快速成型設備的網絡化控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種快速成型設備的網絡化控制方法，其系統包括快速成型設備、服務器和路由器，服務器至少連接一個以上的快速成型設備，服務器通過因特網與客戶端連接。服務器作為上位機，快速成型設備作為下位機；客戶端的網頁提供給客戶所需要的內容，客戶通過選擇后通過因特網將客戶的操作信息傳遞到服務器，服務器響應客戶端操作信息選擇快速成型設備的型號與所用材料，最終將核實格式的文件提交給快速成型設備的存儲設備，并且從快速成型設備讀取加工過程數據在線反饋給客戶所需成型時間與其他相關的信息；然后由快速成型設備讀取存儲設備上的數據進行快速成型生產并實時返回狀態信息。本方法可以極大的減少人力操作，提高生產效率。
【專利說明】快速成型設備的網絡化控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種快速成型設備的網絡化控制方法，客戶通過因特網實現網絡化的產品遠程快速成型，屬于自動控制領域。
【背景技術】
[0002]目前市場上大多數快速成型設備沒有專門的遠程服務網站，如果用戶沒有快速成型設備還要進行三維模型的實體化，都通過第三方網站提交文件，再由服務器端的人員通過手工方式先轉換成.gcode代碼，等待.gcode代碼轉換完畢以后，由工作人員本地化控制成型過程。這樣不但消耗了大量的人力和時間，出錯率也非常高。近年來，隨著快速成型設備深入人們的生活，三維模型快速成型設備的需求量不斷變大。隨著網絡技術的發展，家庭式辦公逐漸成為一種新的工作方式。
[0003]通常情況下，遠程的客戶形成一個三維模型要通過通訊平臺傳輸文件，在服務器端的操作人員接受文件以后要用手動的方式把上傳的圖形文件變成快速成型機使用的機器代碼(下面簡稱gcode代碼)，等待gcode轉換完成以后，再提交機器代碼對三維立體模型進行成型。如果要再為提交的客戶建立專門的文檔操作則更加復雜。在復雜三維模型快速成型的需求量不斷增加的情況下，操作人員每天要做多次繁瑣重復性的工作，可能還會由于各種原因暫時離開電腦，也會造成客戶提出的要求不能實時響應。手動操作無法很好地安排成型任務，用戶等待的時間也會變長，這樣就會耗費大量的人力和時間，一方面給服務器端的操作人員和客戶造成極大的不便，另一方面也不能體現快速成型設備的快速性，再者如果客戶提交的文件不符合快速成型機的要求，這時如果不進行篩選就可能會損壞三維快速成型設備，造成不必要的經濟損失。以上就是快速成型設備的網絡化需要解決的重點問題。
[0004]現有公開技術中快速成型機遠程控制的實例還比較少，與一般的二維打印機不同，快速成型設備對材料、模型和時間的安排都非常高。
【發明內容】
[0005]本發明根據市場需求，提供了一種通過因特網實施對快速成型設備的網絡化控制方法，目的是實現快速成型設備的網絡化無人值守功能，減少誤操作且節省人力物力成本，提聞快速成型機的效率。
[0006]本發明為實現上述目的，采用如下技術方案:
[0007]快速成型設備的網絡化控制方法，其系統包括快速成型設備、服務器和路由器，月艮務器至少連接一個以上的快速成型設備，服務器通過因特網與客戶端連接，服務器作為上位機，快速成型設備作為下位機；客戶端的網頁提供給客戶所需要的內容，客戶通過選擇后通過因特網將客戶的操作信息傳遞到服務器，服務器響應客戶端操作信息選擇快速成型設備的型號與所用材料，最終將核實格式的文件提交給快速成型設備的存儲設備，并且從快速成型設備讀取加工過程數據在線反饋給客戶所需成型時間與其他相關的信息；然后由快速成型設備讀取存儲設備上的數據進行快速成型生產并實時返回狀態信息。
[0008]當客戶提交的文檔是stl成型文件時，服務器先將stl成型文件轉換成gcode代碼，當服務器檢測gcode代碼轉換完成以后，自動調用驅動程序驅動快速成型設備工作。
[0009]當服務器在進行代碼轉換的時候，快速成型設備就開始進行預熱，用戶轉換代碼完成后，快速成型設備即預熱完畢。
[0010]服務器自動存儲客戶提交的信息與文件，并且檢查客戶文檔的重復性，當客戶要多次制作同樣的模型時，服務器可以自動快速查詢到并直接調用該文件。
[0011]當客戶提交文件后，如果快速成型設備處于成型隊列沒有開始進程，客戶可以緊急停止快速成型的進程，然后對文件進行修改后再提交。
[0012]快速成型設備返回的狀態信息如果報錯，就會采取不同級別的故障處理方法，指示維修人員按方案維修:一種是正常漂移錯誤代碼，在0x20?0x50，是指返回的值與預期的相差不大，快速成型設備會繼續工作，等到空閑的時候維修人員進行維修；第二種是可控錯誤故障代碼，代碼在0x51?OxAO，維修人員在等待快速成型設備完成正在進行的部件后前往修理；第三種是嚴重故障，故障代碼在OxAl?OxFF，這種故障出現標明快速成型設備可能會被損壞，服務器會發出停止指令，維修人員會立即去現場維修。
