料辅助监管系统，仅是对待扫描打印件的面积情况进行笼统性的采集、监测，而难以将待扫描打印件的面积、材质和图案状况与余料的储存环境状况相联系，经双向的细致化分析、比对结合，来做出相关联的导料措施，以合理化的提高资源利用率，达到物尽其用的监管使用效果；

为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于3d打印机的导料辅助监管系统，本发明是将待扫描打印件的面积、材质和图案状况与余料的储存环境状况相联系，经标记重定义、形态式范围赋值处理和权重化公式分析与比对，以及数据标定、修正化公式分析与比对，即依据双向的细致化分析、比对结合，来做出相关联的导料措施，以合理化的提高资源利用率，达到物尽其用的监管使用效果。

本发明所要解决的技术问题如下：

如何通过一种有效的方式，来解决现有的用于3d打印机的导料辅助监管系统，仅是对待扫描打印件的面积情况进行笼统性的采集、监测，而难以将待扫描打印件的面积、材质和图案状况与余料的储存环境状况相联系，经双向的细致化分析、比对结合，来做出相关联的导料措施，以合理化的提高资源利用率，达到物尽其用的监管使用效果的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于3d打印机的导料辅助监管系统，包括分层采集模块、数据分析模块、控制器、信号结合模块、余料采集模块和数据互联模块；

所述分层采集模块用于将待扫描打印件自上而下的等距分成各层级，并据此采集待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息，来将其传输至数据分析模块；

所述数据分析模块在接收到待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息后，来对其进行材质料量综况分析操作，得到高耗材量级信号、低耗材量级信号，并将其经控制器传输至信号结合模块；

所述余料采集模块用于采集3d打印机的每种材质的余料储存环境信息，并将其传输至数据分析模块；

所述数据分析模块在接收到3d打印机的每种材质的余料储存环境信息后，来对其进行余料质量解析操作，得到低质量阶级信号、高质量阶级信号，并将其经控制器传输至信号结合模块；

所述信号结合模块则依据接收到的高耗材量级信号、低耗材量级信号和低质量阶级信号、高质量阶级信号，当该种材质与高耗材量级信号和低质量阶级信号相对应，以及当该种材质与低耗材量级信号和低质量阶级信号相对应，则将该种材质编辑“余料质量低下、需清理干净，并导入完整新料”文本发送至数据互联模块，当该种材质与高耗材量级信号和高质量阶级信号相对应，以及当该种材质与低耗材量级信号和高质量阶级信号相对应，则将该种材质编辑“余料质量优异、可再度使用，并导入部分新料”文本发送至数据互联模块；

所述数据互联模块则将接收到的“余料质量优异、可再度使用，并导入部分新料”文本经颜色标记发送至显示屏；所述数据互联模块则将接收到的“余料质量低下、需清理干净，并导入完整新料”文本经闪烁标记发送至显示屏。

进一步的，所述使用工况信息由待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案面积数据、图案镂空状况、图案分布状况和图案规整状况组成；所述图案镂空状况表示为待扫描打印件的各层级内的每种材质所形成的图案是镂空形态、实心形态和镂实结合形态，所述图案分布状况表示为待扫描打印件的各层级内的每种材质所形成的图案是分散形态、整体形态，所述图案规整状况表示为待扫描打印件的各层级内的每种材质所形成的图案是棱角形态、曲线形态和棱曲结合形态，上述各项数据均可依据传感技术、扫描技术和仿真技术等方式获取得到；

所述材质料量综况分析操作的具体步骤如下：

步骤一：获取到待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息，并将其中的图案面积数据、图案镂空状况、图案分布状况和图案规整状况分别标定为qij、wij、eij和rij，i＝1...n，j＝1...m，且qij、wij、eij和rij均互为一一对应，变量i与各层级相对应，变量j与每种材质相对应，变量n、m均表示大于1的正整数；

