本技術(shù)涉及打印，尤其是涉及一種基于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，3d打印技術(shù)趨于成熟，在工業(yè)生產(chǎn)中已被大規(guī)模應(yīng)用，3d打印技術(shù)通過(guò)逐層添加材料的方式，實(shí)現(xiàn)了從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中直接生成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，從而在生產(chǎn)上能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)、節(jié)省材料和能源，大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，為現(xiàn)代制造業(yè)帶來(lái)了顯著的影響。

2、但3d打印技術(shù)存在許多需要人工參與的操作，例如前期的建模以及切片處理。而建模結(jié)果影響最終的打印效果，這和設(shè)計(jì)師的水平存在直接關(guān)系，因此，打印效果參差不齊，而切片是決定打印效果的細(xì)節(jié)程度，由于人為判斷存在一定的誤差，也會(huì)導(dǎo)致打印質(zhì)量忽高忽低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種基于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)及方法，以保證打印效果及打印質(zhì)量。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種基于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括噴色儀器、打印機(jī)及畫(huà)面分析模塊、模型構(gòu)建模塊、切片模擬模塊；

3、所述畫(huà)面分析模塊、所述模型構(gòu)建模塊、所述切片模擬模塊、所述打印機(jī)依次連接；

4、所述畫(huà)面分析模塊用于獲取并分析待打印畫(huà)面，得到畫(huà)面分析結(jié)果，并將所述畫(huà)面分析結(jié)果發(fā)送至所述模型構(gòu)建模塊；

5、所述模型構(gòu)建模塊在接收到所述畫(huà)面分析結(jié)果后，用于根據(jù)畫(huà)面分析結(jié)果，構(gòu)建三維打印模型，并將所述三維打印模型發(fā)送至所述切片模擬模塊；

6、所述切片模擬模塊在接收到所述三維打印模塊后，用于獲取并分析打印需求，基于需求分析結(jié)果，將所述三維打印模型進(jìn)行切片模擬，得到切片模擬結(jié)果；

7、所述切片模擬模塊還用于根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定打印信息，并發(fā)送至所述打印機(jī)；

8、所述打印機(jī)在接收到所述打印信息后，用于根據(jù)所述打印信息進(jìn)行3d打印，得到3d模型；

9、所畫(huà)面分析模塊還與所述噴色儀器相連，用于根據(jù)所述畫(huà)面分析結(jié)果，確定噴色劑信息，并發(fā)送至所述噴色儀器；

10、所述噴色儀器在接收到所述噴色劑信息后，用于根據(jù)所述噴色劑及所述待打印畫(huà)面，對(duì)所述3d模型進(jìn)行噴色。

11、通過(guò)本方案，自動(dòng)分析待打印畫(huà)面并構(gòu)建三維打印模型，大大提高設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性?；趯?duì)打印需求的分析，進(jìn)行切片模擬，減少了人為判斷的過(guò)程，提高切片精準(zhǔn)度，減少重復(fù)操作概率。此外，噴色顏料的選擇時(shí)通過(guò)畫(huà)面分析結(jié)果直接得到的，不再需要人工進(jìn)行顏色判斷，降低了3d模型的色差。與傳統(tǒng)的手動(dòng)或機(jī)械加工方式相比，自動(dòng)化3d打印技術(shù)可以精確地控制材料的使用，減少材料浪費(fèi)。同時(shí)，由于減少了人為干預(yù)，打印過(guò)程更加高效。

12、可選的，所述切片模擬模塊，具體用于：

13、根據(jù)需求分析結(jié)果，確定打印要求；

14、根據(jù)所述打印要求，確定打印尺寸及打印材料；

15、根據(jù)所述打印尺寸及所述打印材料，確定當(dāng)前打印成本；

16、根據(jù)所述打印尺寸、所述打印材料及所述打印成本，確定切片層高；

17、根據(jù)所述切片層高，將所述三維打印模型進(jìn)行切片模擬，得到切片模擬結(jié)果。

18、通過(guò)本方案，根據(jù)詳細(xì)的需求分析結(jié)果，可以更準(zhǔn)確地確定打印要求，從而確保打印出的模型能夠滿足特定的應(yīng)用需求。此外，綜合考慮打印尺寸、打印材料和打印成本，可以優(yōu)化層高設(shè)置，選擇成本效益最高的層高設(shè)置，降低打印成本，實(shí)現(xiàn)打印效率和質(zhì)量的最優(yōu)平衡。

