本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種3D打印機(jī)及3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
目前，市場上3D打印機(jī)機(jī)頭上設(shè)置有加熱電源線、溫控器信號(hào)線、電機(jī)信號(hào)線、風(fēng)扇控制線以及電源線。這些線纜暴露在機(jī)頭外，一方面只有高質(zhì)量的線材才能滿足使用要求，另一方面，機(jī)頭中各種傳輸電線纏繞在一起，打印過程中，隨著機(jī)頭的移動(dòng)，各種傳輸電線隨著機(jī)頭同步運(yùn)動(dòng)而不斷發(fā)生折彎，為了避免傳輸電線彎折可能帶來的潛在的危害，不得不對(duì)其進(jìn)行包裹保護(hù)，這種占用機(jī)頭頂部空間的包裹保護(hù)造成打印空間的浪費(fèi)，無形中導(dǎo)致了打印面積的縮小，另外，繁雜的布線給安裝和使用帶來不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種3D打印機(jī)及3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有3D打印機(jī)機(jī)頭中所存在的空間浪費(fèi)，打印面積縮小的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：3D打印機(jī)，包括控制主板、打印機(jī)頭以及打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有光信號(hào)發(fā)射件以及光信號(hào)反射板，所述打印機(jī)頭上設(shè)置有光信號(hào)接收件；所述光信號(hào)發(fā)射件與控制主板電連接，用于將接收自所述控制主板的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)并發(fā)出；所述光信號(hào)反射板用于將所述光信號(hào)發(fā)射件所發(fā)射的光信號(hào)接收并反射；所述光信號(hào)接收件用于接收來自所述光信號(hào)反射板的光信號(hào)并解析后對(duì)打印機(jī)頭內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。所述的3D打印機(jī)中，所述光信號(hào)發(fā)射件位置固定地安裝于打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；所述光信號(hào)反射板安裝于滑移件上，所述滑移件使所述光信號(hào)反射板的滑移路線與所述光信號(hào)發(fā)射件所發(fā)射光信號(hào)的信號(hào)路線重合以保證所述光信號(hào)發(fā)射件與所述光信號(hào)反射板之間的位置對(duì)應(yīng)，所述光信號(hào)反射板與所述打印機(jī)頭在與信號(hào)路線平行的方向上同步移動(dòng)以保證所述光信號(hào)接收件與所述光信號(hào)反射板之間的位置對(duì)應(yīng)。所述的3D打印機(jī)中，所述打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩條長度相同且平行布置的條板、在所述兩條板各端部固定的承載座、在所述承載座上安裝的X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)以及在相鄰的所述各承載座之間安裝的傳動(dòng)桿、滑動(dòng)桿；所述X軸電機(jī)、所述Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的X軸主傳動(dòng)桿、Y軸主傳動(dòng)桿通過X軸傳動(dòng)帶、Y軸傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)X軸從動(dòng)桿、Y軸從動(dòng)桿；在所述X軸傳動(dòng)帶、所述Y軸傳動(dòng)帶上均設(shè)置有X軸滑移件、Y軸滑移件，所述X軸滑移件、所述Y軸滑移件上設(shè)置有滑動(dòng)軸承或穿接孔，用于穿接在X軸滑動(dòng)桿、Y軸滑動(dòng)桿；所述X軸滑移件之間設(shè)置有機(jī)頭Y軸中心滑桿，所述Y軸滑移件之間設(shè)置有機(jī)頭X軸中心滑桿，打印機(jī)頭上設(shè)置有兩個(gè)滑移孔，所述兩個(gè)滑移孔分別穿接機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿；所述光信號(hào)發(fā)射件安裝于承載座上，所述光信號(hào)反射板安裝于所述機(jī)頭X軸中心滑桿或機(jī)頭Y軸中心滑桿，所述的光信號(hào)反射板與所述光信號(hào)的入射方向成45°角設(shè)置。