步骤二：当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案面积数据qij大于预设范围q的最大值、位于预设范围q之内和小于预设范围q的最小值时，则将其分别赋予标定正值m1、m2和m3，且m1大于m2大于m3；当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案镂空状况wij为镂空形态、实心形态和镂实结合形态时，则将其分别赋予标定正值n1、n2和n3，且n2大于n3大于n1；当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案分布状况eij为分散形态、整体形态时，则将其分别赋予标定正值b1、b2，且b2大于b1；当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案规整状况rij为棱角形态、曲线形态和棱曲结合形态时，则将其分别赋予标定正值v1、v2和v3，且v2大于v3大于v1；

步骤三：先依据公式i＝1...n，j＝1...m，得到待扫描打印件的各层级内的每种材质的消耗工况因数tij，α、β、ρ和σ均为消耗权重系数，α大于ρ大于β大于σ且α+β+ρ+σ＝5.3282；再依据公式j＝1...m，得到待扫描打印件的所有层级内的每种材质的平均消耗工况因数yj；当其大于预设值y、小于等于预设值y时，则将与yj所对应的该种材质分别生成高耗材量级信号、低耗材量级信号。

进一步的，所述余料储存环境信息由3d打印机的每种材质的余料放置时长、余料储存重量和余料所占空间组成，上述各项数据均可依据传感技术、扫描技术和监测技术等方式获取得到；

所述余料质量解析操作的具体步骤如下：

步骤一：获取到3d打印机的每种材质的余料储存环境信息，并将其中的余料放置时长、余料储存重量和余料所占空间分别标定为aj、sj和dj，j＝1...m，且aj、sj和dj均互为一一对应；

步骤二：依据公式j＝1...m，得到3d打印机的每种材质的余料变质指数fj，a、s和d均为判别修正因子，a大于d大于s且a+s+d＝4.3156；当其大于等于预设值f、小于预设值f时，则将与fj所对应的该种材质的余料分别生成低质量阶级信号、高质量阶级信号。

本发明的有益效果：

本发明是将待扫描打印件自上而下的等距分成各层级，并将待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息采集，来对其进行材质料量综况分析操作，即将与待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息所对应的图案面积数据、图案镂空状况、图案分布状况和图案规整状况，经标记重定义、形态式范围赋值处理和权重化公式分析与比对，得到高耗材量级信号、低耗材量级信号；

且还将3d打印机的每种材质的余料储存环境信息采集，来对其进行余料质量解析操作，即将与3d打印机的每种材质的余料储存环境信息所对应的余料放置时长、余料储存重量和余料所占空间，经数据标定、修正化公式分析与比对，得到低质量阶级信号、高质量阶级信号；

而当该种材质与高耗材量级信号和低质量阶级信号相对应，以及当该种材质与低耗材量级信号和低质量阶级信号相对应，则将该种材质编辑“余料质量低下、需清理干净，并导入完整新料”文本，经闪烁标记发送至显示屏；而当该种材质与高耗材量级信号和高质量阶级信号相对应，以及当该种材质与低耗材量级信号和高质量阶级信号相对应，则将该种材质编辑“余料质量优异、可再度使用，并导入部分新料”文本，经颜色标记发送至显示屏；

进而将待扫描打印件的面积、材质和图案状况与余料的储存环境状况相联系，经标记重定义、形态式范围赋值处理和权重化公式分析与比对，以及数据标定、修正化公式分析与比对，即依据双向的细致化分析、比对结合，来做出相关联的导料措施，以合理化的提高资源利用率，达到物尽其用的监管使用效果。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于3d打印机的导料辅助监管系统，包括分层采集模块、数据分析模块、控制器、信号结合模块、余料采集模块和数据互联模块；

分层采集模块用于将待扫描打印件自上而下的等距分成各层级，并据此采集待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息，而使用工况信息由待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案面积数据、图案镂空状况、图案分布状况和图案规整状况组成；图案镂空状况表示为待扫描打印件的各层级内的每种材质所形成的图案是镂空形态、实心形态和镂实结合形态，图案分布状况表示为待扫描打印件的各层级内的每种材质所形成的图案是分散形态、整体形态，图案规整状况表示为待扫描打印件的各层级内的每种材质所形成的图案是棱角形态、曲线形态和棱曲结合形态，上述各项数据均可依据传感技术、扫描技术和仿真技术等方式获取得到，并将其传输至数据分析模块；