[0013]本發明在快速成型機、互聯網、服務器的基礎上，實現對快速成型機的網絡化控制。通過預熱、記憶與緊急停止等手段，縮短了成型文件提交到快速成型機的時間。通過文件的有效性篩選減少了出錯的概率，延長了快速成型機的使用壽命。整個過程無需手工操作，均能很快的完成通過因特網完成，實現了快速成型設備的網絡化自動化生產。比目前市場上的本地化控制方法更具優越性，達到了提高生產效率、降低生產成本的目標。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1本發明的系統總體結構框圖。
[0015]圖2用戶提交文件服務器響應過程。
[0016]圖3用戶注冊時客戶端服務器端結構圖。
[0017]圖4用戶登陸時客戶端與服務器端結構圖。
[0018]圖5用戶提交快速成型機文件時客戶端與服務器端結構圖。
【具體實施方式】
[0019]本發明公布了一種基于TCP/IP的快速成型設備的網絡化公共控制方案，主要由網絡、硬件和軟件三個部分組成:網絡部分包含因特網、局域網以及連接部件。硬件部分由快速成型設備、服務器組成，服務器至少搭載一個以上的快速成型設備。軟件部分實現用戶登陸、注冊、提交文件功能。服務器端使用MySQL構建用戶信息數據庫、用戶文檔數據庫、快速成型設備狀態數據庫。本方法具有用戶注冊與登陸、文檔提交、文檔審核、自動轉碼、用戶信息與文件的存儲、自動報修等功能；用戶界面簡潔并且易于操作，服務器完全自動響應用戶提交的內容。在控制快速成型設備方面，本方法為客戶專門建立數據庫以便重復成型，并用快速預熱的方法縮短了成型時間，本方法經過測試后穩定可行，可以極大的減少服務器端和客戶端的人力操作，節約了人力成本并減少了人為失誤造成的損失，提高了生產效率。
[0020]本發明的【具體實施方式】如下:[0021]服務器對客戶端的功能如圖1所示:客戶端的網頁提供客戶所需要選擇的內容，客戶選擇完成后，服務器通過后臺程序讀取表單和文本框中的內容并在后臺進行計算和選擇，選擇完成后則對用戶提交的文件進行檢測，最終將核實格式的文件提交給快速成型機。快速成型機通過串口通訊，每個中斷都會向服務器反饋快速成型機的進度和各方面參數等內容，在線反饋客戶所需成型時間與其他相關的信息。
[0022]服務器通過讀取客戶在文本框或者表單中選擇或者填入的內容，將其轉換成計算機內部信息并且通過MySQL語句在網頁端調用MySQL數據庫自動存儲用戶提交的個人信息、操作信息、個人文檔。參照圖3實現注冊功能，當用戶登陸網站進行注冊，服務器會讀取用戶在注冊的時候表單內的所有信息，并且把讀取的文本轉換成字符型的數據，同時調用MySQL語言存入數據庫。當用戶信息成功存入數據庫后就會彈出用戶成功注冊的頁面，這時就可以通過登陸的方式實現文檔的提交過程，只有在用戶登錄成功后才會出現提交文件的界面。用戶登陸的時候，參照圖4，服務器將用戶在表單中提交的信息讀取并且轉化成字符型臨時存儲在計算機內存中，同時在網頁后臺調用MySQL語句將存于數據庫的內容與用戶提交的內容進行比對，確認用戶提交的信息與注冊信息匹配后進入登陸頁面。參見圖5在用戶提交文件的同時，服務器首先會對提交的文件進行監測，如果符合要求并且是第一次提交，服務器會調用已經寫好的批處理命令以用戶的名字為用戶創建一個文件夾并且與用戶的賬戶關聯起來，此后用戶提交的所有文件就會保存于這個文件夾中。文件在存儲的同時，服務器會監測這個文件類型是stl文件還是gcode代碼，如果是gcode代碼，那么這個文件就會直接進入三維成型的存儲器進行排隊，如果是stl文件服務器會先把stl文件轉換成gcode代碼,然后把gcode代碼存入用戶個人的文件夾中，當服務器在把stl文件轉換成gcode代碼的同時在指定的路徑上會生成一個文本文件，該文本文件記錄了轉換的過程和轉換的進度，當文本文件中出現完成的標志位服務器在讀取到后會主動訪問用戶文件夾并且提取已經轉換完成的gcode代碼進行成型。用戶可以自行將stl在別的網站上轉換成gcode格式的文件，這樣可以節省總的信息處理時間和計算機資源。
[0023]服務器檢測用戶提交文件的文件名、文件大小與文件類型，當用戶提交格式不正確的成型文件以后，系統會自動監測到并且反饋給客戶并提交合適的修改建議。客戶重新提交正確格式的文件以后，則開始快速成型進程。當用戶發現模型的不足而要重新修改提交成型文件的時候，如果在快速成型機上面的實體成型過程還沒有開始，服務器會隨時中斷客戶正在排序、等待的進程。
