CN109372233A - 墙面3d打印机的喷涂控制方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种墙面3D打印机的喷涂控制方法，包括以下步骤：获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程；控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内；当喷头横移至末端触碰到侧面行程开关时，控制喷头停止横移，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移，并继续控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内，如此反复，直至喷涂工作结束。本发明提出的墙面3D打印机的喷涂控制方法及其装置，可使物料准确、均匀、定量的喷涂到目标墙面上。
Description
技术领域
本发明涉及墙面抹灰技术领域，尤其涉及一种墙面3D打印机的喷涂控制方法及其装置。
背景技术
现如今，各类墙面抹灰机被广泛用于建筑工地，替代人工进行工作，墙面抹灰是建筑加工中非常重要的一道工序，这道由手工完成的工序占据了建筑工程总工期的30%~40%。而这种纯手工的操作方式有许多不可避免的缺陷，加重工人劳动强度，使施工工期变长，增加了施工费用，占用更多劳动力，机械化程度低，难以控制施工质量。
根据建筑行业标准，整面抹灰厚度误差不能超过3mm，但市场上的抹灰机存在许多问题，无法达到预期的效果。由于在施工过程当中整个抹灰机的各个部件存在着不可避免的机械振动，以及无法精准控制抹灰机喷涂物料的速度，导致物料无法准确、均匀、定量的喷涂到目标墙面上。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种墙面3D打印机的喷涂控制方法及其装置，旨在使物料准确、均匀、定量的喷涂到目标墙面上。
为实现上述目的，本发明提供一种墙面3D打印机的喷涂控制方法，包括以下步骤：
获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程；
控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内；
当喷头横移至末端触碰到侧面行程开关时，控制喷头停止横移，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移，并继续控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内，如此反复，直至喷涂工作结束。
优选地，所述获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程的步骤具体包括：
通过激光传感器获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离；
判断当前喷涂装置与目标墙面之间的距离是否在预设喷涂距离范围之内；
如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离大于预设喷涂距离上限，则控制智能行走小车向靠近墙面方向移动，并继续执行获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离的步骤；
如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离小于预设喷涂距离下限，则控制智能行走小车向远离墙面方向移动，并继续执行获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离的步骤；
如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离在预设喷涂距离下限和预设喷涂距离上限之间，则初始化过程完成，进行喷涂打印准备工作。
优选地，控制智能行走小车向远离或靠近墙面方向移动时，通过向智能行走小车的步进电机发送驱动信号，从而驱动智能行走小车移动。
优选地，通过控制喷头的喷涂速度以将喷涂厚度控制在预设喷涂厚度范围之内。
优选地，所述控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内的步骤具体包括：
控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，通过激光传感器实时测量当前喷涂厚度；
判断当前喷涂厚度是否在预设喷涂厚度范围之内；
如当前喷涂厚度大于预设喷涂厚度上限，则控制喷头加速运动；
如当前喷涂厚度小于预设喷涂厚度下限，则控制喷头减速运动；
如当前喷涂厚度在预设喷涂厚度下限和预设喷涂厚度上限之间，则控制喷头按当前速度横移，直至碰触侧面行程开关。
优选地，控制喷头加速运动和控制喷头减速运动之后，继续执行所述控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，通过激光传感器实时测量当前喷涂厚度的步骤。
优选地，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移的过程中，当喷头运动至触碰顶端行程开关时，喷头停止运动，送料停止，此工位喷涂结束。
优选地，通过激光传感器获取喷头到已喷涂完物料墙面的距离和喷涂前的距离，根据两次测得的数据计算出喷涂物料的厚度值。
本发明进一步提出一种墙面3D打印机的喷涂控制装置，包括PLC控制器，用于实现各指令；以及存储设备，用于存储多条指令，所述指令由PLC控制器加载并执行：
获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程；
控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内；
