一种兼容多型号3d打印机的远程控制系统的制作方法
一种兼容多型号3d打印机的远程控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D打印机技术领域，更具体而言，涉及一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统。
【背景技术】
[0002]目前市面上的3D打印机型号众多，不同品牌甚至不同型号的打印机都要通过不同的打印控制系统进行管理，当需要管理多台3D打印机，或者需要打印多份3D模型时，就需要频繁在各种管理平台中进行操作，而这些管理平台界面不一，大大增加了使用难度。随着3D打印机的普及，国内外的各个厂商都在研发各种类型的3D打印机，目前的3D打印机管理系统有一个很明显的问题:碎片化。只有很小一部分打印机使用了开源的应用，许多使用的是自制的解决方案，效果参差不齐，特别是一些小型公司开发的管理软件非常简陋、难以使用。
[0003]目前市面上在售的3D打印机一般都有相对应的配套管理软件，通过对应的配套管理软件来管理3D打印机，这些管理软件一般都是该款打印机生产厂家自行开发的，也有部分采用了开源的方案。
[0004]现有3D打印机管理系统各成一派，碎片化严重，且不同厂家的管理软件各不相同，甚至同一厂家的软件都互不兼容，在多台不同型号的3D打印机部署的环境中，这种问题尤为突出，在实际环境中，还发生过不同型号打印机的管理软件互相冲突的情况。
[0005]因此，有必要对现有技术中所存在的不足进行改进。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统。该控制系统可以通过控制模块管理多台不同品牌不同型号的3D打印机，同时PC端还有配套的管理软件，用来对3D模型进行查看、修改，将3D模型剥离为纯2D模型号后发送至网络队列，然后通过控制模块的调度，根据接入控制模块的打印机型号，调用该种型号打印机的打印通讯协议，把不同的模型交给相应的3D打印机进行打印。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端、采集模块和PC端，所述接收端、采集模块和PC端依次连接，所述采集模块和PC端之间还设置有转换模块和控制模块，所述转换模块一端与采集模块连接，另一端与控制模块连接，所述控制模块与PC端连接。
[0008]所述接收端和采集模块可以设置有多个，且呈一一对应关系。
[0009]所述控制模块与PC端之间还设置有无线发射接收模块。
[0010]所述PC端可以有多个，分别通过无线发射接收模块与控制模块连接。
[0011]本发明与现有技术相比所具有的有益效果为:
本发明为3D打印机提供了一种标准化可使用的环境，确保任何时候用户需要打印3D模型时，看到的是完全一样的界面和功能，用户只需简单地上传文件并打印出来，特别是对于拥有多个品牌、多个型号3D打印机的用户，可以通过网络用一个统一的界面完成对所有3D打印机的管理。
[0012]本发明还具有如下优点:1、支持众多型号3D打印机，兼容性好，2、通过网络管理调度打印任务，使用方便，3、用户界面友好、统一，学习难度低，适合推广。
【附图说明】
[0013]下面通过附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0014]图1为本发明的控制系统连接示意图；
图2为本发明PC端软件通信流程图；
图3为本发明驱动程序流程图。
[0015]图中I为接收端、2为采集模块、3为PC端、4为转换模块、5为控制模块、6为无线发射接收模块。
【具体实施方式】
[0016]下面实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
[0017]一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端1、采集模块2和PC端3，所述接收端1、采集模块2和PC端3依次连接，所述采集模块2和PC端3之间还设置有转换模块4和控制模块5，所述转换模块4 一端与采集模块2连接，另一端与控制模块5连接，所述控制模块5与PC端3连接。
[0018]所述接收端I和采集模块2可以设置有多个，且呈一一对应关系。
[0019]所述控制模块5与PC端3之间还设置有无线发射接收模块6。
[0020]所述PC端3可以有多个，分别通过无线发射接收模块6与控制模块5连接。
[0021]下面实施例仅为本发明的具体实施例，并不限制本发明所保护的范围。
[0022]I)模型加载与切片