数据分析模块在接收到待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息后，来对其进行材质料量综况分析操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到待扫描打印件的各层级内的每种材质的使用工况信息，并将其中的图案面积数据、图案镂空状况、图案分布状况和图案规整状况分别标定为qij、wij、eij和rij，i＝1...n，j＝1...m，且qij、wij、eij和rij均互为一一对应，变量i与各层级相对应，变量j与每种材质相对应，变量n、m均表示大于1的正整数；

步骤二：当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案面积数据qij大于预设范围q的最大值、位于预设范围q之内和小于预设范围q的最小值时，则将其分别赋予标定正值m1、m2和m3，且m1大于m2大于m3；当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案镂空状况wij为镂空形态、实心形态和镂实结合形态时，则将其分别赋予标定正值n1、n2和n3，且n2大于n3大于n1；当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案分布状况eij为分散形态、整体形态时，则将其分别赋予标定正值b1、b2，且b2大于b1；当待扫描打印件的各层级内的每种材质的图案规整状况rij为棱角形态、曲线形态和棱曲结合形态时，则将其分别赋予标定正值v1、v2和v3，且v2大于v3大于v1；

步骤三：先依据公式i＝1...n，j＝1...m，得到待扫描打印件的各层级内的每种材质的消耗工况因数tij，α、β、ρ和σ均为消耗权重系数，α大于ρ大于β大于σ且α+β+ρ+σ＝5.3282；再依据公式j＝1...m，得到待扫描打印件的所有层级内的每种材质的平均消耗工况因数yj；当其大于预设值y、小于等于预设值y时，则将与yj所对应的该种材质分别生成高耗材量级信号、低耗材量级信号；

以得到高耗材量级信号、低耗材量级信号，并将其经控制器传输至信号结合模块；

余料采集模块用于采集3d打印机的每种材质的余料储存环境信息，而余料储存环境信息由3d打印机的每种材质的余料放置时长、余料储存重量和余料所占空间组成，上述各项数据均可依据传感技术、扫描技术和监测技术等方式获取得到，并将其传输至数据分析模块；

数据分析模块在接收到3d打印机的每种材质的余料储存环境信息后，来对其进行余料质量解析操作，具体步骤如下：

步骤一：获取到3d打印机的每种材质的余料储存环境信息，并将其中的余料放置时长、余料储存重量和余料所占空间分别标定为aj、sj和dj，j＝1...m，且aj、sj和dj均互为一一对应；

步骤二：依据公式j＝1...m，得到3d打印机的每种材质的余料变质指数fj，a、s和d均为判别修正因子，a大于d大于s且a+s+d＝4.3156；当其大于等于预设值f、小于预设值f时，则将与fj所对应的该种材质的余料分别生成低质量阶级信号、高质量阶级信号；

以得到低质量阶级信号、高质量阶级信号，并将其经控制器传输至信号结合模块；

信号结合模块则依据接收到的高耗材量级信号、低耗材量级信号和低质量阶级信号、高质量阶级信号，当该种材质与高耗材量级信号和低质量阶级信号相对应，以及当该种材质与低耗材量级信号和低质量阶级信号相对应，则将该种材质编辑“余料质量低下、需清理干净，并导入完整新料”文本发送至数据互联模块，当该种材质与高耗材量级信号和高质量阶级信号相对应，以及当该种材质与低耗材量级信号和高质量阶级信号相对应，则将该种材质编辑“余料质量优异、可再度使用，并导入部分新料”文本发送至数据互联模块；

数据互联模块则将接收到的“余料质量优异、可再度使用，并导入部分新料”文本经颜色标记发送至显示屏；数据互联模块则将接收到的“余料质量低下、需清理干净，并导入完整新料”文本经闪烁标记发送至显示屏。

本发明是将待扫描打印件的面积、材质和图案状况与余料的储存环境状况相联系，经标记重定义、形态式范围赋值处理和权重化公式分析与比对，以及数据标定、修正化公式分析与比对，即依据双向的细致化分析、比对结合，来做出相关联的导料措施，以合理化的提高资源利用率，达到物尽其用的监管使用效果。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。