19、可選的，所述切片模擬模塊在根據(jù)所述打印尺寸、所述打印材料及所述打印成本，確定切片層高時(shí)，具體用于：

20、根據(jù)所述打印尺寸，確定所述3d模型的體積；

21、根據(jù)所述打印材料，確定填充密度及打印速度；

22、根據(jù)所述打印材料的材料類(lèi)型，獲取所述打印材料的材料單價(jià)；

23、根據(jù)所述體積、所述填充密度、所述打印速度、所述材料單價(jià)，確定所述當(dāng)前打印成本。

24、通過(guò)本方案，綜合考慮打印尺寸、填充密度、打印速度以及材料單價(jià)等多個(gè)因素能夠提供一個(gè)更為詳細(xì)和準(zhǔn)確的打印成本計(jì)算。這有助于用戶更精確地預(yù)算和控制打印成本。有助于根據(jù)成本效益原則選擇合適的打印材料。

25、可選的，所述切片模擬模塊在根據(jù)所述體積、所述填充密度、所述打印速度、所述材料單價(jià)，確定所述當(dāng)前打印成本時(shí)，具體用于：

26、；

27、其中，表示所述當(dāng)前打印成本，表示所述體積；表示所述填充密度；表示所述材料單價(jià)；表示所述打印速度；表示電力成本率。

28、通過(guò)本方案，基于3d模型的體積、填充密度、材料單價(jià)、打印速度以及電力成本率，設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)表達(dá)式用于快速確定當(dāng)前打印成本，減少人為計(jì)算的過(guò)程，提高計(jì)算效率，減少人為計(jì)算可能帶來(lái)的計(jì)算誤差。

29、可選的，所述電力成本率用于表征單位時(shí)間內(nèi)打印所述3d模型所需耗費(fèi)的電力成本；所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)還包括成本率計(jì)算模塊，用于：

30、；

31、其中，表示所述電力成本率；表示打印機(jī)功率；表示當(dāng)前時(shí)刻的電價(jià)。

32、通過(guò)本方案，結(jié)合打印機(jī)的功率以及當(dāng)前時(shí)刻的電價(jià)，設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)表達(dá)式確定電力成本率，可以更加精準(zhǔn)快速的得到對(duì)應(yīng)的電力成本率，從而便于當(dāng)前打印成本的計(jì)算。

33、可選的，所述畫(huà)面分析模塊在根據(jù)所述畫(huà)面分析結(jié)果，確定噴色劑信息時(shí)，具體用于：

34、根據(jù)所述畫(huà)面分析結(jié)果，確定畫(huà)面色彩；

35、根據(jù)所述畫(huà)面色彩，確定是否存在最佳區(qū)域噴色劑；

36、若不存在所述最佳區(qū)域噴色劑，則解析所述畫(huà)面色彩，確定調(diào)色比例及調(diào)色劑；

37、根據(jù)所述調(diào)色比例，將所述調(diào)色劑進(jìn)行混合，生成噴色劑信息。

38、通過(guò)本方案，利用畫(huà)面分析結(jié)果確定畫(huà)面色彩，能夠確保噴色劑的顏色與原始畫(huà)面色彩高度匹配，提高用戶的使用體驗(yàn)。如果不存在現(xiàn)成的最佳區(qū)域噴色劑，則通過(guò)對(duì)畫(huà)面色彩的解析來(lái)確定調(diào)色比例和調(diào)色劑，這一過(guò)程也保證了最終噴色的色彩準(zhǔn)確性。

39、可選的，所述切片模擬模塊在根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定打印信息時(shí)，用于：