所述的3D打印機(jī)中，還包括底板和承載打印產(chǎn)品的升降基礎(chǔ)板；在所述底板上安裝有縱軸滑動(dòng)支撐桿、縱軸電機(jī)以及由縱軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的縱向螺桿軸；所述升降基礎(chǔ)板通過螺接件安裝于所述縱向螺桿軸上；所述打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于縱軸滑動(dòng)支撐桿頂部。所述的3D打印機(jī)中，所述的機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿分接電源兩極，用于向設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置供電。所述的3D打印機(jī)中，所述的光信號(hào)發(fā)射件包括發(fā)射端MCU芯片和紅外信號(hào)發(fā)射器；所述發(fā)射端MCU芯片用于接收來自所述控制主板的電信號(hào)并依據(jù)該電信號(hào)控制紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)出紅外μs波閃信號(hào)。所述的3D打印機(jī)中，所述的光信號(hào)接收件包括紅外信號(hào)接收器和接收端MCU芯片；所述紅外信號(hào)接收器用于接收紅外μs波閃信號(hào)并發(fā)送至接收端MCU芯片，所述接收端MCU芯片將接收到的信號(hào)進(jìn)行解析后向擠料電機(jī)發(fā)送控制信號(hào)。3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，包括安裝于打印機(jī)機(jī)頭殼體內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)、安裝于打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制主板以及將控制主板內(nèi)的控制信息傳輸至擠料步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)；所述信號(hào)傳輸系統(tǒng)包括安裝于打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的光信號(hào)發(fā)射件、光信號(hào)反射板以及光信號(hào)接收件，所述光信號(hào)發(fā)射件與控制主板電連接，所述光信號(hào)接收件設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)并與機(jī)頭內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)電連接。所述的3D打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中，其特征在于，光信號(hào)發(fā)射件包括電連接的發(fā)射端MCU芯片和紅外信號(hào)發(fā)射器；光信號(hào)接收件包括電連接的紅外信號(hào)接收器和接收端MCU芯片。本發(fā)明的3D打印機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如底板、升降基礎(chǔ)板的結(jié)構(gòu)、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)以及縱軸電機(jī)的控制等可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何已知的或是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以常規(guī)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)擠料步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)作了改進(jìn)。本發(fā)明的另一個(gè)關(guān)鍵改進(jìn)點(diǎn)在于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置的供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括分接電源兩極的打印機(jī)頭的機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿，所述機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿用于向設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置供電。