首先从PC端加载一个stl或者其他格式的3D模型文件，这里以stl格式为例，PC端控制软件分析该stl文件，起始的80个字节是文件头，用于存贮零件名；紧接着用4个字节的整数来描述模型的三角面片个数，后面逐个给出每个三角面片的几何信息。每个三角面片占用固定的50个字节，依次是3个4字节浮点数(角面片的矢量)，3个4字节浮点数(I个顶点的坐标)，3个4字节浮点数(2个顶点的坐标)，3个4字节浮点数(3个顶点的坐标)，最后2个字节用来描述三角面片的属性信息。一个完整二进制STL文件的大小为三角形面片数乘以50再加上84个字节，总共134个字节。分析完成后，利用切片算法对模型文件进行二维切片，二维切片中包含每个点的打印信息和支架信息。
[0023]2)打印指令和切片发送
无线发射接收模块工作在2.4GHz/5GHz频率，符合IEEE 801.1lac的无线传输要求，PC管理端可以通过该模块和控制模块进行连接，也可以通过有线网络进行连接。
[0024]切片完成后，将二维切片和打印指令(包括打印机选择、材料信息、尺寸等)通过无线发射接收模块或者有线网络发送至控制模块。和控制模块建立socket连接后首先发送一个打印请求数据包，等待控制模块发回响应包后发送打印指令和二维切片。如果发送3次请求包无响应，则认为控制模块出错，程序抛出异常 。指令按照预先定义的格式，文件头包含20个字节。前4个字节表示操作，定义了顺序打印、队列优先打印、删除打印队列等操作；5、6字节定义打印机编号，7-10字节定义材料；11_14字节包含打印尺寸信息；15-20字节为二维切片信息的描述，在收到控制模块的响应包后将这些数据包发送至控制模块。
[0025]3)指令转换
控制模块接收到PC端传来的指令后，将数据放在位于RAM中的缓冲区。首先查看前4个字节定义的操作，如果为打印操作，会接着查看后面5、6字节的打印机编号，查看位于RAM的打印队列中该打印机是否处于工作状态。如果该编号的打印机处于空闲状态，则通过转换模块将打印指令转换为该编号的打印机可识别的数据包格式。提前在转换模块的ROM中已经通过一一对应的方式内置了市面绝大多数型号打印机的通讯协议，在安装打印机时已经指定了打印机型号，这里控制模块就可以根据编号来判断型号，通过转换模块对数据包进行解包封包，将封装后的数据包通过控制模块调用驱动发送至对应的打印机，对应的打印机即开始打印操作，在打印队列中将该编号的打印机标记为工作中，再有打印操作来后只能进行排队。
[0026]4)打印反馈
打印反馈是上面指令转换的逆过程，通过采集模块接收打印机发出的指令，同样发送到控制模块的RAM缓冲区中，调用转换模块对数据包解包，判断指令的操作，分别有打印完成、耗材缺失、传感器故障等指令。解包识别后再次封包通过socket发送至PC管理端。
[0027]通过以上的过程即可完成一次远程3D打印的操作。
[0028]本发明还具有如下优点:
1、兼容性
本发明解决了市面几乎所有型号打印机的兼容性问题，配套的软件兼容绝大多数3D模型文件。
[0029]对于打印机的兼容，由于目前3D打印行业缺乏统一的标准，各家厂商的通讯协议有天壤之别。少数厂家提供了开发SDK，可以直接调用相应的API对打印机进行操作。但大多数厂家并没有提供这样的开发接口，只能通过分析这些打印机的通讯协议来解决协议兼容问题。通过分析仪在旁路监听不同品牌、不同型号的打印机通信，将原配套软件对打印机的操作指令记录，再把这些指令集成进3D打印机控制模块，按照用户选择的打印机型号匹配不同的通讯协议。
[0030]对于3D模型文件格式的兼容，除了有部分开源的文件格式，还有部分是某些厂商的私有格式，需要对相应格式的文件进行逆向分析，以便能正确解析这些模型文件。
[0031]2、PC端控制软件
软件部分在Windows平台中通过MFC微软开发类库实现软件界面的开发，使用CStatic、CButton、CEdit、CList、CComboBox 和 CScrollBar 这些控件进行界面布局。使用Windows的消息机制进行消息响应。网络通信部分通过socket网络编程和控制模块进行通信，考虑到网络传输的安全性，所有通信都采用SSL加密传输的方式。通信部分处理流程见图2。
[0032]Mac平台和Linux平台的管理软件的开发使用移植的方式，使用QT库重建管理界面，通信部分可以现有的Windows平台的代码。
[0033]3、打印机控制模块基于Android 4.X进行控制系统的开发，开发部分包括接收反馈控制端指令、队列打印任务、驱动打印机打印。接收反馈指令通过建立socket后用SSL加密传输。队列打印任务使用由多级队列算法，这种算法有如下优点:1)由用户自己根据作业的紧急程度输入一个适当的优先级；2)由系统或操作员根据作业类型指定优先级；3)根据作业要求资源情况确定优先级。
[0034]这种算法可以较为完美的利用打印资源，实现资源利用最大化。驱动打印机打印由开发的驱动程序完成，在驱动程序中对不同型号的打印机通信方式进行定义，根绝设备型号选用相应的通信协议，驱动程序开发流程图见图3。
【主权项】