当喷头横移至末端触碰到侧面行程开关时，控制喷头停止横移，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移，并继续控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内，如此反复，直至喷涂工作结束。
优选地，所述PLC控制器与智能行走小车的速度传感器、激光传感器、步进电机和纵移电机电性连接，通过步进电机和纵移电机分别驱动喷头的横移与纵移，并实现调速功能，最终控制喷涂在目标墙面上物料的厚度。
本发明提出的墙面3D打印机的喷涂控制方法，通过程序智能控制，使墙面3D打印机的每个装置依次有序地完成相应动作，实时监控并实时调整，从而使物料均匀，准确，定量的喷涂到目标墙面上，最终智能控制喷涂在目标墙面上物料的厚度。
附图说明
图1为本发明墙面3D打印机的喷涂控制方法的流程示意图；
图2为图1中步骤S10的细化流程示意图；
图3为图1中步骤S20的细化流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提出一种墙面3D打印机的喷涂控制方法。
参照图1至图3，本优选实施例中，一种墙面3D打印机的喷涂控制方法，包括以下步骤：
步骤S10，获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程；
步骤S20，控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内；
步骤S30，当喷头横移至末端触碰到侧面行程开关时，控制喷头停止横移，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移，并继续控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内，如此反复，直至喷涂工作结束。
本墙面3D打印机设置有包括智能行走小车、送料装置、喷涂装置和喷涂控制装置，喷涂控制装置为本墙面3D打印机的喷涂控制方法对应的硬件装置。其中，智能行走小车用于整个机器的驱动以及定位。
送料装置为喷涂装置提供物料。
喷涂装置在相关程序的控制以及电机的驱动下，按照预先设定的路线将送料装置提供的物料准确、均匀、定量的喷涂到目标墙面上。
喷涂控制装置对整个机器进行实时监测，发送动作指令，并根据反馈信号做出准确的控制。
喷涂装置包括速度传感器，激光传感器，喷头，步进电机（控制喷头横溢），纵移电机（用于控制喷头纵移），行程开关。
在当前工位喷涂结束后，控制智能行走小车移动到下一工位进行喷涂。通过依次执行运算程序，直至整个墙面喷涂完毕。当喷头横移至两端时，触碰到侧面行程开关，通过控制步进电机使喷头停止移动。
参照图2，步骤S10具体包括：
步骤S101，通过激光传感器获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离a；
步骤S102，判断当前喷涂装置与目标墙面之间的距离是否在预设喷涂距离范围之内；
如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离a大于预设喷涂距离上限A2，则执行步骤S103后，继续执行步骤S101；如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离小于预设喷涂距离下限A1，则执行步骤S104后，继续执行步骤S101；如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离在预设喷涂距离下限和预设喷涂距离上限之间（即A1≤a≤A2），则执行步骤S105。
步骤S103，控制智能行走小车向靠近墙面方向移动。
步骤S104，控制智能行走小车向远离墙面方向移动。
步骤S105，初始化过程完成，进行喷涂打印准备工作。
步骤S10中，控制智能行走小车向远离或靠近墙面方向移动时，通过向智能行走小车的步进电机发送驱动信号，从而驱动智能行走小车移动。
步骤S20中，通过控制喷头的喷涂速度以将喷涂厚度控制在预设喷涂厚度范围之内。通过激光传感器获取喷头到已喷涂完物料墙面的距离和喷涂前的距离，根据两次测得的数据计算出喷涂物料的厚度值。
参照图3，步骤S20具体包括：
步骤S201，控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，通过激光传感器实时测量当前喷涂厚度b；
步骤S202，判断当前喷涂厚度b是否在预设喷涂厚度范围之内；
如当前喷涂厚度b大于预设喷涂厚度上限B2，则执行步骤S203后，继续执行步骤S201；如当前喷涂厚度b小于预设喷涂厚度下限B1，则执行步骤S204后，继续执行步骤S201；如当前喷涂厚度在预设喷涂厚度下限和预设喷涂厚度上限之间（B1≤b≤B2），则执行步骤S205。
步骤S203，控制喷头加速运动。
步骤S204，控制喷头减速运动。
步骤S205，控制喷头按当前速度横移，直至碰触侧面行程开关。
步骤S30中，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移的过程中，当喷头运动至触碰顶端行程开关时，喷头停止运动，送料停止，此工位喷涂结束。喷头纵移设定值可根据多次调试后的经验值进行设定。
本发明提出的墙面3D打印机的喷涂控制方法，通过程序智能控制，使墙面3D打印机的每个装置依次有序地完成相应动作，通过实时监控并实时进行相应调整，从而使物料均匀，准确，定量的喷涂到目标墙面上，最终智能控制喷涂在目标墙面上物料的厚度。
本发明进一步提出一种墙面3D打印机的喷涂控制装置，包括PLC控制器，用于实现各指令；以及存储设备，用于存储多条指令，所述指令由PLC控制器加载并执行：
获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程；
控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内；