所述的用電裝置包括擠料步進(jìn)電機(jī)、風(fēng)扇、加熱器、溫控器等機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用中心滑動(dòng)軸代替電源線，光信號(hào)無線傳輸替代信號(hào)連接輸送線，有效解決了多條電源線和信號(hào)線做綜合電纜時(shí)，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)互相干擾以及機(jī)頭行走過程中造成線纜疲勞、線纜老化等問題，完全解決了信號(hào)干擾、線路老化及疲勞度問題。附圖說明圖1是本發(fā)明3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明3D打印機(jī)的擠料布進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作例舉性說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。圖1、圖2所示，3D打印機(jī)包括底板18，在底板18上對(duì)稱安裝有四根縱軸滑動(dòng)支撐桿14、對(duì)稱設(shè)置的兩縱軸電機(jī)17以及由各縱軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩縱向螺桿軸15。在縱向螺桿軸15上通過螺接件安裝有升降基礎(chǔ)板16，在升降基礎(chǔ)板16上還安裝有穿接于縱軸滑動(dòng)支撐桿14的基礎(chǔ)板滑桿固定件19。在縱軸滑動(dòng)支撐桿14的頂部安裝有承載打印機(jī)頭28的打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。打印機(jī)頭28位于升降基礎(chǔ)板16的上方。打印機(jī)頭承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定于縱軸滑動(dòng)支撐桿14頂部的兩條長度相同且平行布置的條板11，縱向螺桿軸15的上端穿接在固定于條板11上的滑動(dòng)軸承內(nèi)。在兩條板11的各端部固定有承載座10。共計(jì)四個(gè)，該四個(gè)承載座對(duì)稱布置。在其中一承載座上安裝有X軸電機(jī)1，另一承載座上安裝有Y軸電機(jī)23。在相鄰的各承載座之間安裝有傳動(dòng)桿及滑動(dòng)桿，與X軸電機(jī)1、Y軸電機(jī)23的輸出軸相接的傳動(dòng)桿為X軸主傳動(dòng)桿27、Y軸主傳動(dòng)桿22。與X軸主傳動(dòng)桿27、Y軸主傳動(dòng)桿22平行設(shè)置的傳動(dòng)桿為X軸從動(dòng)桿12、Y軸從動(dòng)桿5。X軸主傳動(dòng)桿27與X軸從動(dòng)桿12的兩端部之間設(shè)置有兩平行的Y軸傳動(dòng)帶9。在Y軸主傳動(dòng)桿22與Y軸從動(dòng)桿5的兩端部之間設(shè)置有兩平行的X軸傳動(dòng)帶31。在兩Y軸傳動(dòng)帶9上分別設(shè)置有對(duì)應(yīng)設(shè)置的Y軸滑移件8，在兩X軸傳動(dòng)帶31上分別設(shè)置有對(duì)應(yīng)設(shè)置的X軸滑移件13。在兩X軸滑移件13之間安裝有機(jī)頭Y軸中心滑桿26，在兩Y軸滑移件8之間安裝有機(jī)頭X軸中心滑桿21。打印機(jī)頭28上設(shè)置有用于分別穿接機(jī)頭X軸中心滑桿21和機(jī)頭Y軸中心滑桿26的滑移孔。Y軸滑移件8設(shè)置有滑動(dòng)軸承7，用于穿接在Y軸滑動(dòng)桿6，X軸滑移件13設(shè)置有滑動(dòng)軸承25，用于穿接在X軸滑動(dòng)桿32。所述的機(jī)頭X軸中心滑桿和機(jī)頭Y軸中心滑桿分接電源兩極，用于向設(shè)置于打印機(jī)頭內(nèi)的用電裝置供電，從而避免在機(jī)頭內(nèi)布置眾多電線電纜。圖1、圖2所示，光信號(hào)發(fā)射件3固定安裝于承載座10上?？刂浦靼?與光信號(hào)發(fā)射件3之間電連接，兩者均為固定位置安裝，因此其相對(duì)位置也固定，兩者通過有線實(shí)現(xiàn)電連接。光信號(hào)發(fā)射件3包括電連接的發(fā)射端MCU芯片和紅外信號(hào)發(fā)射器，發(fā)射端MCU芯片用于讀取來自控制主板的電信號(hào)并據(jù)此控制紅外信號(hào)發(fā)射器以連續(xù)波的形式向外發(fā)射紅外μs波閃信號(hào)。光信號(hào)反射板29安裝于滑移件上，滑移件帶動(dòng)光信號(hào)反射板29沿紅外μs波閃信號(hào)的信號(hào)路線滑移，使光信號(hào)反射板在滑移過程中始終能正常接收紅外μs波閃信號(hào)并進(jìn)行反射，本實(shí)施方式中將承載光信號(hào)反射板29的滑移件固定于機(jī)頭X軸中心滑桿21的端部。打印機(jī)頭上設(shè)置有與機(jī)頭內(nèi)的擠料步進(jìn)電機(jī)電連接的光信號(hào)接收件30。