1.一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端(1)、采集模块(2)和PC端(3 )，所述接收端(I)、采集模块(2 )和PC端(3 )依次连接，其特征在于:所述采集模块(2 )和PC端(3)之间还设置有转换模块(4)和控制模块(5)，所述转换模块(4)一端与采集模块(2 )连接，另一端与控制模块(5 )连接，所述控制模块(5 )与PC端(3 )连接。2.根据权利要求1所述的一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，其特征在于:所述接收端(I)和采集模块(2)可以设置有多个，且呈一一对应关系。3.根据权利要求1所述的一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，其特征在于:所述控制模块(5)与PC端(3)之间还设置有无线发射接收模块(6)。4.根据权利要求3所述的一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，其特征在于:所述PC端(3)可以有多个，分别通过无线发射接收模块(6)与控制模块(5)连接。
【专利摘要】本发明涉及3D打印机技术领域，更具体而言，涉及一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统。提供一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统；该控制系统可以通过控制模块管理多台不同品牌不同型号的3D打印机，根据接入控制模块的打印机型号，调用该种型号打印机的打印通讯协议，把不同的模型交给相应的3D打印机进行打印；一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端、采集模块和PC端，所述接收端、采集模块和PC端依次连接，所述采集模块和PC端之间还设置有转换模块和控制模块，所述转换模块一端与采集模块连接，另一端与控制模块连接，所述控制模块与PC端连接；本发明主要应用在3D打印机方面。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN104898611
【申请号】CN201510177476
【发明人】段亮
【申请人】段亮
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月16日
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D打印机技术领域，更具体而言，涉及一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统。
【背景技术】
[0002]目前市面上的3D打印机型号众多，不同品牌甚至不同型号的打印机都要通过不同的打印控制系统进行管理，当需要管理多台3D打印机，或者需要打印多份3D模型时，就需要频繁在各种管理平台中进行操作，而这些管理平台界面不一，大大增加了使用难度。随着3D打印机的普及，国内外的各个厂商都在研发各种类型的3D打印机，目前的3D打印机管理系统有一个很明显的问题:碎片化。只有很小一部分打印机使用了开源的应用，许多使用的是自制的解决方案，效果参差不齐，特别是一些小型公司开发的管理软件非常简陋、难以使用。
[0003]目前市面上在售的3D打印机一般都有相对应的配套管理软件，通过对应的配套管理软件来管理3D打印机，这些管理软件一般都是该款打印机生产厂家自行开发的，也有部分采用了开源的方案。
[0004]现有3D打印机管理系统各成一派，碎片化严重，且不同厂家的管理软件各不相同，甚至同一厂家的软件都互不兼容，在多台不同型号的3D打印机部署的环境中，这种问题尤为突出，在实际环境中，还发生过不同型号打印机的管理软件互相冲突的情况。
[0005]因此，有必要对现有技术中所存在的不足进行改进。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统。该控制系统可以通过控制模块管理多台不同品牌不同型号的3D打印机，同时PC端还有配套的管理软件，用来对3D模型进行查看、修改，将3D模型剥离为纯2D模型号后发送至网络队列，然后通过控制模块的调度，根据接入控制模块的打印机型号，调用该种型号打印机的打印通讯协议，把不同的模型交给相应的3D打印机进行打印。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端、采集模块和PC端，所述接收端、采集模块和PC端依次连接，所述采集模块和PC端之间还设置有转换模块和控制模块，所述转换模块一端与采集模块连接，另一端与控制模块连接，所述控制模块与PC端连接。
[0008]所述接收端和采集模块可以设置有多个，且呈一一对应关系。