40、分析所述切片模擬結(jié)果，確定是否存在缺失和/或重疊區(qū)域；

41、若存在缺失和/或重疊區(qū)域，則統(tǒng)計(jì)所述缺失和/或重疊區(qū)域的面積；

42、根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確定是否存在打印設(shè)計(jì)問(wèn)題；

43、若不存在打印設(shè)計(jì)問(wèn)題，則分析所述存在缺失和/或重疊區(qū)域的區(qū)域特點(diǎn)；

44、根據(jù)所述區(qū)域特點(diǎn)，調(diào)整打印參數(shù)，將調(diào)整后的打印參數(shù)作為打印信息。

45、通過(guò)本方案，分析切片模擬結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理缺失和/或重疊區(qū)域，避免這些區(qū)域在實(shí)際打印過(guò)程中產(chǎn)生問(wèn)題，從而提高打印質(zhì)量。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的缺失和重疊區(qū)域，通過(guò)統(tǒng)計(jì)面積，可以更加精確地了解問(wèn)題的大小和范圍，進(jìn)而采取更有針對(duì)性的解決措施。在確認(rèn)不存在打印設(shè)計(jì)問(wèn)題后，通過(guò)分析存在缺失和/或重疊區(qū)域的區(qū)域特點(diǎn)，可以更加精確地調(diào)整打印參數(shù)，以適應(yīng)不同區(qū)域的打印需求。

46、可選的，所述切片模擬模塊在根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定打印信息時(shí)，用于：

47、根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定所述3d模型中是否存在懸空區(qū)域；

48、若存在懸空區(qū)域，則根據(jù)所述懸空區(qū)域的懸空面積，確定支撐物；

49、根據(jù)所述支撐物的支撐結(jié)構(gòu)，確定所述懸空區(qū)域的打印參數(shù)；

50、將所述懸空區(qū)域的打印參數(shù)作為打印信息。

51、通過(guò)本方案，分析切片模擬結(jié)果，確定是否存在懸空區(qū)域，并在存在懸空區(qū)域時(shí)，考慮懸空面積，進(jìn)行支撐物的選擇，從而使支撐物可以完全支撐該區(qū)域，避免因?yàn)閼铱諑?lái)變形或斷裂。同時(shí)，結(jié)合懸空面積進(jìn)行支撐物的選擇也可以避免食用過(guò)多，節(jié)省材料成本，減少打印過(guò)程中的耗時(shí)。

52、可選的，所述打印參數(shù)包括層高參數(shù)，所述切片模擬模塊在根據(jù)所述區(qū)域特點(diǎn)，調(diào)整打印參數(shù)時(shí)，用于：

53、根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確定每一層的缺失面積及重疊面積；

54、根據(jù)所述每一層的缺失面積及重疊面積，確定所述層高參數(shù)，參考以下公式：

55、；

56、其中，表示所述層高參數(shù)；表示原始層高參數(shù)；表示第層的缺失面積；表示第層的重疊面積；表示第層的總面積；、表示經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

57、通過(guò)本方案，結(jié)合每一層的缺失面積及重疊面積，設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)確定層高參數(shù)，可以簡(jiǎn)化調(diào)整過(guò)程，提高調(diào)整效率。同時(shí)，由于不再需要人工參與，因此也可以避免人工判斷帶來(lái)的誤差。

58、第二方面，本技術(shù)提供一種基于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制方法，包括：

59、獲取并分析待打印畫(huà)面，根據(jù)畫(huà)面分析結(jié)果，構(gòu)建三維打印模型；

60、獲取并分析打印需求，基于需求分析結(jié)果，將所述三維打印模型進(jìn)行切片模擬，得到切片模擬結(jié)果；

61、根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定打印信息；

62、控制打印機(jī)根據(jù)所述打印信息進(jìn)行3d打印，得到3d模型；

63、根據(jù)所述畫(huà)面分析結(jié)果，確定噴色劑；

64、控制噴色儀器根據(jù)所述噴色劑及所述待打印畫(huà)面，對(duì)所述3d模型進(jìn)行噴色?？蛇x的，所述基于需求分析結(jié)果，將所述三維打印模型進(jìn)行切片模擬，得到切片模擬結(jié)果，包括：