光信號(hào)接收件30包括電連接的紅外信號(hào)接收器和接收端MCU芯片。紅外信號(hào)接收器用于接收光信號(hào)反射板29反射來的紅外μs波閃信號(hào)并由接收端MCU芯片進(jìn)行解析后發(fā)送電控信號(hào)至打印機(jī)機(jī)頭內(nèi)的擠料電機(jī)供其執(zhí)行。光信號(hào)反射板29與打印機(jī)頭主體殼28在與紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)路線平行的方向上同步移動(dòng)以保證光信號(hào)接收件30與光信號(hào)反射板29之間的位置始終對(duì)應(yīng)，從而保證光信號(hào)始終正常接收。圖2中，光信號(hào)反射板29以與紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)射的光信號(hào)的入射方向成45°角的方向固定于機(jī)頭X軸中心滑桿21的端部，從而使得其在打印過程中既始終位于紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)線路上，又與打印機(jī)頭同步移動(dòng)，進(jìn)而保證紅外μs波閃信號(hào)自紅外信號(hào)發(fā)射器經(jīng)紅外信號(hào)反射板至紅外信號(hào)接收器的順利傳送、接收。光信號(hào)發(fā)射件3和光信號(hào)反射板29也可以安裝于其它位置，如光信號(hào)反射板也可以安裝于機(jī)頭Y軸中心滑桿26的端部，只要各個(gè)部件的相對(duì)位置能滿足紅外μs波閃信號(hào)自紅外信號(hào)發(fā)射器經(jīng)紅外信號(hào)反射板至紅外信號(hào)接收器的順利傳送、接收即可。本發(fā)明中，光信號(hào)發(fā)射件3中的發(fā)射端MCU芯片通過讀取來自控制主板的信息控制紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)送紅外μs波閃信號(hào)。光信號(hào)接收件30中的接收端MCU芯片讀取并解析紅外信號(hào)接收器所接收到的紅外μs波閃信號(hào)后向擠料步進(jìn)電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的電控信號(hào)，擠料電機(jī)完成相應(yīng)動(dòng)作。本發(fā)明是通過編程技術(shù)配合芯片技術(shù)，將電子信號(hào)或光信號(hào)轉(zhuǎn)化為以微秒為單位發(fā)射一個(gè)命令信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射、接收、執(zhí)行的信號(hào)傳輸技術(shù)。其速度更快，傳播的信息量更大，是不間斷的持續(xù)傳播，并且不會(huì)相互干擾，也不會(huì)受到任何電磁干擾，用于3D打印機(jī)信號(hào)傳輸，可有效避免多臺(tái)打印機(jī)頭之間信息傳輸?shù)幕ハ喔蓴_。普通的紅外線信號(hào)和線信號(hào)是點(diǎn)式單命令信號(hào)傳輸，其命令速度以秒為單位計(jì)算。本發(fā)明的紅外μs波閃信號(hào)傳輸?shù)拿钏俣纫晕⒚霝閱挝?，后者的信?hào)量是前者信號(hào)量的2500倍。信號(hào)持續(xù)時(shí)間在500微秒（μs）以上的為長波信號(hào)；信號(hào)持續(xù)時(shí)間在500微秒（μs）以下的為短波信號(hào)；1秒內(nèi)閃2000次以下的為慢閃信號(hào)；1秒內(nèi)閃2000次以上的為快閃信號(hào)。前述長波信號(hào)、短波信號(hào)、快閃信號(hào)以及慢閃信號(hào)的界定值可以根據(jù)實(shí)際需求而定。長短波信號(hào)更穩(wěn)定，不受外界光的影響，可以準(zhǔn)確的發(fā)送和接收，因此用長波信號(hào)來控制步進(jìn)電機(jī)的前進(jìn)后退?？扉W信號(hào)與慢閃信號(hào)用來控制電機(jī)的解鎖與開鎖，在機(jī)頭移動(dòng)過程中材料會(huì)有拉動(dòng)的力量，這種力量可使電機(jī)倒轉(zhuǎn)，材料從機(jī)頭中脫出，電機(jī)鎖死后就不會(huì)有這種情況發(fā)生。長短波信號(hào)用來控制步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)退，波源快速穩(wěn)定準(zhǔn)確，少受外界信號(hào)和光的干擾，快慢閃信號(hào)控制電機(jī)鎖開關(guān)是為了和電機(jī)進(jìn)退有較好的區(qū)別，所有信號(hào)是由一個(gè)發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的，一個(gè)接受點(diǎn)接收并分類執(zhí)行的，由此互不干擾，達(dá)到對(duì)設(shè)備精確指揮的目的。