[0009]所述控制模块与PC端之间还设置有无线发射接收模块。
[0010]所述PC端可以有多个，分别通过无线发射接收模块与控制模块连接。
[0011]本发明与现有技术相比所具有的有益效果为:
本发明为3D打印机提供了一种标准化可使用的环境，确保任何时候用户需要打印3D模型时，看到的是完全一样的界面和功能，用户只需简单地上传文件并打印出来，特别是对于拥有多个品牌、多个型号3D打印机的用户，可以通过网络用一个统一的界面完成对所有3D打印机的管理。
[0012]本发明还具有如下优点:1、支持众多型号3D打印机，兼容性好，2、通过网络管理调度打印任务，使用方便，3、用户界面友好、统一，学习难度低，适合推广。
【附图说明】
[0013]下面通过附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0014]图1为本发明的控制系统连接示意图；
图2为本发明PC端软件通信流程图；
图3为本发明驱动程序流程图。
[0015]图中I为接收端、2为采集模块、3为PC端、4为转换模块、5为控制模块、6为无线发射接收模块。
【具体实施方式】
[0016]下面实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
[0017]一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端1、采集模块2和PC端3，所述接收端1、采集模块2和PC端3依次连接，所述采集模块2和PC端3之间还设置有转换模块4和控制模块5，所述转换模块4 一端与采集模块2连接，另一端与控制模块5连接，所述控制模块5与PC端3连接。
[0018]所述接收端I和采集模块2可以设置有多个，且呈一一对应关系。
[0019]所述控制模块5与PC端3之间还设置有无线发射接收模块6。
[0020]所述PC端3可以有多个，分别通过无线发射接收模块6与控制模块5连接。
[0021]下面实施例仅为本发明的具体实施例，并不限制本发明所保护的范围。
[0022]I)模型加载与切片
首先从PC端加载一个stl或者其他格式的3D模型文件，这里以stl格式为例，PC端控制软件分析该stl文件，起始的80个字节是文件头，用于存贮零件名；紧接着用4个字节的整数来描述模型的三角面片个数，后面逐个给出每个三角面片的几何信息。每个三角面片占用固定的50个字节，依次是3个4字节浮点数(角面片的矢量)，3个4字节浮点数(I个顶点的坐标)，3个4字节浮点数(2个顶点的坐标)，3个4字节浮点数(3个顶点的坐标)，最后2个字节用来描述三角面片的属性信息。一个完整二进制STL文件的大小为三角形面片数乘以50再加上84个字节，总共134个字节。分析完成后，利用切片算法对模型文件进行二维切片，二维切片中包含每个点的打印信息和支架信息。
[0023]2)打印指令和切片发送
无线发射接收模块工作在2.4GHz/5GHz频率，符合IEEE 801.1lac的无线传输要求，PC管理端可以通过该模块和控制模块进行连接，也可以通过有线网络进行连接。
[0024]切片完成后，将二维切片和打印指令(包括打印机选择、材料信息、尺寸等)通过无线发射接收模块或者有线网络发送至控制模块。和控制模块建立socket连接后首先发送一个打印请求数据包，等待控制模块发回响应包后发送打印指令和二维切片。如果发送3次请求包无响应，则认为控制模块出错，程序抛出异常 。指令按照预先定义的格式，文件头包含20个字节。前4个字节表示操作，定义了顺序打印、队列优先打印、删除打印队列等操作；5、6字节定义打印机编号，7-10字节定义材料；11_14字节包含打印尺寸信息；15-20字节为二维切片信息的描述，在收到控制模块的响应包后将这些数据包发送至控制模块。
[0025]3)指令转换
控制模块接收到PC端传来的指令后，将数据放在位于RAM中的缓冲区。首先查看前4个字节定义的操作，如果为打印操作，会接着查看后面5、6字节的打印机编号，查看位于RAM的打印队列中该打印机是否处于工作状态。如果该编号的打印机处于空闲状态，则通过转换模块将打印指令转换为该编号的打印机可识别的数据包格式。提前在转换模块的ROM中已经通过一一对应的方式内置了市面绝大多数型号打印机的通讯协议，在安装打印机时已经指定了打印机型号，这里控制模块就可以根据编号来判断型号，通过转换模块对数据包进行解包封包，将封装后的数据包通过控制模块调用驱动发送至对应的打印机，对应的打印机即开始打印操作，在打印队列中将该编号的打印机标记为工作中，再有打印操作来后只能进行排队。
[0026]4)打印反馈
打印反馈是上面指令转换的逆过程，通过采集模块接收打印机发出的指令，同样发送到控制模块的RAM缓冲区中，调用转换模块对数据包解包，判断指令的操作，分别有打印完成、耗材缺失、传感器故障等指令。解包识别后再次封包通过socket发送至PC管理端。