[0024]用戶提交成型要求后，服務器會提取客戶的用戶名，再后臺用命令語句以用戶名字為文件夾名稱建立一個新的文件夾，將用戶提交的文件下載到用戶的文件夾中。當用戶下次需要此文件的時候，只要登陸后服務器會自動找尋到以用戶名命名的文件夾，提取出文件夾中的所有文件，并且同時能找到gcode代碼，用戶提交過的文件可以更快的被提交成型，節省了硬件資源和不必要的切片時間。
[0025]用戶提交快速成型任務后，在提交成型的頁面會有成型過程的反饋信息，用戶可以通過查看這些信息了解自己提交模型實體成型的狀態。
[0026]快速成型機在成型時會實時返回快速成型設備底板和噴頭的狀態信息，當信息出現異常時候會實時返回故障代碼給維修人員，維修人員根據返回的故障代碼采取相應的維修措施。當三維快速成型機反饋的值出現錯誤以后，服務器根據錯誤的類型分成三種狀態，見表I。
[0027]表I故障代碼的含義與相對應的措施
[0028]
故障代碼~I代表意義I采取措施
0x20?0x50正常偏移對快速成型機進行定期維修的時候矯正
0x51?OxAO輕微錯誤快速成型機完成正在制作模型后候矯正
OxAl?OxFF嚴重錯誤立刻終止工作進行維修
[0029]一種是正常漂移錯誤代碼，在0x20?0x50，是指返回的值與預期的相差不大，快速成型設備會繼續工作，等到空閑的時候維修人員進行維修；第二種是可控錯誤故障代碼，代碼在0x51?OxAO，維修人員在等待快速成型設備完成正在進行的部件后前往修理；第三種是嚴重故障，故障代碼在OxAl?OxFF，這種故障出現標明快速成型設備可能會被損壞，服務器會發出停止指令，維修人員會立即去現場維修。
[0030]當快速成型設備長時間不工作的時候，快速成型設備噴頭溫度會下降為常溫狀態，為了能更好的控制快速成型機的溫度，加載預熱的prepare, gcode代碼,用戶提交stl文件的同時給快速成型設備加載prepare, gcode代碼,利用stl的轉換時間來預熱成型機噴頭，讀取到切片完成的狀態文件后，切換成轉換成功的.gcode代碼則可以開始快速成型。本發明減少了快速成型生產的時間，提高了快速成型設備的生產效率。
【權利要求】
1.快速成型設備的網絡化控制方法，其系統包括快速成型設備、服務器和路由器，服務器至少連接一個以上的快速成型設備，服務器通過因特網與客戶端連接，其特征在于，服務器作為上位機，快速成型設備作為下位機；客戶端的網頁提供給客戶所需要的內容，客戶通過選擇后通過因特網將客戶的操作信息傳遞到服務器，服務器響應客戶端操作信息選擇快速成型設備的型號與所用材料，最終將核實格式的文件提交給快速成型設備的存儲設備，并且從快速成型設備讀取加工過程數據在線反饋給客戶所需成型時間與其他相關的信息；然后由快速成型設備讀取存儲設備上的數據進行快速成型生產并實時返回狀態信息。
2.根據權利要求1所述的快速成型設備的網絡化控制方法，其特征在于，當客戶提交的文檔是stl成型文件時，服務器先將stl成型文件轉換成gcode代碼，當服務器檢測gcode代碼轉換完成以后，自動調用驅動程序驅動快速成型設備工作。
3.根據權利要求2所述的快速成型設備的網絡化控制方法，其特征在于，當服務器在進行代碼轉換的時候，快速成型設備就開始進行預熱，用戶轉換代碼完成后，快速成型設備即預熱完畢。
4.根據權利要求1或2所述的快速成型設備的網絡化控制方法，其特征在于，服務器自動存儲客戶提交的信息與文件，并且檢查客戶文檔的重復性，當客戶要多次制作同樣的模型時，服務器可以自動快速查詢到并直接調用該文件。
5.根據權利要求1或2所述的快速成型設備的網絡化控制方法，其特征在于，當客戶提交文件后，如果快速成型設備處于成型隊列沒有開始進程，客戶可以緊急停止快速成型的進程，然后對文件進行修改后再提交。
6.根據權利要求1或2所述的快速成型設備的網絡化控制方法，其特征在于，快速成型設備返回的狀態信息如果報錯，就會采取不同級別的故障處理方法，指示維修人員按方案維修:一種是正常漂移錯誤代碼，在0x20~0x50，是指返回的值與預期的相差不大，快速成型設備會繼續工作，等到空閑的時候維修人員進行維修；第二種是可控錯誤故障代碼，代碼在0x51~OxAO，維修人員在等待快速成型設備完成正在進行的部件后前往修理；第三種是嚴重故障，故障代碼在OxAl~OxFF，這種故障出現標明快速成型設備可能會被損壞，服務器會發出停止指令，維修人員會立即去現場維修。
【文檔編號】H04L29/06GK103605351SQ201310612218
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】彭晨, 彭大成, 楊繼全, 劉益劍, 張進 申請人:南京師范大學