当喷头横移至末端触碰到侧面行程开关时，控制喷头停止横移，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移，并继续控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内，如此反复，直至喷涂工作结束。
PLC控制器与智能行走小车的速度传感器、激光传感器、步进电机和纵移电机电性连接，通过步进电机和纵移电机分别驱动喷头的横移与纵移，并实现调速功能，最终控制喷涂在目标墙面上物料的厚度。
喷涂控制装置包括PLC控制器、控制面板以及控制程序。控制程序存储在存储设备中。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程；
控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内；
当喷头横移至末端触碰到侧面行程开关时，控制喷头停止横移，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移，并继续控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内，如此反复，直至喷涂工作结束。
2.如权利要求1所述的墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，所述获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程的步骤具体包括：
通过激光传感器获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离；
判断当前喷涂装置与目标墙面之间的距离是否在预设喷涂距离范围之内；
如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离大于预设喷涂距离上限，则控制智能行走小车向靠近墙面方向移动，并继续执行获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离的步骤；
如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离小于预设喷涂距离下限，则控制智能行走小车向远离墙面方向移动，并继续执行获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离的步骤；
如当前喷涂装置与目标墙面之间的距离在预设喷涂距离下限和预设喷涂距离上限之间，则初始化过程完成，进行喷涂打印准备工作。
3.如权利要求2所述的墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，控制智能行走小车向远离或靠近墙面方向移动时，通过向智能行走小车的步进电机发送驱动信号，从而驱动智能行走小车移动。
4.如权利要求1所述的墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，通过控制喷头的喷涂速度以将喷涂厚度控制在预设喷涂厚度范围之内。
5.如权利要求4所述的墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，所述控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内的步骤具体包括：
控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，通过激光传感器实时测量当前喷涂厚度；
判断当前喷涂厚度是否在预设喷涂厚度范围之内；
如当前喷涂厚度大于预设喷涂厚度上限，则控制喷头加速运动；
如当前喷涂厚度小于预设喷涂厚度下限，则控制喷头减速运动；
如当前喷涂厚度在预设喷涂厚度下限和预设喷涂厚度上限之间，则控制喷头按当前速度横移，直至碰触侧面行程开关。
6.如权利要求1所述的墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，控制喷头加速运动和控制喷头减速运动之后，继续执行所述控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，通过激光传感器实时测量当前喷涂厚度的步骤。
7.如权利要求1所述的墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移的过程中，当喷头运动至触碰顶端行程开关时，喷头停止运动，送料停止，此工位喷涂结束。
8.如权利要求1所述的墙面3D打印机的喷涂控制方法，其特征在于，通过激光传感器获取喷头到已喷涂完物料墙面的距离和喷涂前的距离，根据两次测得的数据计算出喷涂物料的厚度值。
9.一种墙面3D打印机的喷涂控制装置，其特征在于，包括PLC控制器，用于实现各指令；以及存储设备，用于存储多条指令，所述指令由PLC控制器加载并执行：
获取当前喷涂装置与目标墙面之间的距离，并控制喷涂装置到目标墙面的距离在预设喷涂距离范围之内以完成初始化过程；
控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内；
当喷头横移至末端触碰到侧面行程开关时，控制喷头停止横移，根据喷头纵移设定值控制喷头纵移，并继续控制喷涂装置的喷头按照预设速度横移，在横移过程喷涂物料，并实时检查喷涂厚度将其控制在预设喷涂厚度范围之内，如此反复，直至喷涂工作结束。
10.如权利要求9所述的墙面3D打印机的喷涂控制装置，其特征在于，所述PLC控制器与智能行走小车的速度传感器、激光传感器、步进电机和纵移电机电性连接，通过步进电机和纵移电机分别驱动喷头的横移与纵移，并实现调速功能，最终控制喷涂在目标墙面上物料的厚度。
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