[0027]通过以上的过程即可完成一次远程3D打印的操作。
[0028]本发明还具有如下优点:
1、兼容性
本发明解决了市面几乎所有型号打印机的兼容性问题，配套的软件兼容绝大多数3D模型文件。
[0029]对于打印机的兼容，由于目前3D打印行业缺乏统一的标准，各家厂商的通讯协议有天壤之别。少数厂家提供了开发SDK，可以直接调用相应的API对打印机进行操作。但大多数厂家并没有提供这样的开发接口，只能通过分析这些打印机的通讯协议来解决协议兼容问题。通过分析仪在旁路监听不同品牌、不同型号的打印机通信，将原配套软件对打印机的操作指令记录，再把这些指令集成进3D打印机控制模块，按照用户选择的打印机型号匹配不同的通讯协议。
[0030]对于3D模型文件格式的兼容，除了有部分开源的文件格式，还有部分是某些厂商的私有格式，需要对相应格式的文件进行逆向分析，以便能正确解析这些模型文件。
[0031]2、PC端控制软件
软件部分在Windows平台中通过MFC微软开发类库实现软件界面的开发，使用CStatic、CButton、CEdit、CList、CComboBox 和 CScrollBar 这些控件进行界面布局。使用Windows的消息机制进行消息响应。网络通信部分通过socket网络编程和控制模块进行通信，考虑到网络传输的安全性，所有通信都采用SSL加密传输的方式。通信部分处理流程见图2。
[0032]Mac平台和Linux平台的管理软件的开发使用移植的方式，使用QT库重建管理界面，通信部分可以现有的Windows平台的代码。
[0033]3、打印机控制模块基于Android 4.X进行控制系统的开发，开发部分包括接收反馈控制端指令、队列打印任务、驱动打印机打印。接收反馈指令通过建立socket后用SSL加密传输。队列打印任务使用由多级队列算法，这种算法有如下优点:1)由用户自己根据作业的紧急程度输入一个适当的优先级；2)由系统或操作员根据作业类型指定优先级；3)根据作业要求资源情况确定优先级。
[0034]这种算法可以较为完美的利用打印资源，实现资源利用最大化。驱动打印机打印由开发的驱动程序完成，在驱动程序中对不同型号的打印机通信方式进行定义，根绝设备型号选用相应的通信协议，驱动程序开发流程图见图3。
【主权项】
1.一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端(1)、采集模块(2)和PC端(3 )，所述接收端(I)、采集模块(2 )和PC端(3 )依次连接，其特征在于:所述采集模块(2 )和PC端(3)之间还设置有转换模块(4)和控制模块(5)，所述转换模块(4)一端与采集模块(2 )连接，另一端与控制模块(5 )连接，所述控制模块(5 )与PC端(3 )连接。2.根据权利要求1所述的一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，其特征在于:所述接收端(I)和采集模块(2)可以设置有多个，且呈一一对应关系。3.根据权利要求1所述的一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，其特征在于:所述控制模块(5)与PC端(3)之间还设置有无线发射接收模块(6)。4.根据权利要求3所述的一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，其特征在于:所述PC端(3)可以有多个，分别通过无线发射接收模块(6)与控制模块(5)连接。
【专利摘要】本发明涉及3D打印机技术领域，更具体而言，涉及一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统。提供一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统；该控制系统可以通过控制模块管理多台不同品牌不同型号的3D打印机，根据接入控制模块的打印机型号，调用该种型号打印机的打印通讯协议，把不同的模型交给相应的3D打印机进行打印；一种兼容多型号3D打印机的远程控制系统，包括接收端、采集模块和PC端，所述接收端、采集模块和PC端依次连接，所述采集模块和PC端之间还设置有转换模块和控制模块，所述转换模块一端与采集模块连接，另一端与控制模块连接，所述控制模块与PC端连接；本发明主要应用在3D打印机方面。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN104898611
【申请号】CN201510177476
【发明人】段亮
【申请人】段亮
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月16日
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