65、根據(jù)需求分析結(jié)果，確定打印要求；

66、根據(jù)所述打印要求，確定打印尺寸及打印材料；

67、根據(jù)所述打印尺寸及所述打印材料，確定當(dāng)前打印成本；

68、根據(jù)所述打印尺寸、所述打印材料及所述打印成本，確定切片層高；

69、根據(jù)所述切片層高，將所述三維打印模型進(jìn)行切片模擬，得到切片模擬結(jié)果。

70、可選的，所述根據(jù)所述打印尺寸及所述打印材料，確定當(dāng)前打印成本，包括：

71、根據(jù)所述打印尺寸，確定所述3d模型的體積；

72、根據(jù)所述打印材料，確定填充密度及打印速度；

73、根據(jù)所述打印材料的材料類(lèi)型，獲取所述打印材料的材料單價(jià)；

74、根據(jù)所述體積、所述填充密度、所述打印速度、所述材料單價(jià)，確定所述當(dāng)前打印成本。

75、可選的，所述根據(jù)所述體積、所述填充密度、所述打印速度、所述材料單價(jià)，確定所述當(dāng)前打印成本，參考以下公式：

76、；

77、其中，表示所述當(dāng)前打印成本，表示所述體積；表示所述填充密度；表示所述材料單價(jià)；表示所述打印速度；表示電力成本率。

78、可選的，所述電力成本率用于表征單位時(shí)間內(nèi)打印所述3d模型所需耗費(fèi)的電力成本；

79、所述電力成本率的計(jì)算，參考以下公式：

80、；

81、其中，表示所述電力成本率；表示打印機(jī)功率；表示當(dāng)前時(shí)刻的電價(jià)。

82、可選的，所述根據(jù)所述畫(huà)面分析結(jié)果，確定噴色劑，包括：

83、根據(jù)所述畫(huà)面分析結(jié)果，確定畫(huà)面色彩；

84、根據(jù)所述畫(huà)面色彩，確定是否存在最佳區(qū)域噴色劑；

85、若不存在所述最佳區(qū)域噴色劑，則解析所述畫(huà)面色彩，確定調(diào)色比例及調(diào)色劑；

86、根據(jù)所述調(diào)色比例，將所述調(diào)色劑進(jìn)行混合，生成噴色劑。

87、可選的，所述根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定打印信息，包括：

88、分析所述切片模擬結(jié)果，確定是否存在缺失和/或重疊區(qū)域；

89、若存在缺失和/或重疊區(qū)域，則統(tǒng)計(jì)所述缺失和/或重疊區(qū)域的面積；

90、根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確定是否存在打印設(shè)計(jì)問(wèn)題；

91、若不存在打印設(shè)計(jì)問(wèn)題，則分析所述存在缺失和/或重疊區(qū)域的區(qū)域特點(diǎn)；

92、根據(jù)所述區(qū)域特點(diǎn)，調(diào)整打印參數(shù)，將調(diào)整后的打印參數(shù)作為打印信息。

93、可選的，所述根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定打印信息，包括：

94、根據(jù)所述切片模擬結(jié)果，確定所述3d模型中是否存在懸空區(qū)域；

95、若存在懸空區(qū)域，則根據(jù)所述懸空區(qū)域的懸空面積，確定支撐物；

96、根據(jù)所述支撐物的支撐結(jié)構(gòu)，確定所述懸空區(qū)域的打印參數(shù)；

97、將所述懸空區(qū)域的打印參數(shù)作為打印信息。

98、可選的，所述打印參數(shù)包括層高參數(shù)，所述根據(jù)所述區(qū)域特點(diǎn)，調(diào)整打印參數(shù)，包括：

99、根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確定每一層的缺失面積及重疊面積；

100、根據(jù)所述每一層的缺失面積及重疊面積，確定所述層高參數(shù)，參考以下公式：

101、；

102、其中，表示所述層高參數(shù)；表示原始層高參數(shù)；表示第層的缺失面積；表示第層的重疊面積；表示第層的總面積；、表示經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。